PLC系統(tǒng)具有強(qiáng)大的穩(wěn)定性與抗干擾能力，再加之程序的設(shè)計(jì)過程靈活簡便，因此在各種工業(yè)控制中均得到了廣泛的應(yīng)用;而一些傳統(tǒng)繼電器接觸器無法實(shí)現(xiàn)的功能，均可以通過PLC的程序設(shè)計(jì)加在實(shí)現(xiàn);并且需要對電路控制功能做出更新時(shí)，也無需更改電路，只要將PLC的程序做出相應(yīng)的更改即可實(shí)現(xiàn)。本文就談?wù)凱LC在滾絲機(jī)電氣控制系統(tǒng)中的具體運(yùn)用。
 

1 滾絲機(jī)電氣系統(tǒng)控制簡介

滾絲機(jī)是一種很重要的螺紋加工設(shè)備，其主要作用為滾壓各種形式的外螺紋、普通螺紋以及梯形螺紋和模數(shù)螺紋，而且還可以矯直工件。其主要組成部分包括設(shè)備的機(jī)身、變速箱固定主軸座、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)以及PLC控制系統(tǒng)和活動主軸座等。

主軸電動機(jī)的主要作用是帶動兩根主軸，使其作同步、同向的回轉(zhuǎn)運(yùn)動;其中右主軸則受到液壓系統(tǒng)的推動作進(jìn)給運(yùn)動，運(yùn)動方向?yàn)樗椒较?，從而兩液絲輪對工件進(jìn)行滾壓，加工成為設(shè)計(jì)需求的螺紋或者其它的形狀。冷卻電動的主要作用是帶動冷卻泵的運(yùn)動，向滾牙輪和工件之間噴灑冷卻液，對其進(jìn)行冷卻及潤滑。液壓電動機(jī)則是屬于本機(jī)的進(jìn)給動力，利用電磁閥MF的作用，使得活動主軸可以作進(jìn)給和退回等動作，并終實(shí)現(xiàn)螺紋的滾壓加工工藝。

這些電機(jī)的功能均是由FX-PLC程序進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)的，具體的工作過程如下：把冷卻泵、主軸以及主軸泵的按鍵同時(shí)啟動，然后再啟動液壓電機(jī)，作進(jìn)給運(yùn)動，進(jìn)行螺紋工件的加工。進(jìn)給的方法有三種，即手動循環(huán)操作以及半自動循環(huán)液壓操作和全自動循環(huán)操作。如果進(jìn)給方式為手動循環(huán)操作，按照進(jìn)給將按鍵啟動，從而活動主軸相應(yīng)的做進(jìn)給運(yùn)動進(jìn)行液壓;然后啟動進(jìn)給退回按鍵，活動主軸就退回，于是一次滾絲加工就完成了。如果進(jìn)給方式為自動循環(huán)液壓操作，則啟動一次進(jìn)給按鍵，活動主軸就循環(huán)一次，完成一次滾絲加工，即啟動按鍵后直接進(jìn)給，然后進(jìn)行液壓，再退回，后停止。如果進(jìn)給方式為全自動循環(huán)操作，則只需啟動按鍵一次就會進(jìn)行不斷循環(huán)，即啟動按鍵后直接進(jìn)給，進(jìn)行液壓再退回，停歇后再進(jìn)行一次循環(huán)，如此往復(fù);如果液壓進(jìn)給需要停止，則啟動進(jìn)給退回按鍵即可。如果加工過程中出現(xiàn)了緊急情況需要緊急停車，則按下急停鍵即可實(shí)現(xiàn);如果停車的時(shí)間較長，則要啟動斷開總停按鍵。此外，本機(jī)床還具備急停控制以及照明控制系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)等。

2 滾絲機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

液壓系統(tǒng)的主要作用就是保證活動主軸機(jī)構(gòu)的進(jìn)給與退回動作得以實(shí)現(xiàn)。其具體的工作循環(huán)一共有進(jìn)給、滾壓以及退回和停止4個(gè)步驟。整個(gè)工作循環(huán)過程由PLC對其進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)3種不同的循環(huán)方式，即手動、半自動以及全自動循環(huán)。當(dāng)進(jìn)給時(shí)，電磁換向閥通電，系統(tǒng)中的液壓油則流經(jīng)換向閥后，再進(jìn)入調(diào)速閥，終流入液壓缸的右腔，完成進(jìn)給運(yùn)動。此時(shí)對壓力閥的壓力需要做出調(diào)整，使其符合工藝要求，可以觀察壓力表中所顯示的壓力度數(shù)進(jìn)行調(diào)整。液壓缸左腔回油時(shí)同樣要流經(jīng)電磁換向閥，然后再流入回油池。在液壓由退回油池時(shí)，電磁換向閥處于不通電的狀態(tài)，而壓力油經(jīng)過電磁換向閥流入液壓缸的左腔，完成退回動用。此時(shí)要求溢流閥的壓力值可以退回活塞即可，也可以借助觀察液壓油壓力表的數(shù)值對溢流閥的壓力值進(jìn)行調(diào)整。

退回的液壓油流入調(diào)速閥中的單向閥回油池，排氣壓力顯示，如果搬動手動轉(zhuǎn)向閥，而壓力表顯示出進(jìn)給腔的壓力值，此時(shí)需要對退回腔進(jìn)行排氣處理;如果壓力表顯示退回進(jìn)給腔壓力值，也要同步對進(jìn)給進(jìn)行排氣。當(dāng)調(diào)整完成后要把手動轉(zhuǎn)向閥歸至原位，才能夠開始工作。PLC程序可以實(shí)現(xiàn)滾壓及停歇的功能。

3 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1 硬件系統(tǒng)及分配I/O地址

整個(gè)系統(tǒng)合計(jì)需要12個(gè)開關(guān)量輸入點(diǎn)以及6個(gè)開關(guān)量輸出點(diǎn)，合計(jì)18個(gè)才可以實(shí)現(xiàn)上述滾絲機(jī)電氣系統(tǒng)的控制要求。本文所選擇的是一款24點(diǎn)輸入與24點(diǎn)繼電器輸出的PLC。而I/O的地址分配如下表1及表2所示：

表1 PLC輸入信號I/O地址分配表

表2 PLC輸出信號I/O地址分配表

3.2 硬件系統(tǒng)的連接

由于滾絲機(jī)的工作環(huán)境有著噪聲大且溫度高等特點(diǎn)，整體來說環(huán)境較差，所以PLC外部負(fù)載供電必須有相應(yīng)的失壓保護(hù)措施。PLC外部負(fù)載供電通過接觸器以及對應(yīng)的按鍵實(shí)現(xiàn)其通斷的控制。如果需到緊急情況需要急停，只需啟動急停鍵即可將負(fù)載電源及時(shí)切斷，提高了控制系統(tǒng)的安全系數(shù)。

3.3 軟件設(shè)計(jì)

以機(jī)床的工作、工藝要求以及I/O地址為基礎(chǔ)，再結(jié)合梯形圖設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制指令程序。限于篇幅此處不做贅述。

?總之，滾絲機(jī)經(jīng)過PLC的設(shè)計(jì)與改造，其加工精度未受到影響，且控制系統(tǒng)的運(yùn)行也比較穩(wěn)定，有較高可靠性，可以滿足生產(chǎn)工藝要求。

相關(guān)文章：