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一、前言

以往的油石超精機(jī)床是采用繼電器進(jìn)行控制的，控制部分元件較多，體積龐大，接線復(fù)雜，且可靠性不高，經(jīng)常出現(xiàn)故障。近年來，機(jī)床行業(yè)的自動控制水平在逐步提高。現(xiàn)決定對油石超精機(jī)床進(jìn)行改造升級，用PLC取代傳統(tǒng)的繼電器順序控制，工作周期變短，使工作更可靠，而且編程簡單，診斷方便，抗干擾能力強(qiáng)。

二、電氣控制要求

油石超精機(jī)床的工作原理是把加工工件放在兩個導(dǎo)輥之間，工件會勻速向固定的方向運動，超精頭在氣壓下振動的同時來摩擦工件表面，提高工件的光潔度和圓度等。手動調(diào)整好機(jī)械的各項指標(biāo)，用旋轉(zhuǎn)開關(guān)把工作方式調(diào)節(jié)到自動，按下自動啟動按鈕，PLC開始運行，在程序控制下，冷卻啟動后導(dǎo)輥開始在變頻器無級調(diào)速控制下旋轉(zhuǎn)，開始加工工件。

機(jī)床配有緊急停止和警示功能，一旦發(fā)生機(jī)械故障用戶可以方便地按急停按鈕來停止機(jī)床動作；由于過載等原因出現(xiàn)問題，會點亮報警燈來提醒操作者。

三、系統(tǒng)硬件設(shè)計

1、主電路的設(shè)計

導(dǎo)輥采用變頻控制，PLC控制繼電器的吸合作為變頻控制正轉(zhuǎn)的條件，而導(dǎo)輥調(diào)速采用電位器進(jìn)行模擬控制；冷卻泵由PLC控制接觸器KM的通斷來實現(xiàn)起停；油石的上升和下降由PLC控制電磁閥來實現(xiàn)。

2、PLC系統(tǒng)購置

根據(jù)系統(tǒng)的輸入、輸出點的要求，選用20點的三菱PLC即可以滿足要求。

四、系統(tǒng)軟件設(shè)計

1、零件加工可以方便的進(jìn)行手動/自動轉(zhuǎn)換，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至手動狀態(tài)時，自動不起作用，系統(tǒng)通過操作面板上不同的手動控制按鈕來完成機(jī)床調(diào)整或手動加工；類似的轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至自動狀態(tài)時，按下啟動按鈕，PLC則按預(yù)先設(shè)計的符合工藝要求的程序運行。系統(tǒng)流程圖如圖1所示。

機(jī)床控制系統(tǒng)中，手動部分占用6個輸入點，用于零件自動加工前的調(diào)整或手動加工；自動控制部分涉及6個輸入點，用于零件的程序順序加工。

自動控制部分的輸入、輸出點的分布如表1所示

輸入設(shè)備 輸入地址 輸出設(shè)備 輸出地址
過載保護(hù)QM X000 報警燈HL Y000
緊急停止SB1 X001 導(dǎo)輥啟動KA Y001
復(fù)位SB2 X002 冷卻啟動KM Y002
自動啟動SB3 X003 油石上升YV Y003
自動停止SB4 X004
接地保護(hù) X005

自動控制的程序如圖2所示，為了避免啟動時的電流沖擊，用延時0.5 s來避開冷卻泵與導(dǎo)輥電機(jī)同時啟動。

2、故障檢測與報警電路

一旦機(jī)械部分或控制電路發(fā)生故障，報警燈會被點亮，同時油石抬起來避免誤動作造成損失；故障解除后，可按復(fù)位鈕清除報警。報警的程序如圖3所示。

五、總結(jié)

PLC有豐富的指令集，編程非常靈活，控制相當(dāng)方便。用PLC對超精機(jī)床進(jìn)行升級改造后，系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)簡單，自動化程度高，加工效率高，維修方便，可靠性大大提高。