3MZ147軸承外圈溝磨床電氣控制系統(tǒng)的改造

李其杰

（廣東陽(yáng)春軸承股份有限公司，廣東陽(yáng)春 529600）

3MZ147自動(dòng)軸承外圈溝磨床是上世紀(jì)90年代初期的軸承生產(chǎn)設(shè)備，以國(guó)產(chǎn)PLC作為控制主機(jī)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制。由于主機(jī)殘舊破損，且相關(guān)類(lèi)型的產(chǎn)品已淘汰停產(chǎn)，導(dǎo)致電氣系統(tǒng)故障頻繁且難以修復(fù)，機(jī)床不能正常運(yùn)行，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)，亟需改造升級(jí)。為此決定使用三菱小型PLC及臺(tái)灣海泰克觸摸屏，對(duì)原機(jī)床電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，恢復(fù)機(jī)床的正常運(yùn)行。

1 磨床的結(jié)構(gòu)及其工作流程

整機(jī)的主要機(jī)械部件有機(jī)械手、工作臺(tái)、磨架、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、補(bǔ)償機(jī)構(gòu)、修整器，以及行程開(kāi)關(guān)等發(fā)訊部件和電磁閥等執(zhí)行部件。機(jī)床的工作狀態(tài)分為自動(dòng)、調(diào)整和長(zhǎng)期修整三種。3MZ147磨床的自動(dòng)循環(huán)工作過(guò)程包括上料、上磁、磨架進(jìn)、跳進(jìn)、快趨、粗進(jìn)給、精進(jìn)給、光磨，以及修整器修整、補(bǔ)償?shù)葎?dòng)作，在PLC的控制下按編制好的工作程序自動(dòng)完成。調(diào)整狀態(tài)時(shí)，機(jī)床的各種動(dòng)作可分別單獨(dú)操作。長(zhǎng)期修整狀態(tài)則對(duì)砂輪進(jìn)行連續(xù)修整的動(dòng)作。

2 PLC的選型及輸入輸出端子的分配

原機(jī)床PLC的輸入輸出端子共80個(gè)，數(shù)量較多。經(jīng)過(guò)篩選，除了保留各種行程開(kāi)關(guān)和電磁閥占用的輸入輸出端子外，充分利用新加裝的觸摸屏的強(qiáng)大功能，將原來(lái)操作面板上的開(kāi)關(guān)、旋鈕和指示燈盡可能用觸摸屏中的控制部件代替，以達(dá)到節(jié)省PLC端口數(shù)量、簡(jiǎn)化接線和降低故障率的效果。

其中，原來(lái)光磨延時(shí)的時(shí)間設(shè)置及計(jì)數(shù)修整的數(shù)量設(shè)置共使用16個(gè)輸入點(diǎn)，現(xiàn)使用觸摸屏的數(shù)值輸入功能，即可實(shí)現(xiàn)各數(shù)值的設(shè)置和顯示，不占用PLC的輸入點(diǎn)。

原來(lái)執(zhí)行各個(gè)調(diào)整動(dòng)作的鈕子開(kāi)關(guān)及其他旋鈕共使用11個(gè)輸入點(diǎn)，現(xiàn)使用觸摸屏的多功能觸摸開(kāi)關(guān)，即可實(shí)現(xiàn)原有的功能，不占用PLC的輸入點(diǎn)。

原來(lái)顯示機(jī)床工作狀態(tài)及報(bào)警的指示燈共使用5個(gè)輸出點(diǎn)，現(xiàn)使用觸摸屏的指示燈及報(bào)警功能，即可實(shí)現(xiàn)相關(guān)的功能，不占用PLC的輸出點(diǎn)。

通過(guò)對(duì)PLC和觸摸屏的整合，把PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù)壓縮到40點(diǎn)，即可完全滿足機(jī)床控制的需要。最后確定PLC選用三菱FX1N-40MR，觸摸屏選用臺(tái)灣海泰克PWS1711。

3 PLC程序的設(shè)計(jì)

PLC的程序按照原機(jī)床PLC程序的工作流程設(shè)計(jì)。由于原程序流程是采用步進(jìn)指令設(shè)計(jì)的，而三菱FX系列PLC編程語(yǔ)言中也有相類(lèi)似的步進(jìn)順控（STL）指令，故參考原來(lái)的程序可以很方便地編制出三菱PLC的工作程序，稍加調(diào)試便可正常運(yùn)行[1-4]。

4 觸摸屏畫(huà)面的設(shè)計(jì)

觸摸屏的主要功能有：數(shù)據(jù)的輸入和顯示，設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)信息的顯示，報(bào)警處理，以及觸摸開(kāi)關(guān)、指示燈等功能豐富的控制部件[2-3]。

觸摸屏的主畫(huà)面是機(jī)床正常工作時(shí)顯示的畫(huà)面，上面設(shè)有機(jī)床各種實(shí)時(shí)信息的顯示，設(shè)置了一些控制機(jī)床工作狀態(tài)的按鈕，通過(guò)觸摸畫(huà)面底部的一組觸摸開(kāi)關(guān)，主畫(huà)面可以很方便地切換到其他畫(huà)面。見(jiàn)圖1。

手動(dòng)畫(huà)面上設(shè)置了一系列觸摸按鈕，用來(lái)控制機(jī)床在調(diào)整狀態(tài)時(shí)各部件分別單獨(dú)動(dòng)作。見(jiàn)圖2。

圖1 主畫(huà)面

圖2 手動(dòng)畫(huà)面

參數(shù)畫(huà)面上設(shè)有幾個(gè)設(shè)值按鈕，可方便設(shè)置各種工作參數(shù)。見(jiàn)圖3。

報(bào)警畫(huà)面則在報(bào)警發(fā)生時(shí)顯示相應(yīng)的報(bào)警信息。見(jiàn)圖4。

圖3 參數(shù)畫(huà)面

圖4 報(bào)警畫(huà)面

輸入輸出畫(huà)面則實(shí)時(shí)顯示各輸入輸出端口的狀態(tài)。見(jiàn)圖5。

圖5 輸入輸出畫(huà)面

5 結(jié)束語(yǔ)

在3MZ147磨床電氣控制系統(tǒng)的改造中，采用了新型的PLC和觸摸屏，不僅能夠完全滿足機(jī)床工作的要求，而且大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的硬件，降低了系統(tǒng)的故障率。利用觸摸屏顯示的各種信息，操作、維修人員能更方便、準(zhǔn)確地掌握機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)和故障部位，大大提高了生產(chǎn)效率。另外，3MZ147外圈溝磨床改造工作的成功，也為其他同類(lèi)磨床的改造提供了可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

［1］鐘肇新，彭侃.可編程控制器原理及應(yīng)用：2版［M］.廣州：華南理工大學(xué)出版社，1992.

［2］錢(qián)曉光，李莉萍.人機(jī)界面在3MZ136磨床控制系統(tǒng)改裝中的應(yīng)用［J］.軸承，2008（2）：22-24.

［3］吳劍峰，沙杰.基于人機(jī)界面的高精度數(shù)控內(nèi)圓磨床伺服系統(tǒng)構(gòu)成與控制［J］.機(jī)電工程技術(shù)，

2009（10）：50-51.

［4］ADP軟體使用手冊(cè)version3［Z］.泉毅電子股份有限公司，2003.