基于PLC在普通車床CA6140電氣控系統的改造

[摘 " " " " "要] "普通車床CA6140是機械加工業、制造業和煤炭開采與加工以及其他行業使用的常用機床之一，由于它復雜的操作程序，性能和精度都達不到需要，使得自動化設置無法實現，無法適應現代化的生產要求。本文從普通車床CA6140常見的故障出發，對機床電氣控制系統進行PLC改造，有針對性地提出車床改進的有關措施。

[關 " 鍵 " "詞] "PLC;普通車床;CA6140;電氣控系統;改造

[中圖分類號] "TM571.2 " " " " " "[文獻標志碼] "A [文章編號] "2096-0603（2015）02-0013-03

目前機床的電氣設備，大部分是來自于80年代的產品，電氣控制普遍都是采用傳統的接觸器控制，其存在著接線復雜、故障率高等問題，對產品生產的效率和質量都有著一定的影響。PLC作為新型控制裝置，是現代工業控制的主流。用PLC新型工業控制裝置對CA6140機床設備的電氣控制系統進行改造和升級，不僅能夠實現企業生產過程的自動化，提高勞動生產率和產品的質量，而且對市場經濟的效益以及競爭力都有一定的提高。

一、CA6140普通車床的主要結構

CA6140普通車床主要是由主軸變速箱、進給箱、尾架、床身等其他構件組成的。其中工件的旋轉運動是車床的主運動，它是由主軸通過卡盤帶動的工件旋轉。而電動機的動力則是通過主軸變速箱傳給主軸，進行單方向的旋轉運動。CA6140普通車床主要結構見圖1。

二、CA6140普通車床的電氣線路分析

CA6140普通車床的電氣圖如圖2所示。

（一）CA6140車床主電路分析

在主電路中有三臺電動機，其中M1為主軸電動機，直接啟動，由接觸器KM1的主觸點進行控制，FR1熱繼電器主要是對主電路進行過熱的保護，電源斷路器QF則實現短路保護。

M2為冷泵電動機，主要由KM2的主觸點控制，對車削進行加工，當刀具的溫度過高時，則需要冷卻液對其進行冷卻;其中熔斷器FU1為短路保護，過熱保護即是熱繼電器FR2。

M3為刀架快速移動電動機，由KM3接觸點控制，其中短路保護為熔斷器FU2。由于快速移動電動機M3的運行時間比較短，所以不需要進行過載保護。

（二）CA6140機床控制回路的分析

主軸電動機的控制：在CA6140普通車床電氣柜門已經關好的狀態下，將鑰匙向右轉動電源的開關鎖，然后把電源開關QF合上，為機床的啟動做好準備。當按下啟動按鈕SB2時，接觸器KM1將會得電吸合，主觸點開始閉合，主軸電動機M1就會啟動，同時輔助常開觸點就會自動閉合實現自鎖的狀態;當按下停止按鈕SB1時，KM1接觸器線圈將會沒電，輔助觸點和主觸點都將會與電源斷開，最終主軸電動機停止運轉。

三、CA6140普通車床常見的電氣故障

（一）主軸電動機無法啟動

當主軸電動機出現不能啟動的故障時，首先要檢查故障是發生在控制電路還是主電路上，如若按下CA6140普通機床的啟動按鈕時，接觸器KM1不進行吸合，故障就發生在控制電路，這時就需要對FU6進行詳細的檢查，看是否熔斷，過載保護FR1是否運行，KM1接觸器的線圈接線端子是否出現松脫，按鈕SB1和SB2之間的接觸是否良好。如若故障是在主電路發生的，這時就需要對主電路開關的熔絲及車間配電箱進行檢查，是否熔絲被熔斷，導線連接處有沒有松脫現象以及接觸器KM1的主觸點是否良好。

（二）主軸電動機啟動后無法實現自鎖

當CA6140普通機床的啟動按鈕按下之后，主軸的電動機能進行正常的運轉，當松開啟動按鈕后，主軸電動機也停止運行。此種現象的發生主要是KM1接觸器自鎖觸點的連接導線出現松脫或者是接觸不良影響的。

（三）主軸電動機不能停止

當主軸電動機不能停止時，就需要對KM1接觸器主觸點是否發生熔焊進行檢查。

四、CA6140普通車床PLC電氣控制的系統改造

（一）PLC控制系統硬件的設計

通過對CA6140普通車床電氣控制系統的分析，我們可以知道該車床系統的輸入點數為6點，輸出點數為3點，根據輸入輸出點的數量，選用PLC對其進行改造，將I/O地址進行分配，如下表所示。其中，經過改造后的CA6140普通機床的輸入常閉接觸點發生了變化，將常閉按鈕改造成了常開按鈕，把熱繼電器的常閉觸點改造成了常開觸點。I/O接線線路如圖3所示。

（二）PLC控制系統程序的設計

依據CA6140普通車床的控制要求和I/O的接線情況，設計出了PIC控制梯形圖，該程序反映了接觸器在對電路進行控制時的邏輯要求，如圖4所示。

當按下SB2啟動按鈕時，IO.1、M5.0、QO.0以及接觸器KM1都會開始通電，主軸電動機M1就會開始啟動;當按下停止按鈕SB1時，M5.0、QO.0以及接觸器KM1將會開始斷電，主軸電動機M1就會停止運轉。

在主軸電流M1轉動過程中，M5.0開始通電時，轉動旋鈕SA1就會處于接通狀態，當IO.3、IO.1開始通電，冷泵電動機M2就會開始啟動;若M5.0開始斷電，轉動旋鈕SA1處于斷開的狀態，Q0.1就會發生斷電，這時冷泵電動機也將會停止運轉。

當按下啟動電鈕SB3時，IO.2、O.2以及接觸器KM3就會開始通電，這時快速移動電動機M3就會開始啟動;反之，當松開按鈕SB3時，IO.2、O.2以及接觸器KM3就會開始出現斷電，快速移動電動機M3就會停止運行。

通過對CA6140普通機床電氣系統控制進行PLC的改造，用可編控制器代替傳統接觸器，不僅能夠實現機床原有的功能，而且節省了大量的電氣元件、原材料以及導線，對設計的周期進行了縮短，從而減少了維修的工作量，使得零件的合格率得到了有限的提升。

參考文獻：

[1]黃艷芳，趙晶，劉踐豐.車床CA6140電氣控制系統的PLC改造[J].工業控制計算機，2011，24（01）：103-104.

[2]范萍.基于PLC的CA6140普車的改造[J].考試周刊，2014，12（06）.