一、     組合機(jī)床的控制

兩工位鉆孔、攻絲組合機(jī)床，能自動完成工件的鉆孔和攻絲加工，自動化程度高，生產(chǎn)效率高。兩工位鉆孔、攻絲組合機(jī)床如圖2-1所示。

圖2-1  兩工位鉆孔、攻絲組合機(jī)床示意圖

機(jī)床主要由床身、移動工作臺、夾具、鉆孔滑臺、鉆孔動力頭、攻絲滑臺、攻絲動力頭、滑臺移動控制凸輪和液壓系統(tǒng)等組成。

移動工作臺和夾具用以完成工件的移動和夾緊，實(shí)現(xiàn)自動加工。鉆孔滑臺和鉆孔動力頭，用以實(shí)現(xiàn)鉆孔加工量的調(diào)整和鉆孔加工。攻絲滑臺和攻絲動力頭，用以實(shí)現(xiàn)攻絲加工量的調(diào)整和攻絲加工。工作臺的移動（左移、右移），夾具的夾緊、放松，鉆孔滑臺和攻絲滑臺的移動（前移、后移），均由液壓系統(tǒng)控制。其中兩個滑臺移動的液壓系統(tǒng)由滑臺移動控制凸輪來控制，工作臺的移動和夾具的夾緊與放松由電磁閥控制。

根據(jù)設(shè)計要求，工作臺的移動和滑臺的移動應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定的時序同步進(jìn)行，兩種運(yùn)動密切配合，以提高生產(chǎn)效率。

二、       控制要求

系統(tǒng)通電，自動起動液壓泵電動機(jī)M1。若機(jī)床各部分在原位（工作臺在鉆孔工位SQ1動作，鉆孔滑臺在原位SQ2動作，攻絲滑臺在原位SQ3動作），并且液壓系統(tǒng)壓力正常，壓力繼電器PV動作，原位指示燈HL1亮。

將工件放在工作臺上，按下起動按鈕SB，夾緊電磁閥YV1得電，液壓系統(tǒng)控制夾具將工件夾緊，與此同時控制凸輪電動機(jī)M2得電運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)夾緊限位SQ4動作后，表明工件已被夾緊。

起動鉆孔動力頭電動機(jī)M3，且由于凸輪電動機(jī)M2運(yùn)轉(zhuǎn)，控制凸輪控制相應(yīng)的液壓閥使鉆孔滑臺前移，進(jìn)行鉆孔加工。當(dāng)鉆孔滑臺到達(dá)終點(diǎn)時，鉆孔滑臺自動后退，到原位時停，M3同時停止。

等到鉆孔滑臺回到原位后，工作臺右移電磁閥YV2得電，液壓系統(tǒng)使工作臺右移，當(dāng)工作臺到攻絲工位時，限位開關(guān)SQ6動作，工作臺停止。起動攻絲動力頭電機(jī)M4正轉(zhuǎn)，攻絲滑臺開始前移，進(jìn)行攻絲加工，當(dāng)攻絲滑臺到終點(diǎn)時（終點(diǎn)限位SQ7動作），制動電磁鐵DL得電，攻絲動力頭制動，0.3s后攻絲動力頭電機(jī)M4反轉(zhuǎn)，同時攻絲滑臺由控制凸輪控制使其自動后退。

當(dāng)攻絲滑臺后退到原位時，攻絲動力頭電機(jī)M4停，凸輪正好運(yùn)轉(zhuǎn)一個周期，凸輪電機(jī)M2停，延時3s后左移電磁閥YV3得電，工作臺左移，到鉆孔工位時停。放松電磁閥YV4得電，放松工件，放松限位SQ8動作后，停止放松。原位指示燈亮，取下工件，加工過程完成。

兩個滑臺的移動，是通過控制凸輪來控制滑臺移動液壓系統(tǒng)的液壓閥實(shí)現(xiàn)的，電氣系統(tǒng)不參與，只需起動控制凸輪電機(jī)M2即可。

在加工過程中，應(yīng)起動冷卻泵電機(jī)M5，供給冷卻液。

三、    I/O分配

輸入                                                       輸出

壓力檢測PV              I0.0               制動DL                                         Q0.0

鉆孔工位限位SQ1     I0.1                液壓泵電機(jī)MI（KM1）                  Q0.1

鉆孔滑臺原位SQ2     I0.2                凸輪電機(jī)M2（KM2）                     Q0.2

攻絲滑臺原位SQ3     I0.3                鉆孔動力頭電機(jī)M3（KM3）           Q0.3

夾緊限位SQ4           I0.4                 冷卻泵電機(jī)M5（KM6）                 Q0.4

鉆孔滑臺終點(diǎn)SQ5        I0.5             攻絲動力頭電機(jī)M4正轉(zhuǎn)（KM4）    Q0.5

攻絲工位SQ6              I0.6              攻絲動力頭電機(jī)M4反轉(zhuǎn)（KM5）   Q0.6

攻絲滑臺終點(diǎn)SQ7       I0.7              夾緊電磁閥YV1                             Q0.7

放松限位SQ8              I1.0              工作臺右移電磁閥YV2                   Q1.0 

起動按鈕SB               I1.1              工作臺左移電磁閥YV3                    Q1.1

自動、手動選擇SA       I1.2              放松電磁閥YV4                            Q1.2

液壓泵手動SB1                              原點(diǎn)指示HL1                                Q1.3

凸輪電機(jī)手動SB2                           自動指示HL2                                Q1.4

鉆孔手動SB3                                 手動指示HL3                                Q1.5

手動攻絲正轉(zhuǎn)SB4                          手動電源                                       Q1.6

手動攻絲反轉(zhuǎn)SB5              

冷卻泵手動SB6

手動夾緊SB7

手動右移SB8

手動左移SB9

手動放松SB10

四、    程序設(shè)計

由加工工藝要求可知，其為順序控制過程，其功能流程圖如圖3-2所示。考慮具體情況，在設(shè)置自動順序循環(huán)控制的同時，也設(shè)置了手動控制，在驅(qū)動回路中接入轉(zhuǎn)換開關(guān)。自動順序循環(huán)控制和手動控制的轉(zhuǎn)換程序如圖3-1所示。外部接線圖如圖3-3所示。梯形圖如圖3-4所示。

在程序設(shè)計時須注意：攻絲動力頭M4正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)之間的互鎖。

圖3-1  自動順序循環(huán)控制和手動控制的轉(zhuǎn)換程序

圖3-3  外部接線圖

五、    程序的調(diào)試和運(yùn)行

輸入程序編譯無誤后，按組合機(jī)床工藝要求調(diào)試程序，并將結(jié)果填入表4-2中。

表4-2  組合機(jī)床程序調(diào)試結(jié)果

六、 梯形圖設(shè)計（見附圖）

梯形圖的設(shè)計整體反映了編者的思想，使我們更清楚的理解程序的作用及用途，它是由狀態(tài)圖進(jìn)一步轉(zhuǎn)化而來，結(jié)合PLC控制將會使程序淺顯易懂，以下便是該設(shè)計的梯形圖：

原理：系統(tǒng)通電后，初始步S0激活,當(dāng)原位工作臺在原位, 鉆孔滑臺在原位,攻絲滑臺在原位(即SQ1 、SQ2 、SQ3動作)時，進(jìn)入S20步，自動啟動液壓泵電機(jī)M1。

將要加工的工件放到工作臺上，同時按下啟動按鈕，進(jìn)入S21步，夾緊電磁閥得電，液壓系統(tǒng)控制夾具將待加工工具夾緊；緊接著進(jìn)入S22步，凸輪電機(jī)M2得電運(yùn)轉(zhuǎn)，在夾緊限位X004開始動作時即表明工件已經(jīng)被夾緊。

工件被夾緊后進(jìn)入S23步，鉆孔動力頭電機(jī)M3啟動，且由于凸輪電機(jī)M2運(yùn)轉(zhuǎn)使鉆孔滑臺前移，進(jìn)行鉆孔加工。當(dāng)SQ5動作時即表明鉆孔滑臺已達(dá)到終點(diǎn)，此時進(jìn)入S24步，鉆孔滑臺將自動后退，到原位時停，M3同時停止。

等到鉆孔滑臺回到原位后，進(jìn)入S25步，電磁閥YV2得電，液壓系統(tǒng)使工作臺右移，當(dāng)，限位開關(guān)SQ6動作時表明工作臺到攻絲工位，此時工作臺應(yīng)停止運(yùn)動。接著進(jìn)入S26步，啟動電機(jī)M4正轉(zhuǎn)，攻絲滑臺開始前移，進(jìn)行攻絲加工，當(dāng)攻終點(diǎn)限位SQ7動作時，制動電磁閥DL得電，攻絲動力頭制動，進(jìn)入S27步同時計時器開始工作，0.3S后進(jìn)入S28步，攻絲動力頭電機(jī)M4反轉(zhuǎn)，同時攻絲滑臺將自動后退。

攻絲滑臺后退到原位后，凸輪電機(jī)M2停，進(jìn)入S29步，延時3S后即進(jìn)入S30步，左移電磁閥YV3得電，工件臺左移直至到鉆孔工位時停。放松電磁閥得電后放松工件，放松限位動作后，停止放松。原位指示燈亮?xí)r即可取下工件，整個加工過程到此完成。