以往的油石超精機床是采用繼電器進行控制的,控制部分元件較多,體積龐大,接線復雜,且可靠性不高,經常出現故障。近年來,機床行業的自動控制水平在逐步提高。現決定對油石超精機床進行改造升級,用PLC取代傳統的繼電器順序控制,工作周期變短,使工作更可靠,而且編程簡單,診斷方便,抗干擾能力強。

 二、電氣控制要求

油石超精機床的工作原理是把加工工件放在兩個導輥之間,工件會勻速向固定的方向運動,超精頭在氣壓下振動的同時來摩擦工件表面,提高工件的光潔度和圓度等。手動調整好機械的各項指標,用旋轉開關把工作方式調節到自動,按下自動啟動按鈕,PLC開始運行,在程序控制下,冷卻啟動后導輥開始在變頻器無級調速控制下旋轉,開始加工工件。

機床配有緊急停止和警示功能,一旦發生機械故障用戶可以方便地按急停按鈕來停止機床動作；由于過載等原因出現問題,會點亮報警燈來提醒操作者。

 三、系統硬件設計

1、主電路的設計

導輥采用變頻控制,PLC控制繼電器的吸合作為變頻控制正轉的條件,而導輥調速采用電位器進行模擬控制；冷卻泵由PLC控制接觸器KM的通斷來實現起停；油石的上升和下降由PLC控制電磁閥來實現。

2、PLC系統購置

根據系統的輸入、輸出點的要求,選用20點的三菱PLC即可以滿足要求。

 四、系統軟件設計

1、零件加工可以方便的進行手動/自動轉換,當轉換開關旋至手動狀態時,自動不起作用,系統通過操作面板上不同的手動控制按鈕來完成機床調整或手動加工；類似的轉換開關旋至自動狀態時,按下啟動按鈕,PLC則按預先設計的符合工藝要求的程序運行。系統流程圖如圖1所示。

機床控制系統中,手動部分占用6個輸入點,用于零件自動加工前的調整或手動加工；自動控制部分涉及6個輸入點,用于零件的程序順序加工。

自動控制部分的輸入、輸出點的分布如表1所示

輸入設備輸入地址輸出設備輸出地址
 過載保護QMX000報警燈HLY000
 緊急停止SB1X001導輥啟動KAY001
 復位SB2X002冷卻啟動KMY002
 自動啟動SB3X003油石上升YVY003
 自動停止SB4X004
 接地保護X005

自動控制的程序如圖2所示,為了避免啟動時的電流沖擊,用延時來避開冷卻泵與導輥電機同時啟動。

2、故障檢測與報警電路

一旦機械部分或控制電路發生故障,報警燈會被點亮,同時油石抬起來避免誤動作造成損失；故障解除后,可按復位鈕清除報警。報警的程序如圖3所示。

 五、總結

PLC有豐富的指令集,編程非常靈活,控制相當方便。用PLC對超精機床進行升級改造后,系統的硬件結構簡單,自動化程度高,加工效率高,維修方便,可靠性大大提高。