0 引言
可编程控制器(PLC)具有通用性强、使用方便、可靠性高、编程简单等优点，是我国机械制造行业的重要装备。利用PLC 对传统继电器控制机床进行技术改造，是节约资金、提高设备自动化程度的一种有效途径。本文介绍了我单位一台T7040 金刚镗床的技术改造， 并根据产品加工过程， 设计了PLC控制程序。
1 T7040 镗床的电气控制要求
T7040 金刚镗床是用于精密镗孔的镗床， 工作台的进给运动由液压缸拖动， 镗头采用2 台TJ6 静压精密镗头， 液压泵及两镗头主轴均由电机带动，能够以很小的进给量和很高的切削速度进行加工，其控制要求如下。
(1)两镗头分别由2 台电机带动，镗床工作台由液压缸拖动， 因此机床电气系统中共有3 台电机。
(2)为缩短辅助工作时间，镗头主轴电机应采取有效的制动控制。
(3)有电源信号灯、照明灯等辅助电气设备。T7040 镗床的主电路设计如图1 所示。主电路中，M1、M2 为镗头主轴电机， 接整流装置实现能耗制动控制，M3 为液压泵电机，M1、M2、M3 分别用热继电器FR2、FR3、FR4 作过载保护。QS1 为闭合电源切断开关，FR1 为电源过载保护， 熔断器FU1 为电源短路保护， 其余各处使用FU2～FU5 作短路保护。变压器输出220 V 电源接PLC，输出24 V 电源接信号灯和照明灯。
2 控制电路设计
2.1 产品加工过程
我单位T7040 镗床专用于连杆精镗大小孔工序，工艺过程为：①液压缸起动，工作台快进→②镗头1 起动， 工作台工进， 镗削连杆大孔→③镗头1停止，镗头2 起动，工作台继续工进，镗削连杆小孔→④工作台达到终点，结束进给，镗头2 停止→⑤操作者取下工件，按“工作台快退”按钮，工作台快速退回原点，结束一次加工。
2.2 PLC 的型号选择，I/O 分配
为实现上述加工过程，系统共需开关量输入点19 个，开关量输出点11 个，选择三菱公司的FX2N-48MR(24 点继电器输入/24 点继电器输出)PLC，其I/O 分配情况分别见表1、表2。
2.3 控制电路设计
PLC 控制系统I/O 接线的设计如图2 所示。
3 PLC 程序设计
3.1 梯形图设计
T7040 镗床中要控制的元件较多，既有继电器，又有液压电磁阀，各个元件动作需协调一致。在控制系统中，PLC 输入开关量为按钮和行程开关信号，输出为线圈控制信号和信号灯。梯形图设计如图3所示。
3.2 梯形图过程分析
根据产品工序过程需要，程序设计了手动和自动2 种模式，由SA1 选择器开关切换操作方式。
(1)手动模式
SB3、SB4 是工作台液压缸电磁换向阀的按钮开关，在Y001、Y003 常闭线圈接通，即M1、M2 电机未起动的情况下。当工作台未达到终点位置，即X016常闭线圈接通时， 按下SB3 按钮，Y006 线圈得电，YV3 工作，工作台快进;当工作台未退回到原点位置，即X002 常闭线圈接通时，按下SB4 按钮，Y007线圈得电，YV2 工作，工作台快退。
SB7、SB8 是M1 电机的起动/停止按钮，KM1、KM2 是M1 电机的开关/制动接触器，在PLC 梯形图中，KM1 与KM2 设计为联锁线路。M2 电机的控制线路也一样。
(2)自动模式
自动加工根据工序过程， 采用步进梯形图指令编写。工作台从原点开始快进，碰到SQ2 行程开关时，Y006、Y007、Y001 得电， 换向阀YV3、调速阀YV010 工作， 工作台以工进速度前进。同时，KM1 接触器工作，M1 电机起动; 工作台碰到SQ3行程开关时，M1 停止，M2 起动，工作台继续工进;当工作台到达终点SQ4 行程开关处，工作台停止，M1、M2 均不工作， 操作者将工件取下后， 按SB4按钮，工作台快速退回原点SQ1 处，等待下一次加工。
4 结语
利用PLC 对T7040 金刚镗床的电气系统进行技术改造，具有线路简单、维修调试方便等优点。机床改造后，性能明显改善，加工效率大为提高。在生产中，该镗床运行平稳、可靠，效果良好，经济效益显著。
参考文献：
[1]刘金琪. 机床电气自动化控制[M]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1999.
[2]王兆明. 电气控制与PLC 技术[M]. 北京：清华大学出版社, 2005.
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[4]王念春. 电气控制与可编程控制器技术[M]. 北京：化学工业出版社，2004.
