基于PLC的液壓動力滑臺控制系統改進設計

劉海東， 李琴

（攀枝花學院 機械工程學院，四川 攀枝花 617000）

0 引言

液壓動力滑臺作為組合機床的通用部件，在組合機床中得到了廣泛應用，配置相應的動力頭、主軸箱及刀具等可以對工件完成各種孔、端面等的加工。傳統的控制系統中使用大量的中間繼電器、接觸器，控制觸點多、故障率高、可靠性差、維修不方便等缺點［1］，為了提高機床控制系統的可靠性，降低其故障率，提高加工效益，很多企業對其進行了改造。本文以“液壓動力滑臺二次工作進給控制系統”為例，采用三菱FX2N系列的PLC對其進行了改造，實現了控制要求。

1 動力滑臺液壓系統以及工作原理分析

1.1 液壓系統

二次工作進給的液壓系統和控制電路分別如圖1、圖2所示，實現的工作循環是：快進→一次工進→二次工進→快退→原位停止。

工作循環如圖3所示，電磁鐵動作順序如表1。

表1 動力滑臺電磁鐵動作順序表

1.2 工作原理分析

以下簡單介紹動力滑臺的工作循環［2］：

1）滑臺原位停止：壓下行程開關 SQ1，兩觸頭 SQ1=“1”=“0”，電磁鐵 YA1、YA2、YA3、YA4 均為斷電狀態，滑臺原位停止。

2）滑臺快進：把轉換開關SA1扳到“1”位置，按下啟動按鈕SB1，KA1得電自鎖，繼而電磁鐵YA1、YA3得電，電磁閥1HF、2HF推向右，滑臺快進。

3）滑臺一工進：滑臺擋鐵壓下行程開關SQ3，KA2得電自鎖，電磁鐵YA3斷電，2HF復位，液壓油經節流閥1L流入油箱，滑臺一次工進。

4）滑臺二工進：滑臺擋鐵壓下行程開關SQ4，KA3得電自鎖；電磁鐵YA4得電，3HF推向左，液壓油經節流閥1L，2L流入油箱，滑臺二次工進，二次工進速度由兩個節流調速閥調整，比一次工進速度慢。

5）滑臺快退：滑臺擋鐵壓下行程開關SQ5，KA4得電，電磁鐵 YA2 得電，YA1、YA4 斷電，1HF 推向左，滑臺快退。退到原位時，壓下SQ1、YA2斷電，滑臺停止。

2 PLC改進設計

2.1 PLC選型

根據被控對象的輸入信號和輸出信號的總點數，并考慮到今后調整和擴充，一般應預留15%～20%的備用量。因為該液壓滑臺需輸入點8個，輸出點4個，選用日本三菱公司的FX2N-32MR型號的PLC，該機型有16個輸入點和16個輸出點，滿足該滑臺的控制要求。

2.2 系統硬件設計

控制電路圖2中，轉換開關SA有兩種狀態，用來切換自動和點動兩種工作方式，當SA位于1時，滑臺處于自動工作狀態；SA位于2時，滑臺處于點動狀態。為了區別，在I/O分配表中用SA1-1和SA1-2分別表示圖中的1、2兩個位置。

I/O口的分配情況如表2所示，PLC輸入輸出外部接線圖如圖4。

控制電路中的繼電器 KA1、KA2、KA3、KA4，在PLC中分配輔助繼電器，分別對應 M100、M101、M103、M107。

表2 I/O分配表

2.3 PLC 軟件設計［3］

根據動力滑臺二次工作進給的控制要求以及I/O點的分配情況，采用三菱編程軟件GX Developer進行編程，所得梯形圖程序如圖5所示。

3 結語

本文對液壓動力滑臺二次工作進給的繼電器-接觸器控制系統進行了PLC改進設計，改進后的控制系統既克服了傳統的硬件控制系統可靠性低、程序更改難等缺點，又具有運行穩定、抗干擾能力強、維護方便、程序更改容易等特點；進而提高了生產效率，降低了企業的運營成本。

［1］ 李澤蓉，李琴.液壓動力滑臺的PLC控制系統改造［J］.機械工程與自動化，2012（3）：129-130.

［2］ 陳遠齡.機床電氣自動控制［M］.重慶：重慶大學出版社，2007.

［3］ 周恩濤.可編程控制器原理及其在液壓系統中的應用［M］.北京∶機械工業出版社，2003.