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　用plc对专用螺纹车床90t-11m控制系统的改造，经过在线运行证明达到设计要求，满足了机床原控制功能的要求，线路简单，操作灵活方便，运行稳定可靠，改造系统的性能价格比优越，对同类设备技术改造有较高的推广应用价值。 

　　1 引言

　　专用螺纹车床90t-11m是20世纪90年代初我国从哈萨克斯坦阿拉木图机床厂引进的。其电气控制部分采用传统的可控硅，二极管矩阵及一些复杂的电子线 路。致使控制部分可靠性差，故障率高，长期以来不能正常工作，为此，采用经济实用的可编程控制器(PLC)取代原有的控制线路，取得了良好的效果。

　　2 机床功能及机构特点

　　90t-11m专用螺纹车床除了具有普通车床的功能外，还有一个功能就是可在机床运转时速度变换，其传动结构可分解为一个主电动机装置带动一个自动变速箱，自动变速箱的输出轴通过皮带传动到床头箱，再连接一个变速齿轮箱到主轴，传动框图如图1所示。

　　该机床床头箱上的变速齿轮箱有三种速度变换档，分别为:(1:1，1:4，1:6)，通过扳动手柄位置实现速度选择;对变速齿轮箱的每一档，主轴正转时， 自动变速箱中离合器的组合方式有9种，对应9种速度;主轴反转时，离合器的组合方式有3种，对应3种速度;主轴点动和制动时各有一种组合方式，对应一种速 度。自动变速箱中离合器的组合方式见表1。由于该机床的机械结构合理，精度高，执行机构和润滑系统(主传动电机，冷却泵电机，刀架快移电机)还比较稳定， 因此只对故障率高、可实现机床特有功能的核心部件自动变速箱的控制部分进行改造。

　　表1 90t-11m车床自动变速箱离合器的组合方式

　　3 控制器选择及程序设计

　　基于以上对该机床功能和特点的分析研究，通过设计优化论证，决定采用可编程控制器(plc)对机床电气部分进行改造。要实现该机床的plc控制，首先应对 其电气原理图进行分析研究、整理，确定有16个输入点，17个输出点，控制电压+24v，根距输入输出的点数和控制电源的电压确定选用40点的omron 可编程控制器，pc机的i/o口分配见表2。程序设计主要依据机床的动作原理和自动变速箱中离合器的组合方式及主轴运动规律来编写的。该机床有正转、反转、制动、点动和速度变换等操作，而且任意两个动作之间的切换都有时间延时，都有着不同的操作，延时可通过pc内部时间继电器实现，而具体的操作。

　　表2 pc机的i/o分配

　　(1) 正转及速度变换:主电机启动前操作手柄s19处在中间位置，主电机启动后，扳动手柄s19至下方位置，s191接通，按下操作手柄上的微动按钮s16或 s17为主轴正转做好准备，再通过按压速度按钮s1~s9，就可获得在此频段下的9种正转速度，任一速度的换接间隔为2s。

　　(2) 正转-制动:在主轴正转过程中，若将s19扳至中间位置，s191断开，工作离合器脱开，经一定的时间制动离合器(5~6)接通，主轴进入制动状态，停止 后制动离合器再断开。

　　(3) 反转及速度变换:将手柄s19扳至上方，s192接通，再按压三组速度按钮(s1~s3)，(s4~s6)，(s7~s9)中的任一个，就可获得在此频段下的3种反转速度，换接过程有时间延时。

　　(4) 反转-制动:将s19由上方扳至中间位置时，s192断开，则主轴由反转进入制动状态。其工作过程与从正转到制动相类似。

　　(5) 点动-制动:点动仅适用于任一频段上的种速度的正向转动，当按住点动按钮时，点动离合器(1~7)接通，主轴正转，松开点动按钮时，(1~7)断开， 经一定的时间接通制动离合器(5~6)制动停止，每按一次点动按钮，都有类似的过程。自动变速箱工作方式选择见表3。

　　表3 自动变速箱工作方式选择

　　虽然工作离合器的断开到制动离合器的接通都存在一定的时间间隔，但为了确保两对离合器的可靠转换，在电磁离合器回路串有一电流继电器k5，用来检测任一对 离合器工作时回路电流，有离合器接通，则k5常开触点闭合，没有离合器工作，则k5常闭触点闭合。制动时，用k5检测工作离合器是否断开，若断开，k5常 闭触点闭合，延时2秒，接通制动离合器。与之有关的梯形图设计见图2。

　　4 结束语

　　用plc对专用螺纹车床90t-11m控制系统的改造，经过在线运行证明达到设计要求，满足了机床原控制功能的要求，线路简单，操作灵活方便，运行稳定可靠，改造系统的性能价格比优越，对同类设备技术改造有较高的推广应用价值

 由于plc的引入，极大地改善了设备的电气性能，提高了设备的自动化水平。使系统具有操作简单、可靠性高、工艺改变时控制系统修改方便的特点。在生产规模较大的场合，还可以将多台由plc控制的机床与上位计算机联网，实现“集中管理、分散控制”，在现代工业自动化控制系统领域，将成为主要控制设备并发挥越 来越大的作用。 

　　1 引言

　　为了提高自动控制系统的可靠性和设备的工作效率，设计了一套以PLC为控制器的液压车床控制系统，用来取代较复杂的继电器—接触器控制。系统的控制部分使 用了日本三菱公司生产的f1-40mr型plc，从而在保证工艺控制要求的情况下，大大的提高了生产效率，同时还克服了手动操作所带来的一些人为干扰因 素，取得了良好的经济效益和社会效益。

　　2 工作原理及电气控制要求

　　卡盘多刀液压半自动车床是轴承生产切削加工中常用的一种设备。加工时刀架循环是由插销板配合行程挡铁的调整来选择的。车床有前后两个刀架，可以同时工作，也可以分另独立工作。还有半自动循环和手动调整的选择。车床有油泵电机和主轴旋转双速电机。380v控制电路中有两个中间继电器1k和2k，线圈由plc 机控制，它的触点用来控制主轴运转。

　　车床刀架运动由液压传动控制。车床主要用于加工轴承套圈的内径和端面。共用10个电磁阀。图1是半自动循环流程图。

　　3 控制系统组成和设计

　　本系统需要22个输入点和12个输出点，采用日本三菱公司的f1-40mr型plc，共有24个输入点和16个输出点，可满足系统的要求。附表是plc输 入输出分配表。图2是半自动车床的梯形图。

　　本系统主要应用跳步指令(cjp)、跳步结束指令(ejp)、置位指令(s)和复位指令(r)。

　　前刀架的动作过程如下:

　　将开关2sa置于自动位置，x500接通。7sa选择在前刀架位，x506接通。此时，cjp700无输入，前刀架程序可以执行。cjp701和 cjp702有输入，后刀架手动调整程序跳步不工作。先启动液压泵，压力正常时kp合上，x400导通。工件夹紧，行程开关st打开，x401无输入。当 刀架纵向或横向在原位时，分别压行程开关1st或4st，使x402或x405接通。此时，按移进按钮sb4，x512导通， s200和 s201有电保持，y431和 y430有输出，电磁阀 1yv和2yv吸合，刀架纵向快进。快进中若碰压行程开关2st，x403有输入，r200复位，电磁阀2yv打开，刀架由快进转为工进。

　　工进到位压3st，x404输入，s202有电保持，y434和y435输出，电磁阀3yv和4yv得电，刀架横向快进。横向快进到位，压 5st，x406导通，r201复位，1yv断电。s203得电保持，y431导通，2yv得电，刀架快退。退到原位压1st，x402导通，r203复 位，2yv失电，纵向快退停止。同时，s204接通保持，y434无输出，3yv失电，刀架横向决退。退到原位，压行程开关4st，x405输 入，r202和r204复位，y435无输出，4yv失电，快退停止，循环结束。再按sb4可进行第二次循环。按钮sb5是快退复位按钮，当刀架出现意外 事故时，可按sb5，使之快速返回原位。

　　4 结论

　　由于plc的引入，极大地改善了设备的电气性能，提高了设备的自动化水平。使系统具有操作简单、可靠性高、工艺改变时控制系统修改方便的特点。在生产规模较大的场合，还可以将多台由plc控制的机床与上位计算机联网，实现“集中管理、分散控制”，在现代工业自动化控制系统领域，将成为主要控制设备并发挥越 来越大的作用。