PLC在CW6163臥式車床升級(jí)改造中的應(yīng)用研究

馬遠(yuǎn)平 劉靜 黃堯（玉門油田分公司機(jī)械廠 甘肅 酒泉 735200）

CW6163臥式車床作為一種中型車床，在實(shí)際加工應(yīng)用中能夠進(jìn)行最大直徑為630mm以及最大長(zhǎng)度為3000mm的機(jī)械零部件的加工制造，是機(jī)械加工制造中比較常見(jiàn)的一種臥式車床。由于CW6163臥式車床控制系統(tǒng)的控制線路以及電器結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，使得在實(shí)際加工應(yīng)用中不僅故障問(wèn)題發(fā)生的概率比較高，并且對(duì)于車床的維護(hù)管理難度也相對(duì)比較大，導(dǎo)致加工制造的生產(chǎn)效率相對(duì)比較低，成為工業(yè)生產(chǎn)以及設(shè)備改造中研究和關(guān)注的重點(diǎn)。

一、CW6163臥式車床的電氣控制要求分析

結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)以及加工制造領(lǐng)域中對(duì)于CW6163臥式車床的應(yīng)用實(shí)際，在實(shí)際加工應(yīng)用中，CW6163臥式車床的加工制造運(yùn)動(dòng)方式主要有主運(yùn)動(dòng)以及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、輔助運(yùn)動(dòng)三種形式，其中，主運(yùn)動(dòng)主要是由車床的主軸借助卡盤或者是頂尖的帶動(dòng)作用，在對(duì)于工件帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)情況下，完成對(duì)于工件的生產(chǎn)加工與制造；而進(jìn)給運(yùn)動(dòng)則是借助車床中的溜板對(duì)于刀架的橫向或者是縱向的直線帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械零部件的加工制造；輔助運(yùn)動(dòng)是在車床刀架的快速移動(dòng)作用下，通過(guò)工件的夾緊或者是放松控制，在快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)作用下，完成對(duì)于機(jī)械零部件的加工制造。

圖1 CW6163臥式車床控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖

控制系統(tǒng)作為車床加工運(yùn)行的重要系統(tǒng)，對(duì)其工作運(yùn)行有著非常重要的作用和影響。根據(jù)CW6163臥式車床的電氣控制原理，在車床工作運(yùn)行中，其控制系統(tǒng)需要完成和實(shí)現(xiàn)的控制作用和功能主要如下。首先，CW6163臥式車床的電氣控制系統(tǒng)需要滿足車床主軸以及電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行的平穩(wěn)性要求，同時(shí)還需要具備相應(yīng)的停車制動(dòng)作用和功能；其次，在車床加工運(yùn)行中，電氣控制系統(tǒng)還需要使車床的主軸電動(dòng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)正反兩個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)行，在車床完成車削加工的過(guò)程中，能夠及時(shí)對(duì)于車床刀具和工件進(jìn)行冷卻，避免溫度過(guò)高對(duì)于車床的加工使用壽命產(chǎn)生影響；再次，車床電氣控制系統(tǒng)還需要具備進(jìn)行車床主軸轉(zhuǎn)速以及進(jìn)給速度的調(diào)節(jié)控制作用，并在機(jī)床各電路中設(shè)置必要的保護(hù)或者是連鎖、照明等電路，保障電氣故障下的車床加工運(yùn)行安全；最后，為保證車床加工運(yùn)行的安全穩(wěn)定，還需要在車床電氣控制系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)能夠快速移動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，以滿足車床加工運(yùn)行的要求。如下圖1所示，為CW6163臥式車床控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

在上圖所示的車床控制電路中，M1表示的是主軸電動(dòng)機(jī)，M2表示的是冷卻泵電動(dòng)機(jī)，M3表示的是快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)，QS表示的是隔離開關(guān)，而FU1至FU6表示的是熔斷器，KM1至KM5則表示的是交流接觸器，TA表示的是電流互感器，F(xiàn)R1-FR2表示的是熱繼電器，R表示的是限流電阻。

二、PLC在CW6163臥式車床升級(jí)改造中的應(yīng)用分析

結(jié)合上述CW6163臥式車床的電氣控制要求，在進(jìn)行該車床控制系統(tǒng)的升級(jí)改造中，主要是進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及控制程序的改造設(shè)計(jì)。其中，對(duì)于控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改造設(shè)計(jì)，需要進(jìn)行控制系統(tǒng)I/O出入口以及控制電路設(shè)計(jì)，在進(jìn)行I/O地址分配設(shè)置中，結(jié)合車床電氣控制要求，需要進(jìn)行10個(gè)輸入端口和6個(gè)輸出端口的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)這一情況，從車床運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性角度出發(fā)，本文選擇了S7-224CN作為車床控制系統(tǒng)的PLC控制單元，以對(duì)于車床的加工運(yùn)行進(jìn)行控制。

其次，在進(jìn)行車床控制系統(tǒng)中的控制程序與軟件設(shè)計(jì)中，結(jié)合車床電氣控制要求以及控制電路的改造設(shè)計(jì)情況，專門設(shè)置了梯形的PLC控制程序。

該車床的梯形控制過(guò)程在車床加工運(yùn)行中，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)于車床主軸電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)運(yùn)行控制、停車制動(dòng)控制以及進(jìn)行冷卻泵電動(dòng)機(jī)和刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行控制，通過(guò)對(duì)于車床電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)車床加工運(yùn)行的控制，避免車床加工運(yùn)行中問(wèn)題故障的發(fā)生，提高車床加工運(yùn)行的質(zhì)量效率。

結(jié)束語(yǔ)

總之，CW6163臥式車床作為一種較為常見(jiàn)并且應(yīng)用普遍的車床，通過(guò)PLC的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)于車床控制系統(tǒng)的升級(jí)改造，不僅能夠提高車床加工運(yùn)行的控制性能，避免車床加工運(yùn)行故障問(wèn)題發(fā)生，同時(shí)還能夠提高車床加工運(yùn)行的質(zhì)量效率，具有積極作用和意義。

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[2]陳艷紅，鄧娜.S7-200PLC在雙柱立式車床控制中的應(yīng)用[J].制造業(yè)自動(dòng)化.2011（1）.