缸体珩磨机床的电气改造
日期：2008-9-24 19:36:52 来源：中国自动化网
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1 引言
20世纪80年代进口的缸体珩磨机，电气控制系统采用继电器、接触器等分立元件，故接线复杂，电气控制程序不易改变，故障率高，并且采用了大量的逻辑继电器，识图困难，维修极不方便。元器件全为进口件，需大量的外汇，备件时时紧缺，影响正常生产。为此，以PLC控制为主、继电器为辅的形式对该设备进行了改造。将PLC外的元件国产化，并且将部分逻辑继电器的功能进行了改造。
2 机床简介
缸体珩磨机用于汽车缸体缸孔网纹珩磨，它包括模拟行程控制，机械/液压自动进给装置，还具有带气动测量仪的珩磨头，液压引位工作台，汽车缸体自适应配合装置，以及换向延时装置。该设备分3个工步完成6个缸孔的加工，长度350mm，分粗磨、精磨和平顶珩磨三步。
顶部、底部换向点标称值电位器在操作面板上可调，用以调节缸孔加工长度。另有一实际值电位器，模拟检测磨头位置，在机床上面，由链条带动，经模拟量行程控制装置，与上、下标称电位器比较，控制上下行程。
加工开始时把缸体放入工作台，工作台锁紧，在按下“自动开始”按钮后，滚道落下，机床重复执行如下①～⑦动作:①夹具夹紧；②珩磨；③夹具松开；④工作台松开拔销；⑤终点判别；⑥工作台移动；⑦工作台锁紧。当6个缸孔珩磨完毕，压上终点开关，工作台抬起并返回，循环结束。
3 系统的改造
3.1 PLC的选型
日本和泉FA-2型PLC为薄形插件模块结构，它的CPU模块、电源模块、输入输出模块各自独立，可自由插入各个位置，I/O模块可根据需要配置，特别是继电器输出模块各输出点的独立性，使设计方便、简化，节约了硬件资源。因此，选用了和泉FA-2型PLC对机床进行改造。
3.2 系统配置
系统的硬件和软件采用积木式结构，所有加工动作均由PLC程序控制。系统配置图，如图1所示。PLC机部分的8槽底板上配有2个输入模块和4个输出模块，1个外部电源模块供PC输入用。外围电路包括2套模拟量行程控制装置，2套自适应控制装置和一些电磁阀、指示灯、行程开关、按钮等。按钮、旋钮接入1#输入模块，其分配表，如表1所示。
3.3 电子模拟量行程控制装置(HUS-13型)的控制
该电子模拟量行程控制装置原由逻辑继电器控制，现将装置的有关控制信号(如启动信号等)改为由PLC输出控制，与之相关的PLC输出模块3#的接线图，如图2所示。
3.4 SFH-243型主轴进给装置的改造
此装置原与RBS-246型组合继电器配合使用发控制信号，用于控制珩磨压力、尺寸测量装置投入。由于其输入和输出信号为电平信号，所以其功能改由PLC实现，内部逻辑用PLC程序控制，并在具体实现中做了以下适当处理：磨头加工过程中，在气源刚接入时，仪表发一次信号，为假信号。程序设计中，测量信号在主轴旋转3s后取，稳定0.2s后接收。改造后相应程序流程图,如图3所示。
3.5 刹车装置的改造
原刹车装置采用逻辑继电器控制，改造后采用能耗制动方式，简便易行，其原理图，如图4所示。其程序图，如图5所示。
珩磨完成，M533为ON，动力头向上，主轴停转，P260为OFF，电机开始制动并计时，P261、T15为ON，经制动接触器KM82给电机绕组加入直流24V电压，延时到T15断开闭点信号，P261为OFF，制动结束。
4 结束语
该设备经调试投入生产后，提高了生产效率和产品质量，节省了设备费用。运行状况良好。
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20世纪80年代进口的缸体珩磨机，电气控制系统采用继电器、接触器等分立元件，故接线复杂，电气控制程序不易改变，故障率高，并且采用了大量的逻辑继电器，识图困难，维修极不方便。元器件全为进口件，需大量的外汇，备件时时紧缺，影响正常生产。为此，以PLC控制为主、继电器为辅的形式对该设备进行了改造。将PLC外的元件国产化，并且将部分逻辑继电器的功能进行了改造。
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2 机床简介
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缸体珩磨机用于汽车缸体缸孔网纹珩磨，它包括模拟行程控制，机械/液压自动进给装置，还具有带气动测量仪的珩磨头，液压引位工作台，汽车缸体自适应配合装置，以及换向延时装置。该设备分3个工步完成6个缸孔的加工，长度350mm，分粗磨、精磨和平顶珩磨三步。
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顶部、底部换向点标称值电位器在操作面板上可调，用以调节缸孔加工长度。另有一实际值电位器，模拟检测磨头位置，在机床上面，由链条带动，经模拟量行程控制装置，与上、下标称电位器比较，控制上下行程。
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加工开始时把缸体放入工作台，工作台锁紧，在按下“自动开始”按钮后，滚道落下，机床重复执行如下①～⑦动作:①夹具夹紧；②珩磨；③夹具松开；④工作台松开拔销；⑤终点判别；⑥工作台移动；⑦工作台锁紧。当6个缸孔珩磨完毕，压上终点开关，工作台抬起并返回，循环结束。
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3 系统的改造
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3.1 PLC的选型
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日本和泉FA-2型PLC为薄形插件模块结构，它的CPU模块、电源模块、输入输出模块各自独立，可自由插入各个位置，I/O模块可根据需要配置，特别是继电器输出模块各输出点的独立性，使设计方便、简化，节约了硬件资源。因此，选用了和泉FA-2型PLC对机床进行改造。
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3.2 系统配置
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系统的硬件和软件采用积木式结构，所有加工动作均由PLC程序控制。系统配置图，如图1所示。PLC机部分的8槽底板上配有2个输入模块和4个输出模块，1个外部电源模块供PC输入用。外围电路包括2套模拟量行程控制装置，2套自适应控制装置和一些电磁阀、指示灯、行程开关、按钮等。按钮、旋钮接入1#输入模块，其分配表，如表1所示。
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3.3 电子模拟量行程控制装置(HUS-13型)的控制
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该电子模拟量行程控制装置原由逻辑继电器控制，现将装置的有关控制信号(如启动信号等)改为由PLC输出控制，与之相关的PLC输出模块3#的接线图，如图2所示。
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3.4 SFH-243型主轴进给装置的改造
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此装置原与RBS-246型组合继电器配合使用发控制信号，用于控制珩磨压力、尺寸测量装置投入。由于其输入和输出信号为电平信号，所以其功能改由PLC实现，内部逻辑用PLC程序控制，并在具体实现中做了以下适当处理：磨头加工过程中，在气源刚接入时，仪表发一次信号，为假信号。程序设计中，测量信号在主轴旋转3s后取，稳定0.2s后接收。改造后相应程序流程图,如图3所示。
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3.5 刹车装置的改造
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原刹车装置采用逻辑继电器控制，改造后采用能耗制动方式，简便易行，其原理图，如图4所示。其程序图，如图5所示。
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珩磨完成，M533为ON，动力头向上，主轴停转，P260为OFF，电机开始制动并计时，P261、T15为ON，经制动接触器KM82给电机绕组加入直流24V电压，延时到T15断开闭点信号，P261为OFF，制动结束。
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4 结束语
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