摘 要 以T68镗床传统电控线路为基础，利用三菱FX2N系列可编程控制器对其电控系统进行改造。首先，确定系统改造方案，同时根据镗床的控制要求和特点，确定PLC的I/O分配，设计出梯形图并进行现场调试，降低电控系统故障，提高镗床加工过程中的安全性和可靠性。改造过程对于指导学生完成与PLC改造有关的毕业设计也具有一定的参考价值。
关键词 镗床；电控系统；可编程控制器；梯形图
中图分类号：TG502.35；TG537 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2012)06-0119-03
Reforming of Electrical Control System of T68 Boring Machine with PLC//Wang Xin, Huang He
Abstract By using Mitsubishi FX2N Series PLC to reform the electronic control system of T68 boring machine, system transformation program is elaborated, and the distribution of PLC inputs and outputs has been determined in accordance with the control requirements and characteristics. Ladder Chart is designed on the basis of relay control circuit and debugged online, which helps to reduce the electronic control system malfunction and strengthen the security and reliability of boring machine processing. It also has a certain reference value for guiding students to complete graduation projects related with PLC.
Key words boring machine; electrical control system; PLC; ladder chart
Author’s address Yibin Vocational ＆ Technical College, Yibin, Sichuan, China 644003
镗床是冷加工中较常见的精密机床，主要用于加工精度要求较高的孔以及孔间距要求较精确的零件，如箱体零件。宜宾职业技术学院实习工厂有一台旧式T68镗床，其控制电路为传统的继电器-接触器控制，因使用时间过长、操作频繁、故障频发且维修困难而闲置。针对这一情况，用PLC实现其传统电控系统的改造，克服了以上缺点，提高了设备利用率，运行效果良好。
1 改造原则
在确保T68镗床加工工艺及操作方法不变的前提下，对其电控系统进行PLC改造。从性价比的角度出发，电控系统的控制元件（包括按钮、行程开关、热继电器、接触器）不作替换，作用与原电气线路相同；引入PLC取代传统的继电器-接触器控制，但原控制线路中热继电器的过载信号不进入PLC（因过载发生几率较小），以节省PLC的I/O资源。通过PLC改造实现T68镗床的软接线程序控制，减少机械故障，提高可靠性和稳定性。
2 T68镗床电控系统的PLC改造过程
2.1 主电路及控制要求
T68镗床的主电路如图1所示。
2.2 I/O接口设计
根据输入输出设备及控制要求，确定I/O地址分配，并绘制I/O接口电路图（图2）。
2.3 PLC控制程序设计
根据加工工艺及控制要求，设计出PLC梯形图（图3），并通过FX2N系列PLC仿真软件模拟测试，满足T68镗床的运行控制要求。
3 通电试车
3.1 M1的正转连续控制
主轴变速杆SQ1压下：X5置1。进给变速杆SQ3压下：X7置1。
1）正转低速起动：主轴变速手柄―低速―SQ不受压－X11置0－按下SB2－X1置1－M0置1自锁－Y2、M3、Y0、M2、Y3置1－KM1、KM3、KM4得电－M1接成Δ低速全压起动－n↑－KS1（X15动作）－为反接制动做准备。
2）正转低速停车：按SB1－X0闭合－M3、Y0、Y3置0－KM1、KM4失电－同时Y1、M2、Y3得电－KM2、KM4得电－M1串电阻R进行反接制动－n↓－KS1复位（X15断开）－Y1、M2、Y3复位为0－KM4失电－M1停车。
3）正转高速起动：主轴变速手柄－高速－SQ受压－X11置1－控制过程同低速起动类似，按下SB2－X1置1－M0、M2、M3、Y0、Y3置1，由于X11置1，使得T0开始延时－KM1、KM3、KM4得电－M1接成Δ低速全压起动－延时3 s后T0动作－Y3复位，T1延时0.5 s后Y4置1－KM4失电－KM5得电－M1接成YY高速运行－n↑－KS1（X15）动作－为反接制动做准备。
4）正转高速停车：同正转低速停车类似，采用的是低速反接制动。
3.2 M1的反转控制
同正转低速控制类似，利用SB3、M1、Y2、M5、Y1、M2、Y3、Y4、KS2来控制实现。
3.3 M1的点动控制
正转点动：按SB4－X3置1－M3、Y0、M2、Y3置1－KM1、KM4得电－M1接成Δ串电阻低速点动。
反转点动：按SB5实现。
3.4 主运动的变速控制
SQ1：变速完毕，啮合好受压－X5置1。SQ2：变速过程中，发生顶齿受压－X6置1。主轴变速操作手柄拉出－SQ1复位－X5置0－若正转状态－反接制动停车－调变速盘至所需速度－将操作手柄推回原位，若发生顶齿现象，则进行变速冲动，SQ2受压－X6置1－M2、M4、Y0、Y3置1－KM1、KM4得电－M1接成Δ低速起动－n↑－KS1动作（X15置1）－M4、Y0置0－Y1、M2、Y3置1－KM2、KM4得电－M1进行反接制动－n↓－速度下降至100 rpm－KS1复位（X15置0）－KM2失电，KM1得电－M1起动n↑－制动n↓－起动－制动……故M1被间歇地起动、制动－直到齿轮啮合好－手柄推上后－压SQ1，SQ2复位，切断冲动回路，变速冲动过程结束。
3.5 进给变速
由SQ3、SQ4控制，控制过程同主轴变速。
3.6 镗头架、工作台的快移
由快移操作手柄控制，通过SQ7、SQ8即X13、X14控制M2的正反转实现。
4 结论
连接好I/O端子和主电路，并将以上PLC程序编译并下载到PLC主机，按上述步骤进行调试，调试过程全部通过，并经试车运行，完全满足T68镗床的加工控制要求。
实践证明，用PLC实现普通机床电控系统的改造，不仅简化了控制电路，而且梯形图程序设计、调试方便，改造投资少、工作量较小，提高了设备运行的稳定性、安全性、可靠性和生产效率，是目前实现普通设备自动化改造的一项重要举措。普通电气设备的PLC改造是机电、电气、数控等高职专业专科毕业设计的一个重要命题，本论文对于指导相关专业学生完成同类设备改造的毕业设计也具有一定的参考价值。
参考文献
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