核心提示：　　PLC控制步進(jìn)電機(jī)在農(nóng)用車齒牙加工銑床上的應(yīng)用宋健袁馳2，杜國臣2，孫學(xué)巖2（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，北京100083；2.濰坊學(xué)院，山東濰坊261IM1）我國是一個(gè)機(jī)床大國，擁有300多萬臺(tái)普通機(jī)床和

　　PLC控制步進(jìn)電機(jī)在農(nóng)用車齒牙加工銑床上的應(yīng)用宋健袁馳2，杜國臣2，孫學(xué)巖2（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，北京100083；2.濰坊學(xué)院，山東濰坊261IM1）我國是一個(gè)機(jī)床大國，擁有300多萬臺(tái)普通機(jī)床和大量的專用機(jī)床，數(shù)量居世界前列。但其中大多數(shù)采用繼電接觸器控制，設(shè)備落后，技術(shù)陳舊，手工操作，效率低，質(zhì)量差。利用先進(jìn)的控制技術(shù)，對(duì)原有的舊設(shè)備進(jìn)行不同程度的改造，是提高我國制造水平的重要途徑。為此，筆者對(duì)農(nóng)用車離合器齒牙加工銑床進(jìn)行改造，保留了原機(jī)床的基礎(chǔ)部分，利用PLC和步進(jìn)電機(jī)對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造。

　　1問題的提出為牙嵌離合器體的零件簡圖。這種三角形齒的離合器體的齒數(shù)，根據(jù)不同的使用要求，有30、45、60、75等多種齒數(shù)。原來一直使用臥式銑床，利用分度頭加工。加工時(shí)，工人手搖縱向工作臺(tái)手柄，銑出一個(gè)齒，然后由手動(dòng)分度頭分度。如此反復(fù)，直至全部將齒銑出。

　　采用這種方法加工，一次分度錯(cuò)誤將使整個(gè)零件報(bào)廢，而且效率低，工人操作緊張，勞動(dòng)強(qiáng)度大。為此，決定對(duì)其進(jìn)行改造，使整個(gè)加工過程自動(dòng)化。

　　工作時(shí)，按下自動(dòng)加工開關(guān)：縱向工作臺(tái)快進(jìn)工作進(jìn)給一快退一分度頭分度，直至加工完畢。為總體結(jié)構(gòu)簡圖。

　　1.銑刀2.分度頭3.步進(jìn)電機(jī)4.縱向工作臺(tái)步進(jìn)電進(jìn)機(jī)5.升降臺(tái)機(jī)床總體結(jié)構(gòu)簡總體設(shè)計(jì)方案整個(gè)改造工作是在原來使用的X62W銑床進(jìn)行。為了提高控制系統(tǒng)的可靠性和柔性，減少系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作量，控制系統(tǒng)采用PLC控制。將步進(jìn)電機(jī)加裝在原分度頭的手搖軸上，由PLC控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分度。根據(jù)加工過程的需要，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)只保留縱向運(yùn)動(dòng)，利用原機(jī)械傳動(dòng)鏈，由行程開關(guān)發(fā)出控制信號(hào)，PLC控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工。

　　3步進(jìn)電機(jī)的選擇及控制根據(jù)加工時(shí)的分度要求，綜合考慮步進(jìn)電機(jī)的性能，選擇五相十拍的90BC536型步進(jìn)電機(jī)。因?yàn)榉侄阮^的傳動(dòng)比>40，即分度頭手柄轉(zhuǎn)1圈，分度頭主軸轉(zhuǎn)1/40圈。因此，可以換算出分度一個(gè)齒應(yīng)向步進(jìn)電機(jī)輸人的由于PLC具有較好的實(shí)時(shí)刷新功能，可以產(chǎn)生一定頻率的脈沖信號(hào)，而且PLC具有大功率的晶體管輸出接口，能夠滿足步進(jìn)電機(jī)繞組的電壓和電流要求。為了減少系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作量，提高可靠性，選擇PLC控制系統(tǒng)。

　　步進(jìn)電機(jī)的角位移與輸人脈沖的個(gè)數(shù)成正比；轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比；轉(zhuǎn)向與脈沖分配到步進(jìn)電機(jī)的各相繞組的相序有關(guān)。利用PLC產(chǎn)生一定周期的控制脈沖，使移位寄存器移位，產(chǎn)生十拍時(shí)序，通過五相十拍環(huán)形分配器使5個(gè)輸出繼電器按單雙十拍的通電方式接通，工進(jìn)點(diǎn)動(dòng)主軸制動(dòng)快退點(diǎn)動(dòng)主軸電機(jī)急停工作臺(tái)快退過載保護(hù)工作臺(tái)工進(jìn)。

　　過載保護(hù)工作臺(tái)快進(jìn)過載保護(hù)步進(jìn)電機(jī)繞組A相冷卻泵起動(dòng)步進(jìn)電機(jī)繞組B相自動(dòng)/調(diào)整步進(jìn)電機(jī)繞組C相正轉(zhuǎn)制動(dòng)步進(jìn)電機(jī)繞組D相反轉(zhuǎn)制動(dòng)步進(jìn)電機(jī)繞組E相工作臺(tái)原位調(diào)整指示工進(jìn)開關(guān)自動(dòng)指示5PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)PLC控制結(jié)線圖根據(jù)機(jī)床加工過程的控制要求，按照步進(jìn)電機(jī)繞組的通電順序，分析輸人輸出量之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)PLC的控制程序。為程序的總體結(jié)構(gòu)圖，它由公共程序、手動(dòng)調(diào)整程序和自動(dòng)加工程序等3個(gè)程序段組成。

　　公共程序設(shè)置了狀態(tài)指示、主軸啟制動(dòng)、變速點(diǎn)動(dòng)、冷卻泵啟動(dòng)和禁止輸出等功能。

　　手動(dòng)操作不需要任何復(fù)雜的順序控制，可用常軌的繼電器電路設(shè)計(jì)方法，利用基本邏輯指令編程。

　　6結(jié)束語經(jīng)過PLC控制步進(jìn)電機(jī)自動(dòng)化改造以后的機(jī)床，提高了生產(chǎn)效率，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和廢品率。特別是在不改變?cè)瓩C(jī)床結(jié)構(gòu)的條件下，采用PLC直接控制步進(jìn)電機(jī)，簡單可靠，投資少，而且減少了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作童，大幅度的縮短了開發(fā)研制周期，有較高推廣和實(shí)用價(jià)值。