1 引言

　　M7475型立軸圓臺平面磨床是主要使用立式砂輪端面對工件進行磨削加工的高效率平面磨床，主要用來粗磨毛坯或磨削一般精度工作，適宜成批生產(chǎn)的車間使用。M7475型立軸圓臺平面磨床主要由床身、垂直進給手輪、工作臺、位置行程擋塊、砂輪修正器、電磁吸力調(diào)整手輪、磨頭和電氣操縱按鈕等部件組成。外形如圖1所示，該平面磨床共有六臺電動機：砂輪電動機是主運動電動機，直接帶動砂輪旋輪，對工件進行磨削加工；砂輪升降電動機使拖板沿立柱導(dǎo)軌上下移動，用以調(diào)整砂輪位置；工作臺移動電動機帶動工作臺進入、退出；工作臺轉(zhuǎn)動電動機驅(qū)動工作臺高速和低速轉(zhuǎn)動；自動進給電動機帶動磨頭對工件自動磨削；冷卻泵電動機帶動冷卻泵供給砂輪和工件冷卻液，從而對工件和砂輪冷卻，同時利用冷卻液帶走磨下的鐵屑。

2 M7475型立軸圓臺平面磨床控制要求

　　M7475型立軸圓臺平面磨床主電路如圖2所示。從圖中可以看出，M7475型立軸圓臺平面磨床由六臺電動機拖動：即砂輪電動機M1、工作臺轉(zhuǎn)動電動機M2、工作臺移動電動機M3、砂輪升降電動機M4、冷卻泵電動機M5、自動進給電動機M6。

　　分析控制對象，確定M7475型立軸圓臺平面磨床運動要求如下：

　　(1)機床的電氣控制部分采用可編程序控制器，實現(xiàn)對磨床的手動、自動控制及對工作臺、冷卻泵及電磁吸盤的控制。

　　(2)動作要求：砂輪升降(手動和自動)、工作臺移動、工作臺轉(zhuǎn)動。另外電磁吸盤不工作時可以手動調(diào)整機床。

　　(3)為保證安全生產(chǎn)，電磁盤與工作臺轉(zhuǎn)動、砂輪轉(zhuǎn)動、磨頭垂直進給采用聯(lián)鎖控制裝置，即電磁盤電流小于1A時，吸力不足時機床要停止工作。

　　(4)電磁吸盤具有充、退磁功能。

　　(5)冷卻泵電機、電磁吸盤為了方便運輸可選用分離式插拔接頭。

　　(6)由于所吸工件不同，要求電磁吸盤的電流可以調(diào)節(jié)，并且有顯示。

(7)電路中所有斷路后能儲存能量的電器要有保護。

3 M7475型立軸圓臺平面磨床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計

　　3.1 PLC選型及I／O分配

　　PLC是控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇PLC對整個控制系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟性指標(biāo)起著重要的作用。西門子s7—200 PLC適用于各行各業(yè)，各種場合的檢測、監(jiān)控及控制的自動化。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的控制。包括各種機床、機械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護設(shè)備等，具有極高的性價比。

　　分析輸入、輸出點數(shù)分別為23、19個，M7475型立軸圓臺平面磨床PLC的I／O分配見表1。

　　3.2 控制系統(tǒng)的程序設(shè)計

　　(1)砂輪電動機Y-△降壓啟動控制程序。由于砂輪電動機的容量要求較大，為避免因電動機啟動時的啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩較大而出現(xiàn)故障，所以砂輪電動機采用了Y-△降壓啟動。為避免電動機作Y-△降壓啟動時，電弧沒有完全消滅而引起短路，因此在控制程序中加了一個定時器控制，在電弧完全消滅的情況下再降至△全壓運行。

　　(2)工作臺轉(zhuǎn)動電動機控制程序。為防止磨床在磨削的過程中，電磁吸盤因欠電流導(dǎo)致吸力太小從而工件脫離工作臺，因此必須在此控制程序中加入電磁吸盤欠電流連鎖控制，在電磁吸盤欠電流的情況下工作臺停止轉(zhuǎn)動。

　　(3)工作臺移動電動機控制程序。工作臺移動電動機的縱向進給是點動控制，并且是通過電動機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)生反轉(zhuǎn)，因此在控制程序中須加入工作臺移動電動機退出、進入連鎖控制。

　　(4)砂輪升降電動機控制程序。砂輪上升、下降分為手動和自動控制，上升和下降是通過電動機的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的，同理也須在程序中加入上升和下降連鎖控制。

　　(5)自動進給控制程序。自動進給是帶動砂輪自動向下對工件進行磨削加工，其向下進給量由自動進給電磁鐵控制，當(dāng)出現(xiàn)電磁吸盤欠電流或加工完畢時，電磁鐵失電，自動進給電動機M6停止轉(zhuǎn)動。

　　綜上所述，根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，結(jié)合控制電路原理圖和PLC編程特點，設(shè)計了控制系統(tǒng)梯形圖程序如圖3所示。

4 結(jié)語

　　使用PLC改造該機床電氣系統(tǒng)后，去掉了原機床的中間繼電器、時間繼電器等，使線路大大簡化，維修方便。同時，由于PLC具有高可靠性，輸入輸出部分還有信號指示，不僅使電氣故障次數(shù)大大減少，而且還給準(zhǔn)確判斷電器故障的發(fā)生部位提供了很大方便。改造后實現(xiàn)了磨床運行的自動化，工作安全可靠，系統(tǒng)運行情況良好，磨削精度更高，機床的工作效率更高。