引言

　　中国加入世界贸易组织后，纺织行业为了拓展国外市场，占领市场份额，必须提高产品质量，增加产品的竞争力。这些给纺织机械行业带来了新的机遇，为纺织行业提供高质量、高精度的纺织机械，已成为纺织机械行业一个新的经济增长点。纺织锭杆作为纺织机械中的重要基础部件，其精度直接影响着纺织机的加工质量。精度的提高关键是降低锭杆的噪声，提高锭杆的转速。实现这些技术的关键就是提高锭杆与锭盘配合面的表面光洁度，用PLC控制实现锭杆的超精完全解决了因锭杆表面光洁度造成的不良影响，具有较高的实用价值。

系统的设计思想

　　根据工艺要求，系统要实现以下功能：

　　(1)自动、手动的转换功能。手动状态时系统通过操作面板上不同的手动控制按钮来完成各个动作，包括油泵起停、工件轴起停、振动电机起停、油石进出、往复电机的往复控制。自动状态时按下“起动”按钮，PLC则按预先设计的符合工艺要求的程序运行。

　　(2)粗、精超次数可调，超精行程可调。

　　(3)超精过程中要实现超精油石压力的转换。

　　(4)工件轴电机、油石振动电机要在超精过程中实现频率变换。

控制系统的硬件设计

　　根据要求及所需的输入输出点数，主控制单元采用日本三菱公司的FXlN-40MT可编程控制器，该系列PLC体积小、功能强、性价比高，且提供了简易的定位控制及脉冲输出功能。主控制系统原理如图1所示。

图1 主控制原理框图

　　在图1的控制电路中，主要由以下几部分组成：　　

(1)拨码盘控制电路

　　由于锭杆类型的不同在超精过程中会有不同的要求，粗精超次数的可调整能有效地使工件达到最佳的超精效果；超精行程的可调能使该超精机适应更多类型的锭杆，扩大了加工范围。本系统利用8421BCD拨码盘实现粗精超次数以及超精行程的外部调整。FXlN系列的PLC具有一条数字开关指令可直接读出拨码盘设置的数据，省去了以往利用程序循环扫描控制每片拨码盘公共端的通断，每一扫描周期读人一片拨码盘的BCD数，然后再进行数据合并处理等一系列繁琐的软件设计工作。在图1中拨码盘控制电路用到的输入点是X22、X23、X24和X25，用到的输出点是Y4、Y5、Y6和Y7。

　　(2)工件轴电机及油石振动电机的变频控制工件轴电机在加工过程中有粗精超两个转速，而油石的振荡磨削也有粗精超两个转速，、采用西门子公司的MM420型变频器来控制工件轴电机和油石振动电机在超精过程中的频率变换。在图1中利用PLC的输出点Y13和Y14来控制工件轴电机的变频器的变频。利用PLC的输出点Y15和Y16来控制油石振动电机的变频器的变频。

　　(3)超精头的往复控制

　　在图1中，利用PLC的Y0、Y1口的脉冲输出功能控制步进电机来实现超精头准确的往复运动。其中Y0输出进给脉冲，Y1输出控制进给方向。步进电机及驱动器选用国产产品。

　　(5)其他输入输出点

　　除了上述拨码盘控制电路用到的输入点之外，本系统的输入点主要是一些手动开关或按钮，以及行程开关。输出点除了上述拨码盘控制、工件轴电机及油石振动电机的变频器的变频控制和超精头的往复控制这三部分用到的输出点之外，其余的输出点用来控制油石进出电磁阀、压力转换电磁阀和用来显示故障指示。具体分配如表所示。

控制系统的软件设计

　　软件结构根据控制要求而设计，主要分为手动、自动及往复控制过程三大模块，往复控制主要是指针对超精头的往复控制，它可通过PLC本身的定位控制及脉冲输出功能来实现，即通过对Y0、Y1口的脉冲输出功能进行编程来实现。由于整个软件结构较多，这里仅给出自动过程的流程图如图2所示，相关梯形图如图3所示。

图2自动过程流程图

图3自动过程梯形图

结束语

　　该控制系统充分发挥了FXlN系列PLC使用方便、软件功能强、通用性强等特点，较好地保证了纺织锭杆的表面光洁度，超精前Ra为0.3μm，超精后Ra为0.1μm，实际使用效果比较好。该系统的设计思想也可用于其他类型的自动控制系统中，具有较高的推广价值。