组合机床的PLC控制

组合 机床 的Ｐ Ｃ 制 控 Ｌ
行 娟娟
【 摘
西 安外 事学 院工学 院
要】文中针对机床电器 的控制特 点，将Ｐ Ｃ Ｌ 技术应用于组合机床 ，可以充分发挥Ｐ ｃ Ｌ 可靠性高、调试方便和使用灵活等优点。进 而大大缩短产品的开发周
期，降低设计成本，提高控制系统的可靠性和产品的合格率 ， 生产效率大幅提升。 使
屑、润滑等装置以及机械手、定位、夹紧、 导 向等部 件 。 ２组合机床的拖动要求与控制特点 ． 组合机床 的控制系统大多采用机械、 液压 （ 或气动） 、电气相结合的控制方式。组 合机床的电气控制系统由通用部件的典型控 制 线路 及基本 控制 环节 ，再根 据加 工 、操 作 要 求 以及 自动 循环过 程综合 而成 。 由于加 工工 件 和 工 序 要求 不 同 ，组 合 机床的配置各不相 同，它的电气控制线路亦 不相同，电气控制的主要对象是通用部件和 专用部件 。加工过程中电动机大 多不需调 速，运动部件状态即 自动工作循环流程 （ 快 进 、工进 、快 退等 ） 的转换 ，多 由行 程开 关 控制和发出转换信号，控制电路大多采用继 电器一接触器控制系统。 动力滑台配置不 同的控制 电路 ，可完 成多种 自动循环。在一次循环 中，要实现速 度差别很大的快进和工进，快进、快退由快 进电动机实现 ，工进 由工进 电动机实现。 动 力 滑 台 与 动 力 头 相 比 较 ， 前 者 配 置成 的组 合机床 较动 力头 更为 灵活 。在 动力 头上 只安装 多轴 箱 ，而滑 台还 可安 装 各 种 切 削 头 组 成 的 动 力 头 ，广 泛 用 来 组成 卧式 、立 式组合 机床 及其 自动 线 ， 以完 成 钻 、扩 、铰 、镗 、 刮 端 面 、 倒 角 、铣削和攻螺纹等加 工工序 。 ３ 系 统 设 计 要 求 ． 本 系统 有连 续全 自动 工作循 环及 手 动 工 作 方 式 。 由按 钮 对 每 一 加 工 进 行 单 独控 制 。手动 方式 可供维 修用 ，每 按一 次 启动按 钮 ，回转 台转一 个工 位 ，铣、 钻 、 扩 、 攻 同 时 加 工 ，加 工 完 毕 自 动 停 止 。全 自动方 式供 正常工 作使 用 ，当按 下 启动按 钮时 ，组 合机床 周而 复始 地执 行各步动作 ，直到按下停止按钮为止 。 根 据组 合机床 的加工 特点 ，其 动作 过程要求如下：
启动 电源 （ 压系 统启 动Ｍ ）；系 液 １ 统 启 动后 延 时 ３ ｌ 证 系 统压 力 正常 。 ｆ保 ｇ ￣ 按 工 作 按 钮 （ 动 Ｓ ） ，工 件 夹 紧 启 Ｂ１ （ Ｄ 带 电）并延时 ２ 以保证 工件 可靠 ７Ｔ 秒 夹 紧 ；然 后动 力 头启 动运 转 （ ２ Ｍ 运 Ｍ ／３ 行 ） 并 快 速 进 给 （ Ｄ ／ Ｄ 带 电 ） ； 当 １Ｔ ４ Ｔ 行 程开 关Ｌ ３ Ｓ 压 下时 ，动力头 工作 Ｓ 、Ｌ ４ 进 给 （Ｄ ／Ｄ 和４ Ｔ５ Ｔ １ Ｔ ２ Ｔ Ｄ ／ Ｄ 同时 带 电 ） ； 当 行 程 开 关 Ｌ ５ Ｌ ６ 下 时 ， 动 力 头 进 Ｓ、 Ｓ压 给 到位 暂停 ２ （ 秒 该动 作 能够 充 分保 证 钻 孔底 面 的加 工质 量 ）。随后 动力 头快 退 （ Ｄ ／ Ｄ ／ Ｄ ／ Ｄ 断 电、３ Ｔ ６ Ｔ １Ｔ２Ｔ４ Ｔ５Ｔ Ｄ／Ｄ 带 电 ）； 当行程 开关 Ｌ １Ｌ ２ 下 时 ， Ｓ／Ｓ压 ３ Ｔ ６ Ｔ 电，动力头停 止 （ ２ １ ）， Ｄ／Ｄ 断 Ｍ ￥动 Ｊ 夹紧松开 （ Ｄ 断 电）。该系统可进行单 ７Ｔ 循环和 自动循环控制 。 三 、控制系统硬件设计 该机床 由Ｐ Ｃ Ｌ 组成 的电控系统共有各 种输入 信号８ ，输 出信号 ９ 。输 入元 个 个 件 中包括 工作方 式选择 开关 、启动 、急 停按钮 ，用 于检 测各 工位工 作进程 的行 程开 关等等 。输 出元件 包括控 制各 动力 头主 轴 电动机运 行 的接 触器 线 圈，控制 各工 位 向前与 向后 、快速 以及退 回 、夹 紧 、 松 开 的 电磁 换 向 阀 线 圈 。 根 据 组 合 机床 的工 作特 点，选 用Ｓ — ０ 型Ｐ Ｃ ７２０ Ｌ ， 即可 满足输 入输 出信 号的数 量要 求 ，同 时 由于各 工位动 作频 率不 是很 高，但控 制 线路 电流较 大 ，故选 用继 电器输 出方 式 的Ｐ Ｃ Ｌ ，系 统 的 输入 输 出 信 号 地 址 分 配
【 关键词 】可编程控制嚣 ；组合机床；控制系统

一
、
引言
组合 机床 是 由一些 通用 部件 及少 量 的专用部件组成的 自动化程度较高 的高效 专用机床 。可多轴、多边 、多工序和多面 同时进行钻 、扩 、铰、镗 、车 、铣和磨等 加 工工作 ，生产效率 比通用机床高几倍至 几十倍 。并可根据需要灵活配置 ，能缩短 设计和制造周期 ，兼有成本低和效率高的 优 点 ，在 大 批 量 生 产 中 得 到广 泛 应 用 。 同 时，随着生产 自动化水平的提高 ，可编程 序控制器 以其功能强、可靠性 高、使用灵 活方便 、易于编程及适应工业环境下应用 等一系列优 点在工业控制中的应用越来越 广泛 。把Ｐ Ｃ Ｌ技术应用于组合机床 ，可以充 分发挥其可靠性高 、调试方便和使用灵活 等优点。进而大大缩短产品的开发周期 ， 降低设计成本 ，提高成功率和产 品的可靠 性及生产效率。利用Ｐ Ｃ Ｌ 实现对组合机床 的 自动控制，无疑是今后的发展方向。 二 、组 合机床 的结 构 、运动 形式 和 控 制 要 求 ｌ组 合 机 床 的结 构 与 运 动 分 析 ＿ 组 合 机 床 由底 座 、 立 柱 、滑 台 、 切 削头 、动力 箱等通 用部 件 ，多轴箱 、 夹 具 等 专 用 部 件 ， 以 及 控 制 、 冷 却 、 排 屑 、润 滑 等 辅 助 部件 组合 而成 。 其 中，动力部件用来实现主运动或进 给运动 。包 括动力滑 台、动力箱和 各种切 削头 。切削头的旋转运动为主运动 ，由电 动机驱动；动力头或动力滑台是组合机床 最主要的通用部件 。动力头能同时完成切 削运动及进给运动 ，而动力滑台只能完成 进 给 运 动 。 它们 是 完 成 刀 具 切 削运 动 和 进 给运动的部件。一般 多采用 电动机 驱动或 采 用 液 压 系 统驱 动 ，并 由 电气 系 统进 行 自 动工作循环 的控制 ，是典型的机电或机 电 液一体化的自动化加工设备 。 支承部件主要为各种底座、滑 座、立 柱等，它是组合机床 的基础部件，用于支 承、安装组合机床的其他零部件。 输送部件用于多工位组合机床 中，用 来完成工件 的工位转换 。包括直线移动工 作台、回转工作台、回转鼓轮工作 台等。 控 制 部 件 。用 于 组合 机 床 完 成 预 定 的 工作循环程序。它包括液压元件操纵板、控 制挡铁 、按钮控制 台及 电气控制 部分 。 辅 助 部件 。辅助 部件 包括 冷却 、排