應用PLC技術解決軸承車加工撞刀問題

王 麗

（瓦房店軸承集團有限責任公司，遼寧 瓦房店 116300）

以C7225液壓多刀仿形半自動機床為例，說明應用PLC軟件解決軸承車加工中一些問題的可行性。

1 控制速度防止撞刀

從圖1車加工動作循環過程圖可知，如果工進開關B壞了或者失靈了，刀具將以快速進給的速度撞到工件上，使刀具、工件及卡具等遭到嚴重的損壞。而應用PLC的一個小延時就能解決此問題，改進后的車加工動作循環過程圖見圖2。

圖1車加工動作循環過程圖

圖2 改進后的車加工動作循環過程圖

在圖2中的工進開關后面多加了一個工作速度判斷開關D，并將開關B與D的距離也調整到2～3 mm的固定距離（此為快進變工進的距離），正常工作時，刀具從B點走到D點所需的時間是一定的。壓合開關B時，同時設定一個小延時，將刀具移動到D處的時間與設定的延時時間是否相符作為速度檢測的信號。如果是工藝要求的工作進給速度，當刀具位移壓合開關D時，所設定的延時時間到，機床執行正常的工作進給；如果開關B損壞或者失靈，刀具位移速度很快，壓合開關D時的時間將小于所設定的時間，此時便執行快速退回動作，停止加工，從而避免撞刀現象的發生。

2 提高電磁離合器的使用壽命

由于加工的需求，軸承車加工機床的主軸電動機是常轉的，而工件軸的啟動（旋轉）和剎車（停止）多數是通過電磁離合器來完成的。電磁離合器由電磁線圈和摩擦片構成。當工件需要旋轉時，啟動離合器得電，剎車離合器斷電；當工件需要停止時，啟動離合器斷電，剎車離合器得電。傳統繼電器控制過程，是將兩個電磁離合器的動作由同一個繼電器的常開點和常閉點控制。通過對兩個電磁離合器的工作過程分析可知：某一離合器的磁場還沒有完全消失，另一個離合器就得電吸合；或者說某一個離合器的摩擦片還沒有完全松開，另一個離合器的摩擦片就吸合工作，增加了離合器不必要的負荷，而且會產生兩個離合器摩擦片在瞬間同時工作的現象。為此，可采用順序動作時差保護程序來解決這個難題［1］。此程序解決了電磁離合器因帶負荷工作而經常燒損的問題，提高了電磁離合器的使用壽命，降低了生產成本和中停時間。主軸啟、停動作循環圖見圖3。

圖3 主軸啟、停動作循環圖

3 改進開關防止轉轂抖動

原機床共有5個刀架行程開關，改造后僅保留3個，并且工進開關和終點開關重復使用，因而降低了操作者的調整難度，節省了元件。

機床正常工作時，由刀架帶動絲杠轉動，絲杠右側設有一個轉轂，由刀架帶動轉轂上的壓鐵壓合行程開關。當刀架從原點A開始，以快速進給的速度壓向B，刀架由快速變為工作進給。由于機床使用一段時間后，刀架和絲杠之間的間隙會變大，在快進變工進時將產生很大慣性，使轉轂產生抖動。行程開關SL2在這一瞬間壓合了多次，因而使控制系統產生誤判，本應是工作進給卻變成了快速退回，機床不能正常工作。刀架動作示意圖見圖4。

圖4 刀架動作示意圖

應用OMRON可編程序控制器指令中的鎖存（KEEP）和定時（TIM）指令來解決此問題［2］，梯形圖如圖5所示。當行程開關SL2（0002）為1時，鎖存指令KEEP使內部繼電器1000為1，此時若開關SL2在設定的時間范圍內又壓了若干次，但內部繼電器1000仍然保持1的狀態，而工作進給開關0002只輸出一個脈沖信號1000，只有當壓鐵B離開后，且定時時間到，才能將1000清零，為下一次壓合做好準備。

圖5 梯形圖

4 結束語

PLC以其高可靠性，通用性，易于編程，安裝接線及調試簡便等特點，在機床電控系統中得到普遍應用。在C7225液壓多刀仿形車床中采用PLC控制技術可減少因撞刀而造成的頻繁換刀及廢料損失，保證了準時化生產，提高了生產效率，降低了生產成本。