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煤 礦 機 械 Coal Mine Machinery Vol.31No.02 Feb. 2010 第 31 卷第 02 期 2010 年 02 月 0 引言 可編程控制器 （PLC）具有通用性強 、使用方便 、 可靠性高 、編程簡單等優(yōu)點 ，是我國機械制造行業(yè) 的重要裝備 。 利用 PLC 對傳統(tǒng)繼電器控制機床進行 技術改造 ，是節(jié)約資金 、提高設備自動化程度的一 種有效途徑 。 本文介紹了我單位一臺 T7040 金剛鏜 床的技術改造 ， 并根據(jù)產品加工過程 ， 設計了 PLC 控制程序 。 1 T7040 鏜床的電氣控制要求 T7040 金剛鏜床是用于精密鏜孔的鏜床 ， 工作 臺的進給運動由液壓缸拖動 ， 鏜頭采用 2 臺 TJ6 靜 壓精密鏜頭 ， 液壓泵及兩鏜頭主軸均由電機帶動 ， 能夠以很小的進給量和很高的切削速度進行加工 ， 其控制要求如下 。 （1）兩鏜頭分別由 2 臺電機帶動 ，鏜床工作臺 由液壓缸拖動 ， 因此機床電氣系統(tǒng)中共有 3 臺電 機 。 （2）為縮短輔助工作時間 ，鏜頭主軸電機應采 取有效的制動控制 。 （3）有電源信號燈 、照明燈等輔助電氣設備 。 T7040 鏜床的主電路設計如圖 1 所示 。 主電路 中 ，M1、M2 為鏜頭主軸電機 ， 接整流裝置實現(xiàn)能耗 制動控制 ，M3 為液壓泵電機 ，M1、M2、M3 分別用熱 繼電器 FR2、FR3、FR4 作過載保護 。 QS1 為閉合電 源切斷開關 ，F(xiàn)R1 為電源過載保護 ， 熔斷器 FU1 為 電源短路保護 ， 其余各處使用 FU2～FU5 作短路保 護 。 變壓器輸出 220 V 電源接 PLC，輸出 24 V 電源 接信號燈和照明燈 。 圖 1 T7040 鏜床主電路圖 2 控制電路設計 2.1 產品加工過程 我單位 T7040 鏜床專用于連桿精鏜大小孔工 序 ，工藝過程為 ：①液壓缸起動 ，工作臺快進 →②鏜 頭 1 起動 ， 工作臺工進 ， 鏜削連桿大孔 →③鏜頭 1 停止 ，鏜頭 2 起動 ，工作臺繼續(xù)工進 ，鏜削連桿小 孔 →④工作臺達到終點 ，結束進給 ，鏜頭 2 停止 → ⑤操作者取下工件 ，按 “工作臺快退 ”按鈕 ，工作臺 快速退回原點 ，結束一次加工 。 2.2 PLC 的型號選擇 ，I/O 分配 為實現(xiàn)上述加工過程 ，系統(tǒng)共需開關量輸入點 19 個 ，開關量輸出點 11 個 ，選擇三菱公司的 FX2N- 48MR(24 點繼電器輸入 /24 點繼電器輸出 )PLC，其 I/ O 分配情況分別見表 1、表 2。 2.3 控制電路設計 PLC 控制系統(tǒng) I/O 接線的設計如圖 2 所示 。 基于 PLC 的 T7040 金剛鏜床電氣系統(tǒng)設計 郭 磊 ， 賴思琦 ， 王 勇 （西南科技大學 工程技術中心 ， 四川 綿陽 621010） 摘 要 ： 采用可編程控制器 （PLC）對 T7040 金剛鏜床的電氣系統(tǒng)進行技術改造 ，設計了機床 主電路圖 、PLC 的 I/O 接線圖 ，并根據(jù)產品加工工藝 ，繪制了梯形圖程序 。改造后的 T7040 金剛鏜床 在實際生產中運行平穩(wěn) ，生產效率大大提高 。 關鍵詞 ： PLC； T7040 金剛鏜床 ； 電氣系統(tǒng) 中圖分類號 ： TG53 文獻標志碼 ： B 文章編號 ： 1003 － 0794（2010）02 － 0144 － 02 Electric System Design of T7040 Diamond Boring Machine Based on PLC GUO Lei, LAI Si－qi, WANG Yong (Engineering Center; Southwest University of Science and Technology， Mianyang, 621010， China) Abstract: Diamond boring machine T7040 electrical system transformation Using the programmable logic controller (PLC), design the main circuit of the machine tools and PLC's I / O wiring diagram, and in accordance with product processing technology, drawing the ladder diagram program. T7040 modified diamond boring machine in the actual production run smooth, greatly improved production efficiency. Key words: PLC; T7040 diamond boring machine; electrical system 電源開關 鏜頭 2電機及制動鏜頭 1電機及制動 液壓泵電機 變壓器 信號燈 、照明 照 明 燈 電 源 信 號 燈 FU1 FU2 FR1 FU3 FU4 FU5 FR2 FR3 FR4 QS1 KM1 KM3 KM5 KM2 KM4 PE M1 M2 M3 M 3~ M 3~ M 3~ 24V 220V E 144 表 1 輸入信號分配表 表 2 輸出信號分配表 圖 2 PLC 控制系統(tǒng) I/O 接線圖 3 PLC 程序設計 3.1 梯形圖設計 T7040 鏜床中要控制的元件較多 ，既有繼電器 ， 又有液壓電磁閥 ，各個元件動作需協(xié)調一致 。 在控 制系統(tǒng)中 ，PLC 輸入開關量為按鈕和行程開關信號 ， 輸出為線圈控制信號和信號燈 。 梯形圖設計如圖 3 所示 。 圖 3 PLC 梯形圖 3.2 梯形圖過程分析 根據(jù)產品工序過程需要 ，程序設計了手動和自 動 2 種模式 ，由 SA1 選擇器開關切換操作方式 。 （1）手動模式 SB3、SB4 是工作臺液壓缸電磁換向閥的按鈕開 關 ，在 Y001、Y003 常閉線圈接通 ，即 M1、M2 電機未 起動的情況下 。 當工作臺未達到終點位置 ，即 X016 常閉線圈接通時 ， 按下 SB3 按鈕 ，Y006 線圈得電 ， YV3 工作 ，工作臺快進 ；當工作臺未退回到原點位 置 ，即 X002 常閉線圈接通時 ，按下 SB4 按鈕 ，Y007 線圈得電 ，YV2 工作 ，工作臺快退 。 SB7、SB8 是 M1 電機的起動 /停止按鈕 ，KM1、 KM2 是 M1 電機的開關 /制動接觸器 ，在 PLC 梯形圖 中 ，KM1 與 KM2 設計為聯(lián)鎖線路 。 M2 電機的控制 線路也一樣 。 （2）自動模式 自動加工根據(jù)工序過程 ， 采用步進梯形圖指 令編寫 。工作臺從原點開始快進 ，碰到 SQ2 行程開 關時 ，Y006、Y007、Y001 得電 ， 換向閥 YV3、 調速 閥 YV010 工作 ， 工作臺以工進速度前進 。 同時 ， KM1 接觸器工作 ，M1 電機起動 ； 工作臺碰到 SQ3 行程開關時 ，M1 停止 ，M2 起動 ，工作臺繼續(xù)工進 ； 當工作臺到達終點 SQ4 行程開關處 ，工作臺停止 ， M1、M2 均不工作 ， 操作者將工件取下后 ， 按 SB4 按鈕 ，工作臺快速退回原點 SQ1 處 ，等待下一次加 工 。 4 結語 利用 PLC 對 T7040 金剛鏜床的電氣系統(tǒng)進行 技術改造 ，具有線路簡單 、維修調試方便等優(yōu)點 。 機 床改造后 ，性能明顯改善 ，加工效率大為提高 。 在生 產中 ，該鏜床運行平穩(wěn) 、可靠 ，效果良好 ，經濟效益 顯著 。 參考文獻 ： ［1］劉金琪 . 機床電氣自動化控制 ［M］. 哈爾濱 ：哈爾濱工業(yè)大學出版 社 ，1999. ［2］王兆明 . 電氣控制與 PLC 技術 ［M］. 北京 ：清華大學出版社 , 2005. ［3］王永華 . 現(xiàn)代電氣及可編程控制技術 ［M］. 北京 ：北京航空航天大 學出版社 ， 2002. ［4］王念春 . 電氣控制與可編程控制器技術 ［M］. 北京 ：化學工業(yè)出版 社 ，2004. 作者簡介 ： 郭磊 （1976- ），四川綿陽人 ，碩士研究生 ，講師 ，2003 年畢業(yè)于中南大學 ，現(xiàn)為西南科技大學工程技術中心教師 ，從事機 械制造及自動化 、 數(shù)控加工技術的教學及科研工作 ， 電子信箱 ： glswust2008@. 責任編輯 ：侯淑華 收稿日期 ：2009－10－16 第 31卷第 02期 Vol.31No.02基于 PLC 的 T7040 金剛鏜床電氣系統(tǒng)設計 ——郭 磊 ，等 用途 系統(tǒng)啟動按鈕 系統(tǒng)停止按鈕 工作臺原點行程開關 工作紿快進按鈕 工作臺快退按鈕 M3 電機啟動 M3 電機停止 M1 電機啟動 M1 電機停止 M2 電機啟動 符號 SB1 SB2 SQ1 SB3 SB4 SB5 SB6 SB7 SB8 SB9 地址號 X000 X001 X002 X003 X004 X005 X006 X007 X010 X011 用途 M2 電機停止 快進轉工進行程開關 M1停止 ，M2啟動行程開關 工作臺工進 工作臺終點 熱繼電器 手動模式 自動模式 液壓系統(tǒng)啟動 符號 SB10 SQ2 SQ3 SB11 SQ4 SB12 SA1 SB13 地址號 X012 X013 X014 X015 X016 X017 X020 X021 X022 用途 M3電機開關接觸器 M1電機開關接觸器 M1電機制動接觸器 M2電機開關接觸器 M2電機制動接觸器 液壓系統(tǒng)開停閥 符號 KM5 KM1 KM2 KM3 KM4 YV1 地址號 Y000 Y001 Y002 Y003 Y004 Y005 用途 液壓缸前進 液壓缸后退 液壓缸工進速度 原點指示燈 終點指示燈 符號 YV3 YV2 YV4 HM1 HM2 地址號 Y006 Y007 Y010 Y011 Y012 SB1 SB2 SQ1 SQ3 SB4 SB5 SB6 SB7 SB8 SB9 SB10 SQ2 SQ3 SB11 SQ4 SB12 SA1 SB13 X000 X001 X002 X003 X004 X005 X006 X007 X008 X009 X010 X011 X012 X013 X014 X015 X016 X017 X020 X021 X022 COM Y000 Y001 Y002 Y003 Y004 Y005 Y006 Y007 Y010 COM Y011 Y012 COM KM5 KM1 KM2 KM3 KM4 YV1 YV3 YV2 YV4 HM1 HM2 010 011 012 KM2 KM1 KM4 KM3 FU1 FU2 FU3 220 V 6.3V E E E E E E E E E E E E 原點復位 自動準備 原點指示燈 終點指示燈 液壓電機啟動 液壓系統(tǒng)啟動 手動模式 工作臺快進 工作臺快退 工作臺工進 鏜頭 1 停止 鏜頭 1 起動 鏜頭 2 起動 鏜頭 2 停止 P10 X012Y003 Y003 X011X012Y004 Y001 Y002 Y001 X010 X010X007 X015X016 Y001Y003 X020 Y005 X022Y000 X025X026X017 Y000 X016 M100 M200 X000 X002X017 X021X001X020X017 M100 M200 Y011 Y012 Y000 Y006 Y006 Y006 Y007 Y010 Y001 Y002 Y003 Y004 X004 X002 X003 X016 P10 FNC GO CJP 自動模式 工作臺快進 工作臺工進 鏜頭 1 起動 工作臺工進 鏜頭 2 起動 工作臺快速 退回原點 X021 X021 M100 S602 S601 S603 S604 X016 X004 Y007 X002 END P20 RET SET S600 S604SET SET SET SET SET S603 S602 S601 S600 X014 X013 S600M200M100X100 Y006 Y006 Y010 Y001 Y006 Y010 Y003 Y007 145