摘 要：CE7112仿形车床具有加工轴类、盘类等复杂机械零件的特点，广泛适用于汽车制造、工程机械、电动机生产等行业大批量生产的需要。该机床功率大、刚性强，用于强力切削。早期CE7112仿形车床采用继电—液压控制，操作繁琐、反应速度慢、加工精度受人工影响，故障率很高。本文采用三菱公司生产的FX2N系列PLC可编程序控制器对其电气系统进行改造，既优化了原有控制系统的功能，又大大提高了机床的工作可靠性和生产效率，增强了机床加工工艺的灵活性。

关键词：PLC 仿形车床 改造 操作模式 自动循环 控制系统
　　CE7112仿形车床可以仿形车削各种复杂型面的轴类零件。如果改用可编程控制器，就可以用简单的程序来取代复杂的控制线路，能随时根据零件的加工要求方便地修改程序，并具有容易查错，结构小巧，可靠性高等优点。

一、原系统概况
　　CE7112仿形车床具有加工轴类、盘类等机械零件的优势，广泛应用于汽车制造、工程机械、电动机生产等行业的大批量生产的需要。该机床功率大、刚性强，用于强力切削。
　　早期生产的CE7112仿形车床，采用继电—液压控制系统。自动控制系统由预选插销板和钮子开关预选，通过行程挡块实现程序自动转换。由于继电控制电气线路复杂，工作可靠性差，致使电路经常发生故障，给维修和保养带来很多困难，另外，还存在操作繁琐、工作速度慢等缺陷，已不能适应现代化生产的需要。
　　CE7112仿形车床输入信号较多，采用大量的按钮开关、行程开关。机床的自动循环，即主轴转速、进给量的自动变速、仿形刀架的工作进给与快速退回等控制过程的处理是技术改造的关键。采用可编程序控制器对其电气系统进行改造，既能优化原有控制系统的功能，又可以大大提高机床的工作可靠性和生产效率，增加机床加工工艺的灵活性。

二、改造方案的确定
　　1.系统组成
　　（1）CE7112仿形车床的运行主要有主轴的旋转，仿形刀架的仿形切削和下刀架的横向切削。该机床改造后主要用于电动机轴的制造，下刀架没有加工要求，所以改造后只保留仿形上刀架。
　　（2）CE7112仿形车床共有三台电动机，主轴电动机M1（10kW）、油泵电动机M2（3kW）、冷却泵电动机M3（180W）。主轴的旋转与刹车共由三个电磁离合器来控制，可以实现两种粗速度n1、n2。改造后只用其中两个电磁离合器（YC1、YC2），一个控制主轴旋转，一个控制主轴刹车。刀架的运动由11个电磁阀控制液压油路系统，来实现仿形刀架的引刀、快进、工进、快退、退刀及下刀架的快进、工进、快退动作。改造后只需要用8个电磁阀。电磁离合器和电磁阀均为直流24V供电，电源由一台300VA变压器降压，经桥式整流后获得。
　　（3）油泵电动机、主轴电动机各有一套启停按钮控制，冷却泵电动机可以手动操控工作状态，也可以实现当油泵电动机不工作时，主轴电动机、冷却泵电动机也不能启动工作。
　　（4）原机床中大部分电气元件均需拆除，变压器、行程等部分组件经清理整修后尚可重新利用。
　　2.工作方式及流程
　　该设备要求有手动和自动两种工作方式：
　　（1）手动操作模式。它用于完成机床调整、维修及对刀功能，按下按钮实现相对应的动作。
　　手动引刀操作：YV1得电向下引刀，失电向上退回。手动引刀同时向左工进，引刀过程中不断检测到位状态，使得刀架上下移动，到位时暂停工进，回位后继续工进，到达左侧终点自动停止，手动快速退回，到达右侧原位时自动停止。
　　手动快进与快退：快进时YV2和YV4同时得电，快退时YV3和YV4同时得电。手动快进与快退时不允许手动引刀操作，到左侧终点不允许继续快进，到右侧原位时不允许继续快退。原位和终点设有超程限位保护。
　　主轴卡盘可以点动工作，用于调整操作。主轴运转离合器和刹车离合器不允许同时得电，电路上要有互锁措施。
　　（2）自动（循环）操作模式。它在正常工作状态，按下自动开始（循环启动）按钮则所有动作按控制程序自动进行，见表1。
　　3.PLC选型
　　因系统中控制点较多，应综合考虑性价比等因素，采用三菱公司FX2N-48MR做为主控制单元。

三、PLC系统构建
　　1.I/O地址分配表（FX2N-48MR）
　　I/O地址分配表（FX2N-48MR）见表2。
　　2.液压工进表
　　液压工进表，见表3。
　　3.系统原理图
　　改造后的系统电路由交流驱动电路、直流驱动电路、PLC输入电路1、PLC输入电路2、PLC输出电路1和PLC输出电路2构成。

四、程序编制

五、系统调试
　　连接好全部硬件设备，经检查接线无误后，进行运行程序调试：先调试手动动作，再调试自动动作，然后，根据现场的实际情况对定时器的设定值进行调整。

六、结束语
　　采用FX2N-48MR对CE7112仿形车床进行改造，增强了机床工作的功能性和可靠性，使控制系统接线简单清晰，便于维护、检查、修理，还可根据零件的加工要求方便编程。经过近几年的使用，设备运行可靠，故障率非常低，取得了满意的效果。

参考文献：
　　[1]王国海.可编程序控制器及其应用（第二版）[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2007.
　　[2]瞿彩萍.PLC应用技术（三菱）[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2006.
　　[3]汪晓平.可编程控制器系统开发实例导航[M].北京：人民邮电出版社，2004.