基于PLC的三面铣组合加工中心控制系统研究
伯特利数控 加工中心 钻攻中心
前言：
组合加工中心是一种加工中心，以大量通用部件为基础,再配置少量部件。可以实现多工序、多轴、多面的高效率的加工。是一种自动化程度很高的自动化加工设备[0。
传统的组合加工中心通常采用纯继电器、接触器控制方式，这种控制方式改变控制方法难、触点易损坏，稳定性差m。曾燕飞等s人针对三面组合加工中心进行了plc设计与仿真;卫道柱等h人利用三菱fx2n>64mr型plc作为加工中心控制系统的核心，对控制系统进行了设计;荀群德等0人针对六工位组合加工中心电器控制系统进行了研究，实现了 plc对加工中心的控制作用；本文在现有的研究基础上，利用三菱fx可编程控制器(plc)对加工中心电气系统进行设计，其特点在于可以使用转换开关实现自动和手动的切换，以及通过转换开关就可以进行自动部分程序的选择，该设计的优点是可大大提高系统的稳定性、可靠性，使得系统维护方便，大大加强了系统的自动化程度。
1组合加工中心简明概述
1.1结构及组成
三面铣组合加工中心是一种加工中心，主要用来对主轴箱上的小80、(|)90孔两侧端面和定位面进行铣销加工成型的一种自动多工序加工设备。三面铣组合加工中心主要是由底座，床身，液压动力滑台，工作台，工件夹紧放松液压缸,铣削动力头等主要部件组成。液压动力滑台放置在床身上，液压站被放置在床身周围。在床身的左边有一台铣削电机,右边有两台铣削电机，床身上方有一台立铣电机，机械系统和控制系统为加工中心的两大主要系统，图1为加工中心结构简图。
1.2组合加工中心工作过程
操作者将加工的零件，放置在夹具的正确位置之后,按下加工按钮，发出加工的指令。夹紧液压缸动作将工件夹紧，液压动力滑台开始快进，到达第一加工位置后,触发限位开关，快进转工进。同时左电机和右1电机得电启动，对工件进行加工。触发第二个立铣头限位开关后，立铣动力头也得电，开始对定位面进行加工。加工到第三个限定位置后，停止右1电机，启动右2电机。此时三台电机同时对工件进行加工到达加工极限位置后，触发终点限位开关，工件快速退回工作台。到达位置后，放松工件，到此，_个自动循环加工过程结束。
1.3组合加工中心液压系统
各部分液压动作分析：
(1) 夹紧：油液从油泵出来以后，首先经过减液阀和单向阀，y v1得电，三位四通换向阀处于左位，开始夹紧工件，当压力达到压力继电器bp2的触发值时yy1失电换向阀处于中位，保持夹紧状态。
⑵放松：油液经过减压阀和单向阀之后，yv2处于得电状态，vvi处于失电状态，油液从有杆腔进入,从无杆腔返回回油。
(3) 快进：油液从油泵出来之后，首先经过换向阀2,此时,yv3得电，yv4失电。油液继续向管道前走，此时，由于单向阀和节流阀的开启液压力远大于换向阀左位，油液从换向阀走，从进给油缸左进右出（有杆腔），之后。_部分油液经过顺序阀，溢流阀回油箱，另一部分,经过单向阀从换向阀3又再次进入进给油缸左腔，从而实现快速进给功能。
(4) 工作进给（工进）：油液从油泵出来以后，通过换向阀2,此时换向阀2的状态为yv3得电，yv4失电，处于左位，油液继续前进，同样面临3个选择，单向阀，节流换向阀，此时单向阀走不了，换向阀y v5处于得电状态，油液过不去，故油液只能从节流阀走，后从进给油缸无杆腔进入，有杆腔出来后，一部分油液经过换向阀2,顺序阀，单向阀，返回，另一部分经过单向阀再次回到进给油缸。由于流量相对于快速进给大大减少，达到工作进给的要求。
(5) 快速退回（快退）：油液从油泵出来后，经过换向阀2,此时换向阀2处于右位，yv3失电，yv4得电。从进给油缸右侧进入，油液再从缸的左侧出来，经过换向阀3,换向阀2直接返回油箱，实现快速退回整体程序结构由公用程序、自动程序、手动程序、回原点程序这四部分组成m ,公用程序如图6所示。通过跳转指令来实现各部分程序之间的切换。同时通过plc的主控指令m(:、m(:k来保证各部分子程序的独立性，利用转换开关对各部分程序进行选择,保证了程序运行时的稳定性，整体程序结构简单明了，易于编写。
在公用程序中，通过主控指令对fk1+r5五个电机的热继电器进行过载保护，一旦有任何一台电机过载立即切断所有程序，实现对系统的过载保护功能以左统单动力头加工循环程序进行分析，如图7所示。
图7左铣头单动力加工流程图运动控制过程分析：当2个转换开关分别打到自动挡、左铣循环、正确放置好工件后。按下启动按钮,工件开始夹紧，夹紧0.5s后，开始快进，直到遇到xi2快进转工进限位开关,开始工作进给，同时使左铣动力头启动开始加工左端面，左铣显示灯亮当到达终点时，触发终点限位开关,左铣电机停止，左铣指示灯灭,而后，滑台开始快退。到达原点后，触发原点限位开关，开始松开工件。一个左铣单动力头加工循环结束。当正确放置好工件后，再次按下启动按钮，又一个左铣加工过程开始。其他几个单动力头加工过程七1单动力头循环加工、右2单动力头循环加工、立铣动力头循环加工，与该程序的编写类似。
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操作者将加工的零件，放置在夹具的正确位置之后,按下加工按钮，发出加工的指令。夹紧液压缸动作将工件夹紧，液压动力滑台开始快进，到达第一加工位置后,触发限位开关，快进转工进。同时左电机和右1电机得电启动，对工件进行加工。触发第二个立铣头限位开关后，立铣动力头也得电，开始对定位面进行加工。加工到第三个限定位置后，停止右1电机，启动右2电机。此时三台电机同时对工件进行加工到达加工极限位置后，触发终点限位开关，工件快速退回工作台。到达位置后，放松工件，到此，_个自动循环加工过程结束。
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⑵放松：油液经过减压阀和单向阀之后，yv2处于得电状态，vvi处于失电状态，油液从有杆腔进入,从无杆腔返回回油。
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图7左铣头单动力加工流程图运动控制过程分析：当2个转换开关分别打到自动挡、左铣循环、正确放置好工件后。按下启动按钮,工件开始夹紧，夹紧0.5s后，开始快进，直到遇到xi2快进转工进限位开关,开始工作进给，同时使左铣动力头启动开始加工左端面，左铣显示灯亮当到达终点时，触发终点限位开关,左铣电机停止，左铣指示灯灭,而后，滑台开始快退。到达原点后，触发原点限位开关，开始松开工件。一个左铣单动力头加工循环结束。当正确放置好工件后，再次按下启动按钮，又一个左铣加工过程开始。其他几个单动力头加工过程七1单动力头循环加工、右2单动力头循环加工、立铣动力头循环加工，与该程序的编写类似。
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