戴壽超

(閩西職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建龍巖364021)

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T68臥式鏜床的PLC改造設(shè)計(jì)

戴壽超

(閩西職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建龍巖364021)

摘要：分析了T68臥式鏜床控制系統(tǒng)的主要功能和常見故障。針對控制系統(tǒng)存在線路復(fù)雜、可靠性差、故障率高等缺點(diǎn)，選用三菱FX3U-32MR為控制系統(tǒng)核心，通過PLC的I/O地址分配布置及外部硬件接線和梯形圖程序設(shè)計(jì)，完成控制系統(tǒng)改造。經(jīng)過運(yùn)行調(diào)試，滿足了企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)要求，提高了鏜床工作的可靠性。

關(guān)鍵詞：可編程控制器；T68鏜床；故障檢修；技術(shù)改造

0引言

鏜床是機(jī)械加工中使用比較普遍的設(shè)備，主要用來加工精度高的孔以及孔間距離要求較為精確的零件。以常見的T68臥式鏜床為例，不僅能完成孔加工,而且還能車削端面及內(nèi)外圓、銑削平面等。目前,中小型企業(yè)使用的T68臥式鏜床大部分采用傳統(tǒng)的繼電-接觸器控制，由于繼電接觸器控制線路復(fù)雜,繼電器使用數(shù)目比較多，故障率較高，維護(hù)及檢修相對困難，運(yùn)行穩(wěn)定性變差,最終會(huì)降低零件加工精度。

針對這些問題，本文采用三菱PLC，在原有T68臥式鏜床工藝加工不變的基礎(chǔ)上，對傳統(tǒng)的繼電-接觸器控制系統(tǒng)進(jìn)行PLC改造，以實(shí)現(xiàn)提高設(shè)備工作可靠性的目的。

1T68臥式鏜床簡介

1.1控制系統(tǒng)

T68臥式鏜床主要由床身、前立柱、主軸箱、后立柱和工作臺(tái)等部件構(gòu)成。電氣控制電路如圖1所示。鏜床的部件運(yùn)動(dòng)由2臺(tái)電機(jī)控制，在加工過程中主軸與平旋盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由主軸電機(jī)M1控制，主軸的軸向進(jìn)給、主軸箱的垂直進(jìn)給以及工作臺(tái)的進(jìn)給由快速移動(dòng)電機(jī)M2控制。

圖1　T68臥式鏜床電氣控制電路

1.2主要控制功能

T68臥式鏜床電氣控制系統(tǒng)不僅具有主軸電機(jī)M1的正反轉(zhuǎn)及點(diǎn)動(dòng)控制、M1的變速控制、M2的快速移動(dòng)控制等功能，而且在加工零件時(shí)設(shè)有安全聯(lián)鎖保護(hù)功能[1]。

1)主軸電機(jī)M1的正反轉(zhuǎn)及點(diǎn)動(dòng)控制。當(dāng)按下SB3或SB2后，KM1或KM2通電吸合并自鎖，實(shí)現(xiàn)M1的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)啟動(dòng)控制；當(dāng)按下SB4或SB5后，實(shí)現(xiàn)M1的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制。

2)主軸電機(jī)M1的高低速切換及制動(dòng)控制。在加工零件需要速度變化時(shí)，可由手柄機(jī)械機(jī)構(gòu)連接的行程開關(guān)SQ1控制。正常情況下，為了減小啟動(dòng)電流，SQ1打到低速擋位，KM3主觸頭接通，M1以低速啟動(dòng)運(yùn)行；當(dāng)需要切換到高速時(shí)，SQ1打到高速擋位，通過KT延時(shí)使KM4、KM5主觸頭接通，M1自動(dòng)切換到高速運(yùn)行狀態(tài)。而M1的停車制動(dòng)由制動(dòng)電磁鐵YB實(shí)現(xiàn)，當(dāng)KM3或KM5輔助觸頭斷電釋放時(shí)，制動(dòng)電磁鐵YB因失電而制動(dòng)，主軸電機(jī)M1制動(dòng)停車。

3)變速切換控制。變速控制由變速手柄操作，在零件加工過程中想改變M1的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，先將變速手柄拉出，此時(shí)手柄將壓住變速開關(guān)SQ2，SQ2斷開，使KM3或KM4、KM5均失電，同時(shí)YB失電，M1立即被制動(dòng)，選擇好轉(zhuǎn)速后，再將手柄推進(jìn)去，SQ2復(fù)位，處于閉合狀態(tài)。

4)快速移動(dòng)電機(jī)M2控制。主軸的軸向進(jìn)給、主軸箱的垂直運(yùn)動(dòng)、工作臺(tái)的進(jìn)給等快速移動(dòng)由M2控制，通過不同的齒輪、絲桿的連接來完成各個(gè)方向的快速移動(dòng)。當(dāng)位置開關(guān)SQ6壓合，KM6通電吸合，正向快速移動(dòng)；當(dāng)位置開關(guān)SQ5壓合，KM7通電吸合，反向快速移動(dòng)。

5)安全聯(lián)鎖保護(hù)。在零件加工過程中，為了避免同時(shí)出現(xiàn)主軸進(jìn)給和工作臺(tái)或主軸箱快速進(jìn)給而造成誤操作，采用2個(gè)并聯(lián)的限位開關(guān)SQ3、SQ4實(shí)現(xiàn)安全聯(lián)鎖。當(dāng)2個(gè)手柄中只有1個(gè)處在進(jìn)給位置時(shí)，則SQ3或SQ4壓合，控制系統(tǒng)正常工作；當(dāng)2個(gè)手柄都處在進(jìn)給位置時(shí)，SQ3和SQ4都斷開，控制系統(tǒng)失效，鏜床停止工作，從而達(dá)到聯(lián)鎖保護(hù)目的。

2控制系統(tǒng)常見故障

由于機(jī)械加工環(huán)境相對較差，T68臥式鏜床采用傳統(tǒng)的繼電-接觸器控制系統(tǒng)，控制線路復(fù)雜，長時(shí)間通電使一些元器件或線路出現(xiàn)老化、接觸不良等現(xiàn)象[2]，導(dǎo)致鏜床無法正常工作。T68臥式鏜床控制系統(tǒng)常見故障見表1所示。

表1　T68臥式鏜床控制系統(tǒng)的常見故障

3控制系統(tǒng)的PLC改造設(shè)計(jì)

針對傳統(tǒng)的T68臥式鏜床出現(xiàn)故障率高，可靠性差，檢修工作量大等問題，保證原有鏜床工藝加工不變的基礎(chǔ)上，保留主電路，不改變原控制系統(tǒng)電氣操作方法，將對T68鏜床控制系統(tǒng)進(jìn)行PLC改造[3-5]。

PLC改造主要包括輸入輸出地址分配、PLC的外部接線以及PLC程序設(shè)計(jì)。

3.1I/O 分配

輸入、輸出信號(hào)地址分配如表2～3。

表2　輸入信號(hào)地址分配

表3　輸出信號(hào)地址分配

3.2PLC的外部接線圖

采用三菱FX3U-32MR對電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，PLC外部接線如圖2所示。為了增加控制系統(tǒng)可靠性，除了程序上采用軟繼電器的觸點(diǎn)互鎖外，還在KM1～KM7的線圈回路上串接接觸器常閉觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)硬件互鎖，保證控制系統(tǒng)安全可靠。

圖2　PLC外部接線

3.3PLC的程序設(shè)計(jì)

PLC的I/O口分配及外部硬件電路接線確定后，根據(jù)T68臥式鏜床的控制要求進(jìn)行PLC程序編寫，程序設(shè)計(jì)如圖3所示。

圖3　PLC程序設(shè)計(jì)

4結(jié)語

選用FX3U-32MR對T68臥式鏜床控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，按照文中所述步驟進(jìn)行安裝調(diào)試，完全滿足鏜床的控制要求。通過PLC改造控制系統(tǒng)需要的投入不多，硬件電路的接線大大減少，鏜床控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和自動(dòng)化程度得到提高，運(yùn)行的故障率大幅降低，同時(shí)檢查維護(hù)方便，經(jīng)濟(jì)效益較顯著。改造后的鏜床經(jīng)生產(chǎn)運(yùn)行檢驗(yàn)，效果尤佳，非常適合當(dāng)前國內(nèi)經(jīng)濟(jì)形勢，用很小的技改投入來延長老設(shè)備的生命周期，有良好的市場價(jià)值。

[參考文獻(xiàn)]

[1]李偉,熊新國.機(jī)床電氣控制技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.

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責(zé)任編輯：陳亮

PLC Retrofit Design of T68 Horizontal Boring Machine

DAI Shouchao

(Minxi Vocational & Technical College,Longyan 364021)

Abstract：After an analysis of the main functions and common failures of the T68 horizontal boring machine control system,the paper upgrades the control system to solve the problems including complicated circuits,poor reliability and high failure rate,with Mitsubishi FX3U-32MR as its core,by allocating the I/O addresses of PLC,wiring the external hardware lines and designing the trapezoidal chart procedure.After debugging,the upgraded system meets the enterprises′ actual production requirement,and improves the reliability of the boring.

Key words：PLC;T68 boring machine;trouble shooting;technical transformation

doi:10.3969/j.issn.1671- 0436.2016.02.008

收稿日期：2016- 03- 07

作者簡介：戴壽超(1958—)，男，工程師，講師。

中圖分類號(hào)：TP332;TG531

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1671- 0436(2016)02- 0034- 04