王曉峰

摘要：針對目前專用鉆床在生產(chǎn)實(shí)踐中的廣泛使用，設(shè)計一種使用PLC控制系統(tǒng)，將鉆床的生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行改造。該系統(tǒng)中使用多個順控狀態(tài)，用PLC相關(guān)指令來處理轉(zhuǎn)移條件，將處理后的狀態(tài)返回初始值。

關(guān)鍵詞：壓力傳感器；光耦隔離；存儲器

專用機(jī)床是一種用來加工特定零部件和特定工藝的機(jī)床，生產(chǎn)效率比普通機(jī)床高幾倍甚至是幾十倍，由于所使用的配件已高度標(biāo)準(zhǔn)化，所以可以根據(jù)生產(chǎn)訂單靈活組織搭配，如進(jìn)行大批量的訂單可有效的降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。而專用鉆床就是里面的一類機(jī)床，是主要進(jìn)行孔加工的機(jī)床，可鉆削80mm以下的孔，也可進(jìn)行攻螺紋、鉸孔、擴(kuò)孔等相關(guān)工作。

而機(jī)床中的PLC在工業(yè)控制生產(chǎn)領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用，由于PLC的可靠性高，光耦隔離的部分更是讓其在抗干擾方面得到保障，并且其平均無故障工作時間也得到大家廣泛的認(rèn)可，而在編程方面也是易學(xué)易用，只要能讀懂電氣原理圖，就可直接將其轉(zhuǎn)換成為梯形圖，正是因?yàn)镻LC的諸多優(yōu)點(diǎn)，才使其在各種控制領(lǐng)域中成為重要的控制元件。

1 專用鉆床控制要求

需要將一加工零件進(jìn)行打孔作業(yè)，由于孔徑的不同，需要兩把直徑不同的鉆頭，要能實(shí)現(xiàn)整個工序的自動循環(huán)，在工作的過程中如果按下停止按鈕，整個工作的周期要完成后才可以停車，并且回歸初始位置，這樣在下一次啟動的時候可以使工序的完整性得到保證，如遇突發(fā)狀態(tài)，按下急停按鈕，機(jī)床要及時制動，保證人身財產(chǎn)的安全。

2 硬件系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)控制要求，要使用順序控制。在進(jìn)入整個工序之前，兩把孔徑不同的刀具在初始位置，需要用限位開關(guān)來確定刀具的位置，用存儲器M來代表各步，由控制要求可知，順序功能圖里有選擇序列和并行序列。在工件位置定好后，需要用啟動按鈕來驅(qū)動整個工序。其中，狀態(tài)轉(zhuǎn)移的幾個條件之間的關(guān)系是與運(yùn)算。而轉(zhuǎn)移條件是幾個工序之間承接的關(guān)鍵。而其中有幾個關(guān)鍵的狀態(tài)要進(jìn)行描述。首先夾緊，需要一個狀態(tài)給定輸出來使工件夾緊以便加工。而鉆孔需要四個狀態(tài)，分別是大孔和小孔的鉆孔輸出，以及兩個鉆頭回到初始位置的輸出對應(yīng)的狀態(tài)。以及旋轉(zhuǎn)回到已夾緊的狀態(tài)和最后松開的狀態(tài)，最后的兩個狀態(tài)控制都比較簡單。以上就是進(jìn)行順序控制所需要的幾個狀態(tài)。具體狀態(tài)的簡圖如下圖所示：

除了以上對狀態(tài)的確定，還有以下幾點(diǎn)在狀態(tài)設(shè)置時需要注意。

2.1 計數(shù)器數(shù)值的設(shè)定

在整個控制過程中，需要對計數(shù)器的數(shù)值進(jìn)行設(shè)定。而且在初始狀態(tài)時就要確定數(shù)值的大小，要根據(jù)鉆孔的數(shù)量和組數(shù)來確定計數(shù)器的數(shù)值。

2.2 停止按鈕和急停的設(shè)置

根據(jù)控制要求，要求按下停止按鈕后，要返回初始狀態(tài)，在這里可以使用SHLW指令，通過將IN中的字逐位左移，進(jìn)行置位，完成后面的工作并返回初始狀態(tài)。而急停按鈕所對應(yīng)的輸入繼電器則需要插入在每個狀態(tài)里。

2.3 轉(zhuǎn)移條件的設(shè)定

既然給定了狀態(tài)，那么就要合理的設(shè)置各個狀態(tài)之間轉(zhuǎn)移的條件，初始狀態(tài)到夾緊狀態(tài)時，需要兩個Ф值不同的鉆頭的限位開關(guān)進(jìn)行與運(yùn)算，而夾緊狀態(tài)的完成需要壓力繼電器的狀態(tài)配合，鉆孔的結(jié)束需要其對應(yīng)Ф值的鉆頭碰到限位開關(guān)后，給出1狀態(tài)來進(jìn)入下一個狀態(tài)即鉆頭的歸位。

2.4 PLC的選型

PLC在這里用西門子S7300PLC，作為中小型PLC，300的各種模塊可以較好的滿足和適應(yīng)各種控制任務(wù)，其強(qiáng)大的性能和諸多的擴(kuò)展模塊也為后續(xù)的工作任務(wù)帶來保障。在這里，我們選用CPU314C2DP。

3 總結(jié)

通過對鉆床的PLC控制，可以很好的對鉆孔工藝進(jìn)行提升，對工作效率帶來改善。其中對300的選型大大提高了編程的靈活度和自由度。

參考文獻(xiàn)：

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