PLC在滚齿机中的应用

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【摘 要】应用plc（可编程控制器）对YB3150E型滚齿机的电气控制系统进行改造。详细分析了YB3150E滚齿机的工作流程，PLC控制系统的硬件、软件，设计合理的PLC接线图和梯形图。使滚齿机的电气控制系统运行稳定、可靠，提高机床的系统性能，降低故障率，提高生产效率。

【关键词】滚齿机；改造；PLC；电气控制系统

1 滚齿机运行机构简介

1.1 YB5120E滚齿机的拖动电动机有5台。

（1）液压电动机。为机床的液压系统提供动力，保证液压泵的正常运转，为机床的系统提供油。

（2）主轴电动机。保证机床主轴的正常运转。

（3）轴向电动机。为机床的进给系统提供动力。

（4）串刀电动机。实现滚刀的移位。

（5）冷却电动机。给机床冷却系统提供动力。

1.2 YB3150E滚齿机的液压系统使用液压电磁阀来实现机床的工作台的移动、滚刀轴轴向向进给。

滚齿机的工作流程如下图所示：

2 硬件设计

（1）设计YB3150E滚齿机的主电气原理图，使其主电路具有短路保护，过载缺相保护功能，确保机床拖动电动机的正确运行。

（2）选择可编程控制器，分配输入输出的功能。

根据YB3150E的运行要求，机床的控制输入点有24个，机床的输出点有15个，输入输出共39点。因此选用三菱的FX1N-40MR可编程控制器（PLC），输入24点输出16点完全可以满足机床的输入输出要求。此PLC的所有输入输出信号均为开关信号，输出端可以直接控制接触器的线圈，指示灯和液压阀的电磁线圈。输入输出分配表如下图所示：

（3）依据可编程控制器（PLC）的供电电源要求，选用AC110V为PLC和接触器的线圈提供电源供电源。机床的液压电磁阀线圈和指示灯选用AC24V的电源供电。

（4）设计可编程控制器（PLC）的接线图，使其科学合理。接线图如下图所示：

3 软件设计

3.1 YB3150E的电气控制系统需要实现的动作功能如下：

（1）电气控制系统的准备功能。机床在工作之前必须要启动液压电机，保证机床液压系统供油压力的正常和机床的可靠。机床的液压压力太低就无法进行其他的功能，避免机床因液压压力过低不到位而造成机床损伤。在机床的液压压力和机床正常后就可选择机床的工作方式进行工作。

（2）机床的手动工作方式

在机床的手动方式可以实现主轴电动机的正反转的启动、停止、点动控制。可以进行滚刀轴轴向的向上快速移动，向下快速移动的点动控制，在快速移动过程中轴向极限限位开关起到电气超程保护作用。机床工作台能够进行向前向后工作。滚刀能前后移位，滚刀前后极限限位开关保护滚刀前后移位超程。使用冷却开关控制机床冷却泵电机的启动和停止。机床的各种动作功能能够有效的实现和进行调整，可以检测机床各个功能的好坏，以便及时发现机床的问题，及时排除问题。为机床的自动工作做好准备。

（3）机床的自动工作方式

YB3150E滚齿机即可以实现顺向滚齿，又可以实现逆向滚齿。因此在自动工作之前，必须选择顺向滚齿还是逆向滚齿。主轴电机也要选择适合的旋转方向。工作台退回到原位压合工作台原位开关SQ7。当选择逆向滚齿时，滚刀轴轴向向上定位开关SQ2压合。按自动启动按钮SB1主轴电机旋转带动滚刀主轴旋转，工作台在液压电磁阀线圈YV1得电时向前移动50mm。同时滚刀轴轴向快速向下移动。当滚刀轴快速向下移动到压合SQ3时，快速停止转成轴向工进YV3得电，开始进行滚齿工作。当轴向进给到位压合滚刀轴轴向下定位开关SQ4时，主轴电机停止，轴向进给停止，工作台移位电磁线圈YV1断电，工作台退回原位压合原位开关SQ7之后，滚刀轴轴向快速向上移动到压合轴向上定位开关SQ2停止，一个逆向滚齿自动加工循环完成。顺向滚齿和逆向滚齿的动作过程一样，唯一不同的就是方向是相反的。若在自动加工时遇到异常现象，可以按自动停止按钮SB2，机床所有的动作全部停止，恢复到初始状态，保证加工过程的安全可靠。

3.2 可编程控制器（PLC）程序的设计

依据YB3150E滚齿机的电气控制要求，认真分析机床的动作顺序、相互之间的联系以及各种保护需求，设计合理、科学、实用的PLC程序，满足机床的电气控制需要。其PLC的控制程序如下图所示：

4 可编程控制器（PLC）程序的输入和运行

将编好的PLC程序通过计算机输入到可编程控制器（PLC）中调试机床，使机床各个功能正常运转。

5 总结

通过使用可编程控制器（PLC）对YB3150E滚齿机的改造，简化了机床的电气控制系统的线路，降低了机床的电气系统的故障率，极大的减轻了修理人员的负担，提高了机床的自动化水平从而很好的提高了机床的生产效率。