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基于PLC的三面銑組合加工中心控制系統研究

伯特利數控 加工中心 鉆攻中心

前言：

組合加工中心是一種專用加工中心，以大量通用部件為基礎,再配置少量專用部件?？梢詫崿F多工序、多軸、多面的高效率的加工。是一種自動化程度很高的自動化加工設備^[0。

傳統的組合加工中心通常采用純繼電器、接觸器控制方式，這種控制方式改變控制方法難、觸點易損壞，穩定性差^M。曾燕飛等^s人針對三面組合加工中心進行了PLC設計與仿真;衛道柱等^H人利用三菱FX2n>64MR型PLC作為加工中心控制系統的核心，對控制系統進行了設計;荀群德等⁰人針對六工位組合加工中心電器控制系統進行了研究，實現了 PLC對加工中心的控制作用；本文在現有的研究基礎上，利用三菱FX可編程控制器(PLC)對加工中心電氣系統進行設計，其特點在于可以使用轉換開關實現自動和手動的切換，以及通過轉換開關就可以進行自動部分程序的選擇，該設計的優點是可大大提高系統的穩定性、可靠性，使得系統維護方便，大大加強了系統的自動化程度。

1組合加工中心簡明概述

1.1結構及組成

三面銑組合加工中心是一種專用加工中心，主要用來對主
軸箱上的小80、(|)90孔兩側端面和定位面進行銑銷加工成型的一種自動多工序加工設備。三面銑組合加工中心主要是由底座，床身，液壓動力滑臺，工作臺，工件夾緊放松液壓缸,銑削動力頭等主要部件組成。液壓動力滑臺放置在床身上，液壓站被放置在床身周圍。在床身的左邊有一臺銑削電機,右邊有兩臺銑削電機，床身上方有一臺立銑電機，機械系統和控制系統為加工中心的兩大主要系統，圖1為加工中心結構簡圖。

1.2組合加工中心工作過程

操作者將加工的零件，放置在夾具的正確位置之后,按下加工按鈕，發出加工的指令。夾緊液壓缸動作將工件夾緊，液壓動力滑臺開始快進，到達第一指定加工位置后,觸發限位開關，快進轉工進。同時左電機和右1電機得電啟動，對工件進行加工。觸發第二個立銑頭限位開關后，立銑動力頭也得電，開始對定位面進行加工。加工到第三個限定位置后，停止右1電機，啟動右2電機。此時三臺電機同時對工件進行加工到達加工極限位置后，觸發終點限位開關，工件快速退回工作臺。到達指定位置后，放松工件，到此，_個自動循環加工過程結束。

1.3組合加工中心液壓系統

各部分液壓動作分析：

(1) 夾緊：油液從油泵出來以后，首先經過減液閥和單向閥，Y V1得電，三位四通換向閥處于左位，開始夾緊工件，當壓力達到壓力繼電器BP2的觸發值時YY1失電換向閥處于中位，保持夾緊狀態。

⑵放松：油液經過減壓閥和單向閥之后，YV2處于得電狀態，VVI處于失電狀態，油液從有桿腔進入,從無桿腔返回郵箱回油。

(3) 快進：油液從油泵出來之后，首先經過換向閥2,此時,YV3得電，YV4失電。油液繼續向管道前走，此時，由于單向閥和節流閥的開啟液壓力遠大于換向閥左位，油液從換向閥走，從進給油缸左進右出（有桿腔），之后。_部分油液經過順序閥，溢流閥回油箱，另一部分,經過單向閥從換向閥3又再次進入進給油缸左腔，從而實現快速進給功能。

(4) 工作進給（工進）：油液從油泵出來以后，首選通過換向閥2,此時換向閥2的狀態為YV3得電，YV4失電，處于左位，油液繼續前進，同樣面臨3個選擇，單向閥，節流換向閥，此時單向閥走不了，換向閥Y V5處于得電狀態，油液過不去，故油液只能從節流閥走，后從進給油缸無桿腔進入，有桿腔出來后，一部分油液經過換向閥2,順序閥，單向閥，返回郵箱，另一部分經過單向閥再次回到進給油缸。由于流量相對于快速進給大大減少，達到工作進給的要求。

(5) 快速退回（快退）：油液從油泵出來后，首選經過換向閥2,此時換向閥2處于右位，YV3失電，YV4得電。從進給油缸右側進入，油液再從缸的左側出來，經過換向閥3,換向閥2直接返回油箱，實現快速退回整體程序結構由公用程序、自動程序、手動程序、回原點程序這四部分組成^M ,公用程序如圖6所示。通過跳轉指令來實現各部分程序之間的切換。同時通過PLC的主控指令M(:、M(:K來保證各部分子程序的獨立性，利用轉換開關對各部分程序進行選擇,保證了程序運行時的穩定性，整體程序結構簡單明了，易于編寫。

在公用程序中，通過主控指令對FK1+R5五個電機的熱繼電器進行過載保護，一旦有任何一臺電機過載立即切斷所有程序，實現對系統的過載保護功能以左統單動力頭加工循環程序進行分析，如圖7所示。

圖7左銑頭單動力加工流程圖運動控制過程分析：當2個轉換開關分別打到自動擋、左銑循環、正確放置好工件后。按下啟動按鈕,工件開始夾緊，夾緊0.5s后，開始快進，直到遇到XI²快進轉工進限位開關,開始工作進給，同時使左銑動力頭啟動開始加工左端面，左銑顯示燈亮當到達終點時，觸發終點限位開關,左銑電機停止，左銑指示燈滅,而后，滑臺開始快退。到達原點后，觸發原點限位開關，開始松開工件。一個左銑單動力頭加工循環結束。當正確放置好工件后，再次按下啟動按鈕，又一個左銑加工過程開始。其他幾個單動力頭加工過程七1單動力頭循環加工、右2單動力頭循環加工、立銑動力頭循環加工，與該程序的編寫類似。

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結束語：

本文介紹了三面銑組合加工中心的工作方式以及加工中心的基本結構部件，對加工中心液壓系統進行了設計與分析，通過PLC構建機痛^夜一體化系統。在IMX:程序的設計上，通過轉換開關實現多種工作方式的切換并可以實現單獨點動對刀，使得程序變得更為高效，加工中心的穩定性和使用效率得到了較大的提升。

伯特利數控是一家集銷售、應用及服務于一體的公司。產品包括：CNC加工中心、鉆攻中心、龍門加工中心、雕銑機、石墨機、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機床的生產工廠設在廣東省東莞市，目前其生產的加工中心70%出口，其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務！

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