基于PLC对车床CA6140的电气控制线路改造方法的探讨

迪力拜尔?胡达拜地

摘要：车床是一种应用极为广泛的金属切削车床，目前采用传统的继电器控制的普通车床在中小型企业仍大量使用，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹、切断及割槽等，它采用继电器接触器电路来实现电气控制系统。但由于大量的使用了继电器与接触器，再加上继电器系统接线复杂，经常造成接触不良，而且原件老化快，设备故障频繁，不便于维修，故障诊断与排除困难，影响到实际的生产运用。因此当务之急就是对CA6140车床进行技术改造，以提高企业的设备利用率，提高产品的质量和产量。本文结合了PLC的性能，在介绍CA6140车床基本结构的基础上，深入分析了该车床的工作原理，论述了三菱FX-48MR在CA6140的控制运用。

关键词：CA6140车床；PLC；改造

中图分类号：G718 文献标识码：B 文章编号：1672-1578（2016）05-0391-01

1.概述

1.1车床CA6140接触器控制和三菱FX2N48-MR控制分析

目前采用传统的继电器控制的普通车床存在一下问题：

①触点易被电弧烧坏而导致接触不良；

②机械方式实现的触点控制反映速度慢；

③继电器的控制被固定在线路中，功能单一、灵活性差。

可编程控制器（PLC）应用于机床电气控制电路，有如下的特点：

①通用性、适应性强；

②完善的故障自诊断能力且维修方便；

③可靠性高及柔性强。

当前，小型PLC的价格亦很便宜，因此在普通车床的控制电路改造中发挥了及其重要的作用。

1.2CA6140型车床电气控制线路工作原理分析

（1）CA6140型车床的主电路：电源由钥匙开关SB控制，低压断路器QF作为机床的电源总开关，将SB向右旋转，然后扳动断路器QF，使其触点闭合将三相电源引入。主电路中共有三台电动机：M1为主轴电动机，带动主轴旋转和刀架的进给运动；M2为冷却泵电动机，用以输送冷却液；M3为刀架快速移动电动机，用以拖动刀架快速移动。

（2）CA6140型车床的控制电路：通过控制变压器TC输出110V交流电压供电，由熔断器FU2作短路保护。在正常工作时，行程开关SQ1的常开触头闭合。当打开床头皮带罩后，SQ1的常开触头断开，切断控制电路电源，使三台电动机都不能得电工作，以确保人身安全。钥匙开关SB和行程开关SQ2的常闭触点在车床正常工作时是断开的，QF的线圈不得电，断路器QF能合闸。当打开配电壁龛门时，SQ2闭合，QF线圈得电，断路器QF自动跳闸，切断车床的电源。

1）主轴电动机M1的控制：主轴电动机M1的启动和停止，是由启动按钮SB2和停止按钮SB1控制接触器KM线圈的通电和断电来实现的。如果主轴电动机M1在运行过程中出现过载，热继电器KH1动作，其常闭触点断开，接触器KM线圈断电，其主触头分断将M1电源切除，防止电动机M1因过载而发热烧毁。

2）冷却泵电动机M2的控制：冷却泵电动机M2的运行由继电器KA1控制。KM的常开辅助触头实现主轴电动机M1和冷却泵电动机M2的顺序控制，保证只有主轴电动机M1启动后冷却泵电动机M2才能启动运行，提供冷却液。

3）刀架快速移动电动机M3的控制：刀架快速移动电动机M3的启动是由安装在进给操作手柄顶端的按钮SB3控制的，它与中间继电器KA2组成点动控制环节。将操作手柄扳到所需移动的方向，按下SB3，KA2得电吸合，电动机M3启动运转，刀架沿制定的方向快速移动；松开SB3，电动机M3停止运行，刀架停止快速移动。

（3）CA6140型车床信号与照明电路：以上图中最右方的信号灯和照明灯区域表示的是CA6140型车床的信号与照明电路。其中，HL为电源指示灯，EL为车床的低压照明灯。车床的电源开关QF闭合以后，电源指示灯HL就一直保持亮的状态。照明灯EL由开关SA控制，SA闭合照明灯亮，SA打开则照明灯灭。控制变压器TC的二次侧输出24V和6V电压，分别作为车床低压照明和信号灯的电源。熔断器FU4和FU3用来做短路保护。

2.PLC程序和外部接线设计

2.1分配I/O点。在系统改造过程中，由于主令电器及被控电器元件相对较多。为了方便系统线路装配及控制程序设计，我们有必要进行I/O系统定义。具体分配表如下：

2.2PLC外部接线设计。PLC的控制电路的主电路，PLC的I/O接线如下图所示，图中输入信号使用PLC提供的内部直流电源24V（DC）；负载使用的外部电源为交流110V（AC）；电源指示灯和照明灯使用6V和24V（AC），使用PLC的电源为交流220V（AC）。

2.3梯形图设计。通过上述PLC控制过程的分析，我么可以绘制出PLC程序设计的梯形图：

3.小结

利用三菱FX2N-48MR对CA6140车床进行改造，改造后车床的功耗变低，外部接线构造简单清晰，维修简单，因为PLC运行速度快，灵敏度高，所以工作效率很快。输入电压低，所以安全性也大大提高，经过改造既不花高昂的费用买新车床，也不用担心可靠性差的问题。

参考文献：

[1]李敬梅.《电力拖动控制线路与技能训练（第五版）》.中国劳动社会保障出版社.2014

[2]王国海.《可变程序控制器及其应用（第二版）》.中国劳动社会保障出版社.2007

[3]百度文库.《CA6140车床PLC改造》.

[4]http：//wenku.baidu.com/view/4cb3db412b160b4e767fcffc？fr=prin