導讀：1 引言 PLC在機械制造的設備控制中應用非常廣泛，但在普通車(chē)床數控化改造中，用PLC作數控系統的核心部件還是一個(gè)新的課題。隨著(zhù)PLC技術(shù)、功能不斷完善，這將是一種發(fā)展趨勢。本文對此加以討論。 2 車(chē)床的PLC數控系統控制原理設計 2.1 車(chē)床的操作要求 車(chē)床一
1 引言
PLC在機械制造的設備控制中應用非常廣泛，但在普通車(chē)床數控化改造中，用PLC作數控系統的核心部件還是一個(gè)新的課題。隨著(zhù)PLC技術(shù)、功能不斷完善，這將是一種發(fā)展趨勢。本文對此加以討論。
2 車(chē)床的PLC數控系統控制原理設計
2.1 車(chē)床的操作要求
車(chē)床一般加工回轉表面、螺紋等。 要求其動(dòng)作一般是X、Z向快進(jìn)、工進(jìn)、快退。加工過(guò)程中能進(jìn)行自動(dòng)、手動(dòng)、車(chē)外圓與車(chē)螺紋等轉換；并且能進(jìn)行單步操作。
2.2 PLC數控系統需解決的問(wèn)題
車(chē)床的操作過(guò)程比較復雜，而PLC一般只適用于動(dòng)作的順序控制。要將PLC用于控制車(chē)床動(dòng)作，必須解決三個(gè)問(wèn)題：
圖1 數控系統原理圖
1）如何產(chǎn)生驅動(dòng)伺服機構的信號及X、Z向動(dòng)作的協(xié)調；
2）如何改變進(jìn)給系統速度；
3）車(chē)螺紋如何實(shí)現內聯(lián)系傳動(dòng)及螺紋導程的變化。
將PLC及其控制模塊和相應的執行元件組合，這些問(wèn)題是可以解決的。
2.3 數控系統的控制原理
普通車(chē)床數控化改造工作就是將刀架、X、Z向進(jìn)給改為數控控制。根據改造特點(diǎn)，伺服元件采用步進(jìn)電機，實(shí)行開(kāi)環(huán)控制系統就能滿(mǎn)足要求。Z向脈沖當量取0.01mm，X向脈沖當量取0.005mm。選用晶體管輸出型的PLC。驅動(dòng)步進(jìn)電機脈沖信號由編程產(chǎn)生，通過(guò)程序產(chǎn)生不同頻率脈沖實(shí)現變速。X、Z向動(dòng)作可通過(guò)輸入手動(dòng)操作或程序自動(dòng)控制。車(chē)螺紋的脈沖信號由主軸脈沖發(fā)生器產(chǎn)生，通過(guò)與門(mén)電路接入PLC輸入端，經(jīng)PLC程序變頻得到所需導程的脈沖。刀架轉位、車(chē)刀進(jìn)、退可由手動(dòng)或自動(dòng)程序控制。圖1為數控系統原理圖。
3 PLC輸入、輸出（I/O）點(diǎn)數確定
所設計的車(chē)床操作為：起點(diǎn)總停、Z、X向快進(jìn)、工進(jìn)、快退；刀架正、反轉；手動(dòng)、自動(dòng)、單步、車(chē)螺紋轉換。因此，輸入需14點(diǎn)。根據圖1得輸出需9點(diǎn)。I/O連接圖如圖2所示（以三菱F1S-30MT）為例。
圖2 I/O連接圖
4 驅動(dòng)程序（梯形圖）設計
4.1 總程序結構設計
手動(dòng)、自動(dòng)、單步、車(chē)螺紋程序的選擇采用跳轉指令實(shí)現。圖3是總程序結構框圖。若合上X12（X13、X14、X15斷開(kāi)），其常閉斷開(kāi)，執行手動(dòng)程序；若X12斷開(kāi)，X13全上，程序跳過(guò)手動(dòng)程序，指針到P0處，執行自動(dòng)程序。
圖3 總程序框圖
4.2 手動(dòng)程序梯形圖設計
手動(dòng)程序、自動(dòng)程序需根據具體零件設計，這里僅以Z向快進(jìn)、工進(jìn)、快退的動(dòng)作為例加以說(shuō)明。其梯形圖如圖4所示。
圖4 Z向手動(dòng)程序梯形圖
在執行手動(dòng)程序狀態(tài)下，按X0，Y1接通，作好起動(dòng)準備。按X2，輔助繼電器M0接通。通過(guò)T63計時(shí)及Y2觸點(diǎn)組合，產(chǎn)生頻率為103/2i的脈沖信號（i為計時(shí)時(shí)間，根據需要設定，單位為ms），驅動(dòng)Z向快進(jìn)。當按下X3時(shí)（M0斷開(kāi)），M1接通，M1與定時(shí)器T32組合使Y2產(chǎn)生頻率為103/2j的脈沖（j>i），由Y2輸出，實(shí)現工進(jìn)。按下X4時(shí)，M0、Y3同時(shí)接通，電機快速反轉，實(shí)現快退。限于篇幅，其它程序梯形圖略。
5 結束語(yǔ)
數控車(chē)床在我國機械制造業(yè)中的應用正在迅速發(fā)展，但高精度數控機床價(jià)格昂貴，而且在實(shí)際生產(chǎn)中有大量形狀不太復雜、精度要求一般的零件，這就需要精度一般的數控車(chē)床加工。
同時(shí)，我國現有大量可用的普通車(chē)床，對這些車(chē)床進(jìn)行數控化改造是用少的投資來(lái)提高生產(chǎn)效率、提高效益的有效途徑。以前車(chē)床數控化改造用的是Z80、8031芯片作數控系統的核心部件，它的價(jià)格較貴且系統較復雜。用PLC作為車(chē)床的數控系統，有成本低、系統簡(jiǎn)單、調整方便等優(yōu)點(diǎn)，必將會(huì )得到廣泛應用。
參考文獻
[1] 廖常初。PLC基礎及應用。北京：機械工業(yè)出版社，2003
[2] 熊幸明，王新輝?；赑LC的二工位組合機床控制系統設計。組合機床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2004
