1 引言
采用可编程控制器操作单元对普通镗床进行自动控制改装，利用可编程控制器模块化设计、硬件配置灵活且具扩展性的特点，按照机器的具体要求进行配置，合理利用机床本体硬件资源，达到最好的实用效果。随着现代化技术的发展，对系统的可靠性、稳定性要求越来越高，PLC具有控制可靠、组态灵活、体积小、功能强、速度快、扩展性好等特点，在机床电气控制中获得了广泛的应用。
2 电气控制要求
T610型卧式镗床控制系统的主电路图如图1所示。其中M1为主轴电动机，M2为液压泵电动机，M3为润滑泵电动机，M4为工作台电动机，M5为尾架电动机，M6为钢球无级变速拖动电动机，M7为冷却泵电动机，KM1～KM13为接触器，KR1～KR4为热继电器，RU1～FU2为熔断器。
图1 T610型卧式镗床控制系统的主电路
电气控制要求如下：
（1）主轴电动机选用“△—Y”电动机。
（2）主轴电动机启动时，利用Y型启动减少启动电流。
（3）主轴电动机能够实现正、反转，主轴电动机低速点动实现主轴的正转点动、反转点动以调整位置。
（4）主轴电动机能够实现有效快速的制动。
（5）工作台的运行和停止由工作台电动机带动，包括正、反转控制和回转控制，其中回转控制分为自动和手动。
3 PLC控制及分析
3.1 PLC机型选择，I/O点分配
根据电气图原理图的需要，为能实现要求，这里选择三菱FX2N-32MR-D型PLC，其I/O点分配如表1所示。
根据T610型卧式镗床主要控制要求，其电气原理图如图2所示。
图2 T610型卧式镗床电气原理图
图3是T610型卧式镗床PLC输入输出端接线图。
图3 T610型卧式镗床PLC输入输出端接线图。
3.2 PLC流程图及梯形图
图4为T610型卧式镗床的PLC控制流程图。
图4 镗床PLC控制流程图
图5是1、610型镗床的PLC梯形图。
本文采用GX Developer8．0软件设计T610型镗床PLC的梯形图，用软件模拟实际操作运行的好处是，不会损坏硬件或者造成事故。经过反复调试和修改后的梯形图如图5所示。X为PLC的输入继电器，用于接收检测信号、操作指令等输入信号。Y为PLC的输出继电器，通过它实现对各负载KM或YV等的控制。PLC采用循环扫描工作方式，即在系统软件的控制下，顺次扫描各输入点的状态，按用户程序运算处理，然后顺序向输出点发出相应的控制信号。整个过程分为自诊断，与外设通讯，输入采样，用户程序执行，输出刷新共5个阶段。
其中回路1实现液压泵电动机M2和润滑泵电动机M3的启动，以保证镗床的运行压力和润滑。回路2实现电动机M1的正转和反转功能，中间继电器M0和M1用于保证电动机MI的正转和反转在同一时间只有一个功能在运行。回路3实现电动机M1的Y启动和△正常运行。计时继电器TO控制电动机M1的Y启动时间。回路5实现工作台电动机M4的正转和反转功能，中间继电器M3和M4用于保证工作台电动机M4的正转和反转在同一时间只有一个功能在运行。回路6、回路7和同路8控制工作台的夹紧、放松、插定位销控制。
图5 T610型镗床的PLC梯形图
4 PLC梯形图控制过程分析
（1）先按下按钮SB1，接通X0,Y4、Y5得电，使得接触器KM5、KM6线圈通电吸合并自锁，液压泵电动机M2、润滑泵电动机M3启动运转。
（2）主轴电动机M1正转Y降压启动、△正常运行控制。工作台回转自动控制开关SA1处于自动状态，即X14是闭合的，X13由于液压泵已启动也处于闭合状态，M6动作， 按下按钮SB4，M0动作，Y0得电，即主轴电动机可正转。Y2和T0同时得电，主轴电动机Y降压启动。10s（时间可以另外设置）以后，T0动作，Y2失电Y3得电。主轴电动机△正常运行。其反转控制过程和正转相同。其时序图如图6所示。
图6 主轴电动机M1正转Y降压启动、△正常运行控制的时序图
（3）主轴电动机M1正转点动、制动停止控制。SB5为点动按钮，按下SB5主轴正转，松开SB5后，主轴电动机由于惯性继续转动，可以按下按钮SB3使得中间继电器M2闭合，再利用制动电磁铁控制主轴电动机迅速停止，实现制动的功能。主轴电动机反转点动、停止制动控制过程与正转点动、停止制动控制过程相同。
（4）工作台正转控制。工作台回转自动及手动转换开关SA1扳至“自动”挡，按下按钮ST8使得中间继电器M3闭合并自保，此时Y6得电，实现工作台正转。工作台反转控制过程和正转相同。
（5）工作台夹紧、放松、插定位销控制。工作台回转自动及手动转换开关SA4扳至“自动”挡即X14动作，按下按钮SB8即X7动作，中间继电器M3通电闭合，Y11、Y12得电，Y12得电，接通工作台压力导轨油路，给工作台压力导轨充压力油。Y11得电，接通工作台夹紧机构的放松油路，使夹紧机构松开。工作台夹紧机构松开后，机械装置压下行程开关ST1和ST2，即X16和X17闭合，则中间继电器M5动作，电磁阀YV1得电，将定位销拔出并使传动机构的蜗轮与蜗杆啮合。
5 结语
可编程控制器作为新一代的工业控制装置,逐步取代了继电接触控制的系统。它具有高可靠性、设计施工周期短、调试修改方便等优点。中小型PLC的价格便宜，用它来控制的卧式镗床，电气系统结构简单、工作稳定可靠、故障率低、操作系统便于维护、维修，提高了工效，自动化程度高，在工业上有广泛的应用前景。
(审核编辑: Doris)
