X62W万能铣床PLC控制系统法
【摘要】自动铣床控制系统的设计是一个传统课题，随着各种先精密控制器的出现，铣床控制也越来越趋于成熟，在我国早期，大多控制系统都是采用继电器控制，但继电器本身固有的缺陷铣床安全运行带来了不小的影响,因此，近年来，用PLC对铣床控制系统进行改造已是大势所趋。
【关键词】X62W PLC 三菱FX2N—32MR 控制系统
【正文】
一、X62W万能铣床简介及特点
1、X62W万能铣床简介
随着高科技生产工艺的不断发展，电气控制技术也日新月异，从简单控制到智能化控制；从单一的继电器逻辑控制到网络化自动控制，这些技术都综合了微电子、自动控制、智能、网络等先进的科学技术。如今，工农业、科学及国防现代化建设要求机械产业能够不断地提供各种先进设备。如机床，在一般机械制造厂中，机床所担负的加工工作量约占机械制造总工作量的40%—60%。因此，机床的性能直接影响了产品的质量。
X62W万能铣床是由普通机床发展而来。它集机械、气动、精密测量、自动控制、计算机控制等技术于一体，是一种效率高，精度高的的生产设备。万能铣床的大规模应用，给机械制造业的产业链条带来了深刻的变化，甚至万能铣床的拥有量多少，已成为衡量一个国家和企业现代化水平的重要标志。
2、X62W万能铣床主要特点
1）X62W万能铣床具有很多复杂型面加工的能力。
2）X62W万能铣床生产的产品精度高，质量好。
3）X62W万能铣床具有比普通机床更高的生产效率。
4）X62W万能铣床可扩展性强，只需变换控制程序，就可以完成不同品种及规格零件的自动加工。
二、X62W万能铣床的运动方式和控制要求
X62W万能铣床是一种高效率的自动化加工机床，在机械领域已经得到广泛应用，万能铣床的操作是通过手柄同时操作电气与机械,以达到机电紧密配合完成预定的操作,是机械与电气结构联合动作的典型控制,是自动化程度较高的组合机床。但是在继电器接触式控制系统中，由于电气控制线路触点多、线路复杂、故障率高、检修周期长,给生产与维护带来诸多不便,严重地影响生产。实践证明，经过PLC控制系统控制的万能铣床，无论是硬件还是软件,都具有极高的可靠性与灵活性,更能适应多变的工艺产品加工。
1、X62W万能铣床的运动方式
X62W万能铣是一种通用的多用途机床，它可以对各种零件进行平面、斜面、螺旋面及成形表面的加工，还可以加装万能铣头、分度头和圆工作台等机床附件来扩大加工范围。X62W万能铣床结构主要由床身、主轴、刀杆、悬梁、工作台、回旋盘、横溜板、升降台、底座等部分组成。铣床的主运动是由主轴带动铣刀的旋转运动。铣床的进给运动是由工作台的前后（横向）、左右（纵向）和上下（垂直）6个方向的运动。铣床的辅助运动是铣床其它的运动。
2、X62W万能铣床的控制要求
1)万能铣床的工作台的进给运动要求进给电动机能够正反转，通过操作手柄和机械离合器配合来实现。
2)铣削加工的不同方式，要求主轴电动机能正反转，由床身下方电器箱上的组合开关来改变程序实现。
3）主轴传动系统中装有避免震荡的惯性轮，故要求主轴电动机采用电磁离合器制动以实现准确停车。
4）为防止刀具和铣床的损坏，要求万能铣床只有主轴旋转后才允许有进给运动和进给方向的快速运动。
5）为减小加工表面的粗糙度，要求万能铣床只有进给停止后主轴才能停止或同时停止。
6）万能铣床的主轴运动和进给运动采用变速盘来进行速度选择，为保证变速齿轮进入良好的啮合状态，两种运动都要求变速后顺时点动。
三、X62W万能铣床的简要控制原理
1、主轴电动机的制动
为了使主轴停车准确，且减少电能损耗，主轴采用电磁离合器制动。该电磁离合器安装在主轴传动链中与电动机轴相连的第一根传动轴上。当按下停车按钮时，接触器断电释放，电动机失电。与此同时，停止按钮的常开触点接通电磁离合器，离合器吸合，将摩擦片压紧，对主轴电动机进行制动。直到主轴停止转动，才可松开停止按钮。主轴制动时间不超过0.5秒。
2、主轴变速冲动
变速时，先将变速手柄拉出，再转动蘑菇形变速手轮，调到所需转速上，然后，将变速手柄复位。就在手柄复位的过程中，压动了行程开关，常闭触点先断开，常开触点后闭合，接触器线圈瞬时通电，主轴电动机作瞬时点动，使齿轮系统抖动一下，达到良好啮合。
3、主轴换刀控制
在主轴上刀或换刀时，为避免人身事故，应将主轴置于制动状态。为此，控制线路中设置了换刀制动开关。只要将制动开关拨到“接通”位置，其常开触点断开接通电磁离合器，将电动机轴抱住，主轴处于制动状态。同时，常闭触点断开，切断控制回路电源。
4、工作台运动控制
工作台的进给运动分为工作进给和快速进给。工作进给只有在主轴启动后才可进行，快速进给是点动控制，即使不启动主轴也可进行。工作台的左、右、前、后、上、下6个方向的运动都是通过操纵手柄和机械联动机构带动相应的行程开关使进给电动机正转或反转来实现的。行程开关控制工作台的向右和向左运动，向前、向下和向后、向上运动。进给拖动系统用了两个电磁离合器，都安装在进给传动链中的第4根轴上。当左边的离合器吸合时，连接上工作台的进给传动链；当右边的离合器吸合时，连接上快速移动传动链。
四、X62W万能铣床的PLC控制
1、X62W万能铣床PLC控制输入输出点分配
通过对X62W万能铣床控制系统的分析可知，该系统需要输入点数为16点，输出点数为7点，根据输入输出口的数量，可选择三菱FX2N—32MR型PLC。所有的电器元件均可采用改造前的型号。
PLC控制输出点分配表
2、X62W型万能铣床PLC控制接线图
3、X62W型万能铣床PLC控制梯形图
根据X62W万能铣床的控制要求，设计的电气控制系统的PLC控制梯形图，如图所示。
第1支路中，因SB5、SB6都采用常闭触头分别接至输入端子X1，则X1的常开触点闭合，按下启动按钮SB1或SB2时，X0常开触点闭合，Y0线圈得电并自锁。
第4支路中Y0常开触点闭合，辅助继电器Y2线圈得电，其常开触点闭合，为以下程序执行做好准备，保证了只有主轴旋转后才有进给运动。Y0的输出信号使主轴电动机M1启动运转。当按停止按钮SB5或SB6时，X1常开触点复位，Y0线圈失电，主轴惯性运转，同时X3常开触点闭合，Y5线圈得电接通电磁离合器YC1，主轴制动停转。
第2支路表达了KM2及YC3的工作逻辑，当按下快速移动按钮SB3或SB4时，X1常开触点闭合，则Y2及Y6线圈得电，KM2常闭触头断开，电磁离合器YC2失电，YC3得电，工作台沿选定方向快速移动；松开SB3或SB4则YC2得电，YC3失电，快速移动停止。
第5、6、7、8支路表达了工作台六个方向的进给、进给冲动及圆工作台的工作逻辑关系。当圆形工作台转换开关SA2动作，5、7支路中X5的常开触点分断，第7支路中X5常闭触头复位，M4及Y3线圈得电，使KM3得电，电动机M2启动，圆形工作台旋转；当SA2复位时，Y3线圈失电，圆形工作台停止旋转。左右进给时，SQ5或SQ6被压合，X14常开触点复位，第6、7支路被分断，而X11或X13常开触点闭合，Y4线圈得电，电动机M2正转或反转，拖动工作台向左或向右运动。同样，工作台上下、前后进给时，SQ3或SQ4被压合，X12常开触点复位，第6、7支路被分断，M2或Y4线圈得电，电动机M2正转或反转，拖动工作台按选定的方向（上、下、前、后中某一方向）作进给运动。该程序及PLC的硬接线不仅保证了原电路的工作逻辑关系，而且具有各种联锁措施，电气改造的投资少、工作量较小。
综上所述，万能铣床的控制是一个极其精密的过程，通过PLC的控制，无论软件还是硬件都非常简单，且稳定可靠，抗干扰能力强，大大提高了机床的效率。满足各类机械工艺品的需求。
【参考文献】
《工厂电器控制技术》 清华大学出版社
《电子技术与应用》 机械工业出版社
《PLC编程及应用》 机械工业出版社