摘要介绍组合机床孔加工专用组合机床的工作原理, PLC 程控器在该专机电气控制系统上的应用, 以及编程方式。关键词PLC编程方式专用组合机床自动加工Abstract The operat ional p rincip le ofspecial aggregate m ach ine too l,w h ich p rocesses tappet ho le of T 135 diesel engine, is in2t roduced. The m ethod of app lying PLC p ro2gramm ing con t ro llo r to the elect ric con t ro lsystem of th is too l and the p rogramm ing modeis discu ssed.Key wordsPLCP rogramm ing m ethodSpecial aggregate m ach ine too lA u tom at icm ach in ing1. 工作原理该专用组合机床主要分为水平移动工作台(简称工作台, 带动工件移动) 和垂直移动工作台(简称滑台, 带动主轴作进给移动)。其中工作台有4 个工位, 滑台有3 个工位, 通过电磁阀来控制其移动, 而电磁阀又受继电器控制, 继电器受PLC 控制。其工作循环示意图如图1 所示。在此只介绍精镗专机。图13. 整数逼近驱动法与齿轮同轴回转的圆感应同步器发出的脉冲数是整数, 而驱动测头作直线运动的步进电机驱动脉冲数也必须是整数。但由(4) 式计算出的I 值却不一定是整数。为解决这一问题, 我们采用了整数逼近的方法对比值I 进行取整处理, 方法是对比值I 的小数部分进行四舍五入,大于015 的进位取整, 按此整数驱动步进电机,而将取整时多取的小数部分积累给下一个I 值; 小于015 的小数部分给予保留, 只取整数部分, 用于驱动步进电机, 而将保留的小数部分积累给下一个I 值。依此进行下去, 即可实现按I 值的比例驱动。这样处理后的累积误差在整个测量行程中小于1 个脉冲当量。三、结束语CNC 比例驱动, 是以与齿轮同轴回转圆感应同步器发出的转角脉冲数和驱动测头作直线运动的步进电机需要的脉冲数成比例, 实现比例驱动。采用这种驱动跟踪技术可使测量系统结构简单, 保证测头跟踪齿面, 具有跟踪性能好, 跟踪精度高的特点(静态电气误差 1 个脉冲, 动态电气误差仅几个脉冲)。此技术可适用于齿形测量中; 可实现测量过程的自动起动、测量和停止的自动循环; 并可用于对旧式机械传动齿轮量仪的改造等, 是一种应用前景广阔的跟踪驱动方式。1. 工作原理该专用组合机床主要分为水平移动工作台(简称工作台, 带动工件移动) 和垂直移动工作台(简称滑台, 带动主轴作进给移动)。其中工作台有4 个工位, 滑台有3 个工位, 通过电磁阀来控制其移动, 而电磁阀又受继电器控制, 继电器受PLC 控制。其工作循环示意图如图1 所示。在此只介绍精镗专机。图1 中, YV 为电磁阀代号, SQ 为行程开关代号, SP 为压力继电器代号, 工位为装卸工件位, 、 工位为加工工位。2. PLC 控制系统硬件组成(1) 主机主机采用日本光洋公司产SZ4 可编程序控制器。该机为模块式结构, 共用:16 点输入模块3 块, 16 点输出模块3 块, 8 点输出模块2 块。总输入点48 点, 输出点64 点,可以满足控制系统输入输出需要。(2) 输入信号将所有按钮, 工作方式转换开关, 热继电器触点信号, 限位开关, 压力继电器等作为输入信号, 共46 点。(3) 输出信号将所有控制设备, 如控制电动机运转的交流接触器, 液压电磁阀, 控制主轴制动的交流接触器, 作为工况显示用的中间继电器等作为输出信号, 共58 点。主机安装于PLC 控制柜中, 控制柜采用抽屉式结构, 造形美观别致, 对PLC 操作方便。为便于操作, 还在专机的前侧装有一个加工小巧精致的按钮站。3. PLC 电气控制系统的功能和特点(1) 两地控制系统设有两地控制和操作,加工人员操作方便。(2) 抗干扰为提高系统的抗干扰及PLC的使用寿命, PLC 电源采用了隔离变压器, 强电线和弱电线分开走; 输入信号线采取了屏蔽措施, 所有电磁阀都加了电阻与二极管组成的吸收电路; PLC 输入模块用电源还采用了稳压措施。(3) 自动手动设有自动手动两种工作方式。手动时, 按工艺要求设有点动及点按单步动作进行一个工位一个工位地加工(此种方式在调整时使用)。自动时, 当工作台点动快进至 工位插好芯棒后, 只要按下自动按钮, 系统就会按工艺要求一工位一工位连续加工, 直至工件加工完毕。(4) 互锁功能控制系统设有多种互锁功能。例如, 工件不夹紧, 工作台不能移动; 台面不锁紧, 不能进行加工; 滑台不在原位, 工作台就不能移动; 反靠插销没有拔出, 工作台就不能快进等。另外有可能出现严重机械事故的地方除软件互锁外, 还设有硬件互锁。(5) 急停按钮系统设有急停按钮。一旦出现紧急情况, 在两地都可紧急停车, 并将急停按钮的常闭触点接至PLC 的输入模块。这样如触点接触不良, 便自动停车, 不致于出现紧急情况不能及时停车的严重事故。(6) 信号显示所有输出点的动作在操作台和按钮站上均有信号灯显示。对较严重的故障还设有声光双提示, 便于观察和检测故障。4. PLC 控制系统编程方式以各输出量为中心, 根据控制要求, 采用梯形图语言编程。由于篇幅所限, 只就两个控制程序简单说明。(1) 自动加工程序 工位芯棒插好后, 快退至 工位的自动加工程序如图2 所示。工作台正靠在 工位( I20) , 芯棒已插好图2快退至 工位的自动加工程序( I32) , 按下自动起动按钮( I55) 后, 内部线圈M 22接通, 内部输出线圈Q 2、Q 10接通, 工作台快退,快退至 工位自动停止(M 5)。完全停止后输出线圈Q 12接通进行插销, 反靠插销插好且压力继电器动作( I34、I40 ) 后, 内部输出线圈Q 41 接通, 则内部输出线圈Q 2 复又接通, 工作台自动缓退至 工位反靠。靠停好后T 7 延时(Q 50) , 延时时间到, 内部输出线圈Q 3 接通, 工作台台面锁紧, 在台面锁紧压力继电器( I37) 动作后, 内部输出线圈Q 25接通, 内部线圈Q 13接通, 主轴运转。主轴运转后内部输出线圈Q 16接通, 滑台快进并由液压行程阀转工进, 加工完毕后, 自动快退至原位停止( I26) , 工位自动加工完毕。(2) 单按钮起、停控制程序考虑到该控制系统手动时按钮较多, 为节省按钮, 大多数动作采用单按钮起、停控制。图3 为主轴起、停一例( I14手动时接通)。图3主轴单按钮起、停控制程序图3主轴单按钮起、停控制程序5. 结束语在该专机上采用PLC 程控器后, 在调试、生产、维护各方面都显示了明显的优点。(1) 工作可靠, 抗干扰能力强通过使用表明, 能准确控制工艺条件, 动作可靠, 系统电气故障大为减少。(2) 程序修改调试容易在不改变硬接线的情况下, 通过编程器对程序的修改、调试, 很快使动作恢复正常, 大大减轻了改接线路的劳动强度并减少了经济损失。(3) 系统功能强大PLC 系统不用考虑按逻辑接线问题, 只要将输入、输出模块按定义号接线, 其控制逻辑由程序解决。且系统具有强制操作、按地址监控、暂停功能、替代功能、RUN中改写程序等功能。