PLC在机油泵盖钻孔液压系统中的应用
日期: 2021/6/13 浏览: 2 来源: 学海网收集整理 作者: 兰小光 容隶莹
（广西现代职业技术学院，机电工程系，河池547000）
作者简介：兰小光（1964－），男，研究生，副教授，研究方向:机械设计与制造。
摘要：以S195机油泵盖的钻孔加工工序为研究对象，用可编程控制器（PLC）代替老旧的机械式气动-液压控制系统，使泵盖的钻孔加工工艺得以改进，液压系统运行更加稳定，加工效率得到提高，从而提升了本企业机油泵的市场竞争力。
关键词：PLC；气动-液压系统；机油泵盖；效率
中图分类号：TH137 文献标识码：B
1、引言
S195柴油机广泛应用于我国农机市场的各个领域，每年的生产量巨大，机油泵生产企业竞争激烈，利润微薄，只有不断改进工艺提高生产率才能保持产品的市场竞争力。机油泵属于大批量生产方式，在机械控制的液压系统里，机油泵盖上的3个安装孔是用三孔钻从泵盖的正面一次加工出来的，钻孔后还需要在泵盖背面对应三个孔的位置锪平。现在使用PLC控制代替原机械气动-液压系统，泵盖的加工工序得到改进，即用复合钻头从泵盖的背面钻孔，利用LPC编程在钻孔到位后停留，用复合钻头上的刀具对泵盖背面的安装孔进行锪平，从而减少专门的锪平加工工序，提高了泵盖加工生产效率。
2、工作台PLC控制原理
PLC实质是一台工业控制专业计算机，它以可靠性高、编程简单方便、能够通过软件灵活改变被控制部件的动作，以及能经受恶劣环境等优点，在工业控制领域得到广泛的应用。
2.1液压工作台的运动原理
由于S195机油泵生产线有集中提供的压力气体，为了不额外增加液压动力装置，工作台运动采用气动-液压传动系统（图1）。
2.2气液系统工作原理
（1）工件夹紧与松开：气动电磁阀1的1YA得电在左位工作，气缸伸出夹紧；失电时在右位工作，气缸缩回松开。
（2）滑台快进：气动电磁阀2的2YA 得电在左位工作，液压电磁阀3的4YA得电在左位工作，液压电磁阀5的5YA失电在左位工作，气液缸快速伸出实现快进。
（3）滑台工进：在快进过程中压下变速开关液压电磁阀5的5YA得电在右位工作，油缸出油经过调速阀4调速实现工进。
（4）滑台停留：滑台工进到终点停留，进行泵盖孔口锪平，停留时间由PLC控制。
（5）滑台快退：气动电磁阀2的3YA得电在右位工作，液压电磁阀5的5YA失电在左位工作，气液缸快速缩回，实现快退。
该系统的电磁铁动作顺序表如表1所示：
2.3 PLC控制系统的硬件设计
该系统选用三菱公司FX2N-32MR型号的PLC，实际I/0数为32，16个输入点和16个输出点，完全能够满足本系统的控制需要。具体输入输出点数分配及I/O连线图如图2所示。
2.4 PLC控制系统的软件设计
PLC控制方式设计有手动模式和自动模式。手动模式主要是用来安装调试和复位等工作。自动模式又可以分为单次循环和连续循环工作，两者的区别是单次循环每次装工件到位后都要按一下启动按钮，系统才会进行一个循环动作；连续循环是将工件安装到位，延时两秒钟后，系统就会自动进行一个循环动作。工作模式示意图和自动模式工作循环示意图如图3和图4所示。
根据控制模式及滑台控制电磁铁动作顺序表设计PLC控制程序，梯形图用两组MC/MCR主控指令来设置手动和自动两部分程序段。手动程序主要是各动作的点动控制。自动程序为了安全起见，工件安装到位压下定位开关ST4后，延时2秒（T0）再进行夹紧动作，而且只有夹紧压力到达设定使值压力继电器YJ闭合，保证工件夹紧后，才开始快进；工作台进给到达终点，停留时间T1设置为5秒进行泵盖孔口锪平，锪平结束工作台快退；退到原位停止并松开工件，等待取下工件，重新安装工件到位后自动进行下一个循环。梯形图程序如图5所示。
3、PLC的控制特点
为了生产实际的需要，本液压系统PLC控制设有手动和自动两种方式。当选择开关SK1打到OFF位置的时候进入手动控制模式，手动控制方式主要用于液压系统的安装、调试和试生产，以及发生突发情况时的复位等。当选择开关SK1打到ON位置的时候进入自动控制模式，自动控制方式用于日常生产，它又分为单次循环和连续循环两种。当选择开关SK2打到OFF位置时进入单次循环方式，每次安装工件后都要按一次启动按钮，液压系统进入夹紧——快进——工进——锪平——快退——松开的工作循环，取下工件，再次安装工件，按下启动按钮进入下一次的循环。当选择开关SK2打到ON位置的时候进入连续循环控制模式，安装工件到位后，液压系统自动完成夹紧——快进——工进——锪平——快退——松开——暂停（取件和重新安装工件）——进入下一次工作循环。按停止键退出连续循环工作模式，夹紧松开，工作台退回，系统复位。
4、结束语
使用PLC控制以后的液压系统，系统布局简单，控制灵活方便，性能稳定，故障大为减少。机油泵盖钻孔加工的工进速度和锪平的停留时间都能很容易调节，加工工艺参数设置更加合理，同时少了一道加工工序，加工效率得到明显的提高。
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基金项目：*广西职业教育工业机器人技术及智能制造技术专业群发展研究基地*[桂教职成（2018）37号]。
