1 引言
M7475型立轴圆台平面磨床是主要使用立式砂轮端面对工件进行磨削加工的高效率平面磨床，主要用来粗磨毛坯或磨削一般精度工作，适宜成批生产的车间使用。M7475型立轴圆台平面磨床主要由床身、垂直进给手轮、工作台、位置行程挡块、砂轮修正器、电磁吸力调整手轮、磨头和电气操纵按钮等部件组成。外形如图1所示，该平面磨床共有六台电动机：砂轮电动机是主运动电动机，直接带动砂轮旋轮，对工件进行磨削加工；砂轮升降电动机使拖板沿立柱导轨上下移动，用以调整砂轮位置；工作台移动电动机带动工作台进入、退出；工作台转动电动机驱动工作台高速和低速转动；自动进给电动机带动磨头对工件自动磨削；冷却泵电动机带动冷却泵供给砂轮和工件冷却液，从而对工件和砂轮冷却，同时利用冷却液带走磨下的铁屑。
2 M7475型立轴圆台平面磨床控制要求
M7475型立轴圆台平面磨床主电路如图2所示。从图中可以看出，M7475型立轴圆台平面磨床由六台电动机拖动：即砂轮电动机M1、工作台转动电动机M2、工作台移动电动机M3、砂轮升降电动机M4、冷却泵电动机M5、自动进给电动机M6。
分析控制对象，确定M7475型立轴圆台平面磨床运动要求如下：
(1)机床的电气控制部分采用可编程序控制器，实现对磨床的手动、自动控制及对工作台、冷却泵及电磁吸盘的控制。
(2)动作要求：砂轮升降(手动和自动)、工作台移动、工作台转动。另外电磁吸盘不工作时可以手动调整机床。
(3)为保证安全生产，电磁盘与工作台转动、砂轮转动、磨头垂直进给采用联锁控制装置，即电磁盘电流小于1A时，吸力不足时机床要停止工作。
(4)电磁吸盘具有充、退磁功能。
(5)冷却泵电机、电磁吸盘为了方便运输可选用分离式插拔接头。
(6)由于所吸工件不同，要求电磁吸盘的电流可以调节，并且有显示。
(7)电路中所有断路后能储存能量的电器要有保护。
3 M7475型立轴圆台平面磨床PLC控制系统设计
3.1 PLC选型及I／O分配
PLC是控制系统的核心部件，正确选择PLC对整个控制系统技术经济性指标起着重要的作用。西门子s7—200 PLC适用于各行各业，各种场合的检测、监控及控制的自动化。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的控制。包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等，具有极高的性价比。
分析输入、输出点数分别为23、19个，M7475型立轴圆台平面磨床PLC的I／O分配见表1。
3.2 控制系统的程序设计
(1)砂轮电动机Y-△降压启动控制程序。由于砂轮电动机的容量要求较大，为避免因电动机启动时的启动电流和启动转矩较大而出现故障，所以砂轮电动机采用了Y-△降压启动。为避免电动机作Y-△降压启动时，电弧没有完全消灭而引起短路，因此在控制程序中加了一个定时器控制，在电弧完全消灭的情况下再降至△全压运行。
(2)工作台转动电动机控制程序。为防止磨床在磨削的过程中，电磁吸盘因欠电流导致吸力太小从而工件脱离工作台，因此必须在此控制程序中加入电磁吸盘欠电流连锁控制，在电磁吸盘欠电流的情况下工作台停止转动。
(3)工作台移动电动机控制程序。工作台移动电动机的纵向进给是点动控制，并且是通过电动机的正转和反转来实现生反转，因此在控制程序中须加入工作台移动电动机退出、进入连锁控制。
(4)砂轮升降电动机控制程序。砂轮上升、下降分为手动和自动控制，上升和下降是通过电动机的正反转来实现的，同理也须在程序中加入上升和下降连锁控制。
(5)自动进给控制程序。自动进给是带动砂轮自动向下对工件进行磨削加工，其向下进给量由自动进给电磁铁控制，当出现电磁吸盘欠电流或加工完毕时，电磁铁失电，自动进给电动机M6停止转动。
综上所述，根据控制系统的要求，结合控制电路原理图和PLC编程特点，设计了控制系统梯形图程序如图3所示。
4 结语
使用PLC改造该机床电气系统后，去掉了原机床的中间继电器、时间继电器等，使线路大大简化，维修方便。同时，由于PLC具有高可靠性，输入输出部分还有信号指示，不仅使电气故障次数大大减少，而且还给准确判断电器故障的发生部位提供了很大方便。改造后实现了磨床运行的自动化，工作安全可靠，系统运行情况良好，磨削精度更高，机床的工作效率更高。
(审核编辑: 沧海一土)
