基于PLC的德国JUNG磨床改造应用
温志红
【摘 要】文章分析了德国JUNG磨床原先的工作方式，结合现在的生产工艺，确定了改造方案并对该磨床进行了基于三菱PLC的电气改造，给出了系统的I/O分配，阐述了工作流程，讨论了该磨床改造后的调试过程，并总结了改造后的优点和不足。
【期刊名称】科技创新与生产力 【年(卷),期】2017(000)001 【总页数】3
【关键词】磨床；生产工艺；三菱PLC；磨削加工；加工精度
20世纪90年代初期，笔者所在公司从德国引进JUNG磨床。该机床机械的电气控制以逻辑控制为主，从机械角度讲，目前该机床磨削的加工精度完全达到生产要求。然而原有的控制模块过于陈旧，且原有PC板上的电路控制系统触点老化，时常出现误动作现象，且厂商对此类磨床也已停产，无法购买到相关电器配件，因此笔者采用PLC作为主要控制设备来实现电气改造。
JUNG磨床主要利用旋转的主轴带动砂轮工件进行磨削加工，可广泛应用于塑胶模具、金属精加工等领域。其操作主要通过手轮及按钮实现，其中手轮用于控制进刀磨削量大小，按钮用于X轴的启动停止、工作台Y轴的前后及Z轴的快速上下、电磁台的吸磁退磁等，再配合限位开关完成机床的各种动作[1]。
1 JUNG磨床改造方案的确定
经分析，JUNG磨床主要由M1油泵电动机、M2主砂轮运转电动机、M3切削液电动机、M4主轴上下电动机、M5电磁台吸合电动机、M6工作台前后电
动机等和YC工作台前后电动机离合器控制，其中，M1，M2，M3，M4采用三相交流电。图1为JUNG磨床主电路图。
控制电路有21点输入及12点输出，控制对象均为交流电机，且没有模拟量的采集和运算，故选用FX2N-48MR PLC进行整改置换。首先，因原有机床的电磁台与主轴砂轮是单独各自独立控制，没有经过旧的PC控制且还能正常工作，所以没有将电磁台与主轴砂轮规划进此次改造计划，且目前改造方案计划保留原机床的工艺加工方法；其次，在保留主电路的原有元件的基础上，不改变原控制系统电气操作方法；再次，电气控制系统控制元件（包括按钮、行程开关、热继电器、接触器）作用与原电气线路相同；然后，各电机的操作方法不变；最后，改造原先老旧PC控制中的硬件接线，改为采用三菱PLC编程实现。 具体做法为：采用三菱PLC编程的JUNG磨床的操作及功能应与原先的旧系统完全一致。机床原先配备的按钮、限位开关、变压器、指示灯、热继电器、接触器等电器均需保留。按钮、限位开关作为主要操作器件接入PLC的输入口，每个触点占用一个输入口，热继电器的触点可与相关接触器的线圈串联，因此热继电器可不接入PLC的输入口。接触器及电磁阀线圈作为主要的执行器件接入PLC的输出口。指示灯的控制触点在硬件连接上与其他控制功能不冲突，可不接入PLC的输出口。
2 JUNG磨床工作流程
图2为JUNG磨床流程图，详细说明了JUNG磨床的具体运行过程。
3 JUNG磨床改造后的调试过程
在正式调试时，先将主电源等全部中断，PLC只接输入端，输出端负载也暂时拉掉，观察各输出端口是否有按正常逻辑进行工作。待确认无误后，再接通电
源，并观察各功能部件是否按预期执行。具体过程如下。
1）液压泵电动机M1转动。按下液压泵启动按钮后，KM1线圈得电，油泵电动机M1运转；按下液压泵停止按钮后，KM1线圈失电，M1停止。
2）砂轮电动机M2转动。按下砂轮启动按钮后，KM2线圈得电，砂轮电动机M2运转；按下砂轮电动机停止按钮后，KM2线圈失电，M2停止。
3）切削液电动机M3转动。按下切削液电动机启动按钮后，KM3线圈得电，切削液电动机M3运转；按下切削液电动机停止按钮后，KM3线圈失电，M3停止。
4）主砂轮的快速上升与下降。需要主砂轮上升时，一直按着主砂轮上升按钮，KM4线圈得电，主砂轮上升，当松开上升按钮后，主砂轮停止上升；需要主砂轮下降时，可一直按着主砂轮下降按钮，KM5线圈得电，主砂轮下降，当松开下降按钮后，主砂轮停止工作。
5）电磁台的吸合。按下电磁台吸合按钮，KA1得电并自保吸合，驱动电磁台电机进行吸合动作。只有在电磁台吸合的情况下，该磨床自动往返运动才会有效，起到安全防护作用；而电磁台在没有得电并没吸合的情况下，磨件工作台的调整只能通过手动摇杆来实现。
6）工作台前后运行电动机。在电磁台得电的情况下，此时按下自动运行按钮，KA2和KA3通过前后限位开关控制分别得电，实现前后自动运行；手动操作时，按下工作台前后离合开关，KA5得电，此时可进行手动操作。
7）在需要电动机正转或反转的场合，主轴砂轮上下运行电动机等均在控制回路及PLC程序中有互锁保护，并对此类执行电动机通过行程开关来实现限位运行及往返运行。
基于PLC的德国JUNG磨床改造应用
