PLC在超精磨床電氣改造中的應(yīng)用

【摘要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)在社會(huì)各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。在制造行業(yè)，為了提高超精磨床在運(yùn)行中的效率，達(dá)到理想的效果，我們就需要對(duì)超精磨床電器進(jìn)行改造。如今，技術(shù)人員一般會(huì)將PLC技術(shù)應(yīng)用在改造過(guò)程中，且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐證明，PLC在其改造中的應(yīng)用提高了超精磨床電氣運(yùn)行的效率以及穩(wěn)定性，為企業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了更多經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)了制造行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。本文就PLC在超精磨床電氣改造中的應(yīng)用進(jìn)行分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】PLC；超精磨床；電氣改造；應(yīng)用

為了促使制造行業(yè)的健康快速發(fā)展，相關(guān)行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者必須要與時(shí)俱進(jìn)，對(duì)其進(jìn)行改造，以適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。超精磨床電氣在改造之前，其運(yùn)行極其電路都是依靠繼電器進(jìn)行控制的，但是在其運(yùn)行中由于受到多種因素的影響，設(shè)備在運(yùn)行時(shí)一出現(xiàn)失靈的狀態(tài)，這樣一種不穩(wěn)定的狀態(tài)嚴(yán)重影響大超精磨床電氣的正常運(yùn)行，不利于產(chǎn)品的生產(chǎn)，甚至阻礙了制造行業(yè)的健康發(fā)展。因此我們需要對(duì)其進(jìn)行改造，這就要求技術(shù)人員對(duì)其實(shí)際情況進(jìn)行合理分析，然后將可編程序控制器（PLC）應(yīng)用在電氣改造方案當(dāng)中，使其適應(yīng)當(dāng)前產(chǎn)品生產(chǎn)的需要，達(dá)到理想的效果。

一、超精磨床電氣的加工要求及設(shè)計(jì)思路

某工廠所使用的超精磨床是由北京是機(jī)床二廠生產(chǎn)的產(chǎn)品，該設(shè)備在實(shí)際操作過(guò)程中具有簡(jiǎn)便性特點(diǎn)，且全程操作都是由技術(shù)人員進(jìn)行控制，因此在產(chǎn)品加工過(guò)程中，根本不能夠?qū)Ξa(chǎn)品的實(shí)際情況進(jìn)行分析，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抬刀與落刀，而我們將國(guó)外引進(jìn)的超精磨床進(jìn)行操作，同樣無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化抬刀。通過(guò)對(duì)這種超精磨床進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，若需要對(duì)磨直桿以及細(xì)連桿進(jìn)行加工，那么我們可以將這種普通的超精磨床應(yīng)用在其中，從而達(dá)到理想的加工效果。

在超精磨床進(jìn)行加工的過(guò)程中，我們會(huì)將氣缸對(duì)其連桿進(jìn)行控制，這樣可以避免臺(tái)階與螺旋部分出現(xiàn)損壞，并且還能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)抬刀的效果，滿足產(chǎn)品的生產(chǎn)需求。如今，我們將減震器廠生產(chǎn)的連桿作為粗桿，并將其與上述細(xì)桿相互對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，粗桿的長(zhǎng)度要明顯長(zhǎng)過(guò)細(xì)桿，其長(zhǎng)度大約為111m。

在實(shí)際工作中，若我們將不具有自動(dòng)抬刀功能的超精密磨床應(yīng)用在粗桿的加工中，當(dāng)出現(xiàn)禁止磨的臺(tái)階與螺紋部分時(shí)，技術(shù)人員只能夠通過(guò)手動(dòng)的方式將到直接抬起，然后再將其落下，這一加工方式在很大程度上加大了工作量與工作強(qiáng)度，不利于提高產(chǎn)品生產(chǎn)的效率，甚至導(dǎo)致產(chǎn)品加工不合格，最終被舍棄，極大地浪費(fèi)了材料。

為了解決這一問(wèn)題，技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行深入分析，認(rèn)為可以在刀的部位再加設(shè)一個(gè)開(kāi)關(guān)設(shè)備，從而使超精磨床具有自動(dòng)抬刀的功能。此時(shí)，當(dāng)設(shè)備中的開(kāi)關(guān)設(shè)備在接近檢測(cè)到下部時(shí)，不管是遇到需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行超精磨還是禁止磨的臺(tái)階與螺紋部分，設(shè)備也就會(huì)產(chǎn)生信號(hào)，然后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抬刀與落到，達(dá)到理想的產(chǎn)品加工效果。

某儀器生產(chǎn)廠所生產(chǎn)的開(kāi)關(guān)設(shè)備可以應(yīng)用在超精磨床設(shè)備當(dāng)中，因?yàn)檫@種開(kāi)關(guān)設(shè)備的額定電流為200mA，額定電壓為DC6～30V。當(dāng)我們將這一設(shè)備應(yīng)用在超精致磨床設(shè)備中時(shí)，開(kāi)關(guān)設(shè)備的實(shí)際動(dòng)作距離為1mm，也就是說(shuō)，設(shè)備在對(duì)連桿進(jìn)行加工的過(guò)程中，連桿的移動(dòng)方向?yàn)椋河捎蚁蜃?，?dāng)禁止的臺(tái)階與螺紋部分經(jīng)過(guò)時(shí)，如果開(kāi)關(guān)設(shè)備的動(dòng)作距離超過(guò)1mm，那么開(kāi)關(guān)設(shè)備并不能夠感應(yīng)這一部分，自然而然地信號(hào)也無(wú)法正常發(fā)出，最終無(wú)法對(duì)連桿加工進(jìn)行合理加工；而如果遇到需要超精磨的部分，而開(kāi)關(guān)設(shè)備的動(dòng)作距離小于1mm，那么開(kāi)關(guān)設(shè)備能夠檢測(cè)到需要超精磨的部分，然后發(fā)出信號(hào)，自動(dòng)將刀落下，而遇到禁止磨的臺(tái)階與螺旋部分，刀會(huì)自動(dòng)抬起，這樣的反復(fù)動(dòng)作，也就達(dá)到了自動(dòng)化的目的。實(shí)現(xiàn)了對(duì)連桿的加工，達(dá)到了理想的加工效果。

二、控制系統(tǒng)硬件配置

通過(guò)計(jì)算本設(shè)備所需輸入到可編程序控制器的輸入信號(hào)及輸出信號(hào)，從經(jīng)濟(jì)性出發(fā)選用OMRON C60P型32點(diǎn)輸入和28點(diǎn)輸出的可編程序控制器。

此設(shè)備的電氣部分有4臺(tái)電動(dòng)機(jī)，分別為潤(rùn)滑電動(dòng)機(jī)、冷卻電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和振動(dòng)電動(dòng)機(jī)。在其它電動(dòng)機(jī)工作之前，首先起動(dòng)潤(rùn)滑和冷卻2臺(tái)電動(dòng)機(jī)。在上述2臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，起動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)來(lái)控制2個(gè)有角度的滾子轉(zhuǎn)動(dòng)，給連桿以動(dòng)力，使之依次通過(guò)8塊油石，完成超精磨的過(guò)程。最后起動(dòng)振動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制超精磨的精度?；谏鲜鲆螅O(shè)計(jì)電路時(shí)，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)都有自己的起動(dòng)和停止按鈕（潤(rùn)滑、冷卻電動(dòng)機(jī)共用一套起、停按鈕），通過(guò)控制回路實(shí)現(xiàn)各臺(tái)電動(dòng)機(jī)之間的先后順序控制，并有完善的保護(hù)環(huán)節(jié)。操作按鈕安裝在按鈕盤(pán)上，設(shè)有蘑菇型的急停按鈕。

氣缸上方有一顯示板，為8個(gè)氣缸的故障指示，每個(gè)氣缸上裝有一行程開(kāi)關(guān)，作為氣缸落下的限位保護(hù)。若夾具上的油石破損，氣缸繼續(xù)落下，會(huì)壓下滾子造成故障。此時(shí)，氣缸壓下行程開(kāi)關(guān)，停止落下，并報(bào)警，故障指示燈亮，通知操作人員及時(shí)更換油石。顯示板上還有8個(gè)氣缸的壓力指示表及調(diào)節(jié)旋鈕，當(dāng)壓力不正常時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

三、控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的主要控制功能都是由PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)的，整個(gè)程序用OMRON PLC的梯形圖進(jìn)行編制。根據(jù)實(shí)際需求，另設(shè)有氣缸手動(dòng)落下控制按鈕。進(jìn)行PLC軟件設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到此超精磨床今后可能加工不同的工件，對(duì)于氣缸延時(shí)落下和延時(shí)抬起的時(shí)間，通過(guò)程序設(shè)計(jì)來(lái)控制。在配電箱的側(cè)面，設(shè)有改動(dòng)延時(shí)落下和延時(shí)抬起時(shí)間的開(kāi)關(guān)，以及延時(shí)加和延時(shí)減兩個(gè)按鈕，作為輸入信號(hào)接入到PLC的輸入點(diǎn)，以控制PLC內(nèi)部可逆計(jì)數(shù)器CNTR010和CNTR011的數(shù)值。利用PLC內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳送指令MOV（21）為通道CHl3和通道CHl5傳送一個(gè)數(shù)據(jù)，作為氣缸抬起延時(shí)和落下延時(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。又利用PLC內(nèi)部的加法器ADD（30）將通道CHl0的數(shù)值和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通道CHl3數(shù)值相加，傳送給通道CHl6，再傳送至定時(shí)器TIM31—38，依次作為氣缸1～8的抬起延時(shí)時(shí)間；同樣，將通道CHll的數(shù)值和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通道CHl5的數(shù)據(jù)相加，傳送給通道CHl7，再傳送給定時(shí)器TIM21～28，依次作為氣缸1～8的落下延時(shí)時(shí)間。

四、結(jié)語(yǔ)

在現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展中，為了滿足產(chǎn)品加工的效果，技術(shù)人員必須要將PLC技術(shù)應(yīng)用在其中，對(duì)超精磨床進(jìn)行改造，這樣才能夠在產(chǎn)品加工中提高產(chǎn)品的質(zhì)量，降低工作人員的工作量，使產(chǎn)品的加工更加符合規(guī)定要求，進(jìn)而推動(dòng)工業(yè)化企業(yè)的健康發(fā)展。

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