PLC在鏜銑組合機床上的應(yīng)用

分類：解決方案日期：2009-07-08 08:17:09 來源：廠商

1.引言：

　　由于可編程序控制器具有功能強，可靠性高，環(huán)境適應(yīng)能力和抗干擾能力強，以及接線簡單，編程靈活、方便等特點廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制。目前國內(nèi)許多廠家的自動控制系統(tǒng)及加工機床都采用PLC代替繼電控制。如汽車行業(yè)的一汽、二汽，早在八十年代中后期就大力著手將繼電器控制系統(tǒng)改造成可編程控制系統(tǒng)，各廠家在近幾年新進的設(shè)備中大部份都是由可編程控制的。由于市場對菱木變速箱的需求量大，而工廠對菱木變速箱殼體加工的能力有限，需自制一臺菱木變速箱殼體鏜銑組合機床，我承擔(dān)了該機床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)。

2. 鏜銑組合機床的電氣控制要求

　　鏜銑組合機床是用來加工菱木變速箱殼體端面及軸孔的專用機床。機床由中間滑臺、銑削動力頭、小動力頭、鏜削動力頭幾部份組成。工件的夾緊、松開由氣壓控制，工件夾緊在中間滑臺上，由銑削動力頭和小動力頭分別對殼體大、小端面進行銑削加工，由鏜削動力頭對軸孔進行鏜削加工。中間滑臺及鏜削動力頭、小動力頭的進、退由液壓系統(tǒng)驅(qū)動，通過對銑削電機、鏜削電機、液壓電機及液壓電磁閥的通斷控制實現(xiàn)的工作循環(huán)如下：（1）工件安裝并夾緊后，按下啟動按鈕，銑削電機啟動，中間滑臺工進，銑削大端面。（2）銑削完畢后，中間滑臺由工進轉(zhuǎn)快進。（3）快進到位轉(zhuǎn)二次工進，同時小動力頭電機啟動并進給，銑削小端面。（4）銑削完畢后小動力頭電機停止并退，中間滑臺停止并定位。（5）鏜削電機啟動，鏜削動力頭工進對軸孔進行鏜削加工。（6）鏜削動力頭快進。（7）鏜削動力頭二次工進對另一個軸孔進行加工。（8）鏜削動力頭定位并延時。（9）鏜削電機制動。（10）鏜削動力頭快退到原位。（11）中間滑臺快退到原位，夾具松開取出工件，等待下一個循環(huán)。

I/O地址分配表

3.系統(tǒng)硬件設(shè)計

　　根據(jù)上述機床電氣控制要求，輸入輸出均為開關(guān)量，需要PLC檢測的輸入信號有：6個按鈕，8個行程開關(guān)，壓力繼電器及3個轉(zhuǎn)換開關(guān)共計22個。PLC輸出控制信號有：7個電磁閥，3個繼電器，3個信號指示燈共13個。液壓電機的控制及電機的點動控制不通過PLC。因此，選用日本三菱公司的F1-40MR（繼電器輸出，整體式）PLC為基本單元（24個輸入點，16個輸出點）能滿足控制要求。具體的I/O地直分配見上表。PLC控制系統(tǒng)的外部接線圖如圖1。

4.系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　4.1.整體程序設(shè)計

　　在系統(tǒng)程序設(shè)計中，采用了調(diào)整、自動、步進三種控制方式，采用模塊組合結(jié)構(gòu)。將不同控制方式的程序分別編寫，采用條件跳轉(zhuǎn)指令，根據(jù)工作方式選擇開關(guān)決定執(zhí)行哪種控制程序。這樣使得程序結(jié)構(gòu)清晰，編程方便。系統(tǒng)控制程序的總體結(jié)構(gòu)如圖2所示。公共程序是系統(tǒng)共用程序，調(diào)整程序?qū)崿F(xiàn)機床的點動控制。自動程序包括了自動和步進兩種功能。當(dāng)SA3置于調(diào)整狀態(tài)時X412得電，執(zhí)行調(diào)整程序，公共程序中的轉(zhuǎn)換禁止M574有效，自動程序無法轉(zhuǎn)換。當(dāng)SA3置于自動狀態(tài)時X411得電，公共程序中的轉(zhuǎn)換啟動M575在按下啟動按鈕后得電，使自動程序能順利執(zhí)行。當(dāng)SA3置于步進狀態(tài)時X410得電，在按下啟動按鈕時轉(zhuǎn)換啟動M575得電并瞬時斷開轉(zhuǎn)換禁止M574，使自動程序能實現(xiàn)一步轉(zhuǎn)換，執(zhí)行一個工作節(jié)拍，再按一次啟動按鈕執(zhí)行下一個工作節(jié)拍，實現(xiàn)步進控制。

　　4.2.自動程序設(shè)計

　　該鏜銑組合機床是開關(guān)量的順序控制，用軟件編程實現(xiàn)順序控制是PLC最突出的特點。日本三菱F1系列PLC實現(xiàn)順序控制的程序設(shè)計方法主要有四種：采用步進梯形指令（STL）編程;采用移位指令編程;采用置位/復(fù)位（S/R）指令編程;采用啟、停、保電路編程。從直觀易懂，設(shè)計簡捷的角度出發(fā)我選擇了步進梯形指令編制自動程序。順序功能圖和自動程序梯形圖如圖3和圖4所示。