C5235双柱立式车床是武汉重型机床厂70年代生产的大型车床，主要加工大型碎矿，选矿备件，是公司的重要设备。其采用接触器和继电器进行控制，近年来由于线路老化，接点烧损，电器故障频繁发生，控制回路多，故障难以及时排查，加之电子元件改型，给车床的维护检修带来极大困难，但考虑到车床主体刚性较好以及节省费用，经研究决定只保留C5235双柱立式车床主体，其它部分全部改造或更新，设计方案采用PLC模块作核心部件，用变频器驱动主电机带动工作盘，左右立柱采用步进电机驱动进给运动，更换进给运动的滑动丝杆传动为滚珠丝杆传动，用触摸屏代替控制柜实现脉时显示与控制。配置脉冲发生器实现螺纹加工功能，配置自动转位刀架实现自动换刀功能。
1 PLC数控系统的控制原理
PLC靠运行储存与PLC内存中的程序，进行人出信息变化来实现控制。普通计算机进行人出信息交换，多只考虑信息本身，信息的人出，只要人机界面好就可以了，而PLC则还要考虑信息入出的可靠性，实时性以及信息的使用等问题，特别应考虑怎么适应于工业环境，如便于安装抗干扰等问题。数控化改造工作就是将刀架、x、z向进给改为数控控制，根据改造特点，伺服元件采用步进电机，实行开环控制系统就能满足要求。z向脉冲当量取0.01 mm，x向脉冲当量取0.005mm。C5235双柱立式车床数控化改造采用SIEMENS6ES6440-2UD35-5FAI变频器、松下MHMA 40ZAIG伺服电机、SIEMENS 6E6721 6-2BD23-OXBO PLC等元件组成控制系统。驱动步进电机脉冲信号由编程产生，通过程序产生不同频率脉冲实现变速。x、z向动作可通过输入手动操作或程序自动控制。车螺纹的脉冲信号由主轴脉冲发生器产生，通过与门电路接入PLC输入端，经PLC程序变频得到所需导程的脉冲。刀架转位、车刀进、退可由手动或自动程序控制。图1为数控系统原理图。
图1数控系统原理图
2 C5235双柱立式车床的编程结构
C5235双柱立式车床程序包括1个主程序(OBl)以及11个子程序，其中包含5个接口子程变频器控制子程序：
PWMO—RON(SBRl)PWML-RON(SBR2)
控制子程序：ASIO-CTRL(SBR8)
读子程序：ASIO-READ(SBR9)
写子程序：ASIO-WRITE(SBRl 0)1个人机界面(触摸屏)子程序：HSC-INrr(SBR7)5个控制部分子程序：
工作台速度控制子程序：SBR-0(SBRO)
左立柱控制子程序：SBR-3(SBR3)
右立柱控制子程序：SBR-4(SBR4)
左刀架控制子程序：SBR-7(SBR5)
右刀架控制子程序：SBR-6(SBR6)
2.1 主程序(OB1)
主程序包含故障指示报警，导轨温度保护，齿轮啮合，油泵运行反馈，刀架伺服，横梁夹紧，工作台正常工作等控制方面。其故障指示报警和齿轮啮合梯形图指令程序见图2。
图2报警和齿轮啮合梯形
2.2 子程序梯形图指令程序
左刀架控制子程序SBR-7(SBR5)部分梯形图指令程序如图3。
图3左刀架控制子程序部分梯形图
3 结束语
C5235双柱立式车床采用PLC程序控制后使车床性能得到了提升：实现了精确控制与显示，加工锥体不再板立柱，安装专用挂轮系统，而只需输入指令，并且通过专用软件可与生产管理系统相连接，在后续通过编程还可实现球面，抛物面和复杂曲面加工以及软件升级与开发。
编者认为采用PLC作为车床的数控系统成本低、系统简单、调整方便，满足了车床对加工精度、表面质量，生产率以及使用寿命的要求，各项性能指标与数控车床基本接近，具有一定经济性、实用性和稳定性，值得推广。
(审核编辑: 沧海一土)
