0 引言

　　對現有的舊機床進行電氣化改造，使其成為一臺高效、多功能的機床，是一項投資少，見效快，盤活存量資產的有效方法，也是低成本實現自動化的有效方法，也是在短期內提高我國機床的數控化率的一條有效途徑。機床的改造與購置新機床相比—般可節省60％左右的費用，大型機床改造的費用甚至只有購置新機床的費用的1/3。據中國機電裝備維修與改造技術協會有關統計數據表明，我國每年大約有10萬臺普通機床需要改造，維修改造的市場前景十分廣闊。

1 改造方案的確定

　　該車床從機械上分為三部分，由主軸、刀架、尾座構成。刀架傳動分為移動和調速兩部分構成，移動部分由一臺交流電機、減速箱、潤滑系統和方向電磁離合器組成，調速部分由一臺75kW交流電機和錐形齒輪、鏈條組成。車床的電氣部分有交流柜、主軸直流電動機調速柜、刀架直流電動機進給調速柜、兩個刀架上還各有一個控制臺和按鈕箱。由于它的電氣傳動控制系統陳舊落后，系統故障率高，運行穩定性越來越差，如果不加以改造將嚴重影響加工精度，為此我們利用PLC對其刀架的控制系統進行電氣化改造，以使其在加工精度上得以提高。通過上面的分析我們確定改造方案如下：
　　1)原車床的工藝加工方法不變；
　　2)電氣控制系統控制元件包括(按鈕、行程開關、熱繼電器、接觸器)，作用與原電氣線路相同；
　　3)機床刀架進給起動、制動、低速、高速和變速沖動由變頻器控制，機床的控制系統改用PLC控制。

2 PLC對車床的改造

　　2.1 強電電路的設計

　　強電部分的設計主要是對機床的強電控制柜各元器件的接線設計，強電控制柜主要用來安裝機床強電控制的各種電氣元器件，除了提供數控、伺服等一類弱電控制系統的輸入電源，以及各種短路、過載、欠壓等電氣保護外，主要在可編程控制器PLC的輸出接口與機床各類輔助裝置的電氣執行元器件之間起橋梁聯結作用，即控制機床輔助裝置的各種交流電動機、液壓系統電磁閥或電磁離合器等，主要起到擴展接點數和擴大觸點容量等作用。

　　另外，它也與機床操作臺的有關手控按鈕連接。強電控制柜由各種中間繼電器、接觸器、變壓器、電源開關、接線端子和各類電氣保護元器件等構成。車床的刀架強電電路如圖1所示。

　　2.2 PLC程序設計

　　機床的刀架迸給系統工藝流程如圖2所示，由圖可知：

    當啟動機床時，機床控制系統對變頻器進行檢測，如果變頻器出現故障則工作停止，如果變頻器正常系統等待用戶選擇刀架的運動方向；當刀架行進至前限位時，刀架將停止前進并結束加工，如果沒達到限位則繼續加工過程，刀具開始進行加工；當加工過程結束前如果刀架進給至機床左限位時則刀架停止進給，如果沒有達到限位則繼續加工直至加工結束。

    刀架由刀架電機驅動，程序完成對刀架正、反轉等控制，機床刀架部分的PLC控制的電路原理如圖3所示。

　　根據刀架進給的工藝流程可以設計出機床刀架運動PLC程序梯形圖如圖4所示：圖中I3.3為刀架前、左極限開關，I3.4為刀架后、右極限開關，它們都是常閉開關；I1.6為變頻器故障判斷常閉開關，當變頻器故障時斷開；Q1．7為刀架方向選擇輸入量，I2.0，I2．3為前左方向開關量，I2.1，I2.2為后左方向開關量，當Q1.7處于閉合狀態時，如果I2.0，I2.3閉合時刀架前左方向起動運行，如果I2.1，I2.2閉合時刀架后右方向起動運行。

　　2.3 PLC應用程序的調試

　　在數控系統通電檢查無誤后，就可以進行PLC應用程序的調試。PLC應用程序的調試就是要檢查所設計的功能是否可以正確無誤地運行。除了刀庫相關的PLC應用程序以外，幾乎所有功能均可以在數控系統基本參數調試之前進行調試。通過調試應使下列PLC相關的功能正確運行。

3 結束語

　　本設計程序和數控系統配合已成功地應用于經濟型數控機床的刀架部分改造，實踐證明，其運行可靠性好，在調試中根據不同的刀架性能，配合數控系統，可靈活地修改刀架參數，使刀架的運行效率高并穩定可靠。