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      摘要：針對3MZ147軸承外圈溝磨床電氣系統存在的問題，使用三菱FX系列PLC和海泰克HITECH人機界面對原系統進行升級改造。詳細介紹了改造工作的設計方案和實施方法。機床經改造后使用效果良好，也為同類機床的改造提供一定的參考作用。
   

      3MZ147自動軸承外圈溝磨床是上世紀90年代初期的軸承生產設備，以國產PLC作為控制主機，實現生產過程的自動化控制。由于主機殘舊破損，且相關類型的產品已淘汰停產，導致電氣系統故障頻繁且難以修復，機床不能正常運行，嚴重影響正常生產，亟需改造升級。為此決定使用三菱小型PLC及臺灣海泰克觸摸屏，對原機床電氣
控制系統進行升級改造，恢復機床的正常運行。

     1、磨床的結構及其工作流程

     整機的主要機械部件有機械手、工作臺、磨架、進給機構、補償機構、修整器，以及行程開關等發訊部件和電磁閥等執行部件。機床的工作狀態分為自動、調整和長期修整三種。3MZ147磨床的自動循環工作過程包括上料、上磁、磨架進、跳進、快趨、粗進給、精進給、光磨，以及修整器修整、補償等動作，在PLC的控制下按編制好的工作程序自動完成。調整狀態時，機床的各種動作可分別單獨操作。長期修整狀態則對砂輪進行連續修整的動作。

  
     2 、PLC的選型及輸入輸出端子的分配

  
     原機床PLC的輸入輸出端子共80個，數量較多。經過篩選，除了保留各種行程開關和電磁閥占用的輸入輸出端子外，充分利用新加裝的觸摸屏的強大功能，將原來操作面板上的開關、旋鈕和指示燈盡可能用觸摸屏中的控制部件代替，以達到節省PLC端口數量、簡化接線和降低故障率的效果。
 
     其中，原來光磨延時的時間設置及計數修整的數量設置共使用16個輸入點，現使用觸摸屏的數值輸入功能，即可實現各數值的設置和顯示，不占用PLC的輸入點。原來執行各個調整動作的鈕子開關及其他旋鈕共使用11個輸入點，現使用觸摸屏的多功能觸摸開關，即可實現原有的功能，不占用PLC的輸入點。
 
    原來顯示機床工作狀態及報警的指示燈共使用5個輸出點，現使用觸摸屏的指示燈及報警功能，即可實現相關的功能，不占用PLC的輸出點。通過對PLC和觸摸屏的整合，把PLC的輸入輸出點數壓縮到40點，即可完全滿足機床控制的需要。最后確定PLC選用三菱FX1N-40MR，觸摸屏選用臺灣海泰克PWS1711。

     3 、PLC程序的設計

     PLC 的程序按照原機床PLC程序的工作流程設計。由于原程序流程是采用步進指令設計的，而三菱FX 系列PLC 編程語言中也有相類似的步進順控（STL）指令，故參考原來的程序可以很方便地編制出三菱PLC的工作程序，稍加調試便可正常運行 。

    4、觸摸屏畫面的設計

    觸摸屏的主要功能有：數據的輸入和顯示，設備狀態實時信息的顯示，報警處理，以及觸摸開關、指示燈等功能豐富的控制部件 。

    觸摸屏的主畫面是機床正常工作時顯示的畫面，上面設有機床各種實時信息的顯示，設置了一些控制機床工作狀態的按鈕，通過觸摸畫面底部的一組觸摸開關，主畫面可以很方便地切換到其他畫面。見圖1。手動畫面上設置了一系列觸摸按鈕，用來控制機床在調整狀態時各部件分別單獨動作。見圖2。
    
  
    

            圖1 主畫面                                     圖2 手動畫面

    參數畫面上設有幾個設值按鈕，可方便設置各種工作參數。見圖3。報警畫面則在報警發生時顯示相應的報警信息。見圖4。

                 圖3 參數畫面                                 圖4 報警畫面

     輸入輸出畫面則實時顯示各輸入輸出端口的狀態。見圖5。

    
  
     圖5 輸入輸出畫面
 

     5、結束語

    在3MZ147磨床電氣控制系統的改造中，采用了新型的PLC和觸摸屏，不僅能夠完全滿足機床工作的要求，而且大大簡化了系統的硬件，降低了系統的故障率。利用觸摸屏顯示的各種信息，操作、維修人員能更方便、準確地掌握機床的運行狀態和故障部位，大大提高了生產效率。另外，3MZ147外圈溝磨床改造工作的成功，也為其他同類磨床的改造提供了可供借鑒的經驗。