文档介绍：浙江某缝纫机厂,拥有很多的加工缝纫机部件的专用组合机床,用以生产家用缝纫机。如对家用缝纫机的机壳实施机械切削加工的组合机床,其动力头分布与运动情况如图1所示。图1中动力头Ⅰ、Ⅲ分别用于针距大孔和夹线器孔的钻削加工,动力头Ⅱ用于挑线杆行线槽的铣削加工。M1,M2和M3均为三相异步电动机,分别为Ⅰ、Ⅱ和III动力头的切削主运动提供动力。为便于控制组合机床运动,在组合机床上装了许多行程开关,以获取的位置信号。图1中的行程开关的压动情况为:SQ51、SQ61和SQ71分别为Ⅰ、Ⅱ和III动力头在原位时压动;SQ52、SQ63和SQ72分别为Ⅰ、Ⅱ和III动力头工进到位时压动;加工时Ⅱ动力头先动作,当压合SQ62时,Ⅰ、III动力头才能离开原位。另外还有:后插销滑台降、升到位分别压动SQ11、SQ12;人工拔、插定位销分别压动SQ21、SQ22;针孔杆拔、插销分别压动SQ31、SQ32;夹具松开、夹紧分别压动SQ41、SQ42。
组合机床中的液压系统的油泵也由一台三相异步电动机M0驱动。液压系统的第一个功能是给三个动力头的进、后运动提供动力,液压系统三个动力头的进给、后退运动由液压系统中的三个三位五通换向电磁阀分别控制,动力头从快进转换到工进由液压行程调速阀控制,与电气控制无关。液压系统的第二个功能是:用于加工件——机壳的夹紧和松开。其中机壳的装夹过程是:将机壳(工件)放于工作台上,先由液压驱动后插销滑台上升,再进行人工插销定位,接着由液压驱动针孔杆插销定位,最后是液压驱动下夹具压夹紧工件。夹紧过程的动作由液压系统中的三个二位五通换向电磁阀控制,这三个换向阀带有机械自锁。加工好的机壳(工件)的下卸过程正好与装夹过程相反。同样,松开过程的动作也由液压系统中的另三个二位五通换向电磁阀控制。所以加上三个动力头的进、退动作,共有12个电磁阀线圈的通断电进行控制。
组合机床的单循环、循环和调整三种工作状态的选择由组合开关SA的三个位置选择;SB1、SB2为油泵电动机M0的起动、停止按钮;SB3、SB4为选择循环工作(含单循环)状态时组合机床工作的起动、停动按钮;其余按钮SB11~SB62(共15个)均为选择调整工作状态时组合机床的点动调整控制按钮。无论选择何种组合机床工作状态,油泵起动是组合机床工作的前提,油泵停止组合机床立即停止工作。选择单循环或循环工作状态时,点动调整按钮SB11~SB62不起作用;选择调整工作状态时,组合机床工作起动、停止按钮SB3、SB4不起作用。
因此原组合机床的控制电路有一个组合开关、19个按钮、4个接触器、12个行程开关、12个电磁阀线圈、还有众多的中间继电器、时间继电器,其控制电路的接线非常复杂,电器触点易损坏。所以使用时间一长,可靠性变差,故障率增大,维修困难,从而使生产受到很大的影响,因此迫切需要对此专用组合机床的电气控制电路进行技术改造,经分析决定采用PLC控制技术,以满足生产可靠性的要求。
2 PLC控制的设计
PLC的I/O分配表
根据组合机床的电气控制、液压系统原理,设备要求的输入/输出均为开关量,分析输入、输出点数,选择了日本OMRON公司的CPM1A-40CDR型的PLC,继电器输出。其中PLC的输入点是24点,输出是16点。16个输出点对应控制4台电动机的4个接触器,12个电磁阀线圈,刚好够