摘要：主要闡述（shù）了對於普通車床電氣線路的 ＰＬＣ改造，分（fèn）析了（le）傳統繼電器（qì）電氣線路的弊端（duān），以 及 對 其 進 行 ＰＬＣ改造的目的及意義，詳細（xì）闡述了利（lì）用 ＰＬＣ改造車床電氣線路的步驟和改造結果。主要以 ＣＡ６１５０車床 為例，利（lì）用三菱 ＦＸ２Ｎ 係列 ＰＬＣ對其進行改造。

    車床作為機械（xiè）加工中的（de）重要設備，在機械加工（gōng）作業中一直起著至關重（chóng）要的作用，但是傳統繼電器線路麵對長期（qī）的加工（gōng）作（zuò）業，受工作環境的影響，會逐漸老化（huà）或損壞。此時設備的損壞以及維修，都會對於機（jī）械加（jiā）工造（zào）成一定的影響。為解決這些（xiē）問題，可以采用 ＰＬＣ 改（gǎi）造車床的傳統（tǒng）繼電器線路。相比之下（xià），繼電器線路體積大，觸點（diǎn）有限，線路複雜不易維修，而ＰＬＣ 可（kě）以克服上述繼電器線路的缺點。合理的利（lì）用 ＰＬＣ 改造，可以拓展車床的使（shǐ）用功能，減少維修，提高工作效率。ＣＡ６１５０車床 作（zuò） 為 一（yī）種常見車床，本文以其為例討論 ＰＬＣ 對於普（pǔ）通車（chē）床電路的（de）改造。普通（tōng）車（chē）床電氣線路的 ＰＬＣ 改造應最大限度地滿足機械生產（chǎn）需要和機床控製要求，充（chōng）分發揮 ＰＬＣ 的功能。因此，在（zài）進行改造前首先要先深入了解機床的工作過程，分析其工作方式，從而了解該車床的控製要求。再根據控製要求（qiú）進行相應的 ＰＬＣ 改造（zào），並在改（gǎi）造過程（chéng）中（zhōng）分析（xī）是否可以加以改進，或在改造過程中留出（chū）改進（jìn）餘地，方便後續的升級改造。

    車床是一種應用極為廣泛的金屬切削機床，其主軸水平放置，是屬於臥式車床的一種，能夠完成車削外（wài）圓、內圓、端麵（miàn）、螺紋、切斷及割槽等機械操作（zuò），主要由床身、床座、主軸箱、溜板箱、進給箱、刀架、掛輪（lún）架、絲杠、光杠、卡盤和尾架等（děng）組成。 

    （１）主運動：主軸通過卡盤或頂尖（jiān）帶（dài）動工（gōng）件的旋轉運動。主軸電動機選用的是三相籠型異步電動機，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反轉，這個一般由機械方法（fǎ）實現，主軸電動機（jī）隻（zhī）做單向運轉；主軸電動機容量不大，可（kě）采用（yòng）直（zhí）接啟動。

    （３）輔助運動：刀架（jià）的快速移動、尾架的縱（zòng）向移動、工件的（de）夾緊與放鬆、加工過程的冷卻。刀架的快速（sù）移（yí）動由（yóu）刀架（jià）快速移動電（diàn）動機拖動，可直接啟動，不需要正反（fǎn）轉和調速；尾架的縱向移動和（hé）工件（jiàn）的夾（jiá）緊與放鬆均由手動操作控製；加工（gōng）過程中（zhōng）的冷卻由冷卻泵電動機控製，冷卻泵電動機和主軸電動機要實現順序控製，不需要正反（fǎn）轉和調速。

    對車床電路進行 ＰＬＣ改造之前，需（xū）先行（háng）分析原車床電氣線路的（de）工作原理，以達到滿足其控製要求的目的。根（gēn）據車床的主要運動形式（shì）來看（kàn），在ＣＡ６１５０型車床主電路中，主要控製了３台 電動機，分別為：主軸電動 機Ｍ１、冷卻泵（bèng）電動機（jī）Ｍ２、刀架快速移動電動機（jī） Ｍ３。這３台電動（dòng）機的通斷主（zhǔ）要通過控（kòng）製電路控製（zhì），此外控製電路中還（hái）有照明及顯示電路和保護電（diàn）路，以下是各電路的原理分析：

   （１）主軸電動機 Ｍ１的控製：Ｍ１通（tōng）過接觸（chù）器 ＫＭ１線圈的得電與斷電控（kòng）製（zhì），ＫＭ１線圈的得電與否由按鈕 ＳＢ２和ＳＢ１控製：按下啟動（dòng）按鈕ＳＢ２時，ＫＭ１線圈得電，同時ＫＭ１自鎖觸頭閉合、ＫＭ１主觸（chù）頭閉合，主軸電機 Ｍ１得電連續運轉；按下停止按鈕ＳＢ１，ＫＭ１線圈（quān）失電，同時ＫＭ１自鎖觸頭斷（duàn）開、ＫＭ１主觸頭斷（duàn）開，電（diàn）動機 Ｍ１失電停轉（zhuǎn）。

   （２）冷卻（què）泵電動機 Ｍ２的控製：Ｍ２通過接（jiē）觸（chù）器 ＫＭ２線圈（quān）的得電與斷電控製，因為 Ｍ１與 Ｍ２為順序啟動的關係，所以 ＫＭ２線圈（quān）的得電與否通過冷卻泵開關（guān） ＱＳ２與ＫＭ１的（de）輔助常開觸頭（tóu）共同控製：當按下主（zhǔ）軸啟動按鈕（niǔ）ＳＢ１，ＫＭ１線圈得電，ＫＭ１輔助常開觸頭閉合後，再操作冷卻泵開（kāi） 關 ＱＳ２，ＫＭ２線圈得電，同時ＫＭ２主觸頭閉合（hé），冷卻泵電機得（dé）電（diàn）運轉；當 Ｍ１停止運轉或操作冷卻泵開關 ＱＳ３時，ＫＭ２線（xiàn）圈失電，同（tóng）時（shí） ＫＭ２主（zhǔ）觸頭斷開，Ｍ２失電停轉。

   （３）刀架快速移動電動機 Ｍ３的控 製：Ｍ３通過接觸器 ＫＭ３線圈的得電與斷電控製，ＫＭ１線圈的得（dé）電與否由快速移動按鈕 ＳＢ３控製，由（yóu）於快速移動不需要連續運行，所以刀架（jià）快速移動電路無自鎖觸點：按下快速移動按鈕ＳＢ３，ＫＭ３線圈得電，同時 ＫＭ３主觸 頭（tóu） 閉 合，刀 架 快速移動電動機 Ｍ３得電運轉；鬆開ＳＢ３，ＫＭ３線圈失電，同時 ＫＭ３主（zhǔ）觸（chù）頭斷開，Ｍ３失電停轉。

     ＰＬＣ對於車床電（diàn）氣線路的改造，是在保留主電路的基礎上對於控製電路進行改造，並保證滿足車床的運行要求，在此（cǐ）基礎上不改（gǎi）變原控（kòng）製係統的操作方法，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（líng） ＦＸ３Ｕ－４８ＭＲ型ＰＬＣ。該ＰＬＣ成（chéng）本低、體（tǐ）型小並且安裝（zhuāng）方便，可以很好地滿足設計要求，並且擁有進一步的升級改造能力。 

    根據上述（shù）分析可以（yǐ）得知，輸入信（xìn）號共７個，分別為：主軸啟動按鈕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（qì） ＦＲ２。輸出信號 共 ７ 個，分 別 為：主軸電動機控製接觸（chù）器ＫＭ１、冷卻泵電動機控製接觸器 ＫＭ２、刀架快（kuài）速移動電動機控製（zhì） 接 觸 器 ＫＭ３、照（zhào） 明 燈 ＥＬ、主軸電動機指示燈ＨＬ１、刀架快速移動指示燈 ＨＬ２和冷卻泵指（zhǐ）示燈 ＨＬ３。由此可以做出Ｉ／Ｏ 分配表，如表１所示。

   （２）利（lì）用（yòng）仿真軟件進行仿真，此步驟可在進行外部接線（xiàn）前先行檢查程序是否可以按控製要求運行，省 去 未 知情況下操作的麻煩。通過仿真軟（ruǎn）件模擬實際環境進行操作，配合 ＰＬＣ監控，觀察結果是否正確，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（diàn）動（dòng）機得電、主軸電動機指示亮；按下ＳＢ１，Ｘ１常閉（bì）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（dòng）機（jī）失電、主軸（zhóu）電動機指示滅。冷卻泵電機 Ｍ２的仿（fǎng）真（zhēn）：先按下 ＳＢ２使 Ｙ０接通，Ｙ０常開觸點閉合（hé），再合上 ＱＳ２，Ｘ２常開觸（chù）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（dào）此時冷卻泵（bèng）電機得電，冷卻泵指示燈（dēng）亮；打開（kāi） ＱＳ２，Ｘ２斷開，Ｙ１線圈斷開，Ｙ１常開 觸 點 斷 開，Ｙ６斷開，通過（guò）仿真觀（guān）察到（dào）此時冷（lěng）卻泵電機失電，冷（lěng）卻泵指示燈滅。

    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常開 觸 點 閉 合，Ｙ５接通，通 過（guò） 仿（fǎng） 真觀察到此時刀架快速移動電機得電，刀架快速移動（dòng）指示燈亮；鬆（sōng）開ＳＢ３，Ｘ３常開觸點斷開，Ｙ２線（xiàn）圈斷開，Ｙ２常開觸點斷開，Ｙ５斷開，通過仿真觀察到此時（shí）刀架快速移動電機失電，刀架快速移動指示燈滅。照明（míng）的仿真：操作ＳＡ 至（zhì）開，Ｘ４常開觸點閉合，Ｙ３接通，通過仿真觀察照明（míng）燈亮；操 作 ＳＡ 至關，Ｘ４斷開，Ｙ３失電斷開，通過仿真觀察照（zhào）明燈滅。保護（hù）環節的仿真：在仿真軟件上將 ＦＲ１與 ＦＲ２的（de）動（dòng）作觸頭模（mó）擬（nǐ）為按鈕或開關，操 作 後 觀（guān） 察 Ｙ０、Ｙ１、Ｙ２線圈是否（fǒu）能夠斷開，以及相應的電動機與指示燈是否失電。

    （３）安（ān）裝調試，連接（jiē）好外部接線，通電試車，逐個檢測各部位功（gōng）能是否按原機床控製（zhì）要求運行（háng），即主運動、進（jìn）給運動、輔助運動、照明顯示以及保護環節是否可按要求（qiú）運（yùn）行。接線時要做注意 ＰＬＣ 的電源連接，以及輸入和輸出公共端的連接。

    本文著重闡述了利用三（sān）菱 ＰＬＣ對 ＣＡ６１５０型車床進行（háng）改造的目的、過程以及結果。基本達到了本次的（de）改造目的，提高（gāo）了車床的整體性能，一（yī）定程度（dù）上提高了車（chē）床的使用壽命，節約維修成本，提高效率，並為（wéi）未來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（duì）車床進行合理的改造不僅可明顯改（gǎi）善一些傳統車床電氣線路的弊端，而且可以在此基礎上進行進一步的升級改造，比（bǐ）如電動機的正反轉，電機的調速均可進行電氣控製。以此類推 大（dà）多機（jī）床電（diàn）氣線路都（dōu）可進行（háng） ＰＬＣ改造，在進行 ＰＬＣ改造的同（tóng）時也可加入觸摸屏、變 頻 器，更加簡化繼電（diàn）器線路，簡（jiǎn）化機床操作，提高工作效率，並且使其在以後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 的應用也越來越廣泛，進行ＰＬＣ改造後的車床，因為減少了（le）硬件電路的接（jiē）線（xiàn），所（suǒ）以克服了硬件電路接（jiē）線帶來的電路老化、不易維修（xiū）等缺點，在安裝使（shǐ）用上也更加快速便捷，其工作（zuò）的可靠性（xìng）也（yě）大（dà）大提高，並且便於整個機床電氣係統的監控、維修、升級和改造。因此，利用 ＰＬＣ改造機床的電（diàn）氣係統是一種切實可行的改造辦法。