基于PLC的C7632液壓多刀車床的電氣改造

【摘 要】本文以C7632液壓半自動多刀車床改造為例簡要地分析了改造的原理和過程，為車床的使用和改造提供了有益的幫助。

【關(guān)鍵詞】PLC；I/O端口；流程圖

C7632液壓半自動多刀車床是機(jī)械行業(yè)擁有量較多的一種半自動機(jī)床。其加工自動化程度及生產(chǎn)效率較高，適用于較大批量工件的車削加工。但傳統(tǒng)C7632車床采用繼電器-接觸器控制方式，設(shè)備的電控系統(tǒng)故障率高，檢修周期長，影響了機(jī)床性能的正常發(fā)揮。PLC基于電子計(jì)算機(jī)且適用于工業(yè)現(xiàn)場工作的電控制器。它源于繼電控制裝置，但它不像繼電裝置那樣，通過電路的物理過程實(shí)現(xiàn)控制，而主要靠運(yùn)行存儲于PLC內(nèi)存中的程序，進(jìn)行入出信息變換實(shí)現(xiàn)控制。利用它代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器矩陣，可以避免大量電器元件的更換，既節(jié)約時(shí)間，又節(jié)省成本。

一、機(jī)床動作順序分析

C7632機(jī)床在內(nèi)燃機(jī)配件行業(yè)，主要用于缸套、活塞等產(chǎn)品外圓、端面的加工，工作流程相對穩(wěn)定。C7632型車床的刀架有水平方向和垂直方向的運(yùn)動。刀架在水平方向的運(yùn)動稱為縱向運(yùn)動，由右向左為進(jìn)，由左向右為退；刀架在垂直方向的運(yùn)動稱為橫向運(yùn)動，刀架由上而下為進(jìn)，由下而上為退；下刀架則相反，它是由下而上為進(jìn)，由上而下為退。刀具在加工工件準(zhǔn)備時(shí)迅速靠近工件稱為快進(jìn)，加工時(shí)刀具移動速度較慢稱為工進(jìn)；在退刀時(shí)也有工退和快退之分。因此，刀架動作類型有：橫向快進(jìn)、橫向工進(jìn)、橫向工退、橫向快退、縱向快進(jìn)、縱向工進(jìn)、縱向工退、縱向快退。上下刀架都分別具有這八種動作類型。

二、I/O地址分配

原控制面板上的按鈕、手動控制開關(guān)和機(jī)床內(nèi)壓力控制繼電器開關(guān)、熱繼電器觸點(diǎn)、行程開關(guān)作為可編程控制器輸入點(diǎn)，在控制面板上增加的程序段選擇開關(guān)也作為可編程控制器的輸入點(diǎn) ，而控制回路中的電磁閥、接觸器及程序段指示燈為可編程控制器的輸出接點(diǎn)。根據(jù)上述控制要求和刀架的具體工作過程，本系統(tǒng)I/O為13個(gè)輸入點(diǎn)和7個(gè)輸出點(diǎn)，可選用FX2N-40MR型PLC來實(shí)現(xiàn)該任務(wù)，如表1所示。FX2N-40MR是三菱公司生產(chǎn)的一種小型整體式PLC，共有20個(gè)輸入口、20個(gè)輸出口。機(jī)箱的上部端子為輸入端口和輸出端口。

表1 輸入輸出I/O地址分配表

三、程序的編制

PLC的最大優(yōu)點(diǎn)是在使用是可以根據(jù)生產(chǎn)工序的順序來編寫程序，程序的結(jié)構(gòu)與電氣控制電路的結(jié)構(gòu)有較大的相似性，所以在程序編寫也比較簡單。對C7632車床原電氣設(shè)備用PLC改造后其內(nèi)部的程序只需要相對每個(gè)控制按鈕發(fā)出的信號，做出相應(yīng)的動作即可。根據(jù)C7632車床動作過程分析可以發(fā)現(xiàn)，大拖板雙速電機(jī)每完成一次工進(jìn)、快進(jìn)、工退、快退，循環(huán)，工位臺即旋轉(zhuǎn)一個(gè)工位進(jìn)入下一工步。編制程序可分段進(jìn)行，先編制自動循環(huán)程序段、手動調(diào)整程序段、初始化程序段，后分段模擬運(yùn)行調(diào)試后串聯(lián)起來。運(yùn)用轉(zhuǎn)移、標(biāo)號指令，可將復(fù)雜的程序分解成功能程序段，有利于程序編制及調(diào)試，程序流程圖如圖1所示。

圖1 程序流程圖

PLC技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，不僅用于新型機(jī)床的電氣控制，也適合舊機(jī)床的改造。經(jīng)FX2N-40MR型PLC改進(jìn)后的C7632型多刀半自動車床控制系統(tǒng)，可靠性大大增強(qiáng)，且在電氣結(jié)構(gòu)上更具柔性，同時(shí)兼有工件加工步序顯示，使加工過程更加明了。實(shí)踐證明，改造后車床的電氣故障大大減少，生產(chǎn)效率顯著提高。