基于FX2N-128MR臥式車床電氣控制系統(tǒng)的PLC改造

李瑞斌

摘要 臥式車床是目前廣泛應(yīng)用于機械加工的機床，本文通過分析普通臥式車床電氣控制線路接線復(fù)雜、故障率高等缺點，在此基礎(chǔ)上引入了應(yīng)用三菱FX2N系列PLC對普通車床電氣控制方案進行設(shè)計，在保留主電路的原有元件的基礎(chǔ)上，利用PLC進行改造可以大大提高系統(tǒng)的可靠性，減少了工人的勞動強度，使系統(tǒng)的靈活性有了很大的提升。

【關(guān)鍵詞】臥式車床 PLC 改造

臥式車床是目前廣泛應(yīng)用于機械加工的車床，加工的類型包括各種旋轉(zhuǎn)表面、螺紋和端面。主要由主軸箱、進給箱、溜板箱、掛輪箱、刀架、尾座等結(jié)構(gòu)組成。普通車床的電氣控制部分常采用傳統(tǒng)的繼電/接觸器控制，這種系統(tǒng)具有線路連接簡單、成本低等優(yōu)點。但其缺點特別明顯，硬件布線方式固定，難以實現(xiàn)各種邏輯控制，而且線路復(fù)雜靈活性非常差此外，由于機械觸頭的工作頻率較低、極易損壞，導(dǎo)致電器控制可靠性差。

1 臥式車床系統(tǒng)的分析

1.1 臥式車床電氣控制分析

臥式車床的型號對主電機有不同的要求，因此控制電路的組成也是不同的。在對電控系統(tǒng)進行改造的時候，首先要對臥式車床的電氣控制電路有一個深入的了解。臥式車床主電路控制中主電機Ml分別負責主軸運動和刀具進給運動，這種電機采用直接起動，實現(xiàn)點動和連續(xù)運動方式，并且可在正/反旋轉(zhuǎn)方向?qū)嵤╇妱油＼囍苿?。冷卻泵電機M2負責控制冷卻泵，在車削加工過程中提供冷卻劑，并可以直接啟動停止。此外快速運動的電機M3，它的功能在任何需要的時候手動控制大溜板箱的快速運動。

車床控制電路中主電機Ml由交流接觸器KM1和KM2組成兩組主觸點來控制電機正向/反向連接;速度繼電器KS的功能是反向制動。電機M2主要通過交流接觸器KM4控制，功能是負責打開和關(guān)閉冷卻電機電路;電機M3由交流接觸器KM5控制。

1.2 PLC改造車床電氣控制線路的分析

1.2.1 PLC選型及I/O地址分配

PLC控制系統(tǒng)的原理是將PLC和輸入輸出設(shè)備進行連接，從而起到相應(yīng)的控制目的和要求。因此，在開始PLC改造設(shè)計前，首先要分析電氣設(shè)備的工作原理，依據(jù)生產(chǎn)過程的控制要求，確定PLC系統(tǒng)的控制方案，然后開始總體系統(tǒng)的設(shè)計。PLC是控制系統(tǒng)的關(guān)鍵，所以需要選擇合適模型和I/O模塊。

臥式車床電氣控制系統(tǒng)進行改造，它的I/0點數(shù)在128以下。這種簡單控制系統(tǒng)其邏輯操作等功能非常簡單，主要功能是實現(xiàn)條件和順序控制。為了滿足以上的動作和功能要求，本次改造選擇了三菱FX2N系列PLC，電氣控制系統(tǒng)設(shè)計要求為輸入端口8個和輸出端口5個。端口分配表如表1所示。

1.2.2 PLC輸入輸出線路設(shè)計

PLC的外部接線圖如圖1所示。

2 PLC系統(tǒng)程序設(shè)計與調(diào)試

2.1 PLC系統(tǒng)程序設(shè)計

在對臥式車床系統(tǒng)控制電路詳細分析的前提下，利用PLC梯形圖來代替繼電/接觸器的電路功能，設(shè)計出符合臥式車床控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相應(yīng)梯形圖，如圖2所示為臥式車床PLC控制梯形圖。

2.2 PLC系統(tǒng)綜合調(diào)試

PLC控制系統(tǒng)設(shè)計好以后進行綜合調(diào)試，先要編譯PLC程序，利用GX Developer進行模擬運行，通過各種指示燈顯示。在進行調(diào)試達到預(yù)期效果，確定無誤后，接入主電路與機床進行聯(lián)機運行。

3 結(jié)束語

隨著科技水平的不斷提升，車床常規(guī)的繼電接觸器控制系統(tǒng)方案由于硬件復(fù)雜、靈活性差等因素，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代制造的需求。在保留主電路的原有元件的基礎(chǔ)上，利用PLC進行改造可以大大提高系統(tǒng)的可靠性，減少了工人的勞動強度，使系統(tǒng)的靈活性有了很大的提升，使用性達到了相應(yīng)的標準，值得進行市場推廣。

參考文獻

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