基于PLC的多功能自动车床设计

1、引言：

    由于可编程控制器(PLC)具有可编程性，通用性、适应性强，针对工业控制设计，可靠性高，同时有完善的故障自诊断能力且维修方便，因此小型PLC具有很高的性价比，因此在普通车床的控制电路改造设计中发挥了极其重要的作用。

2、电气控制要求：

    送料前，电机需停止，送料到位时，封口向下，封口到位后，送料继续直至送料到封口，此时主轴上的夹头夹紧工具，退料，然后通过变频器驱动主电机高速旋转，接下来按照功能的选择，进刀，工进，倒角，最后回原位，完成加工工艺。根据加工工艺，对电气控制提出如下要求：

    1)主电机采用三相异步电动机，通过变频器控制，要求能够快速启停;且由于加工速度快，启停频繁，需接400Ω，260W的制动电阻;

    2)油泵电机与主轴电机都应有必要的短路保护及过载保护;

    3)有三种模式可以选择，分别为手动、单循环、自动。毕竟将油泵及电机离合器闭合时，方可启动单循环及自动工作;

    4)有10种功能，通过拨码开关进行选择，在单循环及自动工作时，改变拨码开关改变功能无效，需切换到手动功能更改才有效;

    5)需有急停按钮，防止启动或运行时发生意外。

3、基于PLC的系统设计：

3.1、硬件设计

    为实现上述车床的电气控制要求，选用台湾永宏PLC的FBS系列，型号为FBS-40MAT，I/O点数为40点，有24点输入，16点输出，其I/O接线图如图1所示。


图1 PLC I/O接线图

PLC输入、输入I/O分配表如表1、表2所示。

表1输入信号地址分配表
 

表2输出信号地址分配表
 

3.2、软件设计

    控制思路为：首先，PLC读取拨码开关的状态设定功能，并将每个功能所会用到的动作进行分类，主程序框架采用步进指令编写，在每步按照功能的不同，调用对应的子程序，完成加工工艺。

    根据系统技术要求，按照车床生产工艺编写程序。并通过现场机床进行调试，运行正常、可靠、安全。有10种功能可供选择，功能列表如表3所示。
 

表3双缸后送料功能列表

当拨码开关显示为0时：A缸先割槽，B缸后割槽。

当拨码开关显示为1时：A缸线平头，B缸后割槽。

当拨码开关显示为2时：B缸先割槽，A缸后割槽。

当拨码开关显示为3时：A缸平头，B缸不动。

以后动作以此类推。?

功能选择程序
 

调用子程序
 

4、结论

    基于永宏PLC所设计的多功能自动车床，运行情况良好，可实现加工多种工件，加工每一个工件的自动循环时间仅为4S，提高了生产效率和产品质量，是一种切实可行的控制方法。