1引言

隨著機械加工精度和效率要求的日益提高，plc正迅速地應(yīng)用于機械加工設(shè)備的自動化控制系統(tǒng)中［1～5］。plc可靠性高、抗干擾能力強、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。

du型組合機床是對某特定工件，進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)，接線復雜，故障率較高，可靠性較差。應(yīng)用plc對其進行技術(shù)改造，可以把機械加工設(shè)備的功能、效率、柔性提高到一個新的水平，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)濟效率顯著。

2系統(tǒng)工藝簡介及操作

du型組合機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工位，分別為鉆孔、擴孔、鉸孔和裝卸工件用，如圖1所示。

本機床的自動工作循環(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－動力頭工進－延時停留－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（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)傳動機構(gòu)使回轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)。當轉(zhuǎn)到接近定位點時，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)。

（3）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恢復原位，ya7斷電，同時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。此時定位塊的右端面將通過滑塊靠緊在檔鐵的左端面上，達到準確定位。

（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。當轉(zhuǎn)臺夾緊力達到一定數(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。

（5）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給運動，又能同時完成刀具切削運動的動力部件，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－工作進給－延時－快速退回原位。

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

（2）動力頭快進：把轉(zhuǎn)換開關(guān)s1選在自動位置。當回轉(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動。

（3）動力頭工進：在動力頭快進過程中，當擋鐵壓動限位開關(guān)sq3時，ya3斷電，動力頭工作進給。

（4）動力頭快退：當動力頭工作進給到終點后，擋鐵壓動開關(guān)sq4，ya1和ya3斷電，動力頭停止工進。同時開始定時，定時時間到后，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，動力頭停止運動。

（5）動力頭點動調(diào)整：將轉(zhuǎn)換開關(guān)s1放在點動位置，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。當動力頭不在原位，需要快退時，按動按鈕sb6，ya2得電，動力頭做快退運動，直到退回原位，sq1被壓下，動力頭停止。停車時按動停止按鈕sbl，接觸器km1、km2和km3都斷電，主電動機m1、液壓泵電動機m2及冷卻泵電動機m3都停止，自動工作循環(huán)停止。

3系統(tǒng)設(shè)計

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

plci/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m2起動后，指示燈才熄滅。電機啟動、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y001閉合，執(zhí)行mcn0與mcrn0之間的程序。常開觸點x013閉合，y010得電，工作臺微抬，微抬到位常開觸點x016閉合，y012得電，工作臺回轉(zhuǎn)。常閉觸點x022閉合，執(zhí)行mcn1與mcrn1之間的程序。工作臺依次進行反靠、加緊。常閉觸點x012閉合時，執(zhí)行mcn2和mcrn2之間的程序。動力頭分別進行快進、工進和慢退。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、價格便宜的優(yōu)點，又結(jié)合了計算機功能完備、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，使產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率得到很大的提高。