基于PLC的液壓動力滑臺控制系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì)

劉海東， 李琴

（攀枝花學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，四川 攀枝花 617000）

0 引言

液壓動力滑臺作為組合機(jī)床的通用部件，在組合機(jī)床中得到了廣泛應(yīng)用，配置相應(yīng)的動力頭、主軸箱及刀具等可以對工件完成各種孔、端面等的加工。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中使用大量的中間繼電器、接觸器，控制觸點(diǎn)多、故障率高、可靠性差、維修不方便等缺點(diǎn)［1］，為了提高機(jī)床控制系統(tǒng)的可靠性，降低其故障率，提高加工效益，很多企業(yè)對其進(jìn)行了改造。本文以“液壓動力滑臺二次工作進(jìn)給控制系統(tǒng)”為例，采用三菱FX2N系列的PLC對其進(jìn)行了改造，實(shí)現(xiàn)了控制要求。

1 動力滑臺液壓系統(tǒng)以及工作原理分析

1.1 液壓系統(tǒng)

二次工作進(jìn)給的液壓系統(tǒng)和控制電路分別如圖1、圖2所示，實(shí)現(xiàn)的工作循環(huán)是：快進(jìn)→一次工進(jìn)→二次工進(jìn)→快退→原位停止。

工作循環(huán)如圖3所示，電磁鐵動作順序如表1。

表1 動力滑臺電磁鐵動作順序表

1.2 工作原理分析

以下簡單介紹動力滑臺的工作循環(huán)［2］：

1）滑臺原位停止：壓下行程開關(guān) SQ1，兩觸頭 SQ1=“1”=“0”，電磁鐵 YA1、YA2、YA3、YA4 均為斷電狀態(tài)，滑臺原位停止。

2）滑臺快進(jìn)：把轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1扳到“1”位置，按下啟動按鈕SB1，KA1得電自鎖，繼而電磁鐵YA1、YA3得電，電磁閥1HF、2HF推向右，滑臺快進(jìn)。

3）滑臺一工進(jìn)：滑臺擋鐵壓下行程開關(guān)SQ3，KA2得電自鎖，電磁鐵YA3斷電，2HF復(fù)位，液壓油經(jīng)節(jié)流閥1L流入油箱，滑臺一次工進(jìn)。

4）滑臺二工進(jìn)：滑臺擋鐵壓下行程開關(guān)SQ4，KA3得電自鎖；電磁鐵YA4得電，3HF推向左，液壓油經(jīng)節(jié)流閥1L，2L流入油箱，滑臺二次工進(jìn)，二次工進(jìn)速度由兩個節(jié)流調(diào)速閥調(diào)整，比一次工進(jìn)速度慢。

5）滑臺快退：滑臺擋鐵壓下行程開關(guān)SQ5，KA4得電，電磁鐵 YA2 得電，YA1、YA4 斷電，1HF 推向左，滑臺快退。退到原位時，壓下SQ1、YA2斷電，滑臺停止。

2 PLC改進(jìn)設(shè)計(jì)

2.1 PLC選型

根據(jù)被控對象的輸入信號和輸出信號的總點(diǎn)數(shù)，并考慮到今后調(diào)整和擴(kuò)充，一般應(yīng)預(yù)留15%～20%的備用量。因?yàn)樵撘簤夯_需輸入點(diǎn)8個，輸出點(diǎn)4個，選用日本三菱公司的FX2N-32MR型號的PLC，該機(jī)型有16個輸入點(diǎn)和16個輸出點(diǎn)，滿足該滑臺的控制要求。

2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

控制電路圖2中，轉(zhuǎn)換開關(guān)SA有兩種狀態(tài)，用來切換自動和點(diǎn)動兩種工作方式，當(dāng)SA位于1時，滑臺處于自動工作狀態(tài)；SA位于2時，滑臺處于點(diǎn)動狀態(tài)。為了區(qū)別，在I/O分配表中用SA1-1和SA1-2分別表示圖中的1、2兩個位置。

I/O口的分配情況如表2所示，PLC輸入輸出外部接線圖如圖4。

控制電路中的繼電器 KA1、KA2、KA3、KA4，在PLC中分配輔助繼電器，分別對應(yīng) M100、M101、M103、M107。

表2 I/O分配表

2.3 PLC 軟件設(shè)計(jì)［3］

根據(jù)動力滑臺二次工作進(jìn)給的控制要求以及I/O點(diǎn)的分配情況，采用三菱編程軟件GX Developer進(jìn)行編程，所得梯形圖程序如圖5所示。

3 結(jié)語

本文對液壓動力滑臺二次工作進(jìn)給的繼電器-接觸器控制系統(tǒng)進(jìn)行了PLC改進(jìn)設(shè)計(jì)，改進(jìn)后的控制系統(tǒng)既克服了傳統(tǒng)的硬件控制系統(tǒng)可靠性低、程序更改難等缺點(diǎn)，又具有運(yùn)行穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)、維護(hù)方便、程序更改容易等特點(diǎn)；進(jìn)而提高了生產(chǎn)效率，降低了企業(yè)的運(yùn)營成本。

［1］ 李澤蓉，李琴.液壓動力滑臺的PLC控制系統(tǒng)改造［J］.機(jī)械工程與自動化，2012（3）：129-130.

［2］ 陳遠(yuǎn)齡.機(jī)床電氣自動控制［M］.重慶：重慶大學(xué)出版社，2007.

［3］ 周恩濤.可編程控制器原理及其在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用［M］.北京∶機(jī)械工業(yè)出版社，2003.