PLC在球面轴承外滚道超精机中的应用

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 西北第二民族学院电子与信息工程系  黄现莲  王福平 
宁夏机电学校  冯向东
 
[摘  要]
    本文提出了利用PLC控制球面轴承外滚道超精机实现自动磨削功能的见解和方法，给出了控制系统方案及软、硬件结构的设计思想，对于工业实现相关机床的改造具有较高的应用与参考价值。 
 
 
1  引言 
    以往深沟球面内外套精磨床是采用继电器进行控制的，控制部分体积庞大，响应时间长，且可靠性不高，经常出现故障，磨床磨削工件的功能单一，有的磨床只能进粗磨，有的磨床只能进行精磨。完成一个成品工件加工，先在粗磨磨床进行粗磨，然后再将其送到精磨磨机进行精磨。基于这种情况，我们采用可编程序控制器对其控制电路进行了技术改造，将两台磨床的功能集中到一台磨床上实现，即粗磨、精磨一次完成。这样不仅可以减小控制部分体积、增强系统的可靠性，而且提高了系统的利用率，降低了成本，在实际应用中取得了很好的效果，对于工业企业实现相关机床的改造具有较高的应用与参考价值。 
2  控制系统的设计思想
    根据工件加工工艺的要求，控制系统设定了手动、自动、粗磨精磨定时等方案。 
    1. 手动/自动转换，当转换开关旋至手动状态时，自动不起作用，系统通过操作面板上不同的手动控制按钮来完成各道工序；类似的转换开关旋至自动状态时，按下启动信号，PLC则按预先设计的符合工艺要求的程序运行。 
    2. 粗磨阶段：油石的压力较大，主轴低速运转；精磨阶段：油石的压力较小，主轴高速运转。 
    3. 选用8421BCD码数据拨盘对粗磨精磨定时进行控制，工件加工时间可根据工艺要求选择不同的磨削时间，这样无需再设计数码输入显示电路，有效地节省了PLC的输入点，简化了硬件电路。 
3  控制系统的硬件设计
    控制系统采用日本三菱公司生产的F1-60MR可编程序控制器，其硬件框图如图1  。

    由硬件框图可知，系统可完成如下功能： 
(1) 主轴低高速自动转换。 
(2) 工件架自动进退。 
(3) 油石高低频振荡自动转换。 
(4) 粗磨、精磨任意选时。 
(5) 工件充退磁。 
4 控制系统的软件设计
    软件结构根据控制要求而设计，主要划分为四大模块：即手动模块，粗磨单循环模块，精磨单循环模块，循环启动（先粗磨后精磨）模块，由于整个软件结构的路程图较多，这里仅给出主程序流程图见图2 

 和循环启动流程图见图3 （手动、粗磨单循、精磨单循流程图从略）。 

5  结束语
    通过对球面轴承外滚道超精机进行PLC控制技术改造，使得控制电路体积大大减小，消除了由中间继电器和时间继电器触点接触不良引起的系统故障。提高了生产效率，降低了工人的劳动强度，取得了显著的经济效益。