利用PLC对组合机床进行改造

吴海燕

（威海职业学院，山东 威海 264210）

组合机床原有的控制电路为继电器、接触器控制，其触点多、线路复杂、故障率高。用PLC改造后，故障率大为降低，提高了利用率。

一、设计思路及实施

（1） 原有机床的加工工艺步骤保持不变。

（2） 原有的电气系统的操作方式不变。

（3） 在改造过程中，机床原有的按钮、行程开关、控制变压器、交流接触器及热继电器等继续使用，总停按钮SB6继续使用常闭触头。

（4） 将原有的继电器控制线路改为由PLC来实现，型号为FP1-C40。

组合机床有单机控制、双机控制和多机控制。加工工位有四个：钻孔、扩孔、铰孔、装卸工具。

这里只分析单机控制一道工序PLC控制的改造与调试过程。其工作过程如图1所示。动力头由原位快进，当钻头接近工件时由快进转为工进，当钻孔达到要求深度时由工进转为快退，当动力头退回原位停止。

M1主轴电动机、M2液压泵电动机、M3冷却泵电动机分别由交流接触器KM1、KM2、KM3控制。主电路电压为380V，由电网提供；三台电动机控制用的交流接触器，继续使用原来的，其控制电压为220V，仍然用原有的控制变压器提供；电磁阀的直流控制电压为24V，由原来的整流电路提供，PLC中也有24V输出，考虑到PLC的输出功率，所以不采用。

主电路部分不做改动，控制电路原理由梯形图体现，如图2所示，控制电路接线如图3所示。

图1 机床结构和加工示意图

二、调试过程

1.主电路调试

原电路要求M1、M2电动机同时启动工作。由复合开关SA3、SA4可控制M1与M2单独启动、停止 （机床调试用）；M3电动机在动力头工进时自动启动，也可以由按钮SB2单独控制。

按动电动机启动按钮SB1输入继电器X11得电动作，输出继电器YB、YC得电动作，交流接触器KM1、KM2得电动作，M1、M2电动机启动。停止时，按动按钮SB6，输入继电器X16断电，输出继电器YB、YC断电，KM1、KM2同时断电，M1、M2电机停止。

2.液压回转工作台调试

（1） 回转工作台转位过程：回转工作台转位过程为自锁销脱开及回转台抬起、回转台回转及缓冲、回转台反靠、回转台夹紧。

（2） 调试过程：M1、M2电动启动后，动力头在原位，SQ1被压合，输入继电器X1得电，按下回转台启动按钮SB3，输入继电器X13得电动作，输出继电器Y4得电动作，电磁铁YA4得电动作（电磁铁控制相应的电磁阀动作，控制相应油路的通、断），自锁销脱开，回转台抬起。

图2 梯形图

回转台抬起后，压动行程开关SQ5，输入继电器X5得电，输出继电器Y7得电动作，电磁铁YA7通电、回转台回转。

回转台转到接近定位点时，压合行程开关SQ6，输入继电器X6得电动作，输出继电器Y9得电动作，电磁铁YA9通电动作、工作台低速回转（缓冲动作），回转台继续低速回转，SQ6复位，输入继电器X6断电，使输出继电器Y7断电、电磁铁YA7断电，同时输出继电器Y8得电、电磁铁YA8通电动作，工作台反靠。

回转台反向靠紧后压合行程开关SQ7，输入继电器X7得电动作，输出继电器Y6得电，电磁阀YA6得电动作，将工作台夹紧，同时顶起自锁销。回转台夹紧压力达到一定值后，压力继电器SP1动作，输入继电器X0得电动作，输出继电器Y8、Y9同时断电，电磁阀YA8、YA9断电，同时输出继电器YA得电，电磁铁YA10通电，使离合器脱开。

离合器脱开时压合行程开关SQ8，输入继电器X8得电，输出继电器Y8得电，电磁铁YA8得电，使活塞复位。

活塞复位后，压动行程开关SQ9，输入继电器X9得电，以上所有继电器均断电，电磁铁YA10断电，离合器重新结合以备下次循环。

图3 PLC输入、输出接线图

3.动力头的调试

（1） 动力头的自动工作循环。动力头的快进、动力头的工进、延时停留、快速退回原位。

（2） 调试过程。当回转工作台夹紧，液压回转台的回转油缸活塞返回原位后，行程开关SQ9被压合，输入继电器X9得电，输出继电器Y1、Y3同时得电，电磁铁YA1、YA3也同时得电，动力头快速前进。

当动力头快进压动行程开关SQ3，输入继电器X3得电，输出继电器Y3断电，电磁铁YA3断电，动力头转为工作进给。

当动力头工进到达终点时，压动行程开关SQ4，输入继电器X4得电，输出继电器Y1断电，电磁铁YA1失电，动力头停止前进，同时时间继电器得电，并延时停留。经一定时间后，输出继电器Y2得电，电磁铁YA2得电动作，控制油缸，使动力头快速退回。

当动力头退回原位后，压动行程开关SQ1，输入继电器X1得电，输出继电器Y2断电，电磁铁YA2断电，动力头停止。

动力头退回原位后，压动行程开关SQ1也为回转工作台的回转进入下一道工序做好准备。