摘要：主要闡述了（le）對於普通車床電氣線路的 ＰＬＣ改造，分析了傳統繼電器電氣線路的弊端，以 及 對 其 進 行 ＰＬＣ改造的目的及（jí）意義（yì），詳細闡述了利用 ＰＬＣ改（gǎi）造車床電氣線路的步驟和改造結果。主要以 ＣＡ６１５０車床 為例，利用三菱 ＦＸ２Ｎ 係列 ＰＬＣ對其進行改造。

    車床作為（wéi）機（jī）械加工中的重要設備，在機械加工作業中一直起著至關重要的作用（yòng），但是傳統繼電器線路麵對長期的加工作（zuò）業，受工作環（huán）境的影響，會逐漸老化或損（sǔn）壞。此時設備（bèi）的損壞以及維修，都會對於機械加工造成一定的影（yǐng）響。為（wéi）解決這些問題，可以采用 ＰＬＣ 改造車床的傳統繼電器線（xiàn）路。相比之下，繼電器線路體積（jī）大，觸點有（yǒu）限，線路複（fù）雜不易維（wéi）修，而ＰＬＣ 可以克服上述繼電器線路的缺（quē）點。合理（lǐ）的利用 ＰＬＣ 改造，可以拓（tuò）展車床的使用（yòng）功（gōng）能，減少維修，提高工作效率。ＣＡ６１５０車床 作 為 一種常見車床，本文（wén）以其（qí）為（wéi）例討論 ＰＬＣ 對於（yú）普通車床電路的改造。普通車床電氣線路的 ＰＬＣ 改造應最大限度地滿足機械生產（chǎn）需（xū）要和機床控製要求，充分發揮 ＰＬＣ 的功（gōng）能。因此（cǐ），在進行改造前首先（xiān）要先深入了解機床的工作過（guò）程，分析其工作方式，從而了解該車床的控（kòng）製（zhì）要求。再根據控製要求進行相應的 ＰＬＣ 改造，並在改造過程中分析是否（fǒu）可以加以改進，或（huò）在改造過程（chéng）中留出改進（jìn）餘地，方便後續（xù）的升級（jí）改造。

    車床是一種應用極為（wéi）廣泛的（de）金屬切削機床，其主軸水平放置，是屬於臥式（shì）車床的一種，能夠完成車削外圓、內圓、端麵、螺紋、切斷及割槽等機械操作，主要由床身、床（chuáng）座、主軸箱、溜板箱、進給箱、刀架、掛（guà）輪架、絲（sī）杠、光杠、卡盤和尾架等組成。 

    （１）主運動：主軸通過卡盤或頂尖帶動工件的旋轉運動。主軸電動機選用的是三相籠型異步電動（dòng）機，不進行電氣調速，而采用齒輪箱進行機械有級調速；車削螺紋時要求主軸有正（zhèng）反轉，這個一（yī）般由機械方法實現，主軸電動機隻做（zuò）單向運轉；主軸電動機（jī）容量不大，可采用直接啟動。

    （３）輔助運動：刀架的快速移動、尾架的縱向移動、工件的夾緊與放鬆、加工過程的冷卻。刀架的（de）快速移動由（yóu）刀架快速移動電動機拖動，可直接啟動，不需要正反轉和調速；尾架的（de）縱向移（yí）動和工件的夾緊與（yǔ）放（fàng）鬆均（jun1）由手動操作控製；加工過程中的冷卻由冷卻泵電動機控製（zhì），冷卻泵電動（dòng）機和主軸電動（dòng）機要實（shí）現順序控製，不需要正反（fǎn）轉和調速。

    對車床電（diàn）路進行 ＰＬＣ改造之前（qián），需先行分（fèn）析原車床電氣（qì）線路的工作原理，以（yǐ）達到滿足其控製要求的目的。根據車床的主要運動形式來看，在ＣＡ６１５０型車床主電路中，主要控製了３台 電動機，分（fèn）別為：主軸電動 機Ｍ１、冷（lěng）卻泵電動（dòng）機Ｍ２、刀架快速移動電動機 Ｍ３。這３台電動（dòng）機的通（tōng）斷主要通過控製（zhì）電路控製，此外控（kòng）製（zhì）電路中還有照明及顯示電路和保護電路，以下是各（gè）電路的原理分析：

   （１）主軸電動機 Ｍ１的控製：Ｍ１通過接觸（chù）器 ＫＭ１線圈的得（dé）電（diàn）與斷電控（kòng）製，ＫＭ１線圈的得電與否（fǒu）由按鈕 ＳＢ２和ＳＢ１控製：按下啟動按鈕ＳＢ２時，ＫＭ１線圈得電，同時ＫＭ１自鎖觸頭閉合、ＫＭ１主觸頭閉合，主軸電（diàn）機 Ｍ１得（dé）電連續（xù）運轉；按下停止按鈕ＳＢ１，ＫＭ１線圈失電，同時ＫＭ１自鎖觸頭斷開（kāi）、ＫＭ１主觸頭斷開（kāi），電動機 Ｍ１失電停轉。

   （２）冷卻泵電動機 Ｍ２的控製（zhì）：Ｍ２通（tōng）過接觸器（qì） ＫＭ２線圈的得（dé）電與斷（duàn）電控（kòng）製，因為 Ｍ１與 Ｍ２為順序啟動（dòng）的關係，所以 ＫＭ２線（xiàn）圈的（de）得（dé）電與否通過冷卻泵開關（guān） ＱＳ２與ＫＭ１的輔助常（cháng）開觸頭共同控（kòng）製（zhì）：當按下主（zhǔ）軸啟動按鈕ＳＢ１，ＫＭ１線圈得（dé）電，ＫＭ１輔助常開觸頭閉合後，再操作冷卻泵開 關（guān） ＱＳ２，ＫＭ２線圈得電，同時ＫＭ２主觸頭閉合，冷卻泵電機得電運轉；當（dāng） Ｍ１停止運（yùn）轉或操作冷卻泵開關 ＱＳ３時，ＫＭ２線圈失電（diàn），同時 ＫＭ２主觸頭斷（duàn）開（kāi），Ｍ２失電停轉。

   （３）刀架快速（sù）移動電（diàn）動機 Ｍ３的控 製：Ｍ３通過接觸器 ＫＭ３線圈的得電與斷電控製（zhì），ＫＭ１線圈的得電（diàn）與否由（yóu）快速移動按鈕 ＳＢ３控（kòng）製（zhì），由於快速移動不需要連續運行（háng），所以刀架快速移動電（diàn）路無自（zì）鎖觸點：按下快速移動按鈕ＳＢ３，ＫＭ３線圈得電，同時（shí） ＫＭ３主觸 頭 閉 合，刀 架 快速移動電（diàn）動（dòng）機 Ｍ３得電運轉；鬆開ＳＢ３，ＫＭ３線圈失（shī）電，同時 ＫＭ３主觸頭斷開，Ｍ３失電停轉。

     ＰＬＣ對於車（chē）床電氣線路的改造（zào），是在保留主電路的基礎上對於控製（zhì）電路進（jìn）行改造，並（bìng）保證滿足車床的運行要求（qiú），在此基（jī）礎上不改（gǎi）變原控（kòng）製係統的操作方法（fǎ），各電氣控製元件作用與原繼電器線路相同。根 據 需 求，本文選擇三菱 ＦＸ３Ｕ－４８ＭＲ型ＰＬＣ。該ＰＬＣ成本低、體型小並（bìng）且安裝方便，可以很好地（dì）滿足設（shè）計要求，並且擁（yōng）有進一步的（de）升（shēng）級改造能力。 

    根據上述分析可以得（dé）知，輸（shū）入信號共７個，分別為：主軸啟（qǐ）動（dòng）按（àn）鈕ＳＢ２、主軸停止按鈕ＳＢ１、冷卻泵開關 ＱＳ２、刀架快速移動按鈕 ＳＢ３、照明 開 關 ＳＡ、熱繼 電 器 ＦＲ１好熱繼電器 ＦＲ２。輸出信號 共 ７ 個，分 別 為：主（zhǔ）軸電動機控製接觸器ＫＭ１、冷卻泵電動機控製接觸器（qì） ＫＭ２、刀架快速移動電（diàn）動機控製 接 觸 器 ＫＭ３、照（zhào） 明 燈 ＥＬ、主軸電動機指示（shì）燈ＨＬ１、刀架快速移動指示燈 ＨＬ２和冷卻泵（bèng）指示（shì）燈 ＨＬ３。由此可以做出Ｉ／Ｏ 分配表，如表１所示。

   （２）利用仿真軟件進行仿真，此步驟（zhòu）可在進行外部接（jiē）線前先行檢查程序是否可以按控製要（yào）求運行，省 去 未 知情況下（xià）操作的（de）麻煩。通過仿真軟件模擬實際（jì）環境進行操作，配合 ＰＬＣ監控，觀察結果（guǒ）是（shì）否正確，並對出現的問題進行改正。

    主軸電動機Ｍ１的仿 真：按下ＳＢ２，軟元件 Ｘ０獲得信號接通閉合，Ｙ０接通並自鎖，Ｙ０常開觸點閉（bì）合，Ｙ４接通。通過仿真觀察（chá）到此時主軸電動機得電、主軸（zhóu）電（diàn）動機（jī）指示亮（liàng）；按下ＳＢ１，Ｘ１常閉觸點斷開，Ｙ０線圈斷開，Ｙ０常開觸點斷開，Ｙ４斷開，通過仿真觀察到此時主軸電動機失電、主軸電動機指示滅。冷卻泵電機（jī） Ｍ２的仿真：先按下 ＳＢ２使 Ｙ０接通，Ｙ０常開觸點閉合，再合上 ＱＳ２，Ｘ２常開觸點閉合，Ｙ１接通（tōng），Ｙ１常開觸點閉合，Ｙ６接通，通過仿真（zhēn）觀察到此時冷卻泵電機（jī）得電，冷（lěng）卻泵指示燈亮；打開 ＱＳ２，Ｘ２斷開（kāi），Ｙ１線圈斷開，Ｙ１常開 觸 點 斷 開，Ｙ６斷開，通過仿真觀察到此時冷卻（què）泵電機失電，冷卻泵指（zhǐ）示燈滅。

    刀架快速移動按鈕 Ｍ３的仿真：按下ＳＢ３，Ｘ３常開觸點閉合，Ｙ２接通，Ｙ２常（cháng）開 觸 點 閉 合，Ｙ５接通，通 過 仿 真觀察到此時刀架快速移動電機（jī）得電，刀架快速移動指示燈亮（liàng）；鬆開ＳＢ３，Ｘ３常開觸點斷開，Ｙ２線圈斷開（kāi），Ｙ２常開觸點斷（duàn）開，Ｙ５斷開，通過仿真觀察到此（cǐ）時刀架（jià）快速移動電機（jī）失電，刀架快速移動指示燈滅。照明的仿真：操作ＳＡ 至開，Ｘ４常開（kāi）觸點閉合，Ｙ３接通，通過仿真觀察照明（míng）燈（dēng）亮（liàng）；操 作 ＳＡ 至關，Ｘ４斷開，Ｙ３失電斷開，通過仿真觀察照明燈滅。保護環節的仿真：在仿真軟件上將 ＦＲ１與 ＦＲ２的動作觸頭模擬為按鈕或開（kāi）關（guān），操 作 後 觀 察 Ｙ０、Ｙ１、Ｙ２線圈是否能夠（gòu）斷開，以及相應的電動機與（yǔ）指示燈是（shì）否（fǒu）失電。

    （３）安裝調試，連接好外部接線，通電試車（chē），逐個檢測各部位功能是否按原機床控製要求運行，即主運動、進給運動、輔助運（yùn）動（dòng）、照明顯示以及保護環（huán）節（jiē）是否可按要求運行。接線時（shí）要做注意 ＰＬＣ 的電源連接，以及輸入和輸出公共端（duān）的連接。

    本文著重闡述了利用三菱 ＰＬＣ對 ＣＡ６１５０型（xíng）車（chē）床進行改造的目的、過程以及結果。基（jī）本達到了本次的改造目的，提高了車床（chuáng）的整體性能，一定（dìng）程度（dù）上提高了車床的使用壽命，節約（yuē）維修成本，提高效率，並為未（wèi）來（lái）的升級改造提供了可行空間。

    隨著自動化的逐漸發展，用 ＰＬＣ對車床進行合理的改造不僅可（kě）明顯改善（shàn）一（yī）些傳（chuán）統車床電氣（qì）線路的弊端，而且可以在此基礎上進行進一步的升級改造，比如電動機的正反轉，電機的調速（sù）均可進行電（diàn）氣控（kòng）製。以（yǐ）此（cǐ）類推 大多機（jī）床電氣線路都（dōu）可進行 ＰＬＣ改造，在進行 ＰＬＣ改造的同時也可加入觸摸屏、變 頻 器，更加簡化繼電器線路，簡化機床操作，提高（gāo）工作效率，並且使其在以後（hòu）的升級改造中相對減少人工和機械成本。

    隨著技術的發展，ＰＬＣ 的應用也越來越廣（guǎng）泛，進行ＰＬＣ改造後的車床，因為減少了硬件電路的接線，所以克服了硬件（jiàn）電路接線帶來的電路老化、不（bú）易維修（xiū）等缺點，在安裝使用上也（yě）更加快（kuài）速便捷，其工作的可靠性也大大提高，並且便於整個機床電氣係統的監控、維修、升（shēng）級和改造。因此，利用 ＰＬＣ改造機床的電氣係統是一（yī）種切實可行的（de）改造辦法。