摘要（yào）：主要闡述了對於普通車（chē）床電氣線路的 ＰＬＣ改造，分析了傳（chuán）統繼電器電氣線（xiàn）路（lù）的弊端，以 及 對 其 進 行 ＰＬＣ改造的目的及意義，詳（xiáng）細（xì）闡述（shù）了利用 ＰＬＣ改造車（chē）床（chuáng）電氣（qì）線路的步驟（zhòu）和改造結（jié）果。主要以 ＣＡ６１５０車床 為例，利（lì）用三菱 ＦＸ２Ｎ 係列 ＰＬＣ對（duì）其進行（háng）改造。

    車床作為機（jī）械加工中的重要設備，在機械加工作業中一直起著（zhe）至關重要的作用，但是傳統繼電器線路（lù）麵對長期的加（jiā）工作業，受（shòu）工（gōng）作環境的影響，會逐漸老（lǎo）化或損壞。此時設備的（de）損壞以及維修，都會對於（yú）機械加工造成（chéng）一定的影響（xiǎng）。為解決這些問題，可以采用 ＰＬＣ 改造車床的傳統繼電器線路。相比（bǐ）之下（xià），繼（jì）電器線路體積大，觸點有限，線路複（fù）雜不易維修，而ＰＬＣ 可以克服上（shàng）述繼電器線路的缺點。合理（lǐ）的利用 ＰＬＣ 改造，可以拓展（zhǎn）車床的使（shǐ）用功（gōng）能，減（jiǎn）少維修，提高工作效率。ＣＡ６１５０車床 作（zuò） 為 一種常（cháng）見車床，本文以其為例討論 ＰＬＣ 對於（yú）普通車床電路的改造。普通車床（chuáng）電氣線路的 ＰＬＣ 改造（zào）應最大（dà）限度地（dì）滿足機械（xiè）生產（chǎn）需要和機床控製要求，充分發揮 ＰＬＣ 的功能。因此，在進行改造前首先要先深入了解機床的工（gōng）作過程，分析其工作方（fāng）式，從而了解該車床的控製要求。再根據控（kòng）製（zhì）要（yào）求（qiú）進行相應的 ＰＬＣ 改造，並在改造過程中分析是否可以加以改進，或在改造過程中留出改進餘地，方便後續的升級改造。

    車床是一種應用極為廣泛的金屬切削機床，其（qí）主軸水平放置，是屬於（yú）臥式車床（chuáng）的一種，能夠完成車（chē）削外圓、內圓、端麵、螺紋、切（qiē）斷及割槽等機械操（cāo）作，主要由床身、床座、主軸箱、溜板箱、進給箱、刀架、掛輪架（jià）、絲杠、光杠、卡盤和尾架等組成。 

    （１）主運動：主軸通過卡盤或（huò）頂尖帶動工件的旋轉運動。主軸電動（dòng）機選用的是三相（xiàng）籠型異步電動機，不進行（háng）電氣調速，而采用（yòng）齒輪箱進行機械有（yǒu）級調速；車削螺紋時要求主軸有正反轉，這個一般由（yóu）機械方法實現，主（zhǔ）軸電動機隻做單向運（yùn）轉；主軸電（diàn）動機容量不大，可采用直（zhí）接啟動（dòng）。

    （３）輔助運動：刀架的快（kuài）速（sù）移動、尾架的縱向移動、工件（jiàn）的夾（jiá）緊與放鬆、加工過程的冷卻。刀架的快（kuài）速移動由刀架快速移動電動機拖動，可直接啟動，不需要正反轉和調速；尾架的縱向移動和工件的夾緊與放鬆均由手動操作控製；加工過（guò）程中的冷卻由冷卻泵電動（dòng）機控（kòng）製，冷卻泵電動機和主軸（zhóu）電動機要實現順序控（kòng）製（zhì），不需要正反轉和調速。

    對車床電路進行 ＰＬＣ改造之前，需先行分析原車床電（diàn）氣線路的（de）工作原理，以達到滿足其控製要求的目的。根據車床的主要運動形式來看，在ＣＡ６１５０型車床主電路中，主要控製了３台 電動機，分別為：主軸電動 機Ｍ１、冷卻泵電動機Ｍ２、刀架快速移動電動機 Ｍ３。這３台電動機的通斷（duàn）主要通過控製電路控製，此外（wài）控製電路中還有照明及顯示電（diàn）路和保護電路，以下是（shì）各電路的原理分析：

   （１）主軸電動機 Ｍ１的控製：Ｍ１通過接觸（chù）器 ＫＭ１線圈的得電與斷電控製，ＫＭ１線圈的得電與否由按鈕 ＳＢ２和ＳＢ１控製：按下啟（qǐ）動按鈕ＳＢ２時，ＫＭ１線圈得電，同時ＫＭ１自鎖觸頭閉（bì）合（hé）、ＫＭ１主觸頭閉合，主軸電機 Ｍ１得電（diàn）連續運轉；按下停（tíng）止按鈕（niǔ）ＳＢ１，ＫＭ１線圈失電，同時ＫＭ１自鎖觸頭斷開、ＫＭ１主觸頭斷開，電動機 Ｍ１失電停轉。

   （２）冷卻泵電動機（jī） Ｍ２的控製：Ｍ２通過接觸器 ＫＭ２線圈的得電與斷電控製，因為 Ｍ１與 Ｍ２為（wéi）順序啟動的關係，所以 ＫＭ２線（xiàn）圈的得電與否通過冷卻泵開關 ＱＳ２與ＫＭ１的輔助常開觸頭共同控製：當按下（xià）主軸啟動按鈕ＳＢ１，ＫＭ１線圈得電，ＫＭ１輔助常開（kāi）觸頭（tóu）閉（bì）合後，再操作（zuò）冷卻泵（bèng）開 關 ＱＳ２，ＫＭ２線圈得電，同時ＫＭ２主觸頭閉合，冷卻泵電機得電（diàn）運轉；當 Ｍ１停止運（yùn）轉或操作冷卻泵開關（guān） ＱＳ３時（shí），ＫＭ２線圈失電，同時 ＫＭ２主觸（chù）頭斷開，Ｍ２失電停轉。

   （３）刀架快速移動（dòng）電動機 Ｍ３的控 製：Ｍ３通過接（jiē）觸器 ＫＭ３線圈的得電與斷電控製，ＫＭ１線圈的得電與否由快速移動按鈕 ＳＢ３控製，由於快速移動（dòng）不需要連續運行，所以刀架快速移動電路無自鎖觸點：按下快速移動按（àn）鈕（niǔ）ＳＢ３，ＫＭ３線圈得電（diàn），同時 ＫＭ３主（zhǔ）觸（chù） 頭 閉 合，刀 架 快速移動（dòng）電動機 Ｍ３得電（diàn）運轉；鬆開ＳＢ３，ＫＭ３線圈失電，同（tóng）時 ＫＭ３主觸頭斷開，Ｍ３失電停轉。

     ＰＬＣ對於車床電氣（qì）線路的改造，是在保留主電路的基（jī）礎上對於控製電路進行改造，並保證滿足車床的（de）運行要求，在此基礎上不改（gǎi）變原控製係統的操作方法，各電氣控製元件作用與原繼電器線路相同（tóng）。根 據 需 求，本文選擇三菱 ＦＸ３Ｕ－４８ＭＲ型ＰＬＣ。該ＰＬＣ成本低、體型小並且安裝方便，可以（yǐ）很（hěn）好（hǎo）地滿足設計要求，並且擁有（yǒu）進一步的升級改造能力。 

    根據上述分析可以得知，輸入信號共７個，分別為：主軸啟動按鈕ＳＢ２、主軸（zhóu）停止按（àn）鈕ＳＢ１、冷卻泵開關 ＱＳ２、刀架（jià）快速移動按鈕 ＳＢ３、照明 開 關 ＳＡ、熱繼 電 器 ＦＲ１好熱繼（jì）電器 ＦＲ２。輸出信號 共 ７ 個，分 別 為：主（zhǔ）軸（zhóu）電動機控製接觸器（qì）ＫＭ１、冷卻泵電動機控製接觸器 ＫＭ２、刀架快速（sù）移動電動機控製 接 觸 器 ＫＭ３、照（zhào） 明 燈 ＥＬ、主軸電動機指示（shì）燈ＨＬ１、刀架快速移動指示燈 ＨＬ２和冷（lěng）卻泵指示燈 ＨＬ３。由此可以做出Ｉ／Ｏ 分配表，如表１所示。

   （２）利用仿真軟件（jiàn）進行仿真，此步驟可（kě）在進行外（wài）部接線前先（xiān）行檢查程序是否可以按控製要求運行，省 去 未 知情況下操作（zuò）的麻煩。通過仿真軟件模擬實際環（huán）境進行操作，配合 ＰＬＣ監控，觀察結果是否正確，並對出現（xiàn）的問題進行改（gǎi）正。

    主軸電動機Ｍ１的仿 真：按下ＳＢ２，軟元件 Ｘ０獲得信號（hào）接通（tōng）閉合，Ｙ０接通並自鎖，Ｙ０常（cháng）開觸點閉合，Ｙ４接通。通過仿真觀察到此時主軸電動機得電、主軸電動機指示亮；按下（xià）ＳＢ１，Ｘ１常閉觸點斷開，Ｙ０線圈斷開，Ｙ０常開觸點斷開，Ｙ４斷開，通過仿真觀（guān）察到此時主軸電動機失電、主軸電動機指示滅。冷卻泵電機 Ｍ２的仿真：先按下 ＳＢ２使（shǐ） Ｙ０接通，Ｙ０常開觸點閉合，再合上 ＱＳ２，Ｘ２常開觸點閉合，Ｙ１接（jiē）通（tōng），Ｙ１常開觸點閉合，Ｙ６接通，通過仿真觀察到此時冷卻泵（bèng）電（diàn）機得電，冷卻泵指示燈（dēng）亮；打開 ＱＳ２，Ｘ２斷開，Ｙ１線圈斷開，Ｙ１常開 觸 點（diǎn） 斷 開，Ｙ６斷開，通過仿真觀察（chá）到此時冷卻泵電機失電，冷卻泵指示燈滅。

    刀架快速移動按鈕 Ｍ３的（de）仿真：按下ＳＢ３，Ｘ３常開觸點閉合，Ｙ２接通，Ｙ２常開 觸 點 閉 合，Ｙ５接通，通 過 仿 真觀察到此時刀架快速移動電機得電，刀架快速移動指示燈亮；鬆開ＳＢ３，Ｘ３常開觸（chù）點斷開（kāi），Ｙ２線圈斷（duàn）開，Ｙ２常開觸點斷開（kāi），Ｙ５斷開，通過仿真觀察到此時刀架快速移動（dòng）電機失（shī）電，刀架快（kuài）速移動指示燈（dēng）滅。照明的仿真：操作ＳＡ 至開，Ｘ４常開觸點閉合，Ｙ３接通，通過仿真觀察照明（míng）燈亮；操 作 ＳＡ 至關，Ｘ４斷開，Ｙ３失電斷開，通過仿真觀察照明燈滅。保護環節的仿真：在（zài）仿真軟件上將 ＦＲ１與 ＦＲ２的動作觸頭模擬為（wéi）按鈕或開關，操 作（zuò） 後 觀 察 Ｙ０、Ｙ１、Ｙ２線圈是否能夠（gòu）斷開，以及相（xiàng）應的電動機與指示燈是否失電。

    （３）安裝調試，連接好（hǎo）外部接線，通電試車，逐個檢測各部位功能（néng）是否按原機床控製要求運行，即（jí）主運動、進給運（yùn）動（dòng）、輔助運動、照明顯（xiǎn）示以及保護環節是否可（kě）按要求運行。接（jiē）線時（shí）要做注（zhù）意 ＰＬＣ 的電源連接，以及輸入和輸出公共端的（de）連接。

    本文著重闡述了利（lì）用三菱 ＰＬＣ對 ＣＡ６１５０型車床進行改造（zào）的目的、過程以及結果。基本達到了本次的改造目的，提高了車床的整體性能，一定程度上提高（gāo）了車床的使用（yòng）壽命，節約維修成（chéng）本，提高效率，並為未來的升級改造提供了可行空間。

    隨著自動化的逐漸發展（zhǎn），用 ＰＬＣ對車床進行合（hé）理的改造不僅可明顯改善一些傳統車（chē）床電氣線路的弊端，而且（qiě）可以在此基礎上進行進（jìn）一步的升（shēng）級改造，比如電動機的正反（fǎn）轉，電機的調速均可進行電氣控製。以此類推 大多機床電氣線路都可進行 ＰＬＣ改造（zào），在進行 ＰＬＣ改造的同時也可加入（rù）觸摸屏、變 頻 器（qì），更加簡化繼電器線路，簡化機床操作，提高工作效率，並且（qiě）使其在以後的升級改造中相對減少人工和機械成本。

    隨著技術的發展，ＰＬＣ 的應用（yòng）也越來越廣泛，進行（háng）ＰＬＣ改造後的車床，因為減（jiǎn）少了硬件電路的接（jiē）線，所以克服了（le）硬件電路（lù）接線（xiàn）帶來的電路（lù）老化、不（bú）易維修等缺（quē）點，在安裝使用上也更加快速便捷，其工（gōng）作（zuò）的可靠（kào）性也大大提高，並且便於整個機（jī）床電氣係統的監控（kòng）、維修、升級（jí）和改造。因此，利用 ＰＬＣ改造機床的電氣係（xì）統是一種切實可行的改造辦法。