摘 要:科學技術的普及,使越來越多的機床及相關設備得到更為普遍的應用。但基于機床的維修技術卻沒有得到相應的提高,仍然存在一些諸如技術落后,可靠性能比較差,工作效率低,故障診斷和排除困難等,而數控車床昂貴的價格,又是許多中小型企業或用于實習的各類學校所不能承擔的,然而通過對普通車床的PLC設計,針對上述存在的問題,可以使之得到很好的解決,該文根據車床C650的電氣控制系統的控制要求,把PLC應用到普通車床中。
1、 車床電氣控制要求
C650臥式車床屬于中型車床,如圖1所示,主軸電動機、冷卻泵電動機和刀架快速移動電動機分別用M1、M2、M3表示;交流接觸器為KM1～KM4;熱繼電器的熱元件是FR1～FR2;速度繼電器用SR表示;熔斷器是FU1～FU3。
1 . 1 主電路的控制原理
三相電源引入組合開關Q S ,主電動機Ml的短路保護用熔斷器為F U 1,Ml電動機過載保護用熱繼電器為FR1。限流電阻用R表示,以使點動時,連續啟動電流導致的電動機過載得以避免。主軸電動機短接制動電阻用接觸器為KM;主軸電動機正向啟動用接觸器為KM 1; K M 2為主軸電動機方向啟動用接觸器。用互感器TA接入電流表A,對主電動機繞組的電流進行監視。
M2冷卻液電動機的短路保護用熔斷器是F U 2 ; 冷卻液電動機起動用接觸器是KM2 ;M2電動機的過載保護用FR2表示。
快速移動電動機的短路保護用熔斷器是FU3 ,快速移動電動機M3致使KM 4短時工作, 對此過載保護不必設置。
1 . 2 電氣控制要求
( 1)將冷卻液、快速移動電動機、主軸電動機直接啟動, 并且主軸電動機為了滿足控制要求采用正反轉控制, 并且為了可以實現調整對刀, 還需實現點動控制。
( 2 )因為在停車時需反接制動,且在點動完畢后也是需要的。為了不用重復點動,避免電流過大加重電動機負荷從而達到限流的作用,因此,串聯了一個限流電阻R于反接制動主電路和點動之間。
( 3 )為避免因為車削加工引起的刀具溫度升高,超過一定的標準,因此配備了冷卻泵電動機M2 ,以達到降溫冷卻的目的。
( 4 )為使刀架快速移動能夠得到保持,因此專門用了一臺電動機來控制和拖移。
( 5 )設過載保護和短路保護針對冷卻液電動機和主軸電機, 是因為它們常態下需要保持工作狀態, 而刀架快速移動電機只是在短時間內工作,因此不需要過載保護。
圖1 車床電氣控制原理圖
圖2 PLC 外部接線圖
圖3 PLC 外部接線圖
表1 I/O 地址分配表
2、 PLC選型
要9個輸入點和6個輸出點進行車床電氣控制系統的設計。對于P L C的輸入點和輸出點,通常要有3 0％的冗余,以便今后對系統進行完善。因此,該系統設置了16個輸入點,輸出點為1 6個。根據發展及工藝控制問題,故選用FX2N--32MR,FX2N 系列產品是三菱公司在FX系列P LC的基礎上,于9 0年代推出的,該機型在指令數量、通訊能力、運算速度等方面都更加完善,是集高性能、高速度、小型化于一體的FX系列中檔次最高的超小型P LC。2 4V直流16點輸入,繼電器型交流1 6點輸出。
3 、I／O地址分配表
4 、輸入輸出端接線
5 、C650普通車床的PLC控制梯形圖
梯形圖程序主要突出以下特點。
( 1 )我們知道在正反轉控制電路中,一定要謹慎, 防止因為操作失誤或者接線錯誤而導致因為電動機正反轉, 而引起的短路。因此,一方面要使軟繼電器的觸點在程序上聯鎖,另一方面,采用接觸器常閉觸點的電路,在KM1和KM2的線圈支路上與觸頭KM2、KM1聯鎖。
(2)為了不出現合上QS后造成人為轉動卡盤, 從而閉合速度繼電器的常開觸點X007或X00 8,并吸合Y1或Y2,導致突然轉動起M1而發生事故的現象,所以引入了內部輔助繼電器M1、M 2, 沒有連接M1或M 2時,盡管閉合SR的常開觸點,也不會啟動電機M1。
6、 結語
該研究利用P LC對普通機床的電氣技術改造,即能解決很多的問題,還能提高效率,避免重復的維修,教師帶領學生通過機床的改造, 提高了學生學習的目的性和主動性。
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