基于PLC的车床刀架电气系统的改造

0 引言

　　对现有的旧机床进行电气化改造，使其成为一台高效、多功能的机床，是一项投资少，见效快，盘活存量资产的有效方法，也是低成本实现自动化的有效方法，也是在短期内提高我国机床的数控化率的一条有效途径。机床的改造与购置新机床相比—般可节省60％左右的费用，大型机床改造的费用甚至只有购置新机床的费用的1/3。据中国机电装备维修与改造技术协会有关统计数据表明，我国每年大约有10万台普通机床需要改造，维修改造的市场前景十分广阔。

1 改造方案的确定

　　该车床从机械上分为三部分，由主轴、刀架、尾座构成。刀架传动分为移动和调速两部分构成，移动部分由一台交流电机、减速箱、润滑系统和方向电磁离合器组成，调速部分由一台75kW交流电机和锥形齿轮、链条组成。车床的电气部分有交流柜、主轴直流电动机调速柜、刀架直流电动机进给调速柜、两个刀架上还各有一个控制台和按钮箱。由于它的电气传动控制系统陈旧落后，系统故障率高，运行稳定性越来越差，如果不加以改造将严重影响加工精度，为此我们利用PLC对其刀架的控制系统进行电气化改造，以使其在加工精度上得以提高。通过上面的分析我们确定改造方案如下：
　　1)原车床的工艺加工方法不变；
　　2)电气控制系统控制元件包括(按钮、行程开关、热继电器、接触器)，作用与原电气线路相同；
　　3)机床刀架进给起动、制动、低速、高速和变速冲动由变频器控制，机床的控制系统改用PLC控制。

2 PLC对车床的改造

　　2.1 强电电路的设计

　　强电部分的设计主要是对机床的强电控制柜各元器件的接线设计，强电控制柜主要用来安装机床强电控制的各种电气元器件，除了提供数控、伺服等一类弱电控制系统的输入电源，以及各种短路、过载、欠压等电气保护外，主要在可编程控制器PLC的输出接口与机床各类辅助装置的电气执行元器件之间起桥梁联结作用，即控制机床辅助装置的各种交流电动机、液压系统电磁阀或电磁离合器等，主要起到扩展接点数和扩大触点容量等作用。

　　另外，它也与机床操作台的有关手控按钮连接。强电控制柜由各种中间继电器、接触器、变压器、电源开关、接线端子和各类电气保护元器件等构成。车床的刀架强电电路如图1所示。

　　2.2 PLC程序设计

　　机床的刀架迸给系统工艺流程如图2所示，由图可知：