引 言

　　在機械工業中，傳統普通車床仍占有相當比例，其中部分車床采用液壓系統來控制刀具的自動切換，機床電氣控制部分多應用繼電器——接觸器控制來實現，這類系統元器件多，體積大，連線復雜，可靠性和可維護性低，故障率高，工作效率低，而隨著計算機技術、電子技術等的發展，計算機控制技術在液壓傳動控制中也得到了廣泛的應用。以計算機技術為核心的PLC(可編程序控制器)具有抗干擾性強，運行可靠等諸多優點在工業自動化領域已被廣泛應用。本文即是利用PLC控制技術，對傳統液壓回路進行系統控制設計，變傳統電氣控制為PLC控制。

1 工作原理

　　1.1車床液壓控制回路的液壓元件構成

　　此車床液壓控制回路主要由以下原件組成：左夾緊液壓缸用于夾緊工件和卸下工件，中橫向進給液壓缸帶動刀具橫向進給，右縱向進給液壓缸帶動刀具縱向進給，6個電磁換向閥控制進給液壓缸的前進與后退，2個調速閥控制進給液壓缸進給速度，雙聯泵提供液壓油輸出，另外采用3個單向閥控制液壓油流動方向，減壓閥和壓力繼電器監控夾緊缸的油壓。

　　1.2 車床液壓控制回路的工作原理

　　液壓控制回路如圖1所示，其作用主要是能夠控制車床完成完整的切削加工過程，并且工作一個循環，分為8個步聚：1、裝件夾緊；2、橫快進；3、橫工進；4、縱工進；5、橫快退；6、縱快退；7、卸下工件；8、原位停止；各步驟的切換分別由行程開關SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5、SQ6、SQ7控制，具體工作循環如圖2所示。行程開關用于控制液壓回路中6個電磁換向閥電磁鐵的通電與否，進而改變液壓油流向，影響液壓缸實現動作順序，完成切削過程。斷電情況如表1所示。

圖1 車床液壓控制系統

　　(1)裝件夾緊。接通液壓回路電源，按下啟動按鈕SB1，電磁鐵6YA、7YA通電，5YA失電，兩閥右位接人液壓回路，雙聯泵左側高壓小流量泵提供高壓液壓油，保證夾緊力；此時夾緊液壓缸右腔進油，活塞左移，完成工件的夾緊。

　　(2)橫快進。活塞左移到一定位置，工件夾緊后，壓下行程開關SQ1，此時7YA斷電使雙聯泵右側低壓大流量泵提供大流量液壓油，1YA通電使該閥左位接通，橫向進給液壓缸下腔進油，帶動刀具快進，實現橫向快進動作。

圖2 工作循環圖

　　(3)橫工進。當橫向進給液壓缸到達切削加工區域時，壓下行程開關SQ2，此時電磁鐵1YA、3YA、6YA、7YA通電，此處快速油路切斷，液壓油從其右側調速閥經過，從而控制橫向液壓缸進給速度，完成橫向工進，對工件進行橫向切削加工。

　　(4)縱工進。橫向進給液壓缸到達一定位置時，壓下行程開關SQ3，此時電磁鐵1YA、2YA、3YA、4YA、6YA、7YA通電，縱向進給液壓缸右腔進油，回油從調速閥經過，液壓缸帶動刀具進行縱向切削加工，完成縱工進給動作。

　　(5)橫快退。縱向切削加工完成后，進給液壓缸壓下行程開關SQ4，IYA、3YA、7YA斷電，使雙聯泵低壓大流量提供液壓油，橫向液壓缸帶動刀具快速后退。

　　(6)縱快退。橫快退完成后，液壓缸壓下行程開關SQ5，此時電磁鐵2YA、4YA斷電，使兩閥右位接通，縱向進給液壓缸左腔進油，帶動刀具完成縱向快速后退動作。

　　(7)卸下工件。縱快退動作完成后，液壓缸壓下行程開關SQ6，此時電磁鐵5YA、7YA得電，6YA斷電。使雙聯泵左側高壓小流量泵提供高壓液壓油，保證卸下工件動作平穩進行；完成卸下工件動作。

　　(8)原位停止。卸下T件后，活塞桿退回原位，壓下行程開關SQ7，此時所有電磁鐵都斷電，液壓系統恢復原始停止狀態。

2 PLC控制系統設計

　　PLC是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。

　　目前，PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環保及文化娛樂等各個行業，在各個領域的應用都得到了廣泛的發展。PLC具有自己的特點：1、可靠性高，抗干擾能力強；PLC由于采用現代大規模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產的F系列PLC平均無故障時問高達30萬小時。2、配套齊全，功能完善，適用性強；現代PLC大多具有完善的數據運算能力，可用于各種數字控制領域。目前已經滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業控制中。3、易學易用，深受工程技術人員歡迎；PLC作為通用工業控制計算機，接口容易，編程語言簡單，容易掌握。4、系統的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造；5、體積小，重量輕，能耗低 。

　　本設計采用三菱FX2N-32MR型PLC進行控制設計。

　　2.1 液壓回路控制系統硬件設計

　　系統中輸入信號由行程開關及按鈕產生，其中按鈕SB1控制系統啟動，按鈕SB2控制系統停止；輸出信號主要控制液壓回路中的7個電磁閥。PLC硬件具體輸入輸出分配如表2所示。

　　2.2 液壓回路控制系統軟件設計

　　根據前文所述的控制要求，可繪制出PLC梯形圖如圖3所示。

圖3 PLC 控制梯形圖

3 結束語

　　對傳統的液壓回路控制由繼電器——接觸器控制系統變為PLC控制，可充分利用PLC控制的優點，增加控制的靈活性。讓電磁閥與計算機相聯接，可實現數據處理的自動化，使得自動化程度越來越高。PLC控制系統具有很好的柔性，特別是改變工藝路線時，只需改變控制程序，系統元件不需重新安裝，不需改變電氣控制柜中繼電器硬接線邏輯，投資較少，靈活性大大提高，故障率低，使用起來更加方便。