摘 要：文章在對一種鋼管切割、銑端面加工要求的分析基礎上，采用PLC對鋼管的加工過程進行自動控制，完成了系統(tǒng)的硬件和軟件設計。根據(jù)工件的加工要求特點，采用步進順序程序及主控程序控制，使機床的三種控制方式能方便實現(xiàn)。將上位計算機與機床控制用PLC聯(lián)網(wǎng)，組成分布式控制系統(tǒng)，通過上位計算機對機床進行管理與控制，實現(xiàn)生產(chǎn)自動化，提高工廠現(xiàn)代化程度。 關鍵詞：PLC;切割;銑削;步進順序控制;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化鋼管切割銑端面機床可以完成鋼管的下料工作，能夠改善工人的勞動強度，實現(xiàn)自動控制，提高勞動生產(chǎn)率。本機床能將長鋼管按照要求長度準確切割，并對兩個端面進行銑削加工，一次完成鋼管的下料工作。 1 切銑機的工作過程 　　本機床有一個切割動力頭、兩個銑削動力頭，分別由三個電機拖動，工件的進料是由電機通過摩擦輪帶動來實現(xiàn)的，工件的夾緊、切割動力頭的運動、工作臺的運動是由氣動活塞缸拖動來完成的。其工作過程示意圖見圖1，工作循環(huán)過程見圖2。 [align=center] [/align] 　　機床的工作過程為：用人工將待加工的長鋼管安裝固定好，啟動動力頭，機床處于準備好狀態(tài)。1）按下啟動按鈕SB7，進料電機運轉，通過摩擦輪帶動長鋼管進料，當鋼管進料到規(guī)定長度時，碰壓行程開關SQ1，進料電機停車;2）工件夾緊，夾緊后，壓力繼電器KP動作;3）切割頭進給，進行鋼管的切斷動作，切割完成后碰壓行程開關SQ2;4）切割頭回退，回退到位后碰壓行程開關SQ3;5）工作臺帶著已夾緊并切割好的工件進給，進行兩個端面的銑削，當銑削完成后碰壓行程開關SQ4，工作臺停止進給;6）工件松夾，當松夾到位后碰壓行程開關SQ5，同時工件依靠自身重力沿斜坡滑落出料;7）工作臺回退，回退完成后碰壓行程開關SQ6，工作臺回退停止，至此本次循環(huán)完成。之后，機床根據(jù)工作方式的不同進入待命狀態(tài)或重新進入下一輪循環(huán)。 2 切銑機的電氣線路設計 　　本機床的三個動力頭采用常規(guī)的啟動停止保持繼電-接觸器控制電路，進料電機與三個氣缸采用PLC進行控制。根據(jù)工作要求，現(xiàn)場有壓力繼電器和行程開關共計7個信號，另外設置了手動控制按鈕6個、自動控制按鈕4個、功能選擇開關3個，所以PLC需要有20個輸入信號。系統(tǒng)的控制對象是進料電機與3個氣缸，進料電機為單向運轉，僅需要一個輸出點，夾緊氣缸和切割氣缸采用二位四通換向閥控制，各用一個電磁閥控制，而工作臺運動氣缸采用三位四通換向閥控制，需用兩個電磁閥控制，故現(xiàn)場控制信號有5個，另外設置了“準備好”、“循環(huán)”、“暫?！焙汀肮收稀钡认到y(tǒng)狀態(tài)指示燈4個，所以系統(tǒng)需要的輸出信號有9個。 　　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個輸入點和24個輸出點，采用繼電器輸出，能夠滿足系統(tǒng)需要，由此設計的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 切銑機的軟件設計 　　根據(jù)機床的動作要求可知，它是一個典型的順序程序控制，為此我們選用步進程序控制。為實現(xiàn)手動、單循環(huán)及自動循環(huán)三種工作方式，我們設計的梯形圖的主框圖如圖4所示。主框圖采用兩個主控程序，當系統(tǒng)復位按鈕按下或上電時，執(zhí)行第一個主控程序，將相關元件清零，使系統(tǒng)的各部分都處于失電狀態(tài)，用來對機床進行初始化操作。第二個主控程序是上電時或繼續(xù)按鈕按下時執(zhí)行并能保持執(zhí)行狀態(tài);當暫停時不執(zhí)行，即暫停時應使第二個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)工作時能保證從暫停點向下繼續(xù)執(zhí)行。 　　自動程序的順序控制功能圖見圖5。在單循環(huán)、自動循環(huán)時使S0置位，進入步進程序的初始步。為保證安全，設計的夾緊機構為失電夾緊，所以在S0狀態(tài)使用了一個Y1置位指令，對夾緊機構進行松夾操作。當松夾后X5動作，此時若按下啟動按鈕，則X15得電，便可以進入循環(huán)狀態(tài)S520，之后按照工作要求機床能自動完成各狀態(tài)的轉換。當進入狀態(tài)S526之后，將依據(jù)工作方式的不同，能自動返回到S0狀態(tài)待命（單循環(huán)），或直接進入S520狀態(tài)自動進入下一輪的循環(huán)（自動循環(huán)）。 　　本機床的梯形圖程序設計，限于篇幅，不再敘述。 4 PLC與上位機的通信 　　在自動化工廠中，各種機械加工機床可以與上位計算機聯(lián)網(wǎng)組成分布式控制系統(tǒng)，以實現(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，通過上位機實時地對現(xiàn)場的PLC進行調(diào)整、管理和調(diào)度，使各種生產(chǎn)機械的工作達到最佳配置狀態(tài)，充分發(fā)揮各種專用通用設備的生產(chǎn)效率。在生產(chǎn)實踐中，一般采用1：N上位鏈接通信方式，用一臺系統(tǒng)計算機管理多臺下位PLC機，通常采用RS232C/RS485通信標準，增設鏈接適配器，以加大通信距離。 5 結束語 　　設計的創(chuàng)新點是：對鋼管切割、銑削一次完成，采用主控程序和步進程序控制配合完成機床要求的三種工作方式。通過PLC通信系統(tǒng)與上位計算機聯(lián)網(wǎng)組成分布式控制系統(tǒng)，能夠對現(xiàn)場進行實時控制與管理，使工廠設備工作于最佳配置狀態(tài)。本系統(tǒng)工作可靠，技術先進，自動化程度高，提高了生產(chǎn)效率，實現(xiàn)了工廠中的機、電、氣一體化、智能化，改善了工人的勞動條件，保證了產(chǎn)品質量。 參考文獻： 　　[1]廖京盛,PLC在自動貨物提升機中的設計與應用.微計算機信息.2004.Vol.20（9）:1-3 　　[2]靳廣亮等,可編程控制器在機床控制系統(tǒng)改造中的應用,水利電力機械,1991.2:21-24 　　[3]王麗偉,劉軒,用PLC實現(xiàn)壓機的自動控制,洛陽大學學報,2006.Vol.21（2）:72-76