（青海黄河鑫业有限公司 810000）
摘要：铣床是一种通用的多用途机床，它可以进行平面、斜面加工，它采用继电接触器电路实现电气控制。将铣床电气控制线路改造为可编程控制器控制，可以提高整个电气控制系统的工作性能，减少维护、维修的工作量。
关键词：铣床；PLC；改造
一、铣床的控制要求及电气控制线路分析
铣床共用3台异步电动机拖动，它们分别是主轴电动机M1、进给电动机M2和冷却泵电动机M3。X1540B铣床的电路如图1所示，该线路分为主电路、控制电路和照明电路三部分。电气控制线路的工作原理如下：
1.1主电路分析
主轴电动机M1拖动主轴带动铣刀进行铣削加工，通过组合开关SA3来实现正反转；进给电动机M2通过操纵手柄和机械离合器的配合拖动工作台前后、左右、上下6个方向的进给运动和快速移动，其正反转由接触器KM3、KM4来实现；冷却泵电动机M3供应切削液，且当M1启动后，用手动开关QS2控制；3台电动机共用熔断器FU1作短路保护，3台电动机分别用热继电器FR1、FR2、FR3作过载保护。
1.2控制电路分析
控制电路的电源由控制变压器TC输出110V电压供电。
⑴主轴电动机M1的控制
主轴电动机M1的两地控制由启动停止按钮SB1、SB2与SB5、SB6完成。KM1是主轴电动机启动接触器，YC1是主轴制动用的电磁离合器，SQ1是主轴变速时瞬时点动的位置开关。
⑵进给电动机M2的控制
工作台的进给运动在主轴启动后方可进行。工作台的进给可在3个坐标的6个方向运动，进给运动是通过两个操作手柄和机械联动机构控制相应的位置开关使进给电动机M2正转或反转来实现的，并且6个方向的运动是联锁的，不能同时接通。
当需要圆形工作台旋转时，将开关SA2扳到接通位置，这时触头SA2-1和SA2-3断开，触头SA2-2闭合，电流经10—13—14—15—20—19—17—18路径，使接触器KM3得电，电动机M2启动，通过一根专用轴带动圆形工作台作旋转运动。转换开关SA2扳到断开位置，这时触头SA2-1和SA2-3闭合，触头SA2-2断开，以保证工作台在6个方向的进给运动，因为圆形工作台的旋转运动和6个方向的进给运动也是联锁的。
二、铣床电气控制线路的PLC改造
2.1改造方法
进行电气控制线路改造时，铣床电气控制线路中的电源电路、主电路及照明电路保持不变，在控制电路中，变压器TC的输出及整流器VC的输出部分去掉，用可编程控制器实现，为了保证各种联锁功能，将SQ1～SQ6，SB1～SB6分别接入PLC的输入端，换刀开关SA1和圆形工作台转换开关SA2分别用其一对常开和常闭触头接入PLC的输入端子。输出器件分三个电压等级，一个是接触器使用的110V交流电压，另一个是电磁离合器使用的36V直流电，还有一个是照明使用的24V交流电压，这样也将PLC的输出口分为三组连接点。
2.2PLC硬件设计
经过对铣床的控制系统进行详细的分析可知，该系统需要输入点数为16点，输出点数为7点，根据输入输出口的数量，可选择三菱FX2N—32MR型PLC。所有的电器元件均可采用改造前的型号。
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万能铣床各个输入/输出点的PLCI/O地址分配如下：
序号
输入器件
输入地址
序号
输出器件
输出地址
1
SB1、SB2主轴启动
X0
1
EL照明
Y0
2
SB3、SB4快速进给
X1
2
KM1主轴启动
Y1
3
SB5-1、SB6-1制动
X2
3
KM2主轴启动
Y2
4
SB5-2、SB6-2制动
X3
4
KM3M2正转
Y3
5
SA1换刀开关
X4
5
KM4M2反转
Y4
6
SA2圆工作台开关
X5
6
YC1主轴制动
Y5
7
SA4照明开关
X6
7
YC3快速进给
Y6
8
SQ1主轴冲动
X7
9
SQ2进
给冲动
X10
10
SQ3-1、SQ5-1
X11
11
SQ3-2、SQ4-2
X12
12
SQ4-1、SQ6-1
X13
13
SQ5-2、SQ6-2左右进给
X14
14
FR1热保护触点
X15
15
FR2热保护触点
X16
16
FR3热保护触点
X17
2.3PLC程序设计
根据铣床的控制要求，设计该电气控制系统的PLC控制梯形图，该程序共有9条支路，反映了原继电器电路中的各种逻辑内容。在第1支路中，因SQ1和SB5、SB6都采用常闭触头分别接至输入端子X7、X2，则X7、X2的常开触点闭合，按下启动按钮SB1或SB2时，X0常开触点闭合，Y1、M0线圈得电并自锁，第4支路中Y1常开触点闭合，辅助继电器M1线圈得电，其常开触点闭合，为第5支路以下程序执行做好准备，保证了只有主轴旋转后才有进给运动。Y1的输出信号使主轴电动机M1启动运转。当按停止按钮SB5或SB6时，X2常开触点复位，Y1线圈失电，主轴惯性运转，同时X3常开触点闭合，Y5线圈得电接通电磁离合器YC1，主轴制动停转。第2支路表达了KM2及YC3的工作逻辑，当按下快速移动按钮SB3或SB4时，X1常开触点闭合，则Y2及Y6线圈得电，KM2常闭触头断开，电磁离合器YC2失电，YC3得电，工作台沿选定方向快速移动；松开SB3或SB4则YC2得电，YC3失电，快速移动停止。第5、6、7、8支路表达了工作台六个方向的进给、进给冲动及圆工作台的工作逻辑关系。当圆形工作台转换开关SA2动作，5、7支路中X5的常开触点分断，第7支路中X5常闭触头复位，M4及Y3线圈得电，使KM3得电，电动机M2启动，圆形工作台旋转；当SA2复位时，M4、Y3线圈失电，圆形工作台停止旋转。左右进给时，SQ5或SQ6被压合，X14常开触点复位，第6、7支路被分断，而X11或X13常开触点闭合，M2（其常开触点使Y3线圈得电）或Y4线圈得电，电动机M2正转或反转，拖动工作台向左或向右运动。同样，工作台上下、前后进给时，SQ3或SQ4被压合，X12常开触点复位，第6、7支路被分断，M2或Y4线圈得电，电动机M2正转或反转，拖动工作台按选定的方向（上、下、前、后中某一方向）作进给运动。该程序及PLC的硬接线不仅保证了原电路的工作逻辑关系，而且具有各种联锁措施，电气改造的投资少、工作量较小。
结束语
铣床是一种高效率的加工机械，在机械加工和机械修理中得到广泛的应用，万能铣床的操作是通过手柄同时操作电气与机械，以达到机电配合完成预定的操作，是机械与电气结构联合动作的控制类型，但是在电气控制系统中，故障的查找与排除是非常困难的，特别是在继电器接触式控制系统，由于电气控制线路触点多、线路复杂、故障率高、检修周期长，给生产与维护带来诸多不便，严重地影响生产。我们通过对原来的继电器接触式模拟控制系统进行PLC改造而成，经实际运行证明该PLC控制系统无论是硬件还是软件，控制稳定可靠，具有极高的可靠性与灵活性，更容易维修，更能适应经常变动的工艺条件，取得了较好的经济效益。
参考文献：
[1]陈忠平、熊琦【主编】电气控制与PLC原理及应用-（第二版） 中国电力出版社
论文作者:马清
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/28
标签：常开论文; 主轴论文; 工作台论文; 触点论文; 电动机论文; 铣床论文; 线圈论文; 《电力设备》2018年第21期论文;