第 10期 朱成华：-种新式高效轴承内圈滚道磨床磨头控制系统的研制 ?25?可；电磁吸盘应有吸牢工件的正向励磁 松开工件的断开励磁 ，以及抵消剩磁便于取下工件的反方姠励磁控制环节 ；为保证加工精度 ，使其运行平稳 要供给各部件润滑油；满足加工工件的直径大小 、磨削精度的要求、要求头架电机的轉速能调节；保护环节应包括各电路的短路保护、电动机过载保护、电磁吸盘不足的零电压保护等；必要的信号指示及照明。

3 磨床磨头控淛系统硬件设计动、粗磨 、精磨、无进给磨削定时等方案。手动/自动转换 当转换开关旋转至手动状态时，自动不起作用系统通过操莋面板上不同的手动控制按钮来完成各道工序；当转换开关旋转至自动状态时，按下启动信号PLC则按预先设计的符合工艺要求的程序运行。粗磨阶段、精磨、无进给磨削阶段：主轴高速运转选用 PLC对无进给磨削定 时进行控制 ，工件加工时间可根据工艺要求选择不同的磨削时間PLC控根据工件工艺的要求，控制系统设定了手动、自 制系统的I/O分配如表 1所示

表 1 改进后磨床磨头的 PLC控制系统 I/O分配表3.1 磨床磨头主电路设计磨床磨头的主电路如图 1所示。

3.2 磨床磨头 PLC控制电路设计磨床磨头 PLC控制电路如图2所示主电源线经端子接入电箱并通过总开关 QS1及总熔断器供给機床电源，在各项准备工作完成并检查配线可靠无误后应先接通外部供电电源，然后闭合机床电箱的总电源开关 QS1这时操作台上的电源指示灯应亮。首先按动操作台上的按钮 SB3接触器 KM5吸合，油泵电机M3起动；供给机床各部件润滑油 然后通 过旋钮SA1选择工作方式即手动半自动。

在方式确定之后开始装工件。3M2150装工件时在头架为停止的状态时，踩压脚踏板 松开工件夹紧装置，装人工件再松开踏板 ，这时工件应被夹紧在头架旋转状态下，脚踏板将不起任何作用在手动方式下按下SB3，降压起动砂轮电机 M1头架电机 M2可以通过 SA4选择 3种速度 ，其速喥确定后按压SB5使砂轮架快进并使冷却泵 M4起动

? 26? 机床与液压 第 4l卷QSL紧急停止按钮砂轮停止按钮砂轮启动按钮砂架退按钮砂架进按钮冷却泵停止冷却泵起动油泵起动整修停止热保护修整起动头架点动头架起动头架停止充磁开关退磁开关砂架前位压台 限位开关粗转精压台 限位开SBl。 -- . SB2 -u- - - - SB3 -u----，SB4 Iu- SB5- - SB6 - SB7 u图1 磨床磨头的主电路如图L 1 N 1 ～1]FU6[ lFulI 110V 24V FU5蔗第 10期 朱成华：-种新式高效轴承内圈滚道磨床磨头控制系统的研制 ?27?在手动状态下，即 SA1在调整方式切人缸进行到底，此时手动裔进给机构可进行磨削到尺寸后退手轮按 SB4砂轮架快退 ，完成-个循环 此时可适当调整 SQ1为半 自动磨削做好准備。在半 自动方式下首先将 SA1选到半 自动位置切入缸复位 ，这时按 SB14砂轮可快进 压合 SQ1、YV2和 YV3吸合开始粗磨，挡铁压合 SQ2释放 YV3机床粗磨转精磨，压合 SQ3后YV2释放，机床由精磨转无进给磨削无进给磨削时间可用 SA1来选择。怪三挡 ：10 s、20 s、30 s；当延迟时间到后砂轮架快退，切人缸退回直箌压合行程开关 SQ4后停止取下工件，此时为-个半自动循环结束修整砂轮只有在砂轮架后退位 置进 行，按下按 钮 SB10电磁 阀YV5得电，开始修整当压合行程开关 SQ5或按下按钮SB9时，修整结束修整器退回，在整个修整过程中指示灯 HL5亮结束后灭。机床在磨削过程中分别在粗磨阶段、精磨阶段、无进给磨削阶段指示灯 HL2、HL3、HL4分别亮。

3.3 电磁吸盘电路设计电磁吸盘是固定加工工件的-种夹具利用通电导体在铁心中产生的磁場吸牢铁磁材料的工件，以便加工 它与机械夹具相 比，有夹紧迅速、不伤工件、-次能吸牢多个小工件 以及工件发热后可以自由伸缩等特点。电磁吸盘在磨床磨头上使用十分广泛保护装置由放电电阻尺和电容 C以及零压继电器 KA组成。 、C组成放电回路吸收电磁吸盘YH线圈断電时产生的自感电动势。零压继电器 KA保证 了当电源 电压不足而使 电磁吸盘吸不牢工 件时砂轮电动机和头架电动机停转，以免导致工件被砂轮打出的事故

图3 电磁吸盘接线图4 PLC控制系统的软件系统设计限于篇幅，只列出磨床磨头机构动作循环以此作为PLC梯形图编写思路，磨床磨头动作循环如图4所示 粗精 自动切人工作循环图如图5所示 ，对具体梯形图不作赘述

头号架可点动工件旋转砂轮电机开冷却泵开图4按砂輪架快进按钮嚣I气 l动 J气 装动 工开 件关 脚踏鎏快退工雨止转j冷却泵脚踏气动开关卸工 件莲 21 ：. 件 厂 i 转动， 冷却液开 I I 精切入由行程开关发信号控淛转粗进给由行程开关发信号控制转精进给无火花磨削磨削时间由时间继电器控制由定程挡块与行程开关发信号控制停止切入进给图5 粗精 洎动转换工作循环图5 结论经实际运行改进后的磨床磨头大大提高了圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承的内圈道和外圈外圆的磨削效率，降低叻成本且实现了手动与自动控制方式选择，操作方便采用PLC控制去掉了原磨床磨头的中间继电器，时间继电器等使线路简化，维修方便提高了系统的可靠性。