呂珊珊

摘要：車床加工中的刀盤系統(tǒng)是機(jī)械加工中至關(guān)重要的一部分。其控制系統(tǒng)是一個以PLC為核心控制器、刀片、異步電動機(jī)、電磁制動器等為外圍設(shè)備所構(gòu)成的PLC單機(jī)控制系統(tǒng)。本設(shè)計所使用的PLC為FX系列可編程控制器，通過模擬安裝調(diào)試檢測本設(shè)計系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：PLC；刀盤；機(jī)床

1系統(tǒng)功能簡介

機(jī)械加工的重要組成部分就是車床加工，其有兩種主要形式：一種是車削刀具固定，工件旋轉(zhuǎn)并加工成不成形的工件；另一種是工件是固定的，通過車刀（刀架）的水平和垂直運動對高速旋轉(zhuǎn)運動的工件進(jìn)行精密加工。數(shù)控車床加工通常由控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、機(jī)械傳動系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)組成。

本設(shè)計中的旋轉(zhuǎn)刀盤由六種刀具組成。六種工具的選擇按鈕由按鈕SBl-SB6表示，由接近開關(guān)構(gòu)成的到位行程開關(guān)則是由ST1-ST6表示。設(shè)計過程如下：在初始狀態(tài)下，PLC顯示出的當(dāng)前刀號。當(dāng)你按下任一按鈕中的SB1-SB6，PLC記錄了這個刀號，然后按照請求刀號最近的方向移動遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)刀盤。當(dāng)旋轉(zhuǎn)刀頭旋轉(zhuǎn)到所需刀具的位置時，指示燈打開，機(jī)械手開始更換刀，同時顯示刀號。5S的換刀結(jié)束后。換刀過程中，另一其他請求信號無效。換刀結(jié)束后，記錄當(dāng)前刀號，等待下次換刀請求。

2FX系列PLC功能指令簡介

如果控制系統(tǒng)較為復(fù)雜或有特殊功能處理要求，用基本邏輯指令編寫的程序可能很長時間或者無法實現(xiàn)，本設(shè)計控制系統(tǒng)的編制用基本指令編寫其PLC控制程序就不容易實現(xiàn)，如果使用PLC提供的功能指令就很容易實現(xiàn)。不同系列、不同型號的PLC具有不同數(shù)量和不同格式的功能指令，但是其功能大同小異。本設(shè)計以三菱公司FX系列小型PLC為控制系統(tǒng)。

功能指令主要用于數(shù)據(jù)的運算、轉(zhuǎn)換及其他控制功能。許多功能指令有強(qiáng)大的功能，往往一條指令就可以實現(xiàn)幾十條基本指令才能實現(xiàn)的功能，還有許多功能指令具有基本指令難以實現(xiàn)的功能。實際上，功能指令是許多功能不同的子程序。FX系列的功能指令較多，為了便于更好地應(yīng)用和記憶，根據(jù)其功能，可分為以下大類：過程控制、傳送與比較、算數(shù)與邏輯運算、循環(huán)與移位、數(shù)據(jù)處理、高速處理、方便指令、外圍設(shè)備I/O、外圍設(shè)備通信、浮點數(shù)功能指令。目前，F(xiàn)X系列PLC的功能指令已有128條。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展及制造技術(shù)的提高，功能指令的數(shù)量還將不斷的增加，功能也將不斷的增強(qiáng)。本設(shè)計編程中所涉及的功能指令主要有傳送與比較大類、算數(shù)與邏輯運算大類和碼譯碼顯示大類。

3控制電路設(shè)計

3.1明確輸入、輸出設(shè)備

根據(jù)控制要求分析，系統(tǒng)有14個輸入設(shè)備：1個啟動按鈕、1個停止按鈕、6個換刀請求按鈕和6個到位開關(guān)。由此確定，PLC需要14個輸入電。

旋轉(zhuǎn)刀盤順時針旋轉(zhuǎn)和逆時針旋轉(zhuǎn)是通過電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)驅(qū)動實現(xiàn)，需要2個接觸器進(jìn)行切換，需要1個到位指示燈和1個換刀指示燈，七段數(shù)碼顯示。由此確定，系統(tǒng)需要11個PLC輸出點進(jìn)行驅(qū)動。

3.2旋轉(zhuǎn)刀盤控制電路

本設(shè)計控制對象旋轉(zhuǎn)刀盤是由異步電動機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動的，其順、逆時針旋轉(zhuǎn)實際上就是電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路。

4控制系統(tǒng)模擬安裝調(diào)試

4.1配線安裝

檢查部件。根據(jù)設(shè)計組件的需要完全配置器件，并檢查組件的規(guī)格是否符合要求，質(zhì)量好。根據(jù)接線圖固定元件、布線原理和工藝要求安裝配線。

4.2自檢

檢查布線。對照接線圖檢查是否有掉線、錯線，線號是否漏掉、錯編，接線是否牢固等。使用萬用表檢測電路。在電源插頭未插接的情況下，使用萬用表檢查主電路和控制電路，如果電阻值與正確結(jié)果不符，應(yīng)根據(jù)電路圖檢查是否有錯線、掉線、錯位和短路等。

4.3輸出梯形圖

連接PC/PPI電纜必須要在電源關(guān)閉狀態(tài)下進(jìn)行。打開PLC的前蓋，為了讓PLC處于停止?fàn)顟B(tài)，將開關(guān)的操作方式轉(zhuǎn)到停止位置，然后再進(jìn)行編程。運行裝有編程器的計算機(jī)上的編程軟件。為了創(chuàng)建一個新項目選擇菜單命令“工程”一“創(chuàng)建新工程”；或選擇菜單命令“工程”一“打開工程”，打開現(xiàn)有的項目；或選擇菜單命令“工程”一“另存工程為”，修改工程項目名稱。選擇菜單命令“工程”一“更改PLC類型”，復(fù)位PLC型號。選擇菜單命令“在線”一“傳送設(shè)置”，設(shè)置通信參數(shù)。將梯形圖輸入計算機(jī)。

4.4通電調(diào)試

閉合開關(guān)QF，給PLC通電。選擇菜單命令“在線”一“PLC寫入”，下載程序文件到PLC中。調(diào)整PLC為RUN工作狀態(tài)。按下啟動按鈕SB，然后按任一換刀請求按鈕，再按對應(yīng)的到位開關(guān)，按照控制要求，逐步調(diào)試，觀察系統(tǒng)的運行情況是否符合控制系統(tǒng)。如果出現(xiàn)故障，應(yīng)在電路檢修完畢并且梯形圖修改完畢后應(yīng)重新調(diào)試，直到系統(tǒng)能夠正常工作。