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P L C 在双面钻铣组合机床中的应用 甘肃畜牧工程职业技术学院 武威7 3 3 0 0 6 王昭同 随着现代工业技术的快速发展 ，自动化水平 的 不断提高 ，组合机床的研究成为机械制造业的一个 重 要方 向。组 合机床 一般采 用多轴 、多 刀、多工 序 、多面或多工位 同时加工的方式 ，生产效率 比通 用机床高几倍至几十倍。 继 电器控 制系统通过许 多继电器 ，采用硬接线 的 方式来 完成控 制功 能 。其接 线多而 复杂 ，体积 大 、功耗大 ，系统可靠性差 。P L C 是综合继 电器接 触 器控制的优点及计算机灵活、方便的优点而设计 制造和发展的 ，这就使得P L C 具有许多其他控制 器 所无法相 比的特点。随着P L C的广泛应用和机床 电 气控制技术的不断发展 ，利用P L C 实现对组合机床 的 自动控制有着广阔的前景 。 1 ． 加 工工艺流程 双面二工位钻铣组合机床 由双面铣床和双面钻 床组合而成 ，具 体加工对象是较大型壳体零件 。组 合机床为卧式 ，设 置液压动力滑台为移动工作 台， 采用行程控制和液压传动 ，可作半 自动循环加工和 手动调整 。在一次半 自动循环中，工件经过两个工 位进行铣 、钻加工 每个工位都 经过快速进给和工 作进给两步，两个工位各完成一道加工工序 。 第一工位为双面铣床 ，在工作滑台由快进转为 工进时 ，安装在工作 台上的左右铣 刀对工作滑 台上 工件铣削加工。双铣头铣削后 ，工作滑台携夹 紧的 工件继续前进至死挡铁停止 。 第二工位为双面钻床 ，铣削后工件前进至死挡 铁停止 ，左右钻头箱 各两台电动机 先进行空操 作的快进 ，到位后快进 电动机断电，钻头电动机得 电，对工件进行工进钻削 。加工完毕后钻头电动机 断 电 ，钻头箱快速退回。当左 、右钻头箱全部退到 原位后 ，液压工作台快速退 回原位。工件松开并卸 下工件后 ，进行第二个壳体零件的加工 。 被加工零件的夹紧 放松 由液压控制 系统完 成 。机床可以采用 自动与手动调整的工作方式 。手 动调整的特点是按住某个调整按钮后 ，系统相关环 节动作 ，松开后关断。组合机床的工艺流程 如图 l 所示 。 双面 二工 位 铣钻组 合机床采 滑台 快进 用 黜 S Q 粕 1 S P [ 快 进 用机械、液压、 l 曰 上 砖 ⋯ ⋯ ． 电气相结合的控 1 _- 1 钻 头 工 进 钻 削 制方式 。其中机 s 否蘅 。 S Q 3 。S Q 6 I 械 设 计 是 机 床 的 Q Q j害 Q s Q 基 础 ，液压控制 图1 组合机床的 工艺流 程 保证 了工作台的 进给和被加工工件的夹紧放松 ，电气控制设计起着 神经 中枢的作用 。液压控制 回路电磁 阀及压 力继电 器动作表如表 1 所示 。 表1 液压控制回路电磁阀及压力继电器动作表 ＼ ＼ 元 工 YV 1 YV2 YV3 YV4 YV5 SP1 原位 工件夹 紧 滑台快进 _ L 滑 台工进 死挡铁 滑 台快退 工件松开 2 。 控制系统硬件设计 根据生产工艺的要求 ，组合机床采用行程控制 和 液压控 制传动 ，可作半 自动循环加 工和手 动调 整。设置液压动力滑台为移动工作台，采用液压控 制系统夹紧 放松 被加工零件 。 参磊 冷 加 工 5 5 机床的主电路 由7 台Y系列三相交流异步电动机 及控制元 器件组成 ，由于各电动机均在7 k W以下， 允许采用直接起运控制 。本系统主 电路供 电电压为 交流3 8 0 V，控制 电路 电压 1 1 0 V，直流控制 电路为 桥式全波整流 ，电压2 4 V。 1 P L C 选型及 I ／ O分 配根据机床工艺及 控 制要求 ，选择F X 2 N 一 4 8 MR 型P L C 作为组合机床 P L C控制系 统的机型 。P LC 的 I ／ O分配如 表2 所 示 。 表2 F X 2 N - 4 8 MR I ／ 0分配表 名称 输入、输出点 启动按钮S B 0 XO 滑台快进限位S Q1 X1 滑台工进限位压力继电器S P 1 X2 左钻头箱快进限位S Q3 X3 左钻头工进限位S Q4 x4 左钻头箱快退限位S Q5 X5 右钻头箱快进限位S Q6 X6 右钻头工进限位S Q7 X7 右钻头箱快退限位S Q 8 X1 O 滑 台快退限位S Q9 Xl 1 手动滑台快进S B 2 Xl 2 手 动滑台工进S B 3 X1 3 手动钻头箱快进S B4 X1 4 手动钻头 箱快退S B 5 X1 5 手动钻头工进S B 6 Xl 6 手动滑台快退S B 7 X1 7 液压泵电动机继电器K M0 Y 0 左铣 电动机继 电器 K M1 Y1 右铣电动机继电器 K M2 Y2 左钻头箱快进继电器K M3 Y3 左钻头箱快退继电器K M4 Y4 左钻头工进继 电 r K M5 Y5 右钻头箱快进继电器K M6 Y6 右钻头箱快退继电器K M7 Y7 右钻头工进继电器KM8 Y1 0 滑台进给电磁阀YV1 Y1 1 滑台快 退电磁 阀YV2 Y1 2 滑台进给电磁阀Y V3 Y1 3 工件夹紧电磁 阀YV4 Y1 4 工件松开电磁阀YV5 Y1 5 手动／ 自动转换开关S A1 X2 O 停止 按钮S B1 X2 1 2 双面 二工位钻铣组合机床P L C 控制外部 接线图双面钻铣组合机床根据控制的要求 ，P L C 外部接线如图2 所示 ，对 左右钻头箱的快进 、快退 控制采用接 触器硬件 互锁 ，增加 了可靠性 ，接触 器采用交流t 1 0 V电压 ，电磁阀采用直流2 4 V电压驱 动。 3 ． 控制系统软件设计 双 面二 工位 钻铣 组合机 床根据 生产工艺 和控 5 6 参 磊 工 l 拍 侮 i 蕊 S BO X0 Y0 丛uJ1 一 U X 1 Y 1 丛 几 X 2 Y2 K M 2nL J ／S O 3 X3 Y 3 ≥ 卜 K M 4 爿 K M3 ／ X 4 Y 4 KM 5 ／ X5 P Y5 U X 6 Y 6 - [ ] J ／ X 7 Y 7 z [ ] J X1 O Y1 0 KM 8 门 U - ／ X l 1 0 洲 二 亘 X l2 0 0 L 一 A C ～ 1 1O V ～ X l 3 L 一 Y 1 1 S B4 yI 2 W2n X1 4 YV3nL A Y l 3 U S B6 X 1 5 Y V4广 1 Y l 4 S B7 X1 6 YV5n Y 1 5 j 坠 X 1 7 C U S B1 X2 0 X 2 1 C O M ■ 一 L ～ COM OM4 制要 求 ，可分 为半 自动循 环 工 作方式和 手 动调 整方式 。 选择 自动 方式 时 ，按下起 动 按 钮一 工 件 夹紧并延时 一 滑 台 快 进一 滑 台 工 件一 左右 钻头 箱快 进一 钻头 工 进 钻 削 一 左 图 2 P L c 外部接线图 右 钻头箱 快退 一 滑台快退 一 松开工件 ，一个工作周期结束。选 择手动控制方式时 ，可以对机床点动控制 ，方便对 机床调整。控制流程 图如图3 所示 。 O O 2 呕面圈 畦 卜 L _ j 叵 圈 圈 K2 0 工件夹紧 K 2 0 十 T n L _ _ T 0 而 l I 左钻头箱快进 左 钻头工进 手动调整 I 3 3 L右钻头箱快退 十 T 1 T 2 滑 台 快 退叵卜 Ⅺ X1 1 图3 双面钻铣组合机床控制流程 X X X X X1 7 X 1 1 _ { H／ 卜 紧 进 进 夹 陕 工 件 台 台 工 滑 滑 跬 畦 苎 右 一 震 橱 利用N U M数控系统进行机床刀库管理 的程序设计 北方重工集团传动设备分公司 辽宁沈阳 1 1 0 1 4 1 张颖李建 1 ． N UM1 0 5 0 P L C 简 介 1 N U M1 0 5 0 数控系统简介 N U M1 0 5 0 是一 种开放式的 、功能强大的数字控制系统 ，采用6 4 位 的C P U 8 0 4 0 ，用于数据 的处理和坐标 的控制 ，具 有处理速度快 、位 置控制精 度高等特 点。 系统 中的 图形功能管理CN C 面板显示和键盘。 内存用来存储加工程序、P L C 程序和机床参数。强 大的通信功能使C NC 既可通过R S 2 3 2 串 I 1 又可通过 网络接 口与上位机进行通信。轴控板用于控制数字 轴 或模拟轴 的运动 。内置式P L C 通过输入／ 输 出模 块 管理机床 ，C NC软件则管理加 工程序 、机床数 据 、计算轨迹和速度以及监控坐标轴的运动。 2 N U M1 0 5 0内置式P L C 特点N U M1 0 5 0 系 统 内置式P L C 具有强大 的功能。P L C 使用N U M系统 提 供的输 入／ 输 出接 口与外界进行数据 交换 ，通过 P L C 的扫描 周期刷新存储 区内的数据 ， P L C 读外界 数据是通过％ ， 变量 ，而P L C 输 出给外界数据是通过 ％0变量进行 的。 内 置式PL C与Nc之 间则 通过 交 换 区交 换数 据 ，交换区 中的内容是NC与P L C 之 间输入／ 输出的 数据 。N C 输 出给P L C的数据 ，P L C 通过 变量从 交换区读取 ，P L C 发送 IJ N C 的数据是通过 ％ 变量 放入交换 区，由NC去读取 ，％R和％ 所有变量的 各字节和位都有特定的含义 ，专 门提供给P L C 用来 控 1J NC 的运行 ，并协调外接设备与N C 之 间的动作 见 图1 。 [P L C A N C 功能 写y o n 读％ R P L C 读％ ， C N C软件 I ／ 0 工件程序 交换区 监控器 l 机床面板 用户程序l 等 读 ％ ％ l 写％ Q ＼ I 图1 数据交换规则 2 ． P L C实现机床控制 根据NUM系统 的P L C 特 点，在设计P L C 程序 时 ，将该机床的各项功能分配给不同的程序模块 初始化任务模块 ％I NI 、主程序模块 ％T S N 子程序 模块％S P 。％T S 0 的扫描周期为2 0 ms ，将调用子程 序放在 ％ TS 0 中 ，而轴进给 、轴组进给 、主轴 、液 压 、冷却、润滑及相关部分的控制 由子程序％S P 模 块承担 。 如 图2 所示 ，在程序HP C 8 0 0 ． MC H中各个程序 模块 的具体功能分别是 ％T S 0主程序，调用％S P 子程序； ％S P 0针对机床面板各按键的编程 ，包括轴进给，方式选 择等 ； 4 ． 结语 P L C 发展到今天 ，已经形成 了大 中、小各种 规模的系列化产 品，可以用于各种规模 的工业控制 场合。除了逻辑处理功能以外 ，现代P L C 大多具 有 完善的数据运算能力 ，可用于各种数字控制领域。 近年来P L C 的功能单元大量涌现 ，使P L C 渗透到了 位置控制 、温度控制等各种工业控制中 ，加上P L C 通信能力的增强及人机界面技术的发展 ，使用P L C 组成各种控制系统变得非常容易。MW 收稿 日期 2 0 1 1 1 1 1 0 参 磊 冷 加 工 主 盏 5 7