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自動銑床 PLC 控製係統研究

2017-6-2 來源：池州學院作者：王鈺

摘要:PLC 具有可靠性高，抗幹擾能力強等特點，是一（yī）種應（yīng）用於工業自動化控製的理想工具，PLC 應用在銑床加工方麵能夠有效提高加工精度和效率。基於此，本文以 X62W 為例對自動銑床的基本結構進行簡要分析，提出對自動銑床 PLC 控製係統的改造方法以及硬（yìng）件、程序設（shè）計，以期對銑床實（shí）際的（de）生產運行有實際參考價（jià）值。

關鍵詞:銑（xǐ）床 PLC 控製（zhì）係統

1.自動銑床（chuáng）基本結構

自動銑床主要（yào）由床身、刀杆、鑽（zuàn）頭（tóu）、光電開（kāi）關、絲杆、旋轉編碼器、鋼板、回轉（zhuǎn）盤、橫溜板、升降台、電路控製係（xì）統等組成，自動銑床的運動形式為主運（yùn）動，工作台的前後、左右運動為（wéi）進（jìn）給運動，工作台的旋轉運動都（dōu）是輔助運動，自動銑床的結構示意圖如（rú）圖 1 所示。其電氣控製線路由主電路、控製電路以及照明電（diàn）路三部分組成，主電路有兩個電動機，分別為 M1 和 M2，M1 主（zhǔ）要通過進給絲杆的轉動進行傳動，工作台可以在 6 個方向（xiàng）進行進給和快速移動，工作台的運轉主要是（shì）依靠機械的方法進行（háng）實現，對（duì）於正轉、反轉以及橫向運動三種運動形式之間應有聯鎖，以確保（bǎo）運行的安全。

2.自動銑床 PLC 控製係統設計

2．1 改造方法

在對 X62W 型自動銑床進行改造（zào）時要保證控製電路中電（diàn）源電路、照明電路以及主（zhǔ）電路保持不變，銑床的控製電路中主要依靠（kào）PLC 進行控製，為（wéi）了確保實（shí）驗台安全穩定運行，應該開（kāi）啟聯鎖反應，將行程開關（guān）直接接入自（zì）動控製係統的輸入端，將工作台的自動以（yǐ）及手動控製組合開關分別用一個常閉和常開開關接入輸入端子，輸出（chū）器件分為兩個電壓等級，一個接入照明用的交流電壓，另外一個使用（yòng） 110V 交流電（diàn）壓。

2．2 硬件設計

圖 1 自動化（huà）銑床硬（yìng）件設計 PLC 外部（bù）接（jiē）線圖

自動化銑床 PLC 控（kòng）製的硬件設（shè）計主（zhǔ）要包括可編程序控製物理結構及控製方式、輸入輸出點數確定、可編程序控製器的指令係統三大部分，自動化銑床硬件設計 PLC 外部接線如圖 1 所示。其中可編程序控製物理結構及控製方式主要是根據其物理結構進行劃分，可以分為模塊形式以及整塊形式，自動（dòng）化程度要求高的係統（tǒng）應用模塊式結構，也可以選取有（yǒu）特定內置功能的可編程（chéng）式控（kòng）製器（qì）。輸入輸出點數是控製器中一個較（jiào）為簡單（dān）的性能參數，在（zài）對銑床自（zì）動控製係統的機型進行（háng）選擇時應該（gāi）注意對原有係統進行更（gèng）換以及修改時應該（gāi）保留一（yī）定的餘地，以備後續改進; 其次，應（yīng）該保證係統的輸入輸出點數應該是在理想（xiǎng）狀態進行測量而獲得，為了保證自動化銑（xǐ）床控製係統的穩定（dìng）運行，輸入輸出點數一般應該有 30% 的（de）富（fù）餘量。可編（biān）程序控（kòng）製器的指令係統的功（gōng）能較為強大，包括運算以及傳輸等等，在進行程序編寫時，可以利用筆記本或者台式機（jī）進行輸入，有利於（yú）修改和保存。在進行指令係統的（de）性能參數選擇時（shí）應該選擇與銑床自動控製（zhì）係統（tǒng）相配套的結構，同時滿足係統的設計要求。

2.3 程序設計

在進行 PLC 自動控製係（xì）統程序設計之（zhī）前，應該進行工藝流程的確定，這樣（yàng）不僅僅使得原有的（de）工作邏輯（jí）關係保持不變，還加強了各種聯鎖保護措施。此外，銑床自動化控（kòng）製係統在經過程序設計之後更加（jiā）方便快捷，工作量以及初期投資量減少。程序設計中采用的設計係統（tǒng）為（wéi）西門子和微軟合作的軟件 Win CC，進（jìn）行程序設計（jì）時，還能實（shí）時對工作台進行仿真（zhēn）動作操作。

3.仿真試（shì）驗效果

圖 2 數控銑床加（jiā）工仿真台

本文分析的銑床仿真軟（ruǎn）件采用的是上海宇龍仿真（zhēn）軟件，數控銑床加工仿真台如圖 2 所示，利用該軟件對（duì）銑（xǐ）床進行仿真試驗，控製（zhì）係統采用（yòng）的（de）是西門子數控係（xì）統，在仿真（zhēn）軟件中用戶可以選定不同種類的刀具以及特定的特征參數，整個仿真過程主要是對毛坯的自定義、工件的裝夾、壓板安（ān）裝、校驗車刀以及（jí）銑刀、安裝刀具以及機床（chuáng）手（shǒu）動操作等環節進行操作，在仿真的過程中（zhōng）選取數控（kòng）運行環境以（yǐ）及 MDI自動運行模式，進行三維工（gōng）件的自動化（huà）實時切削以（yǐ）及三維（wéi）動態的（de）刀具（jù）仿真軌跡記錄，在運行中用戶界（jiè）麵可以進行坐標係的設定以及補償參數的設置。此外，在仿真的過程中，用戶能夠實時對銑床的操作動態進行監（jiān）測（cè）。

4.結語

綜上所述，自動化銑床（chuáng）通過控製係（xì）統的設計和改造，大幅度地降低了銑床機器的故障（zhàng）率，同時減輕了銑床操（cāo）作人員的勞動強度，提（tí）高了工作效率，從（cóng）而增加了經濟收益。基於 PLC 控製係統下的銑床控製係統（tǒng）具有較好的靈活性和可靠性（xìng），同時（shí）也為 PLC 在銑床自動化生產過程中的實際運（yùn）行提供了依據和參考。

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