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1、專用機床PLC控制系統(tǒng)的設計
根據(jù)用戶零件的加工工藝,用可編程序控制的專用機床可實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。它結(jié)構(gòu)簡單,造價低廉,運行可靠,生產(chǎn)率高。用PLC控制的專用機床,工作臺循環(huán)為六種方式,快進→工進→快返等,通過限位開關采集信號進行轉(zhuǎn)換控制,抗干擾能力強,可靠性高,易于使用和維護。
1控制系統(tǒng)的硬件設計
控制系統(tǒng)采用進口—SSD1512C/16驅(qū)動器,控制進給電機的正、反轉(zhuǎn)及高、低速。為確保進給驅(qū)動器不受電網(wǎng)電源以及外圍強電、電弧等的干擾,在電源輸入端加一隔離變壓器TC3。由于I/O點數(shù)為21/8,并根據(jù)用戶要求留有一定余量,我們選用三菱FXIN—40MR可編程序控制器。為防止電網(wǎng)電
2、源對可編程控制器的干擾,在其輸入端也加了一個隔離變壓器TC1(系統(tǒng)硬件接線圖如圖1)。
限位開關選用五點位控制的行程開關SQ1作為位置檢測,從而實現(xiàn)準確定位(限位開關往返控制),輸入端采用內(nèi)部24V直流電壓,用-2A的熔斷器保護,輸出端繼電器部分用交流110V電壓,每個繼電器線圈的兩端都并聯(lián)一阻容吸收電路,防止感應負載斷開時產(chǎn)生很高的感應電動勢或浪涌電流對PLC輸出點的沖擊(控制操作面板如圖2)。SA6控制主軸正、停、反轉(zhuǎn),SA2控制主軸的啟動、停止,SA1控制冷卻開關,SA3控制進給正、停、反轉(zhuǎn),SA4選擇快進、停、工進,SA5六種方式選擇,選用數(shù)字式波段開關、二進制碼,其輸入配線減少,只
3、需三個輸入點,旋轉(zhuǎn)角度為30°,-RP1進給速度選擇,SB1急停,SB3循環(huán)啟動(在小面板上)。
2控制系統(tǒng)的軟件設計
整體的設計思路,有手動與自動循環(huán)兩種。在PLC梯形圖中手動與自動循環(huán)分別控制,自動循環(huán)時,手動無效。手動與自動循環(huán)都設有互鎖。
(1) 手動操作設計:手動針對機床調(diào)整,工件對刀。直接用面板上的按鈕與旋鈕開關操作。進行主軸正轉(zhuǎn),停,反轉(zhuǎn)。工作臺的左進,右進,停(正轉(zhuǎn),停,反轉(zhuǎn))。工作臺的快進,工進,停的操作。機床調(diào)整完畢,各限位開關擋塊.應根據(jù)生產(chǎn)需要進行位置固定。固定后機床即可進入自動循環(huán)操作。自動循環(huán)操作時,主軸置于正轉(zhuǎn)位置。進給應旋在停的位置。
4、
(2) 自動循環(huán)控制設計:六種自動循環(huán)方式主要針對六種類型加工,各方式動作順序如圖4,在做自動循環(huán)梯圖時,首先考慮整個循環(huán)的生產(chǎn)節(jié)拍為20-26s,電機、繼電器工作頻繁,進給電機的正、反轉(zhuǎn),都要在轉(zhuǎn)換好后,經(jīng)延時,再給系統(tǒng)上電,這樣可避免強電切換時引起拉弧,以提高繼電器的使用壽命。
在正常運轉(zhuǎn)時,機床處于自動循環(huán)操作模式,方式選擇旋鈕總在選擇的一個位置上,當自動循環(huán)方式選擇在(二)時(如圖3),上電后經(jīng)延時1s,Y010得電,斷制動。當按下↓SB3循環(huán)啟動按鈕后,→進給電機正轉(zhuǎn)→主軸轉(zhuǎn),→機床快速進給→快進,壓下限位開關X013,→快進停,→制動(能耗制動)→斷開制動,→機床
5、工進(銑工件),當工進壓下限位開關X014時,→工進停,→主軸停,→正轉(zhuǎn)停,→進給反轉(zhuǎn),→快速反向進給,這時計數(shù)器開始工作。CNT15記憶X013限位開關采集到的信號,CNT16記憶X012限位開關采集的信號,當開關采集到第一次的X012信號時,→主軸正轉(zhuǎn),當CNT15采集到X013限位開關的二次信號后,→反向快進停,→能耗制動,經(jīng)延時,→斷制動,→反向工進(銑工件),當工進壓下X014限位開關時→反向工進停止,計數(shù)器CNT015被清“0”,→進給電機反轉(zhuǎn)停,→主軸停?!M給電機正轉(zhuǎn),→快速正向進給當壓下X10限位開關,CNT06采集到二次信號后動作,→快進停,→能耗制動,經(jīng)延時,→斷制動(機
6、床停在原始點X012上),為下次循環(huán)作準備,自動循環(huán)結(jié)束。這是典型的專用機床按順序動作的步進控制系統(tǒng),采用PLC的步進指令編程。
其他五種自動循環(huán)動作順序如圖4。這六種自動循環(huán)動作順序,在PLC梯形圖中都有互鎖與自鎖,選定其中一種方式后,一旦按下自動循環(huán)按鈕鎖定該方式,直到自動循環(huán)結(jié)束。需要中斷則按急停。
3結(jié)束語
用可編程控制器設計的專用機床電氣控制系統(tǒng),線路簡單,操作方便,造價低廉。系統(tǒng)可靠性高,功能強,運行穩(wěn)定、準確,方便維修與方式的更改。
參考文獻:
1三菱微型可編程控制。FX1N編程手冊[K].手冊編號:JY992D62001.
2劉金琪.機床電氣自動控制[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社,2000.