1 引言

　　隨著機(jī)械加工精度和效率要求的日益提高，plc正迅速地應(yīng)用于機(jī)械加工設(shè)備的自動化控制系統(tǒng)中。plc可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、系統(tǒng)組合靈活方便、編程語言簡單易懂、對生產(chǎn)工藝適應(yīng)性強(qiáng)。

　　du型組合機(jī)床是對某特定工件，進(jìn)行特定加工的一種高效率的，自動化控制專用加工設(shè)備。其繼電器接觸器控制系統(tǒng)，接線復(fù)雜，故障率較高，可靠性較差。應(yīng)用plc對其進(jìn)行技術(shù)改造，可以把機(jī)械加工設(shè)備的功能、效率、柔性提高到一個(gè)新的水平，提高產(chǎn)品的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率，降低設(shè)備故障率，其經(jīng)濟(jì)效率顯著。

2 系統(tǒng)工藝簡介及操作

　　du型組合機(jī)床由液壓動力頭和液壓回轉(zhuǎn)工作臺組成。其立式動力頭共有四個(gè)工位，分別為鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔和裝卸工件用，如圖1所示。

　　本機(jī)床的自動工作循環(huán)為：回轉(zhuǎn)臺抬起－回轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)－回轉(zhuǎn)臺反靠－回轉(zhuǎn)臺夾緊－動力頭快進(jìn)－動力頭工進(jìn)－延時(shí)停留－動力頭快退。

　　2.1 回轉(zhuǎn)工作臺液壓系統(tǒng)

　　如圖2所示，液壓回轉(zhuǎn)工作臺靠控制液壓系統(tǒng)的油路來實(shí)現(xiàn)工作臺轉(zhuǎn)位動作。其轉(zhuǎn)位動作為：自鎖銷脫開及回轉(zhuǎn)臺抬起－回轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)及緩沖－回轉(zhuǎn)臺反靠－回轉(zhuǎn)臺夾緊。

　　（1）自鎖銷脫開及回轉(zhuǎn)臺抬起：動力頭在原位時(shí)（限位開關(guān)sq1被壓動），按回轉(zhuǎn)按鈕sb4，電磁鐵ya6通電。將電磁閥yv1的閥桿推向右端，將液壓泵的壓力油送到夾緊液壓缸1g，使其活塞上移抬起回轉(zhuǎn)臺。同時(shí)經(jīng)閥yv1的壓力油也送到自鎖液壓缸2g，活塞下移使自鎖銷脫開。

　　（2）回轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)及緩沖：回轉(zhuǎn)臺抬起后，壓動開關(guān)sq5，ya7通電，電磁閥yv3的閥桿被推向右端，壓力油送到回轉(zhuǎn)液壓缸3g的左腔，而右腔排出的油經(jīng)閥yv2和yv3流回油箱。因此活塞右移，經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)使回轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)到接近定位點(diǎn)時(shí)，定位塊1將滑塊2壓下，從而壓動了sq6，ya9通電，使液壓缸3g的回油只能經(jīng)節(jié)流閥l流回油箱，回轉(zhuǎn)臺變?yōu)榈退倩剞D(zhuǎn)。

　?。?）回轉(zhuǎn)臺反靠：回轉(zhuǎn)臺繼續(xù)回轉(zhuǎn)，使定位塊1離開滑塊2，限位開關(guān)sq6恢復(fù)原位，ya7斷電，同時(shí)ya8通電，yv3的閥桿左移。壓力油經(jīng)yv1和節(jié)流閥l送至回轉(zhuǎn)液壓缸3g的右腔，使回轉(zhuǎn)臺低速反靠。此時(shí)定位塊的右端面將通過滑塊靠緊在檔鐵的左端面上，達(dá)到準(zhǔn)確定位。

　　（4）回轉(zhuǎn)臺夾緊：反向靠緊后，通道杠桿壓動限位開關(guān)sq7，使ya6通電，使yv1閥桿向左移，液壓缸1g將回轉(zhuǎn)臺向下壓緊在底座上。液壓缸2g因已接至回油路，自鎖銷4被頂起使定位塊1鎖緊。當(dāng)轉(zhuǎn)臺夾緊力達(dá)到一定數(shù)值，壓力繼電器kp動作，ya8、ya9斷電，閥yv3回到中間位置，這時(shí)3g的左、右油腔都接至回油路使回轉(zhuǎn)液壓缸卸壓。ya10通電，使yv4閥桿右移，通過液壓缸4g使離合器7脫開。

　?。?）離合器脫開后的狀態(tài)：液壓缸4g的活塞桿壓動限位開關(guān)sq8，ya9斷電，ya8通電，回轉(zhuǎn)液壓缸活塞退回原位，杠桿壓動限位開關(guān)sq9，動作的電器均斷電，ya10斷電使離合器重新接合，系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)，以備下次轉(zhuǎn)位循環(huán)。

　　2.2 動力頭液壓線路

　　動力頭是既能完成進(jìn)給運(yùn)動，又能同時(shí)完成刀具切削運(yùn)動的動力部件，其液壓系統(tǒng)如圖3所示。

　　其自動工作循環(huán)為：動力頭快進(jìn)－工作進(jìn)給－延時(shí)－快速退回原位。

　?。?）動力頭原位停止：液壓缸5g帶動動力頭做前后運(yùn)動。當(dāng)電磁鐵ya1、ya2、ya3都斷電時(shí)，電磁閥yv1處于中間位置，動力頭在原位停止不動，此時(shí)限位開關(guān)sq1由擋鐵壓動。

　?。?）動力頭快進(jìn)：把轉(zhuǎn)換開關(guān)s1選在自動位置。當(dāng)回轉(zhuǎn)臺夾緊，回轉(zhuǎn)液壓缸活塞返回原位，電磁鐵yal、ya3通電。動力頭做快速向前運(yùn)動。

　　（3）動力頭工進(jìn)：在動力頭快進(jìn)過程中，當(dāng)擋鐵壓動限位開關(guān)sq3時(shí)，ya3斷電，動力頭工作進(jìn)給。

　?。?）動力頭快退：當(dāng)動力頭工作進(jìn)給到終點(diǎn)后，擋鐵壓動開關(guān)sq4，ya1和ya3斷電，動力頭停止工進(jìn)。同時(shí)開始定時(shí)，定時(shí)時(shí)間到后，ya2得電，電磁閩yv1左移，動力頭快速退回。動力頭退回原位后，sq1被壓動，ya2也斷電，動力頭停止運(yùn)動。

　　（5）動力頭點(diǎn)動調(diào)整：將轉(zhuǎn)換開關(guān)s1放在點(diǎn)動位置，按動按鈕sb5，使電磁鐵ya1、ya3通電，放松sb5后，ya1、ya3斷電，動力頭立即停止。當(dāng)動力頭不在原位，需要快退時(shí)，按動按鈕sb6，ya2得電，動力頭做快退運(yùn)動，直到退回原位，sq1被壓下，動力頭停止。停車時(shí)按動停止按鈕sbl，接觸器km1、km2和km3都斷電，主電動機(jī)m1、液壓泵電動機(jī)m2及冷卻泵電動機(jī)m3都停止，自動工作循環(huán)停止。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　控制系統(tǒng)主回路如圖4所示，m1為主電動機(jī)，m2為液壓泵電動機(jī)，m3為冷卻泵電動機(jī)。由按鈕sb2及sb1控制m1與m2的起、停。開關(guān)sa3和sa4為單獨(dú)起動ml和m2時(shí)的選擇開關(guān)。當(dāng)旋鈕開關(guān)s在自動位置時(shí)，m3在動力頭工進(jìn)時(shí)自動啟動；s在手動位置時(shí)，可由按鈕sb3進(jìn)行啟動。

　　plc i/o分配如圖5所示。電源接通后，指示燈hl亮，等到液壓泵電動機(jī)m2起動后，指示燈才熄滅。電機(jī)啟動、停止程序如圖6所示。

　　液壓工作臺驅(qū)動程序如圖7所示。動力頭驅(qū)動程序如圖8所示。常開觸點(diǎn)y001閉合，執(zhí)行mc n0與mcrn0之間的程序。常開觸點(diǎn)x013閉合，y010得電，工作臺微抬，微抬到位常開觸點(diǎn)x016閉合，y012得電，工作臺回轉(zhuǎn)。常閉觸點(diǎn)x022閉合，執(zhí)行mcn1與mcr n1之間的程序。工作臺依次進(jìn)行反靠、加緊。常閉觸點(diǎn)x012閉合時(shí)，執(zhí)行mc n2和mcrn2之間的程序。動力頭分別進(jìn)行快進(jìn)、工進(jìn)和慢退。程序掃描到指令end，此次掃描結(jié)束。

4 結(jié)束語

　　本系統(tǒng)改造所采用的可編程序控制器是專為工業(yè)控制而研制的一種新型控制器。它即繼承了繼電器接觸器控制系統(tǒng)簡單易懂、操作方便、價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)，又結(jié)合了計(jì)算機(jī)功能完備、靈活、通用性好等性能。以其為核心控制器的du型組合機(jī)床控制系統(tǒng)得到了大大簡化，具有使用硬件少、系統(tǒng)簡單、維修方便、可靠性高的特點(diǎn)，使產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率得到很大的提高。