摘要：M型磨床是一種自動化程度要求較高的機電設備，用PLC和變頻調速技術改造傳統(tǒng)繼電器控制的無心磨床的控制電路，改變了過去傳統(tǒng)的以時間繼電器為核心的時間控制方式，實現(xiàn)了對無心磨床工序的自動控制，取得了很好的經濟效益。
關鍵詞：無心磨床；PLC；變頻器；自動控制

0 引言
    M型磨床是M1050型無心磨床的簡稱，是一種自動化程度要求較高的機床設備，主要對圓錐度小于1：20的圓錐體和各種成型回轉體零件的切入磨加工，附加通磨托架，可作通磨加工。磨床控制系統(tǒng)一直采用繼電器邏輯控制方式，導輪的速度調節(jié)由直流變換裝置控制直流電動機得到，既不方便，效率又低。
    為了解決上述磨床控制系統(tǒng)的缺點，決定對其電氣控制系統(tǒng)實行新的設計。用PLC和變頻調速技術改造傳統(tǒng)繼電器控制的磨床控制電路，改變了以時間繼電器為核心的繼電器邏輯控制方式，實現(xiàn)了對磨床工序的自動控制。用變頻器控制磨床導轉電動機的轉速后，把過去的直流電動機換成交流電動機，可大幅度提高傳動效率，簡單方便。

1 M型磨床控制的工藝要求及過程
    M型磨床由五臺交流電動機驅動，其中一臺電動機需無級變速控制，用變頻器控制該臺電動機得到無級變速。主控電機控制的對象分別是潤滑、冷卻、磨削輪、液壓和導輪。
    根據(jù)M型磨床切入磨學工藝要求，在一個運轉周期內由3個電磁閥分別控制4個工作對象來完成，一個周期的操作流程如圖1所示。從圖1中可以看出，4個工作對象分別是導輪架快慢進、導輪架快退、推料桿推料、推料桿返回。

2 M型磨床電氣控制系統(tǒng)
2．1 M型磨床電動機主電路設計
    為M型磨床變頻調速控制主電路接線原理圖，如圖2所示。

    圖中，QS為空氣開關，液壓電動機M2和導輪電動機M5可以隨機啟停，磨削輪電動機M1和潤滑電動機M3二者之間為順序控制方式，即潤滑電動機M3先啟動，磨削輪電動機M1后啟動。導輪電動機M5由變頻器控制，無級調速。
    變頻器設定為外部控制方式2，方法是把Pr．79的內容寫為2即可。無級調速是由變頻器上一個外接的電位器調節(jié)得到。
2．2 PLC的I／O地址分配
    變頻器選用日本三菱FR—E500系列變頻器，PLC選用日本三菱FX系列FX2N-48MR型PLC。
    根據(jù)圖1所示M1050型無心磨床的一個工作周期，磨床的實際切入磨削循環(huán)是由3個液壓電磁閥的不同工作組合實現(xiàn)的，三個電磁閥分別是1CT、2CT、3CT，例如，導輪架的慢進是由2CT、3CT同時接通實現(xiàn)的，推料桿的推料是由1CT接通實現(xiàn)的。磨床的切入磨削循環(huán)如表1所示。

    注：0表示工作，-表示停止。
    每個工序之間的轉換是由光電傳感器的信號或定時器決定的，光電傳感器共有4個，分別是：導輪架進給快轉慢傳感器1XK，導輪架進給到底傳感器2XK，導輪架后退到底傳感器3XK，推料桿推到底傳感器4XK。
    如上所述，確定PLC的I／O地址分配如表2所示。

2．3 PLC硬件接線圖
    根據(jù)圖2和表2所示內容，設計出PLC硬件接線圖如圖3所示。

3 PLC程序設計
3．1 PLC狀態(tài)圖
    根據(jù)圖1、圖2、表1和表2所示內容，設計出PLC的狀態(tài)圖，如圖4所示。

    在圖4中，共有6個狀態(tài)，S0狀態(tài)為等待啟動選擇狀態(tài)，PLC上電時M8000始終把S0打開，在此狀態(tài)下應首先把潤滑和冷卻電動機啟動起來，然后才可以啟動磨削輪電動機。液壓電動機和導輪電動機根據(jù)加工需要實行隨機啟動，導輪電動機啟動后，其速度通過變頻器可以無級調速，一個可變電位器R與變頻器連接，如圖3所示，旋動R，可以改變導輪電動機的轉速。
    S10-S14狀態(tài)為M1050型無心磨床的切入磨削循環(huán)。按下切入磨削循環(huán)啟動按鈕X8，無心磨床進入S10狀態(tài)。S10狀態(tài)下，Y5通，電磁閥2CT得電，導輪架快速進給?？爝M到位，導輪架進給快轉慢傳感器1XK(X10)閉合，快進停止，磨床進入S11狀態(tài)。S11狀態(tài)下，Y5、Y6通，電磁閥2CT、3CT得電，導輪架快轉慢進給。慢進到位，導輪架進給到底傳感器2XK(x11)閉合，慢進停止，磨床進入S12狀態(tài)。S12狀態(tài)下，Y5、Y6通，電磁閥2CT、3CT得電，定時器T1定時10秒，磨床進入光磨階段。光磨時間到，定時器T1閉合，光磨結束，磨床進入S13狀態(tài)。S13狀態(tài)下，電磁閥全部失電，導輪架快速退回。導輪架后退到位，導輪架后退到位傳感器3XK(X12)閉合，快退停止，磨床進入S14狀態(tài)。S14狀態(tài)
下，Y4通，電磁閥1CT得電，推料桿推料。推料到位，推料桿推料到底傳感器4XK(X13)閉合，推料停止，磨床進入S0狀態(tài)，推料桿返回，回到第一步S0狀態(tài)，等待下一次的一個新的工作循環(huán)。
3．2 PLC步進梯形圖
    根據(jù)圖4所示的PLC的狀態(tài)圖，可以設計出PLC的步進梯形圖，進而可以寫出PLC程序清單，此處從略。

4 結束語
    系統(tǒng)結合了機械、PLC、變頻器等方面的技術，用較低的成本成功地對原有控制系統(tǒng)進行新的設計，使得該M型磨床適應了自動化控制的要求，在實際使用中性能穩(wěn)定，操作方便，生產效率高，取得了很好的經濟效益。