PLC控制在专用钻床生产上的应用

王晓峰

摘要：针对目前专用钻床在生产实践中的广泛使用，设计一种使用PLC控制系统，将钻床的生产工艺流程进行改造。该系统中使用多个顺控状态，用PLC相关指令来处理转移条件，将处理后的状态返回初始值。

关键词：压力传感器；光耦隔离；存储器

专用机床是一种用来加工特定零部件和特定工艺的机床，生产效率比普通机床高几倍甚至是几十倍，由于所使用的配件已高度标准化，所以可以根据生产订单灵活组织搭配，如进行大批量的订单可有效的降低企业的生产成本。而专用钻床就是里面的一类机床，是主要进行孔加工的机床，可钻削80mm以下的孔，也可进行攻螺纹、铰孔、扩孔等相关工作。

而机床中的PLC在工业控制生产领域已得到广泛的应用，由于PLC的可靠性高，光耦隔离的部分更是让其在抗干扰方面得到保障，并且其平均无故障工作时间也得到大家广泛的认可，而在编程方面也是易學易用，只要能读懂电气原理图，就可直接将其转换成为梯形图，正是因为PLC的诸多优点，才使其在各种控制领域中成为重要的控制元件。

1 专用钻床控制要求

需要将一加工零件进行打孔作业，由于孔径的不同，需要两把直径不同的钻头，要能实现整个工序的自动循环，在工作的过程中如果按下停止按钮，整个工作的周期要完成后才可以停车，并且回归初始位置，这样在下一次启动的时候可以使工序的完整性得到保证，如遇突发状态，按下急停按钮，机床要及时制动，保证人身财产的安全。

2 硬件系统设计

根据控制要求，要使用顺序控制。在进入整个工序之前，两把孔径不同的刀具在初始位置，需要用限位开关来确定刀具的位置，用存储器M来代表各步，由控制要求可知，顺序功能图里有选择序列和并行序列。在工件位置定好后，需要用启动按钮来驱动整个工序。其中，状态转移的几个条件之间的关系是与运算。而转移条件是几个工序之间承接的关键。而其中有几个关键的状态要进行描述。首先夹紧，需要一个状态给定输出来使工件夹紧以便加工。而钻孔需要四个状态，分别是大孔和小孔的钻孔输出，以及两个钻头回到初始位置的输出对应的状态。以及旋转回到已夹紧的状态和最后松开的状态，最后的两个状态控制都比较简单。以上就是进行顺序控制所需要的几个状态。具体状态的简图如下图所示：

除了以上对状态的确定，还有以下几点在状态设置时需要注意。

2.1 计数器数值的设定

在整个控制过程中，需要对计数器的数值进行设定。而且在初始状态时就要确定数值的大小，要根据钻孔的数量和组数来确定计数器的数值。

2.2 停止按钮和急停的设置

根据控制要求，要求按下停止按钮后，要返回初始状态，在这里可以使用SHLW指令，通过将IN中的字逐位左移，进行置位，完成后面的工作并返回初始状态。而急停按钮所对应的输入继电器则需要插入在每个状态里。

2.3 转移条件的设定

既然给定了状态，那么就要合理的设置各个状态之间转移的条件，初始状态到夹紧状态时，需要两个Ф值不同的钻头的限位开关进行与运算，而夹紧状態的完成需要压力继电器的状态配合，钻孔的结束需要其对应Ф值的钻头碰到限位开关后，给出1状态来进入下一个状态即钻头的归位。

2.4 PLC的选型

PLC在这里用西门子S7300PLC，作为中小型PLC，300的各种模块可以较好的满足和适应各种控制任务，其强大的性能和诸多的扩展模块也为后续的工作任务带来保障。在这里，我们选用CPU314C2DP。

3 总结

通过对钻床的PLC控制，可以很好的对钻孔工艺进行提升，对工作效率带来改善。其中对300的选型大大提高了编程的灵活度和自由度。

参考文献：

[1]刘华波，何文雪.西门子S7300/400PLC编程与应用.北京：机械工业出版社，2010，7.

[2]廖常初.S7200PLC编程及应用.北京：机械工业出版社，2007.

[3]陈韦明.电气控制及PLC控制技术.北京：北京交通大学出版社，2010.