摘 要：文章在對(duì)一種鋼管切割、銑端面加工要求的分析基礎(chǔ)上，采用PLC對(duì)鋼管的加工過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制，完成了系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。根據(jù)工件的加工要求特點(diǎn)，采用步進(jìn)順序程序及主控程序控制，使機(jī)床的三種控制方式能方便實(shí)現(xiàn)。將上位計(jì)算機(jī)與機(jī)床控制用PLC聯(lián)網(wǎng)，組成分布式控制系統(tǒng)，通過(guò)上位計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)床進(jìn)行管理與控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，提高工廠現(xiàn)代化程度。 關(guān)鍵詞：PLC;切割;銑削;步進(jìn)順序控制;主控程序 Abstract: This article has analysed the question of a kind of steel tube for cut-mill processing, use PLC for steel tube processing to carry out automatic control. We have completed systematic hardware and software design. According to the processing ask characteristic of workpiece, with stepping sequence control and master control program, make the 3 kinds of control way of machine tool facilitate realization. Unite last position computer and the control of machine tool with PLC to net, form distribution type control system, through last position computer for machine tool, manage and control. Realize production automation. Raise factory modern level. Key words: PLC ,cut ,mill , stepping sequence control ,master control program 0 引言 　　本文介紹的高效專能的自動(dòng)化鋼管切割銑端面機(jī)床可以完成鋼管的下料工作，能夠改善工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。本機(jī)床能將長(zhǎng)鋼管按照要求長(zhǎng)度準(zhǔn)確切割，并對(duì)兩個(gè)端面進(jìn)行銑削加工，一次完成鋼管的下料工作。 1 切銑機(jī)的工作過(guò)程 　　本機(jī)床有一個(gè)切割動(dòng)力頭、兩個(gè)銑削動(dòng)力頭，分別由三個(gè)電機(jī)拖動(dòng)，工件的進(jìn)料是由電機(jī)通過(guò)摩擦輪帶動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，工件的夾緊、切割動(dòng)力頭的運(yùn)動(dòng)、工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)是由氣動(dòng)活塞缸拖動(dòng)來(lái)完成的。其工作過(guò)程示意圖見(jiàn)圖1，工作循環(huán)過(guò)程見(jiàn)圖2。 [align=center] [/align] 　　機(jī)床的工作過(guò)程為：用人工將待加工的長(zhǎng)鋼管安裝固定好，啟動(dòng)動(dòng)力頭，機(jī)床處于準(zhǔn)備好狀態(tài)。1）按下啟動(dòng)按鈕SB7，進(jìn)料電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)摩擦輪帶動(dòng)長(zhǎng)鋼管進(jìn)料，當(dāng)鋼管進(jìn)料到規(guī)定長(zhǎng)度時(shí)，碰壓行程開(kāi)關(guān)SQ1，進(jìn)料電機(jī)停車;2）工件夾緊，夾緊后，壓力繼電器KP動(dòng)作;3）切割頭進(jìn)給，進(jìn)行鋼管的切斷動(dòng)作，切割完成后碰壓行程開(kāi)關(guān)SQ2;4）切割頭回退，回退到位后碰壓行程開(kāi)關(guān)SQ3;5）工作臺(tái)帶著已夾緊并切割好的工件進(jìn)給，進(jìn)行兩個(gè)端面的銑削，當(dāng)銑削完成后碰壓行程開(kāi)關(guān)SQ4，工作臺(tái)停止進(jìn)給;6）工件松夾，當(dāng)松夾到位后碰壓行程開(kāi)關(guān)SQ5，同時(shí)工件依靠自身重力沿斜坡滑落出料;7）工作臺(tái)回退，回退完成后碰壓行程開(kāi)關(guān)SQ6，工作臺(tái)回退停止，至此本次循環(huán)完成。之后，機(jī)床根據(jù)工作方式的不同進(jìn)入待命狀態(tài)或重新進(jìn)入下一輪循環(huán)。 2 切銑機(jī)的電氣線路設(shè)計(jì) 　　本機(jī)床的三個(gè)動(dòng)力頭采用常規(guī)的啟動(dòng)停止保持繼電-接觸器控制電路，進(jìn)料電機(jī)與三個(gè)氣缸采用PLC進(jìn)行控制。根據(jù)工作要求，現(xiàn)場(chǎng)有壓力繼電器和行程開(kāi)關(guān)共計(jì)7個(gè)信號(hào)，另外設(shè)置了手動(dòng)控制按鈕6個(gè)、自動(dòng)控制按鈕4個(gè)、功能選擇開(kāi)關(guān)3個(gè)，所以PLC需要有20個(gè)輸入信號(hào)。系統(tǒng)的控制對(duì)象是進(jìn)料電機(jī)與3個(gè)氣缸，進(jìn)料電機(jī)為單向運(yùn)轉(zhuǎn)，僅需要一個(gè)輸出點(diǎn)，夾緊氣缸和切割氣缸采用二位四通換向閥控制，各用一個(gè)電磁閥控制，而工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)氣缸采用三位四通換向閥控制，需用兩個(gè)電磁閥控制，故現(xiàn)場(chǎng)控制信號(hào)有5個(gè)，另外設(shè)置了“準(zhǔn)備好”、“循環(huán)”、“暫停”和“故障”等系統(tǒng)狀態(tài)指示燈4個(gè)，所以系統(tǒng)需要的輸出信號(hào)有9個(gè)。 　　根據(jù)以上分析，我們選用了三菱公司的FX2N-48MR-001型PLC控制器，它有24個(gè)輸入點(diǎn)和24個(gè)輸出點(diǎn)，采用繼電器輸出，能夠滿足系統(tǒng)需要，由此設(shè)計(jì)的PLC控制部分的電氣線路原理圖如圖3所示（繼電-接觸器控制線路部分略）。 3 切銑機(jī)的軟件設(shè)計(jì) 　　根據(jù)機(jī)床的動(dòng)作要求可知，它是一個(gè)典型的順序程序控制，為此我們選用步進(jìn)程序控制。為實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、單循環(huán)及自動(dòng)循環(huán)三種工作方式，我們?cè)O(shè)計(jì)的梯形圖的主框圖如圖4所示。主框圖采用兩個(gè)主控程序，當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位按鈕按下或上電時(shí)，執(zhí)行第一個(gè)主控程序，將相關(guān)元件清零，使系統(tǒng)的各部分都處于失電狀態(tài)，用來(lái)對(duì)機(jī)床進(jìn)行初始化操作。第二個(gè)主控程序是上電時(shí)或繼續(xù)按鈕按下時(shí)執(zhí)行并能保持執(zhí)行狀態(tài);當(dāng)暫停時(shí)不執(zhí)行，即暫停時(shí)應(yīng)使第二個(gè)主控程序中的輸出暫停，而順序功能狀態(tài)保持，以便使繼續(xù)工作時(shí)能保證從暫停點(diǎn)向下繼續(xù)執(zhí)行。 　　自動(dòng)程序的順序控制功能圖見(jiàn)圖5。在單循環(huán)、自動(dòng)循環(huán)時(shí)使S0置位，進(jìn)入步進(jìn)程序的初始步。為保證安全，設(shè)計(jì)的夾緊機(jī)構(gòu)為失電夾緊，所以在S0狀態(tài)使用了一個(gè)Y1置位指令，對(duì)夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行松夾操作。當(dāng)松夾后X5動(dòng)作，此時(shí)若按下啟動(dòng)按鈕，則X15得電，便可以進(jìn)入循環(huán)狀態(tài)S520，之后按照工作要求機(jī)床能自動(dòng)完成各狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。當(dāng)進(jìn)入狀態(tài)S526之后，將依據(jù)工作方式的不同，能自動(dòng)返回到S0狀態(tài)待命（單循環(huán)），或直接進(jìn)入S520狀態(tài)自動(dòng)進(jìn)入下一輪的循環(huán)（自動(dòng)循環(huán)）。 　　本機(jī)床的梯形圖程序設(shè)計(jì)，限于篇幅，不再敘述。 4 PLC與上位機(jī)的通信 　　在自動(dòng)化工廠中，各種機(jī)械加工機(jī)床可以與上位計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)組成分布式控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)相互通信與生產(chǎn)管理。管理人員可以在不中斷生產(chǎn)的情況下，通過(guò)上位機(jī)實(shí)時(shí)地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的PLC進(jìn)行調(diào)整、管理和調(diào)度，使各種生產(chǎn)機(jī)械的工作達(dá)到最佳配置狀態(tài)，充分發(fā)揮各種專用通用設(shè)備的生產(chǎn)效率。在生產(chǎn)實(shí)踐中，一般采用1：N上位鏈接通信方式，用一臺(tái)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)管理多臺(tái)下位PLC機(jī)，通常采用RS232C/RS485通信標(biāo)準(zhǔn)，增設(shè)鏈接適配器，以加大通信距離。 5 結(jié)束語(yǔ) 　　設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)是：對(duì)鋼管切割、銑削一次完成，采用主控程序和步進(jìn)程序控制配合完成機(jī)床要求的三種工作方式。通過(guò)PLC通信系統(tǒng)與上位計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)組成分布式控制系統(tǒng)，能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制與管理，使工廠設(shè)備工作于最佳配置狀態(tài)。本系統(tǒng)工作可靠，技術(shù)先進(jìn)，自動(dòng)化程度高，提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了工廠中的機(jī)、電、氣一體化、智能化，改善了工人的勞動(dòng)條件，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。 參考文獻(xiàn)： 　　[1]廖京盛,PLC在自動(dòng)貨物提升機(jī)中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用.微計(jì)算機(jī)信息.2004.Vol.20（9）:1-3 　　[2]靳廣亮等,可編程控制器在機(jī)床控制系統(tǒng)改造中的應(yīng)用,水利電力機(jī)械,1991.2:21-24 　　[3]王麗偉,劉軒,用PLC實(shí)現(xiàn)壓機(jī)的自動(dòng)控制,洛陽(yáng)大學(xué)學(xué)報(bào),2006.Vol.21（2）:72-76