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       摘要：通過對腸ZW 萬能銑床電氣控制系統(tǒng)的P七C 玫造過程的介紹對筋W2 萬能l先床電氣控制系統(tǒng)工作原理進行了闡述, 詳細說明了基于三菱F x ZN一4 8MR 型p瓏進行電氣拉制系統(tǒng)設計的改造方案,并完成了系統(tǒng)程序設計結果表明, 電氣掛制系統(tǒng)整體工作性能得到了有效提高

　
 
    X62W 萬能銑床為一種通用型多功能機床, 其作為一種精密型加工設備, 可進幣平面、斜面、螺旋面和成型表面的加工。
 

    傳統(tǒng)的X62W銑床控制多來用繼電器控制存在控制線路觸電多、故障頻率高、線路復雜、檢修周期長等諸多不足灘{剎巨成與維護帶來諸多問題。

   可編程邏輯控制器 ，是一種專門在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用了可以編程的存儲器, 用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序計算、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令,并能通過模擬式或數(shù)字式的輸人和輸出,控制各種類型機械生產(chǎn)過程。規(guī)代社會的工業(yè)生產(chǎn)對工業(yè)自動化和智能化的要求日益變高, 因此要求生產(chǎn)設備控制系統(tǒng)有更高的可靠性和靈活性、鑒于此, 需要使用更智能化的控制系統(tǒng)來取代傳統(tǒng)的控制系統(tǒng), 使現(xiàn)代工業(yè)自動化控制系統(tǒng)更加符合生成要求。

     基于這一趨勢, 本丈提出采用三菱 （FX2N-48 MR 型PLC 對X62W型臥式萬能銑床的繼電器控制系統(tǒng)進行PLC 改造的方案, 以提高電氣控制系統(tǒng)的工作性能。

     1、x62w銑床控制電路的工作原理

     圖1 為X 62 W 萬能銑床的電氣原理圖,可以看出, 其使用主軸電動機M l、進給電動機M Z 和冷卻泵電動機M 3 等3 臺異步電動機作為拖動系統(tǒng)。

    電氣控制系統(tǒng)原理分析如下:

     1.1 主電路分析

     主電路各電動機控制分析如下:主軸電動機M l : M l 正常工作時拖動主軸, 主軸帶動銑刀工作; 同時M l 通過轉向開關S A 3 預選轉向和正反轉。進給電動機M Z : M Z 正常工作時拖動工作臺實現(xiàn)六個方向的進給運動, 并可改變工作臺移動速度。

     M 2 工作時需要操縱手柄和機械離合器配合冷卻泵電動機M 3 : M 3 由手動開關Q S Z控制來供應切削液。

     1.2 控制電路分析

     控制電路需要的電源電壓為1 10 v, 由控制變壓器T c 提供。

     1.2.1 主軸電動機M l 的控制

     為便于操作, M l 采用兩地控制方式, 其中工作臺和床身上各一組控制。SB1 和SB2為兩組啟動按鈕并聯(lián)運行,SB5和sB6 為兩組停止按鈕串聯(lián)運行。KM1為M l 的啟動接
觸器,YCl 為主軸制動用電磁離合器,SQ1為主軸變速瞬時點動位置開關。
   

     M l 啟動前, 確定主軸轉速, 然后合上電源開關QSl, 調整主軸換向開關SA3。按下啟動按鈕SB1(或SB2 ),KM1線圈得電工作,M l 啟動。按下停止按鈕SB5( 或SB6) , 常閉
觸頭斷開,KM l 線圈失電, M l 停止工作并隨慣性運轉, 常開觸頭閉合,YCl 接通, M l 制動停轉。

    主軸換銑刀時, 調整SA1到換刀位,SA1-1 閉合,YC1線圈得電, 主軸處于制動狀態(tài); 同時SA1-2斷開, 可保證人身安全。

    主軸變速時, 通過M l 點動, 利用SQ1使齒輪系統(tǒng)產(chǎn)生一次抖動, 以便于齒輪嚙合。
 
     1.2 2 進給電動機M Z 的控制主軸啟動后方可進行工作臺的進給運動。工作臺可在3 個坐標的6 個方向進給運動, 其是通過兩個操作手柄和機械聯(lián)動機構來控制相應的位置開關, 使M Z 正轉或反轉, 從而來實現(xiàn)進給運動。

     6 個方向的運動是聯(lián)鎖的, 所以不能同時接通。當需要圓形工作臺旋轉時, 將SA2扳到接通位置, 此時SA2-1 和SA2-3 斷開,SA2-2閉合, 電流路徑為110-13-14-15-20-19-17-1 8,KM3 得電, M 2啟動, 并通過一根專用軸帶動圓形工作臺作旋轉運動。

     圓形工作臺的旋轉運動和6 個方向的進給運動是聯(lián)鎖的, 將SA2 扳到斷開位置后,SA2-1 和SA2-3閉合,SA2-2斷開, 從而保證工作臺在6 個方向的進給運動。左右進給操作手柄可控制工作臺的左右進給運動。

     操作手柄與位置開關SQ5和SQ6聯(lián)動控制, 其有左、中、右三個位置。操作手柄扳向中間位置時,SQ5和SQ6均未被壓合,進給控制電路斷開; 當手柄扳向左( 右) 位
置時, 手柄壓下SQ5(SQ6) , 從而使常閉觸頭SQ5-2(SQ6-2分斷, 常開觸頭SQ5-1 (SQ6-1)閉合,KM3(KM4)得電動作, M2 正轉(反轉)。

    由于在SQ5(SQ6) 被壓合的同時, 機械機構已將M2 的傳動鏈與工作臺下面的左右進給絲杠搭合, 所以M2正轉( 反轉) 拖動工作臺向左或右運動。

    2 、X62W萬能銑床的P L C 控制改造

    2. 1 P L C 改造方案的原則

    (l ) 控制系統(tǒng)的電氣操作方法不變;
    (2) 電氣系統(tǒng)的控制元件不變;
    (3 ) 控制線路熱繼電器控制不變;
    (4 ) 指示燈接線不變;
    (5 ) 變速箱結構和操作方法不變;
    (6 ) 銑床工藝不變;
    (7 ) 原繼電器控制中的硬件接線用軟件來實現(xiàn)。

    2.2 PL C硬件設計

    P L C 的10 端口數(shù)量統(tǒng)計:改造過程中原控制系統(tǒng)保持不變, 因此OI 端口數(shù)量也保持不變。

    2 2.1 輸人端口

    主軸電動機有2 個啟動按鈕,2 個停止按鈕,2 個反接制動速度繼電器,1 個主軸變速沖動行程開關, 共7 個端口;工作臺有1 個右移行程開關,1 個左移行
程開關,1 個前、下移行程開關,1 個后、上移行程開關,2 個快速進給按鈕,1 個變速沖動行程開關, 共7 個端口;圓工作臺油1 個轉換開關, 共1 個端口;冷卻泵電動機起停轉換開關1個, 共1 個端口;綜上所述, 確定PL c 輸人端口的數(shù)量為16 個。

   2.2.2 輸出端口

   主軸電動機有1 個運行交流接觸器,1 個反接制動交流接觸器, 共2 個端口;工作臺進給電動機有1 個正轉交流接觸器,1 個反轉交流接觸器,1 個快速進給電磁鐵交流接觸器, 共3 個端口;冷卻泵電動機有1 個交流接觸器, 共1 個端口。

     綜上所述, 確定P L c 的輸出端口的數(shù)量為6 個。

    P L C型號的選型

    X62W銑床經(jīng)P L c 改造后,P L c 輸人、輸出端口的總個數(shù)為咒個。依據(jù)工程經(jīng)驗,要預留端口總數(shù)的10 % 作為備用端口, 同時還要預留報警電路和故障顯示電路端口, 功能擴展端口和工藝控制等問題所需的端口, 選用1/ 0 總端口數(shù)為48 個的三菱「x ZN 一48 M R 型號的P L c 比較合適。

     其輸人端口數(shù)為24 個,輸出端口數(shù)為24 個。

 
     三菱Fx2N一48MR型P L C端口分配表三菱FX2N一4 8MR 型P L C 的I /O 端口分配如表1 和表2 所示。

                                                        圖2
 

                                               圖3    X62W忱床P LC 牲制梯形圖

    2.5  控制系統(tǒng)電氣原理圖

    根據(jù) X62W的工作原理及工藝流程, 冉索控制1/ 0 端口接線圖如圖2 所示。控制系統(tǒng)程序設計根據(jù)系統(tǒng)控制要求, 設計的冉索控制梯形圖如圖3 所示
。

     3 、結束語

     本文將氏C 技術的思想和設計方法應用到銑床控制系統(tǒng)中, 主要通過軟件來實現(xiàn)控制器的各種功能。本控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定、開發(fā)周期短、故障率低、可靠險高, 并且可以方便地擴展控制器的功能, 靈活性強。

    經(jīng)改造后的銑床設備運行結果證明, 本控制器效果良好。