劉紅平

（長(zhǎng)沙師范學(xué)校（專科），湖南 長(zhǎng)沙 41000）

三菱FX2N系列PLC對(duì)T68鏜床的改造

劉紅平

（長(zhǎng)沙師范學(xué)校（?？疲?，湖南 長(zhǎng)沙 41000）

介紹了利用三菱FX2N系列PLC對(duì)T68鏜床的改造，闡述了系統(tǒng)改造方案，同時(shí)根據(jù)T68鏜床的控制要求和特點(diǎn)，確定PLC的輸入輸出分配，在繼電器控制線路的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出梯形圖并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。

PLC；鏜床；改造

鏜床是冷加工中使用比較普遍的設(shè)備，有臥式鏜床、坐標(biāo)鏜床、金剛鏜床等。其中以臥式鏜床使用最普遍，其主要用于鏜孔、鉸孔、鉆孔、加工端面等，屬于精密機(jī)床，在加工時(shí)，將工件固定在工作臺(tái)上，由鏜桿或壓平旋盤上固定的刀具進(jìn)行加工。T68鏜床是其中較為常見的一種，其原控制電路為繼電器控制，具有接觸觸點(diǎn)多，線路復(fù)雜，故障多，操作人員維修任務(wù)較大的缺陷，針對(duì)這些情況，我們用PLC控制改造其繼電器控制電路，克服了以上缺點(diǎn)，降低了設(shè)備故障率，提高了設(shè)備使用效率，運(yùn)行效果良好。

1 確定改造方案

保持原鏜床的工藝加工方法不變，在保留主電路的原有元件的基礎(chǔ)上，不改變?cè)刂葡到y(tǒng)電氣操作方法。電氣控制系統(tǒng)控制元件包括按鈕、行程開關(guān)、熱繼電器、接觸器，其作用與原電氣線路相同；同時(shí)，主軸和進(jìn)給起動(dòng)、制動(dòng)、低速、高速和變速?zèng)_動(dòng)的操作方法不變，將改造原繼電器控制中的硬件接線，改為PLC編程實(shí)現(xiàn)。

2 利用三菱FX2N系列PLC對(duì)T68鏜床的改造

T68鏜床通常具有下列運(yùn)動(dòng)：主運(yùn)動(dòng)及輔助運(yùn)動(dòng)。其中，主運(yùn)動(dòng)就是主軸和平旋盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；輔助運(yùn)動(dòng)就是鏜桿的軸向移動(dòng)，平旋盤刀架的徑向移動(dòng)，主軸箱垂直移動(dòng)及工作臺(tái)縱向、橫向移動(dòng)，對(duì)刀要求快速方便，除機(jī)動(dòng)進(jìn)給外，還可手動(dòng)進(jìn)給和快速移動(dòng)，坐標(biāo)尺寸要求準(zhǔn)確，還應(yīng)有點(diǎn)動(dòng)，以便于鏜床調(diào)整。

2.1 主電路

鏜床由主軸電機(jī)M1和進(jìn)給電機(jī)M2拖動(dòng)，其中，主軸電機(jī)M1為雙速電機(jī)，可以正反轉(zhuǎn)，高低速啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，還能反接制動(dòng)及點(diǎn)動(dòng)，進(jìn)給電機(jī)M2可以正反向運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.2 T68鏜床PLC改造I/O分配

T68鏜床PLC改造I/O分配，如圖1所示。

圖1 PLC改造I/O分配圖

2.3 T68鏜床PLC改造梯形圖

T68鏜床PLC改造梯形，如圖2所示。

圖2 T68鏜床PLC改造梯形圖

3 改造后鏜床的PLC調(diào)試過程

3.1 主軸電動(dòng)機(jī)M 1的控制

（1）主軸電動(dòng)機(jī)M1的正、反轉(zhuǎn)控制

主軸電動(dòng)機(jī)M1低速控制：將T68臥式鏜床高、低速手柄扳到“低速”擋位置，行程開關(guān)ST9斷開。

按下主軸電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB2，中間繼電器K1通電閉合，繼而接觸器KM3通電閉合；K1和KM3的常開觸點(diǎn)閉合，使接觸器KM1線圈通電閉合，KM1常開觸點(diǎn)接通接觸器KM4線圈電源，主軸電動(dòng)機(jī)M1低速正轉(zhuǎn)。按下主軸電動(dòng)機(jī)M1的停止按鈕SB1，主軸電動(dòng)機(jī)M1反接制動(dòng)停止。

按下主軸電動(dòng)機(jī)M1的反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB3，中間繼電器K2通電閉合，繼而接觸器KM3通電閉合；K2和KM3的常開觸點(diǎn)閉合，使接觸器KM2線圈通電閉合，KM2常開觸點(diǎn)接通接觸器KM4線圈電源，主軸電動(dòng)機(jī)M1低速反轉(zhuǎn)。按下主軸電動(dòng)機(jī)M1的停止按鈕SB1，主軸電動(dòng)機(jī)M1反接制動(dòng)停止。

主軸電動(dòng)機(jī)M1高速控制：將T68臥式鏜床高、低速手柄扳到“低速”擋位置，ST9壓合。

按下主軸電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB2，中間繼電器K1通電閉合，繼而接觸器KM3、時(shí)間繼電器KT、接觸器KM1和KM4通電閉合，主軸電動(dòng)機(jī)M1低速正轉(zhuǎn)啟動(dòng)。經(jīng)過一定的時(shí)間，時(shí)間繼電器KT動(dòng)作，接觸器KM4失電釋放，接觸器KM5通電閉合，主軸電動(dòng)機(jī)M1高速正轉(zhuǎn)運(yùn)行。

接下主軸電動(dòng)機(jī)M1的反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB3，中間繼電器K2通電閉合，繼而接觸器KM3、時(shí)間繼電器KT、接觸器KM2和KM4通電閉合，主軸電動(dòng)機(jī)M1接成低速反轉(zhuǎn)啟動(dòng)。經(jīng)過一定的時(shí)間，時(shí)間繼電器KT動(dòng)作，接觸器KM4失電釋放，接觸器KM5通電閉合，主軸電動(dòng)機(jī)M1高速反轉(zhuǎn)運(yùn)行。

（2）主軸電動(dòng)機(jī)M1制動(dòng)停止控制

正轉(zhuǎn)制動(dòng)控制：當(dāng)主軸電動(dòng)機(jī)M1高、低速正向啟動(dòng)運(yùn)行，其轉(zhuǎn)速達(dá)到120 r/min時(shí)，速度繼電器KS2正轉(zhuǎn)動(dòng)作常開觸點(diǎn)閉合，為主軸電動(dòng)機(jī)M1的制動(dòng)作好了準(zhǔn)備。按下主軸電動(dòng)機(jī)M1停止按鈕SB1，接觸器KM1失電，接觸器KM2及KM4得電閉合，主軸電動(dòng)機(jī)M1串電阻R反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速下降至100 r/min時(shí)，KS2正轉(zhuǎn)動(dòng)作常開觸點(diǎn)斷開，接觸器KM2、KM4斷電釋放，主軸電動(dòng)機(jī)M1完成正轉(zhuǎn)反接制動(dòng)控制。

反轉(zhuǎn)制動(dòng)控制：當(dāng)主軸電動(dòng)機(jī)M1高、低速反轉(zhuǎn)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速達(dá)到120 r/min時(shí)，速度繼電器KS1反轉(zhuǎn)動(dòng)作常開觸點(diǎn)閉合，為停車反接制動(dòng)作好了準(zhǔn)備，其它的過程同正轉(zhuǎn)制動(dòng)控制。

主軸電動(dòng)機(jī)M1點(diǎn)動(dòng)、變速控制：分別按下按鈕SB4或SB5，主軸電動(dòng)機(jī)M1可正向或反向點(diǎn)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。

當(dāng)拉出主軸變速操作盤時(shí)，行程開關(guān)ST3復(fù)位，KM3失電釋放，使得KM1或KM2及KM4或KM5失電釋放，主軸電動(dòng)機(jī)M1停轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)主軸變速操作盤，調(diào)整轉(zhuǎn)速后，將操作盤壓回原位。若主軸變速齒輪不能很好嚙合，則將壓下行程開關(guān)ST6，主軸電動(dòng)機(jī)M1作短時(shí)沖動(dòng)，使主軸變速齒輪嚙合良好。

3.2 進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2的控制

（1）機(jī)床工作臺(tái)的縱向和橫向進(jìn)給

將快速手柄扳至快速正向移動(dòng)位置，行程開關(guān)ST8被壓下，常開觸點(diǎn)閉合，接觸器KM6線圈得電閉合，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)各種進(jìn)給正向快速移動(dòng)；將快速手柄扳至反向位置時(shí)壓下行程開關(guān)ST7，接觸器KM7線圈得電閉合，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2反向啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)各種進(jìn)給反向快速移動(dòng)。

（2）進(jìn)給變速控制

進(jìn)給變速控制的控制過程與主軸變速控制過程基本相同，只不過拉出的變速手柄是進(jìn)給變速操作手柄，將主軸變速控制中的行程開關(guān)ST3換成ST4，而進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)的行程開關(guān)為ST5。

4 結(jié)束語

將以上設(shè)計(jì)好的PLC程序輸入到FX2N-48MR主機(jī)后，連接好輸入輸出分配和主電路，按照以上的步驟進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試過程全部通過，完全滿足鏜床的控制要求。T68鏜床原繼電器電路經(jīng)三菱FX2N系列PLC改造后，雖然一次性投資較大，但改造后的設(shè)備大大降低了運(yùn)行的故障率，提高了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和效率，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了日常維護(hù)成本，并可避免因誤操作而引起的事故，改造后的設(shè)備經(jīng)使用運(yùn)行，結(jié)果表明效果非常好。

[1]陳遠(yuǎn)齡.機(jī)床電氣自動(dòng)控制[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2010.

[2]廖常初.PLC的編程方法與工程應(yīng)用[M].重慶:重慶大學(xué)出版社，2011.

[3]賀哲榮.流行PLC實(shí)用程序及設(shè)計(jì)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2010.

MitsubishiFX2N Series PLC Reform ing to T68 Boring Lathe

LIUHong-ping
(Changsha Normal College，Changsha 41000，China)

Introduces the fact that itmakes use of Mitsubishi FX2N series PLC to T68 boring lathe，and states the system reforming scheme，andmeantime，according to the its requirements and characteristic of T68 boring lathe，it confirms attribution of PLC input and PLC output.it designs out a ladder diagram and runs it that bases on the controlling circuit.

PLC；boring；reform

TM 571；TG53

B

1672-545X（2013）02-0037-02

2012-11-08

劉紅平(1972—)，副教授、高級(jí)工程師，碩士，主要研究方向:計(jì)算機(jī)控制，電氣自動(dòng)化。