PLC在仿型車床改造中的應(yīng)用

1 引言
筆者公司有幾臺(tái)80年代生產(chǎn)的仿型車床，因限于當(dāng)時(shí)的條件其電氣部分全部采用了繼電—接觸器控制，電路復(fù)雜故障率高且不宜維修，不僅耽誤了生產(chǎn)還浪費(fèi)了人力，經(jīng)過(guò)仔細(xì)的考慮研究決定對(duì)電氣部分進(jìn)行改造。
2 產(chǎn)品選型
由于PLC在工業(yè)領(lǐng)域的推廣，當(dāng)前市場(chǎng)上品牌眾多，既包括一些進(jìn)口的著名品牌，也有國(guó)產(chǎn)品牌。但它們?cè)诠δ苌洗笸‘悾瑑r(jià)格差異卻很大。所以在選擇PLC時(shí)主要結(jié)合控制系統(tǒng)輸入/輸出(I/O)點(diǎn)的需求以及性價(jià)比等多方面因素來(lái)考慮。通過(guò)綜合比較以后，選用了三菱公司的FX2N系列小型PLC。FX2N系列是集小型化、高速度、高性能等眾多特點(diǎn)于一身的高檔次超小型PLC。考慮到工藝和設(shè)備的改動(dòng)，或I/O點(diǎn)的損壞、故障等，最終選擇了FX2N-64MR PLC，I/O(輸入/輸出)點(diǎn)見附表。

3 仿型車床的原理及程序設(shè)計(jì)
該種車床配置有兩個(gè)刀架(仿型刀架和下切刀架)，其中下切刀架負(fù)責(zé)切槽，仿型刀架依靠樣件切出工件。
仿型刀架工作流程如圖1所示:

圖1 仿型刀架工作流程圖

下切刀架工作流程如圖2所示:

圖2 下切刀架工作流程圖

在該系統(tǒng)中分兩種工作方式:
(1) 手動(dòng)
用于機(jī)床的調(diào)試和對(duì)刀，動(dòng)作反映為仿型刀架的單獨(dú)引刀、快進(jìn)、工進(jìn)下切刀架的單獨(dú)快進(jìn)、工進(jìn)等動(dòng)作;
(2) 自動(dòng)循環(huán)
用于工件的加工，其中又分為三種自動(dòng)循環(huán):
·單獨(dú)仿型;
·先仿型后下切;
·先下切后仿型。
因手動(dòng)動(dòng)作都是單一的動(dòng)作比較簡(jiǎn)單，在這里就不詳細(xì)介紹了，重點(diǎn)介紹一下自動(dòng)循環(huán)。由于自動(dòng)循環(huán)動(dòng)作為順序控制，所以在程序編寫上大量采用了FX系列PLC的SFC，SFC程序是根據(jù)機(jī)械工作流程設(shè)計(jì)的順序控制程序，所以，梯形圖非常直觀易懂，工序間的互鎖和雙向輸出等的處理由PLC自動(dòng)進(jìn)行，因此，用各工序的簡(jiǎn)單順序控制設(shè)計(jì)可以進(jìn)行機(jī)械控制，這樣就極度簡(jiǎn)化了PLC的內(nèi)部梯形圖。
舉例說(shuō)明SFC圖如圖3所示:

圖3 順序控制功能圖

自動(dòng)循環(huán)的程序流程如圖4所示:

圖4 自動(dòng)循環(huán)程序框圖

4 實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng)
(1) 因?yàn)镻LC的內(nèi)部輸出為繼電器，負(fù)載都是直流感性負(fù)載(繼電器線圈)為了減少火花放電對(duì)接點(diǎn)損害，所以，在負(fù)載兩端并聯(lián)續(xù)流二極管(當(dāng)PLC接點(diǎn)打開時(shí)，感性負(fù)載線圈儲(chǔ)存的能量通過(guò)二極管續(xù)流放出，以發(fā)熱方式消耗)，再通過(guò)外部繼電器觸點(diǎn)去驅(qū)動(dòng)電磁閥，這樣可以大大延長(zhǎng)PLC內(nèi)部繼電器觸點(diǎn)的使用壽命，如圖5所示:

圖5 繼電器的正確使用接線

(2) 不正確的接地和電氣控制柜布線的不合理，都會(huì)導(dǎo)致PLC受電器噪聲干擾而不能正常工作。為避免此類故障的發(fā)生，要求系統(tǒng)應(yīng)正確良好的接地。低電壓信號(hào)線和高電壓動(dòng)力線應(yīng)盡可能的獨(dú)立布線，放置在各自的線槽中，并盡可能的減少電線的長(zhǎng)度，將干擾降到最低。
5 結(jié)束語(yǔ)
機(jī)床改造一年多來(lái)維修率下降了90%以上，只零星維修過(guò)外圍的按鈕和行程開關(guān)，充分證明了可編程序控制器PLC在仿型車床控制系統(tǒng)中的成功應(yīng)用，大大減輕了機(jī)床維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了人力物力。有效保證了機(jī)床的安全可靠高效運(yùn)行，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。