PLC在T6216鏜床電氣系統(tǒng)改造中的應(yīng)用

1、P LC 在T6216鏜床電氣系統(tǒng)改造中的應(yīng)用李艷(中國第一冶金建設(shè)有限責(zé)任公司,430081摘要:以P LC 在T6216鏜床電氣系統(tǒng)改造中的應(yīng)用為例,具體分析機(jī)床主軸變速系統(tǒng)、進(jìn)給控制系統(tǒng)、機(jī)床I/O 接口等控制改造方法。關(guān)鍵詞:鏜床;可編程控制器;控制中圖分類號(hào):T M571.6+1;TG531文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1004-0420(200902-0043-030前言T6216鏜床是上世紀(jì)70年代的設(shè)備,其控制電路是以繼電器、接觸器的硬連接為基礎(chǔ)的,技術(shù)上比較落后,故障較多。針對這種情況,我們應(yīng)用P LC 控制技術(shù)對T6216鏜床進(jìn)行電氣改造,對機(jī)床主軸變速系統(tǒng)、進(jìn)給控制系統(tǒng)、機(jī)床

2、I/O 接口等進(jìn)行改造,取得了滿意的控制效果。1技術(shù)改造方案在T6216鏜床的改造中,考慮到主軸與進(jìn)給電機(jī)均采用直流發(fā)電機(jī)和交磁擴(kuò)大機(jī)組成,而其調(diào)速系統(tǒng)電阻、各種繼電器繁多,低速時(shí)速度不穩(wěn)、換向不穩(wěn)定,故采用數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)合P LC 的技術(shù)方案,調(diào)速器系統(tǒng)如圖1所示。 圖1調(diào)速器系統(tǒng)調(diào)速器選用歐陸公司的590系列直流調(diào)速器。由兩臺(tái)直流調(diào)速器分別對主軸(22k W 直流電機(jī)與進(jìn)給(4k W 直流電機(jī)進(jìn)行電機(jī)啟動(dòng)、制動(dòng)、電壓給定、電樞電流給定、磁場控制方式設(shè)定、電機(jī)速度給定等控制。P LC 的作用是:a .控制主軸變速系統(tǒng);b .對來自“按鈕站”的功能操作進(jìn)行邏輯處理,實(shí)現(xiàn)控制功能;c .對來

3、自機(jī)床的各類控制信號(hào)及各種檢測信號(hào)進(jìn)行處理及控制轉(zhuǎn)換;d .對來自調(diào)速器的各類控制信號(hào)及狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行處理,并將操作狀態(tài)反饋給直流調(diào)速器。P LC 采用日本三菱公司FX 2N 系列產(chǎn)品,主機(jī)為FX 2N -128MR;輸入點(diǎn)總數(shù)64點(diǎn);輸出點(diǎn)總數(shù)64點(diǎn)。P LC 的I/O 地址見表1、表2。表1P LC 輸入地址表序號(hào)輸入信號(hào)地址分配序號(hào)輸入信號(hào)地址分配1主軸移動(dòng)(手動(dòng)X00131進(jìn)給正向運(yùn)行按鈕X0372徑向刀架進(jìn)給X00232正向進(jìn)給限位1X0403主軸箱移動(dòng)(手動(dòng)X00333正向進(jìn)給限位2X0414滑座移動(dòng)X00434正向進(jìn)給限位3X0425滑座移動(dòng)X00535反向進(jìn)給限位1X0436光學(xué)

4、讀數(shù)照明按鈕X00636反向進(jìn)給限位2X0447光學(xué)讀數(shù)照明按鈕X00737反向進(jìn)給限位3X0458主軸換擋限位開關(guān)3X01038進(jìn)給停止按鈕X0469部件移動(dòng)(手動(dòng)X01139進(jìn)給反向運(yùn)行按鈕X04710部件移動(dòng)(手動(dòng)X01240主軸箱移動(dòng)限位X05011主軸換擋限位1X01341主軸移動(dòng)X05112主軸換擋限位2X01442主軸箱移動(dòng)X05213主軸換擋限位3X01543零位X05314主軸換擋限位4X01644徑向刀架移動(dòng)X05415急停按鈕X01745滑座移動(dòng)X05516主軸換擋1X02046平旋盤推出(左X05617主軸換擋2X02147平旋盤推出(右X05718主軸換擋3X0224

5、8主軸正轉(zhuǎn)運(yùn)行X06019主軸換擋4X02349主軸反轉(zhuǎn)運(yùn)行X06120進(jìn)給換擋(快速X02450進(jìn)給正轉(zhuǎn)運(yùn)行X06221進(jìn)給換擋(慢速X02551進(jìn)給反轉(zhuǎn)運(yùn)行X06322油泵停止按鈕X02652主軸調(diào)速器啟動(dòng)旋鈕X06423油泵啟動(dòng)按鈕X02753進(jìn)給調(diào)速器啟動(dòng)旋鈕X06524主軸正向點(diǎn)動(dòng)按鈕X03054油泵運(yùn)行X06625主軸反向點(diǎn)動(dòng)按鈕X03155主軸調(diào)速器零速X07026主軸正向運(yùn)行按鈕X03256主軸調(diào)速器正常X07127主軸反向運(yùn)行按鈕X03357主軸調(diào)速器運(yùn)行X07228主軸停止運(yùn)行按鈕X03458進(jìn)給調(diào)速器零速X07329進(jìn)給正向點(diǎn)動(dòng)按鈕X03559進(jìn)給調(diào)速器正常X07430進(jìn)

6、給反向點(diǎn)動(dòng)按鈕X03660進(jìn)給調(diào)速器運(yùn)行X07534表2P LC輸出地址表序號(hào)輸出信號(hào)地址分配序號(hào)輸出信號(hào)地址分配1滑座及主軸箱油泵電動(dòng)機(jī)Y00017主軸反向Y0402主軸換擋1Y00218主軸點(diǎn)動(dòng)Y042 3主軸換擋2Y00419主軸運(yùn)行Y044 4平旋盤推出Y00620進(jìn)給正向Y046 5徑向刀架進(jìn)給Y01021進(jìn)給反向Y050 6滑座潤滑Y01222進(jìn)給點(diǎn)動(dòng)Y052 7進(jìn)給換擋快速Y01423進(jìn)給運(yùn)行Y054 8進(jìn)給換擋慢速Y01624主軸換擋指示燈Y060 9滑座移動(dòng)Y02025主軸正轉(zhuǎn)指示燈Y062 10滑座移動(dòng)Y02226主軸反轉(zhuǎn)指示燈Y064 11主軸箱移動(dòng)Y02427進(jìn)給正向指

7、示燈Y066 12主軸箱移動(dòng)Y02628進(jìn)給反向指示燈Y070 13主軸移動(dòng)Y03029主軸箱光學(xué)讀數(shù)照明Y072 14主軸箱移動(dòng)Y03230滑座光學(xué)讀數(shù)照明Y074 15主軸移動(dòng)Y03431主軸啟動(dòng)允許Y075 16主軸正向Y03632進(jìn)給啟動(dòng)允許Y0762機(jī)床系統(tǒng)控制2.1主軸變速主軸由22k W直流電機(jī)傳動(dòng),拖動(dòng)主軸的旋轉(zhuǎn)和變速。主軸為四級(jí)液壓機(jī)械變速,以轉(zhuǎn)換開關(guān)切換電磁閥實(shí)現(xiàn),通過電磁閥的組合來完成主軸的四級(jí)變速。其組合編碼方式見表3所示。表3主軸四級(jí)變速編碼速度級(jí)電磁閥 1DF XX2DFX X2.2機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制機(jī)床的進(jìn)給由4k W直流電機(jī)傳動(dòng),進(jìn)給包括主軸、主軸箱、徑向刀架、滑座四

8、個(gè)部件。滑座潤滑、卸荷和主軸箱潤滑、液壓油泵,分別用三相異步電機(jī)傳動(dòng)。機(jī)床的全部運(yùn)動(dòng)均在“按鈕站”上進(jìn)行操作。(與原操作方式一致包括:油泵啟/停、主軸及進(jìn)給換擋、主軸及進(jìn)給正反向點(diǎn)動(dòng)、連續(xù)、主軸自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)及停止、手動(dòng)/機(jī)動(dòng)部件選擇、自動(dòng)進(jìn)給/停止、平旋盤推出通斷及總停。主軸:用“按鈕站”上調(diào)速按鈕進(jìn)行無級(jí)調(diào)速。進(jìn)給:進(jìn)給為兩級(jí)機(jī)械變速,以轉(zhuǎn)換開關(guān)切換電磁離合器實(shí)現(xiàn)快速、慢速變速;部件的手動(dòng)/機(jī)動(dòng)通過轉(zhuǎn)換開關(guān)選取;進(jìn)給部件可通過轉(zhuǎn)換開關(guān)切換電磁離合器進(jìn)行選擇。3P LC應(yīng)用程序的編制3.1主軸變速控制根據(jù)轉(zhuǎn)換開關(guān)的選擇情況及機(jī)床的運(yùn)行狀況,以編碼的方式(00,01,10,11輸出控制電磁閥1DF、

9、2DF 的組合狀態(tài),來完成主軸的四級(jí)變速。3.2直流調(diào)速控制直流調(diào)速器的狀態(tài)及相關(guān)關(guān)聯(lián)控制信號(hào)全部輸入到P LC可編程序控制器中,機(jī)床的啟動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)與連續(xù)運(yùn)行信號(hào)經(jīng)程序處理后輸出到直流調(diào)速器。3.3M功能及其他控制主軸及進(jìn)給控制均有自動(dòng)、手動(dòng)兩種方式運(yùn)行有連續(xù)、點(diǎn)動(dòng)兩種方式,可實(shí)現(xiàn)主軸與進(jìn)給的正、反轉(zhuǎn)、停止等功能的控制。為了避免兩種控制方式相互干擾,在設(shè)計(jì)上采用互鎖設(shè)計(jì),用軟件保證在執(zhí)行正、反操作及連續(xù)、點(diǎn)動(dòng)操作時(shí)不會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作。主軸及進(jìn)給部件的移動(dòng)是通過不同機(jī)械元件的組合來實(shí)現(xiàn)的,利用兩個(gè)定時(shí)器T4、T5取代原來的延時(shí)電路以保證在執(zhí)行主軸及其它進(jìn)給移動(dòng)不會(huì)發(fā)生誤操作。3.4梯形圖梯形圖設(shè)計(jì)時(shí),

10、首先將整個(gè)控制分為若干個(gè)控制環(huán)節(jié),分別設(shè)計(jì),然后根據(jù)控制要求綜合在一起,設(shè)計(jì)出符合控制要求的梯形圖(見圖2、圖3、圖4。圖2主軸正、反向點(diǎn)動(dòng)及連續(xù)運(yùn)行控制44 圖3進(jìn)給正、反向點(diǎn)動(dòng)、 連續(xù)及部件運(yùn)行控制圖4主軸與其它部件運(yùn)行控制4結(jié)束語該鏜床由于用P LC 取代了原來的繼電器控制系統(tǒng),使整機(jī)性能有較大提高,生產(chǎn)效率得到了很大的提高,并能很好地保證其加工精度,自改造成功運(yùn)行幾年來,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠,完全滿足生產(chǎn)工藝的要求,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。參考文獻(xiàn):1T6216型鏜床使用說明書Z.1972.2三菱公司FX 2N 系列P LC 軟、硬件手冊Z .2003.3歐陸公司590+系列直流調(diào)速器軟、硬件手冊Z .2003.收稿日期:2009-03-12作者簡介:李艷(1971-,女,高級(jí)工程師,從事機(jī)電工程控制工作。(上接30頁上行,由M118.6控制液壓油缸無料上行,I 16.6檢測到上行到位后,轉(zhuǎn)入STEP7;STEP7吸盤無料返回,由M118.7控制變頻電機(jī)向后運(yùn)行,