基于 PLC、變頻器和觸摸屏的 T68 型鏜床電控系統改造
2019-3-1 來源： 淮海技師學院 作者：湯波紅
摘 要：T68 型臥式鏜床是我國目前普遍使用的一種機床，對加工精度要求較高。部分企業及高校仍采用傳統的繼電接觸器對 T68 型臥式鏜床的電路進行控制，使 T68 型臥式鏜床存在線路復雜、可靠性差、故障檢測與排除難度大等問題。本文提出了采用可編程控制器（PLC）、變頻器和觸摸屏對 T68 型臥式鏜床電氣控制系統進行設計、改造，提高了 T68 臥式鏜床電氣控制系統的可靠性和抗干擾能力，減少了維護、維修的工作量，保證了 T68 型臥式鏜床電控系統的快速性、準確性、合理性 , 提高了經濟效益，使整個生產系統得到優化。
關鍵詞：T68 鏜床； PLC；觸摸屏；變頻器；改造
鏜床是精密加工機床的一種，在冷加工中使用較多，大多用來加工精度、光潔度要求較高的孔以及各孔間的距離要求比較精確的零件。T6 型臥式鏜床主要用于鏜孔、鉸孔、鉆孔、加工端平面。隨著先進技術的不斷發展，特別是 PLC、變頻器、觸摸頻等自動化新型控制策略的應用，控制方法由手動控制到由 PLC 控制，控制功能由簡單控制發展到智能控制，控制原理由硬接線繼電接觸器控制系統發展到以微處理器為核心的自動控制系統。如果繼電接觸控制系統的某一個接觸器壞了，都有可能使整個系統癱瘓，而故障的查找和排除又非常困難。由于繼電接觸器控制系統存在的可靠性低、適應性差等問題，不但影響生產效率，而且維護也不方便。基于這些問題 , 本文通過用 PLC 變頻器、觸摸屏控制系統改造了原來的 T68 鏜床繼電接觸控制系統，改善了其性能，提高了自動化程度，同時也提高了生產效率，并能準確地保證其加工精度。
1 、T68 臥式鏜床概述
1.1 T68 臥式鏜床的主要結構
T68 臥式鏜床主要由床身、前立柱、后立柱、工作臺、鏜頭架、尾架等構成。
1.2 T68 型臥式鏜床電氣原理圖及控制要求
（1）各方向的進給運動都有正反兩個方向的轉動，故主電機必須能實現正、反轉；（2）根據快速進給要求，主電動機要能實現正、反轉的點動控制；（3）主電動機為雙速電機，可提供高、低兩種速供選擇，運轉時應先經低速啟動再換接到高速運轉。
2、 PLC、變頻器、觸摸屏改造 T68 型鏜床
2.1 確定改造方案
（1）按照 T68 鏜床電氣控制原理及控制要求，明確改造思路；（2）原線路中的主令電器（按鈕、行程開關等）不可變動；（3）采用單臺變頻器替代 T68 臥式鏜床原有雙速電機電路，用變頻器驅動普通三相異步電動機實現主軸電動機調速，省去時間繼電器；（4）確定人機界面的控制功能，使用觸摸屏進行操作，使操作得以簡化，設計觸摸屏畫面；（5）用 PLC 編程控制
T68 臥式鏜床繼電器控制中的硬接線，使用晶體管輸出型 PLC，增加 DC24V 繼電器，以驅動接觸器線圈。
2.2 確定變頻器型號、改造優點
（1）選擇變頻器型號：本文選用三菱型號為 FR-
E740 的變頻器。
（2）變頻器改造優點：1）節能，提高生產效率；2）應用變頻調速能實現無極調速；3）運用變頻調速能優化生產工藝過程，提高產品性能，提高生產線自動化和改善適用環境等。
2.3 選擇觸摸屏型號、設計觸摸頻畫面
（1）選擇觸摸屏型號：本文中擬采用三菱 GT1055觸摸屏
（2）觸摸屏畫面要求能實現：1）進入 T68 臥式鏜床操作系統；2）觸摸屏操作有效與無效控制；3）主軸正轉 M0、反轉啟動 M1 控制；4）主軸點動正轉 M2、點動反轉 M3 控制；5）主軸停止 M4 控制。
（3）設計觸摸屏畫面。
2.4 T68 型臥式鏜床控制線路的 PLC 改造
（1）選擇 PLC 型號：根據控制要求，僅需要 11 個輸入點，7 個輸出點，又基于三菱的 PLC 價格便宜且在市場上應用廣泛，適用于經濟型的改造，因此，選用三菱型號為 FX3U-48MT 的 PLC。
（2）繪制改造后的電氣控制線路圖：根據改造方案，設計 T68 臥式鏜床改造后的電氣控制線路圖，增加斷路器 QF 為必要的保護。
（3）設計 PLC 程序。
3 、控制系統改造后的調試
用戶程序設計完成后，一般先做模擬調試，驗證設計的程序是否符合要求。在模擬調試時，外接部分的輸入開關作為模擬輸入信號，通過觀察輸出模塊上二極管的發光情況來判斷 PLC 的輸出是否正常，發現問題立即檢查和修改程序，直至達到控制要求。其次再進行聯機調試，即將通過模擬調試的程序進一步連接設備調試，循序漸進的進行，先連接 PLC 輸入設備，再連接輸出設備，最后接上實際負載等逐步進行調試，逐一排除調試中發現的問題 , 直至調試成功。
4 、結語
以原有的 T68 型臥式鏜床控制系統為基礎，經三菱FX3U-48MT 的 PLC、GT1055 觸 摸 屏、FR-E740 的變頻器改造后，并利用三菱 FX3U-48MT 型號的 PLC對編程結果進行驗證。設計出了符合生產要求，自動化程度相對較高，應用前景廣泛的基于 PLC 觸摸屏、變頻器控制的 T68 型臥式鏜床電控系統。通過調試運行，證明了控制系統改造的合理性和整個系統方案的正確性，通過改造使傳統的鏜床成為機電一體化的新產品 ,提高了生產過程的效率、降低了成本、節省了能源。控制系統能滿足所需要求，達到了預期的目的。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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