PLC 在油石超精机床上的应用

一、前言

以往的油石超精机床是采用继电器进行控制的，控制部分元件较多，体积庞大，接线复杂，且可靠性不高，经常出现故障。近年来，机床行业的自动控制水平在逐步提高。现决定对油石超精机床进行改造升级，用 PLC 取代传统的继电器顺序控制，工作周期变短，使工作更可靠，而且编程简单，诊断方便，抗干扰能力强。

二、电气控制要求

油石超精机床的工作原理是把加工工件放在两个导辊之间，工件会匀速向固定的方向运动，超精头在气压下振动的同时来摩擦工件表面，提高工件的光洁度和圆度等。手动调整好机械的各项指标，用旋转开关把工作方式调节到自动，按下自动启动按钮， PLC 开始运行，在程序控制下，冷却启动后导辊开始在变频器无级调速控制下旋转，开始加工工件。

机床配有紧急停止和警示功能，一旦发生机械故障用户可以方便地按急停按钮来停止机床动作；由于过载等原因出现问题，会点亮报警灯来提醒操作者。

三、系统硬件设计

1 、主电路的设计

导辊采用变频控制， PLC 控制继电器的吸合作为变频控制正转的条件，而导辊调速采用电位器进行模拟控制；冷却泵由 PLC 控制接触器 KM 的通断来实现起停；油石的上升和下降由 PLC 控制电磁阀来实现。

2 、 PLC 系统购置

根据系统的输入、输出点的要求，选用 20 点的三菱 PLC 即可以满足要求。

四、系统软件设计

1 、零件加工可以方便的进行手动 / 自动转换，当转换开关旋至手动状态时，自动不起作用，系统通过操作面板上不同的手动控制按钮来完成机床调整或手动加工；类似的转换开关旋至自动状态时，按下启动按钮， PLC 则按预先设计的符合工艺要求的程序运行。系统流程图如图 1 所示。

机床控制系统中，手动部分占用 6 个输入点，用于零件自动加工前的调整或手动加工；自动控制部分涉及 6 个输入点，用于零件的程序顺序加工。

自动控制部分的输入、输出点的分布如表 1 所示

输入设备 输入地址 输出设备 输出地址
过载保护 QM X000 报警灯 HL Y000
紧急停止 SB1 X001 导辊启动 KA Y001
复位 SB2 X002 冷却启动 KM Y002
自动启动 SB3 X003 油石上升 YV Y003
自动停止 SB4 X004
接地保护 X005

自动控制的程序如图 2 所示，为了避免启动时的电流冲击，用延时 0.5 s 来避开冷却泵与导辊电机同时启动。

2 、故障检测与报警电路

一旦机械部分或控制电路发生故障，报警灯会被点亮，同时油石抬起来避免误动作造成损失；故障解除后，可按复位钮清除报警。报警的程序如图 3 所示。

五、总结

PLC 有丰富的指令集，编程非常灵活，控制相当方便。用 PLC 对超精机床进行升级改造后，系统的硬件结构简单，自动化程度高，加工效率高，维修方便，可靠性大大提高。