西门子黔南州授权代理商

基于PLC的DU型组合机床控制系统

　　（2）回转台回转及缓冲：回转台抬起后，压动开关sq5，ya7通电，电磁阀yv3的阀杆被推向右端，压力油送到回转液压缸3g的左腔，而右腔排出的油经阀yv2和yv3流回油箱。因此活塞右移，经传动机构使回转台回转。当转到接近定位点时，定位块1将滑块2压下，从而压动了sq6，ya9通电，使液压缸3g的回油只能经节流阀l流回油箱，回转台变为低速回转。

　　（3）回转台反靠：回转台继续回转，使定位块1离开滑块2，限位开关sq6恢复原位，ya7断电，同时ya8通电，yv3的阀杆左移。压力油经yv1和节流阀l送至回转液压缸3g的右腔，使回转台低速反靠。此时定位块的右端面将通过滑块靠紧在档铁的左端面上，达到准确定位。

　　（4）回转台夹紧：反向靠紧后，通道杠杆压动限位开关sq7，使ya6通电，使yv1阀杆向左移，液压缸1g将回转台向下压紧在底座上。液压缸2g因已接至回油路，自锁销4被顶起使定位块1锁紧。当转台夹紧力达到一定数值，压力继电器kp动作，ya8、ya9断电，阀yv3回到中间位置，这时3g的左、右油腔都接至回油路使回转液压缸卸压。ya10通电，使yv4阀杆右移，通过液压缸4g使离合器7脱开。

　　（5）离合器脱开后的状态：液压缸4g的活塞杆压动限位开关sq8，ya9断电，ya8通电，回转液压缸活塞退回原位，杠杆压动限位开关sq9，动作的电器均断电，ya10断电使离合器重新接合，系统恢复到初始状态，以备下次转位循环。

　　2.2 动力头液压线路

　　动力头是既能完成进给运动，又能同时完成刀具切削运动的动力部件，其液压系统如图3所示。

　　其自动工作循环为：动力头快进－工作进给－延时－快速退回原位。

　　（1）动力头原位停止：液压缸5g带动动力头做前后运动。当电磁铁ya1、ya2、ya3都断电时，电磁阀yv1处于中间位置，动力头在原位停止不动，此时限位开关sq1由挡铁压动。

　　（2）动力头快进：把转换开关s1选在自动位置。当回转台夹紧，回转液压缸活塞返回原位，电磁铁yal、ya3通电。动力头做快速向前运动。

　　（3）动力头工进：在动力头快进过程中，当挡铁压动限位开关sq3时，ya3断电，动力头工作进给。

　　（4）动力头快退：当动力头工作进给到终点后，挡铁压动开关sq4，ya1和ya3断电，动力头停止工进。同时开始定时，定时时间到后，ya2得电，电磁闽yv1左移，动力头快速退回。动力头退回原位后，sq1被压动，ya2也断电，动力头停止运动。

　　（5）动力头点动调整：将转换开关s1放在点动位置，按动按钮sb5，使电磁铁ya1、ya3通电，放松sb5后，ya1、ya3断电，动力头立即停止。当动力头不在原位，需要快退时，按动按钮sb6，ya2得电，动力头做快退运动，直到退回原位，sq1被压下，动力头停止。停车时按动停止按钮sbl，接触器km1、km2和km3都断电，主电动机m1、液压泵电动机m2及冷却泵电动机m3都停止，自动工作循环停止。

PLC控制器在机床数控系统中应用

　　在实际控制中如何既能提高定位速度，同时又能保证定位精度是一项需要认真考虑并切实加以解决的问题。精度是机床必须保证的一项性能指标。位置伺服控制系统的位置精度在很大程度上决定了数控机床的加工精度。因此位置精度是一个极为重要的指标。

       为了保证有足够的位置精度，一方面是正确选择系统中开环放大倍数的大小，另一方面是对位置检测元件提出精度的要求。因为在闭环控制系统中，对于检测元件本身的误差和被检测量的偏差是很难区分出来的，反馈检测元件的精度对系统的精度常常起着决定性的作用。高精度的控制系统必须有高精度的检测元件作为保证。当现场条件发生变化时，系统的某些控制参数必须能作相应的修改，为满足生产的连续性，要求对控制系统可变参数的修改应在线进行。尽管使用编程器可以方便快速地改变原设定参数，但编程器一般不能交现场操作人员使用;所以，应考虑开发其他简便有效的方法实现PLC的可变控制参数的在线修改。另外为了防止电压过高损坏PLC，电源输入端加上压敏电阻。

       为了防止过热,PLC不许安装在变压器等发热元件的正上方，变频器与PLC、伺服驱动器等保持一定距离。在元件间留有适当的空隙，以便散热，并且在配电箱上安装风扇降温。此外，为保证控制系统的安全与稳定运行，还应解决控制系统的安全保护问题，如系统的行程保护、故障元件的自动检测等。

　　四、结束语

　　我国是一个机床生产和应用大国，但数控技术的应用水平还不高，严重制约着我国制造业水平的提高。国际上的相关开发计划对我国的数控技术的发展提出了严峻的挑战，同时也带来了机遇。只有选择合适的PLC才能使定位达到预期的效果。

　　由于采用了PLC控制，使电气部分的抗干扰能力增加，提高了机床的运行可靠性，因而增加了设备的柔性，提高了设备的使用效率

　　一、引言

　　近年来，PLC在工业自动控制领域应用愈来愈广，它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现出的综合优势是其它工控产品难以比拟的。随着PLC技术的发展,它在位置控制、过程控制、数据处理等方面的应用也越来越多。在机床的实际设计和生产过程中,为了提高数控机床加工的精度，对其定位控制装置的选择就显得尤为重要。永宏FBs系列PLC的NC定位功能较其它PLC更，且程序的设计和调试相当方便。本文提出的是如何应用永宏PLC的NC定位控制实现机床数控系统控制功能的方法来满足控制要求，在实际运行中是切实可行的。整机控制系统具有程序设计思路清晰、硬件电路简单实用、可靠性高、抗干扰能力强，具有良好的性能价格比等显著优点，其软硬件的设计思路可供工矿企业的相关数控机床设计改造借鉴。

　　二、数控机床组成结构及工作过程

　　本例数控机床由输入、输出装置、数控装置、可编程控制器、伺服系统、检测反馈装置和机床主机等组成，如图1所示。

数控机床组成机构图

　　图1数控机床组成机构图

　　输入装置可将不同加工信息传递于计算机。在数控机床产生的初期，输入装置为穿孔纸带，现已趋于淘汰;目前，使用键盘、磁盘等，大大方便了信息输入工作。输出指输出内部工作参数(含机床正常、理想工作状态下的原始参数，故障诊断参数等)，一般在机床刚工作状态需输出这些参数作记录保存，待工作一段时间后，再将输出与原始资料作比较、对照，可帮助判断机床工作是否维持正常。数控装置是数控机床的核心与主导，完成所有加工数据的处理、计算工作，终实现数控机床各功能的指挥工作。它包含微计算机的电路，各种接口电路、CRT显示器等硬件及相应的软件。可编程控制器对主轴单元实现控制，将程序中的转速指令进行处理而控制主轴转速;管理刀库，进行自动刀具交换、选刀方式、刀具累计使用次数、刀具剩余寿命及刀具刃磨次数等管理;控制主轴正反转和停止、准停、切削液开关、卡盘夹紧松开、机械手取送刀等动作;还对机床外部开关(行程开关、压力开关、温控开关等)进行控制;对输出信号(刀库、机械手、回转工作台等)进行控制。检测反馈装置由检测元件和相应的电路组成，主要是检测速度和位移，并将信息反馈于数控装置，实现闭环控制以保证数控机床加工精度。数控机床的工作过程如图2所示。

数控机床的工作过程框图

　　图2数控机床的工作过程框图

　　数控加工的准备过程较复杂，内容多，含对零件的结构认识、工艺分析、工艺方案的制订、加工程序编制、选用工装及使用方法等。机床的调整主要包括刀具命名、调入刀库、工件安装、对刀、测量刀位、机床各部位状态等多项工作内容。程序调试主要是对程序本身的逻辑问题及其设计合理性进行检查和调整。试切加工则是对零件加工设计方案进行动态下的考察，而整个过程均需在前一步实现后的结果评价后再作后一步工作。试切成功后方可对零件进行正式加工，并对加工后的零件进行结果检测。前三步工作均为待机时间，为提高工作效率，希望待机时间越短越好，越有利于机床合理使用。该项指标直接影响对机床利用率的评价(即机床实动率)。

　　三、机床数控系统需要解决的几个问题

　　机床是由机械和电气两部分组成，在设计总体方案时应从机电两方面来考虑机床各种功能的实施方案，数控机床的机械要求和数控系统的功能都很复杂，所以更应机电沟通，扬长避短。机床控制系统选件、装配、程序编制及操作都应该比较合理，精度和稳定性都必须满足使用要求。同时为便于调试和检修，各项操作均设手动功能，如手动各轴快慢移动、主轴高低速旋转、切削液及润滑开关等。PLC按照逻辑条件进行顺序动作或按照时序动作，另外还有与顺序、时序无关的按照逻辑关系进行联锁保护动作的控制，PLC发展成了取代继电器线路和进行顺序控制的主要产品,在机床的电气控制中应用也比较普遍