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四工位组合机床PLC控制系统设计

摘要：介绍了三菱F1260MR可编程控制器在四工位组合机床中的应用以及电气控制系

统中程序梯形图的设计过程。

关键词：程序程序控制器组合机床

Thecombinationof40-bitmachinePLCControlSystemDesign

Abstract:TheuseofMitsubishiF1-260MRprogrammablecontrollerinthefourworkingposition

combinedmachinetoolandthedesignprocessofprogramofladderdiagraminelectricity

Controlsystemareintroduced.

Keyword:ProgramProgramcontrollersModularmachinetools

0前言

可编程控制器性能优于继电接触式控制系统,具有控制速度快,可靠性高、程序调试、修

改比较容易、环境适应能力强等特点,广泛用于机械加工设备和生产过程的自动控制。本文

采用三菱F1260MR可编程控制器作为电气系统的控制枢纽,根据四工位组合机床的特点

和工艺流程的要求设计了自动循环程序以及手动调整程序,使机床能按给定的程序对零件加

工,并为检验机床或调整刀具提供方便。它具有很强的逻辑控制功能和逻辑存储功能,可进行

逻辑运算编程、定时和计数,以及对模拟量的控制[1～2],容易实现机、电、液一体化。

1机床概况

本机床的功能是加工汽车轮毂上十个27螺钉孔。由于被加工零件较庞大,而且形位公差

要求较高,所以本机床是专为实现自动化和大批量生产而设计的。机床的主要运动件有液压

滑台,动力头,主轴箱以及回转工作台等。在回转工作台上设定有四个工位,工位用于装卸工件,

工位分别是钻孔、扩孔、铰孔工序;主轴箱上相应装有三组30把钻、扩、铰刀具。被加工零

件在回转工作台上回转一周,就可完成全部加工工序。该机床可同时放置四个零件并同时对

其中三个依次顺时针按工序循环加工,形成一条圆形生产流水线,有效地提高了机床的工作效

率。

2电气控制系统的基本原理及程序设计步骤

可编程控制器是专为取代传统的继电接触式控制系统和其它顺序控制器而设计的。它

的输入输出接口采用光电耦合器件可以直接驱动较小的负载,对较大的负载可通过继电器等

进行隔离[2]。机床电气控制的基本方式是由操纵板上的按钮、选择开关、以及预设机床工

作状态的行程开关、压力继电器等指令输入信号器件,将这些信号输入可编程控制器,可编程

控制器通过人为制定的程序由输出继电器去驱动外部的负载,如电磁阀、接触器、电动机等。

本机床电气系统控制的交流负载主要有主轴电机,液压电机,冷却电机。直流负载主要是液压

站的各个电磁阀等,共计有十路。机床电气控制系统原理图如图1。

电气系统程序设计步骤如下:确定工艺流程—→分配输入输出地址—→画出梯形图—→编制

程序—→输入程序—→编辑、修改、调试程序—→结束

3机床加工工艺流程图及输入输出地址分配

根据机床的加工工艺流程(见图2)来确定电气系统必须完成的动作、顺序和控制任

务,从而有效地分配输入输出地址,见表1。

4梯形图设计

梯形图是根据机床加工工艺的要求，机床电气硬件的配置以及I/O地址的分配而编制的程序,

它具有直观、形象的特点,同时具有逻辑控制的规律,便于修改和调试。根据梯形图再编制控

制程序就比较容易了。

图3～图9为加工过程程序梯形图,图中符号所表示的器件名称及地址见表1。

(1)程序的主控(见图3)

图3中,系统得电时触点X0、X1、X2均处于闭合状态,任何一个负载因超载使热

继电器触点断开而断电时,则主控线圈M102指令就会中断,全部程序中止,从而保证机床只

能在液压电机、主轴电机、冷却电机都在正常状态下运行。

(2)液压电机的启动(见图4)

图4中,油泵开关X13和停止按钮X3得电时成闭合状态,按下启动按钮X4,Y434

得电,液压电机启动并自保。

(3)主轴电机的工作(见图5)

图5中,状态开关X412处于“自动状态”时不得电,此时为常闭,工作台回转到位时X

403接通,工作台落下时X