王曉瑜

（1. 西安外事學(xué)院 工學(xué)院，西安 710071；2. 西安建筑科技大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，西安 710077）

0 引言

多工位組合機(jī)床作為一種高效自動化機(jī)加工設(shè)備，可對大批量的零件進(jìn)行鉆、銑、鏜、鉸等多種工藝加工。但傳統(tǒng)的多工位組合機(jī)床，其繼電—接觸器邏輯控制系統(tǒng)，存在電路復(fù)雜、可靠性差、故障診斷與排除困難、維修任務(wù)較大等缺點(diǎn)。為解決上述問題，采用西門子公司的S7-200系列PLC對其電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。

1 多工位組合機(jī)床電氣控制線路要求

組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng)主回路中，共有3臺電動機(jī)，其中M1為氣泵電動機(jī)，M2、M3分別為1號和2號動力頭電動機(jī)，1號和2號動力頭可實(shí)現(xiàn)手動操作和自動操作，同時(shí)增添手動操作工位過程的LED顯示。

機(jī)床上電后，啟動液壓系統(tǒng)，送料臂將工件推入機(jī)床的上料部位，由夾具加緊。按下啟動按鈕SA1，進(jìn)行手動/自動控制模式選擇（SB1手動/SB2自動）。當(dāng)送料臂退回時(shí)，加緊裝置工作實(shí)現(xiàn)工件的可靠夾緊；1號和2號動力頭開始完成各自的快進(jìn)和工作進(jìn)給加工過程，在對應(yīng)工位加工完畢后，兩個(gè)動力頭、上料臂、卸料臂完全退回時(shí)，成品將同時(shí)被松開和轉(zhuǎn)走。組合機(jī)床的工作流程如圖 1 所示[1～3]。

圖1 多工位組合機(jī)床的工作流程圖

1號和2號動力頭的進(jìn)給動作由電磁鐵YA1～YA7控制，而電磁鐵通斷則由行程開關(guān)LS1～LS8控制，在機(jī)床主軸的進(jìn)給與后退過程中，分布在各處的擋鐵碰撞相應(yīng)的行程開關(guān).發(fā)出相應(yīng)的動作命令。電磁鐵工作狀態(tài)見表1。

表1 電磁鐵工作狀態(tài)

2 電氣系統(tǒng)的改進(jìn)措施

2.1 PLC的選型[5]和I/O地址分配

控制系統(tǒng)中，其主回路部分不變，對控制回路進(jìn)行改造。改造后，動力頭啟動/停止按鈕、限位開關(guān)等為PLC輸入控制的開關(guān)量信號；接觸器、電磁閥、行程開關(guān)、指示燈等為PLC輸出控制的開關(guān)量信號。經(jīng)I/O點(diǎn)數(shù)分配得，該系統(tǒng)有14點(diǎn)輸入和10點(diǎn)輸出。因此選用SIEMENS的S7-200 CPU226 AC/RELAY（16點(diǎn)輸入，10點(diǎn)輸出）型PLC。I/O地址分配見表2和表3[4,5]。

表 2 輸入信號地址分配表

表 3 輸出信號地址分配表

2.2 PLC端子接線圖

圖 2 PLC端子接線圖

圖 3 梯形圖

2.3 梯形圖設(shè)計(jì)

根據(jù)組合機(jī)床的控制要求，結(jié)合PLC的I/O地址分配，編制梯形圖，共有三部分：主程序（其中主程序網(wǎng)絡(luò)1為主程序工作模式選擇，網(wǎng)絡(luò)2為機(jī)床輸出單元，網(wǎng)絡(luò)3為手動模式顯示單元）；子程序1手動模式和子程序2自動模式（略）。

3 結(jié)束語

改造后的多工位組合機(jī)床，電氣線路簡化，故障率低, 可靠性高，機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)良好（因有LED顯示，故手動過程操作的選擇與輸出更為直觀有效），電工日常維護(hù)工作量低，提高設(shè)備的生產(chǎn)效率。

[1] 王曉瑜, DU組合機(jī)床單機(jī)液壓回轉(zhuǎn)臺控制系統(tǒng)的PLC改造[J]. 煤礦機(jī)械, 2011, 30(6).

[2] 趙華. 用PLC改造三面銑組合機(jī)床控制系統(tǒng)[J]. 現(xiàn)代機(jī)械, 2010, 30(3): 12-13.

[3] 羅麥風(fēng), 等. 三面銑組合機(jī)床的PLC改造, 煤礦機(jī)械[J],2009, 30(8): 157-158.

[4] 王永華, 等. 現(xiàn)代電氣控制技術(shù)及PLC應(yīng)用技術(shù)[M]. 北京航空航天大學(xué)出版社, 2003.

[5] 西門子公司S7-200系列PLC軟. 硬件手冊[M]. 2003.