摘要： 通過對傳統T68 鏜床控製係統（tǒng）的分析， 提出了選用西門子S7-300PLC、西（xī）門子MM420 變頻器對T68 鏜床控製係統的自動化改造方案， 並給出了詳細的硬件和軟件設計過程（chéng），改造後係統具有控製線路簡（jiǎn）單、可靠性高、易維護等特點，另外鏜床控製電路的穩（wěn）定性和自動化程度也得到提高（gāo），生產效率（lǜ）也相對提高，對相（xiàng）關企業具有實踐指導意義。

     關（guān）鍵詞： PLC； 變頻器； 鏜床
 

     1、 T68 鏜床簡介

    （1）T68 鏜床的主（zhǔ）要結構及改造前的電氣原理T68 鏜床是由床身、工作台、前立柱、鏜頭（tóu）架、後立柱、上下滑板和尾架構成。

     床（chuáng）身是個整體鑄件，一端固（gù）定有（yǒu）前立柱（zhù），前立柱的垂直導軌上裝有鏜頭架。鏜頭架可沿著導軌垂直移動。鏜頭架裏集中裝有主軸、變速箱、進給箱與（yǔ）操縱機構等（děng）部件（jiàn）。切削刀具固定在鏜軸前（qián）端錐（zhuī）形孔裏，或裝在花盤的刀具溜板上。工作時，鏜（táng）軸一邊旋轉，一邊沿軸向作進（jìn）給運（yùn）動。花盤（pán）隻能旋轉，刀具溜（liū）板可作垂直於主軸（zhóu）軸線方向的徑向進給運動。後立柱的尾架用來支承裝夾在（zài）鏜軸上的鏜（táng）杆末端，它與鏜頭（tóu）架同時升降，兩者（zhě）的軸線在一條直線上（shàng）。後立（lì）柱可（kě）沿床身水（shuǐ）平導軌在鏜軸的軸線方向調整位置。安裝工件的工作台安裝在床身的導軌上，由上下滑板（bǎn）與可轉動的台麵組成。工作台可以進行平（píng）行和垂直於鏜（táng）軸軸線方向的移動和（hé）轉動。

      T68 型臥室鏜床運動形式有3 種：主運動、進給運動和輔助運動。

      繼電器控製（zhì）的T68 鏜床電氣原理如圖（tú）1 所示。

                            圖1 繼電器控製的T68 鏜床電（diàn）氣原理圖

     （2）T68 鏜床工作原理

     ①主軸電機M1 的正反轉及點動（dòng）控製按下正轉控製（zhì）按（àn）鈕SB1 或者反轉控製按鈕SB2，接觸器KM1或（huò）者KM2 通電吸（xī）合並自鎖。主電（diàn）路中KM1 或（huò）者（zhě）KM2主觸頭閉合，為電動機M1 正轉或者反轉準備；
 
     ②主電動機M1 的變速（sù）控（kòng）製電動機（jī）需要運轉必須將接觸器KM3 或（huò）接觸器KM4 和KM5 通電吸合。KM3 的吸合， 電機M2 接成三角形低速運轉，KM4 和KM5 的吸合， 電機（jī）M2 接成雙星形高速運轉（zhuǎn）。變速控（kòng）製由變（biàn）速手柄操作；
   
     ③變（biàn）速衝動在鏜削時發現運轉速度不（bú）合適，將變速手柄拉出，這時手柄將壓住位置開關SQ2，使SQ2 斷開，無（wú）論KM3 或KM4、KM5 均斷電，電動機立即被製動，選擇好轉（zhuǎn）速後，將手柄推進去，SQ2 將複位；
  
     ④快速移動控製鏜頭架在前立柱垂直導軌上升降、工作台、尾架和後立柱的水平快速移動。當（dāng）位（wèi）置開關SQ5 壓合，接觸器KM6 通電吸合，電動機M2 正轉。當位（wèi）置開關SQ6 壓合，接觸器KM7 通電吸合，電動機M2 反轉；
 
     ⑤安全保護聯鎖其中（zhōng）SQ3 受（shòu）快速移動手柄（bǐng）操作，SQ4 受（shòu）主軸和平旋盤進給手柄操作。當2 個（gè）手柄中隻有一個處於“進給（gěi）”位置，則SQ3 或者（zhě）SQ4 壓合，由於SQ3 和SQ4 是並聯的，所（suǒ）以壓合一個，另一個（gè）仍然可工作。若是（shì）正在快（kuài）速移（yí）動，同時鏜頭在（zài）進給（gěi），則SQ3 和SQ4 都被壓合，控製電路斷電（diàn），機（jī）床停止工作。
 
 
    （3）T68 鏜床原係統存在（zài）的問題及改造思路傳（chuán）統T68 鏜床采用（yòng）繼電器、接（jiē）觸器控製存在電路複雜，動作速度慢、可靠性差、故障診斷與排除困難等缺點，針對這一現象，在集成電路、計算機技術基礎上發展起來一（yī）種新型（xíng）工業控製設備，可編程控製器。它具有可靠性高，抗幹擾能力強，組合靈活使用方便，功能強通用性好等（děng）優（yōu）點。本文將詳細介紹利用西門子S7-300PLC 對鏜床的控製電路進行改造的（de）方案，並給出詳（xiáng）細的硬件（jiàn）和軟件設計過程。傳統T68 鏜（táng）床（chuáng）加工過程中要實現調速，利用的是繼電器、接觸器的斷開與導通來控製電機不（bú）同的運轉情況，當電機通過這樣的控製方法來實現高低速運轉時，將會產生很大（dà）的電流。這個電流值將增加電機繞組的電應力並產（chǎn）生熱量， 從而降（jiàng）低電機的壽命。而變頻器調速性能好，控製精度和調速的平滑性（xìng）很高，通用性強，且調速範圍廣，能滿足任（rèn）何工況運行對傳動速度範圍和精度的調節要求，實現平滑無級變速。電機的維護成本得到降低，利用變頻器來實現（xiàn）鏜床主軸電機高低速運轉具有實際意義，本文將詳細介紹利用西門子、MM420 變頻器對傳統T68 鏜床主軸電機進行控製及調速的設計過程。

       2 、T68 鏜床（chuáng）係統改造的（de）硬件設計

     （1）T68 鏜床（chuáng）係統改造後的PLC 輸入輸出T68 鏜床係統改造後（hòu）的PLC 輸入、輸出如表1、表2 所示。

                         表1 T68 鏜床改造後TCL 輸入表

                     表2 T68 鏜床係統（tǒng）改（gǎi）造後的PLC 輸出（chū）表

     （2）T68 鏜床係統改造後的電氣控製線路

 
      T68 鏜床係統改造後電氣控製線路如圖2 所示。

                     圖2 T68 鏜床係統改造後的電氣控製線路圖

      3 、T68 鏜床係統改造的軟件設計

     （1）變頻器參數（shù）設置（zhì）

     PLC 控製變（biàn）頻器（qì）驅動電動機高（gāo）低速（sù）正反轉操作（zuò）步驟：
 
     參數設置目標：P0003=2，P0700=2，P0701=16，P0702=16，P0703=12，P1000=3，P1001=20.00 （低速運行頻率為20 Hz），P1002=30.00（高速運行（háng）頻率為30 Hz），P1120 （加速（sù）時間（jiān））=1.50 s，P1121 （減速（sù）時間）=1.00 s。
 
     ①將變頻器參數恢複出廠設（shè）置；
     ②按P 鍵，顯示“r0000”，按邙鍵至（zhì）P0003，按P鍵顯示“1”， 按按邙鍵調整至“2”， 按P 鍵顯示“P0003”（以下參數設置步驟參考本（běn）步）；
     ③按邙鍵至P0700， 由於變（biàn）頻（pín）器參數恢複出廠設（shè）置後該參數默認為“2”，所以無需設（shè）置本（běn）參數；
     ④按（àn）邙鍵至P0701，將參數設置為“16”；
     ⑤按邙鍵至P0702，將參數設置為“16”；

                                       圖3 PLC 程序設計

     4、 結語

    本文采用（yòng）西門子S7-300PLC、西門子MM420變頻器對T68 鏜床（chuáng）的控製（zhì）係統的進行了自動化改造，改造後鏜床的控製電路（lù）體積變小（xiǎo），可靠性提高，實際生產運用中對鏜床的維護和（hé）改造會（huì）更加方便，降低了維護成本。此（cǐ）外，也提高鏜床控製電路的（de）穩定性和自動化程度， 可以延長鏜床的使用壽命，提高（gāo）生產效率，因此，對T68 鏜床的改造具有實（shí）際的應用價值。