ＺＨ Ｕ Ａ Ｎ Ｇ Ｘ ｉａｏ－ｌｏｎｇ （Ｊｉｎｈｕａ Ｃ ｏｌｌｅｇｅ ｏｆＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊｉｎｈｕａ Ｚｈｅｊｉａｎｇ ３２１０１７，Ｃ ｈｉｎａ）
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ： Ｂ ａｓｅｄ ｏｎ ｍ ａｉｎｔａｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌｍ ａｓｔｅｒ ｄｒｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆＣ ５２２５ ｖｅｒｔｉｃａｌｌａｔｈｅ，ｔｈｅ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ １６－ｃｌａｓｓ ｍ ａｎｕａｌｓｐｅｅｄ ｔｒａｎｓｍ ｉｓｓｉｏｎ ｗ ａｓ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｉｎｔｏ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ４－ｃｌａｓｓ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｔｒａｎｓｍ ｉｓｓｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌｍ ａｓｔｅｒｄｒｉｖｅ ｔｒａｎｓｍ ｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗ ｅｒｅ ｒｅｐｌａｃｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｅ Ｕ － Ｒ ＰＴＨ Ｅ Ｒ Ｍ ５９０＋ ｓｅｒｉｅｓ ｆｕｌｌ－ｄｉｇｉｔａｌＤ Ｃ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ａｎｄ ＰＬＣ ｃｏｎｔｒｏｌ．Ｔｈｅ ｍ ａｓｔｅｒ ｄｒｉｖｅ ｐｅｒｆｏｒｍ ａｎｃｅ ｗ ａｓ ｉｍ ｐｒｏｖｅｄ ｇｒｅａｔｌｙ ａｆｔｅｒ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ ｔｈｅ Ｌａｔｈｅ． Ｋ ｅｙ ｗ ｏｒｄ： Ｖ ｅｒｔｉｃａｌｌａｔｈｅ； Ｍ ａｓｔｅｒｄｒｉｖｅ ｔｒａｎｓｍ ｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ； Ｒ ｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ； ＰＬＣ
Ｃ ５２２５ 立式车床主轴变速为液压变速 １６ 级， 采用停车手 工变档方式， 既费时又繁琐， 生产效率低， 并且影响加工精度。 为提高生产效率和加工质量将机床手工变速改造为无级调速。 主运动采用直流他激电机作为驱动源 ， 采用 ５９０＋ 全数字直 流 调速器进行无级变速， 这不仅能使机床在一定的调速范围内选 择合理的切削速度， 而且还能在运转中实现无级变速。为满足 机床调 速 范 围 和 功 率 、转 矩 相 互 匹 配 的 要 求 ， 在 直 流 他 激 电 机 无级调速的基础上配以四档齿轮变速， 使之成为分段无级变 速 。变 速 箱 中 的 滑 移 齿 轮 的 移 位 采 用 液 压 缸 加 拔 叉 带 动 。在 保 持原主传动变速机构不变的基础上， 四档齿轮变速通过变速箱
在保留原变速箱机构基础上， 将 Ｃ ５２２５ 立式车床液压 １６ 级手工变速改造为液压 ４ 级无级变速， 缩短了改造周期， 减少 了改造的工作量， 降低了改造成本， 同时提高了操作的简洁性。 无 级 变 速 使 Ｃ ５２２５ 立 式 车 床 在 加 工 中 得 到 最 有 利 的 切 削 速 度； 能在运转中变速； 能在负载下变速， 便于车削大端面时保持 恒定的切削速度， 提高了生产效率和加工质量。ＰＬＣ 控制的应 用， 使整个机床控制系统线路大为简化， 使机床故障检测和维 修 更 为 方 便 、迅 速 。
５９０＋ 全数字直流调速器以及 ＰＬＣ 控制替代原有的电气控制系统。经改造后， 机床的主传动性能得到较大提高。
立式车床是生产水轮机的重要设备， 电气设备较为复杂。 浙江金轮机电实业有限公司有一台 １９８７ 年由齐齐哈尔机床厂 生 产 的 ２．５ｍ 立 式 车 床（ Ｃ ５２２５） ， 原 采 用“ 继 电 器—接 触 器 ”控 制系统， 采用 大 量 接 触 器 、继 电 器 来 实 现 刀 架 、横 梁 、主 轴 和 进 给系统等部件控制。经过近二十年的运行， 其电气控制和驱动 部分不同程度老化， 与先进制造技术要求相比显得较为落后； 产 品 适 应 性 差 、工 作 效 率 低 、机 床 操 作 与 调 整 不 方 便 、维 护 困 难 等一系列缺点逐步体现出来， 影响了经济效益的提高。可编程 控制器作为现代新型工业的标志产品， 它已取代了继电器而成 为解决自 动 控 制 问 题 的 最 有 效 、最 便 捷 的 工 具 ， 利 用 可 编 程 控 制器对机床进行电 气 改 造 对 Ｃ ５２２５ 立 式 车 床 加 工 性 能 的 提 高 和使用有很大的实际意义。
ＰＬＣ 控制程序设计除要保证机床主运动各个动作的正确 运行外， 还要保持机床原操作方式不变以利机床操作人员的操
Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＮＯ．５， ２００７
摘要： 在保留 Ｃ ５２２５ 立式车床原主传动变速机构不变的基础上， 将机床的液压 １６ 级手动变速改造为液压 ４ 级无级变速。采用英国欧陆
５×２７ ５×４７ ５×４３ ５×３５ ５×３５ ５×２４ ５×２８ ５×４３
１ ２ ×２ ０ ∶β＝ ３ ５ ° １ ２ ×３ ２ ∶β＝ ３ ５ °
收稿日期： ２００７－０３－２８ 作者简介： 庄晓龙（ １９７２—） ， 男， 浙江省金华市人， 金华职业技术学院讲师， 主要从事机械制造及自动化方向的研究工作。
菱 ＦＸ ２Ｎ －８０Ｍ Ｒ ＰＬＣ 来控制实现。５９０＋ 直流调速器外围控制电
工作台正转 工作台反转 工作台正转点动 工作台反转点动 工作台Ⅰ档 工作台Ⅱ档 工作台Ⅲ档 工作台Ⅳ档 工作台运行 工作台变档点动 调速器切换 机床启动 主轴风机启动 电磁阀 Ｔ１ 电磁阀 Ｔ２ 工作台变速 电磁阀 Ｔ３ 电磁阀 Ｔ４
作， 而且要尊重机床原电气线路设计的方案。机床工作台操作 为 正 转 、反 转 、停 止 、正 向 和 反 向 点 动 、四 档 变 速 、悬 挂 操 纵 箱 和 操纵台的 切 换 ， 若 不 计 工 作 台 工 作 信 号 灯 指 示 ， 输 入 需 １５ 点 ， 输出需 １８ 点， Ｉ／Ｏ 连接图如图 ４ 所示。ＰＬＣ 控制程序略。
机 床 通 过 液 压 缸 、活 塞 杆 带 动 拨 叉Ⅱ、Ⅳ和Ⅴ轴 上 的 双 联
滑移齿轮来获得不同的传动路线 级变速。Baidu Nhomakorabea床变
主传动系统是用来实现机床主运动的传动系统， 它应具有 一定的转速（ 速度） 和一定的变速范围， 以便采用不同材料的刀 具， 加工不同 材 料 、不 同 尺 寸 、不 同 要 求 的 工 件 ， 并 能 方 便 地 实 现运动的开停、变速、换向和制动等。Ｃ ５２２５ 立式车床主传动采 用交流电 机 ， 液 压 变 速 １６ 级 ， 采 用 停 车 手 工 变 档 方 式 ， 图 １ 所 示是它的主传动系统简图。
２００３． ［４］ 黄崇莉， 王玲．ＰＬＣ 在机床改造中的应用［Ｊ］．现代机械， ２００５，（ ５） ．
Ａ ｌｔｅｒａｔｉｏｎ ｏｎ Ｍ ａｓｔｅｒ Ｄ ｒｉｖｅ Ｔｒａｎｓｍ ｉｓｓｉｏｎ Ｓ ｙｓｔｅｍ ｏｆＣ ５２２５ Ｖ ｅｒｔｉｃａｌＬａｔｈｅ ａｎｄ Ｉｔｓ Ｉｍ ｐｌｅｍ ｅｎｔａｔｉｏｎ ｉｎ Ｐ ＬＣ Ｃ ｏｎｔｒｏｌ
立式车床的操作过程比较复杂， ＰＬＣ 要控制工作台的动 作， 必须解决以下几个问题：
（ １） 控 制 电 磁 阀 ， 保 证 变 速 油 缸 推 动 滑 移 齿 轮 移 位 实 现 正 确变档；（ ２） 主 电 机 正 转 、反 转 、正 向 和 反 向 点 动 以 及 转 动 速 度 可控调节的实现；（ ３） ５９０ 直流调速器的控制；（ ４） 工作 台 工 作 状态及控制信号的提示。 ３．３ Ｐ ＬＣ 控制程序设计
３．１ 工作台的操作要求 机 床 工 作 台 由 主 电 机 经 变 速 箱 直 接 启 动 和 制 动 。工 作 台 可
作正向和反向工作转动， 也可作正向和反向点动以便于工件找 正 。 工 作 台 的 启 动 、制 动 与 点 动 可 在 悬 挂 操 纵 箱 和 操 纵 台 上 两 处 操 纵 按 钮 实 现 控 制 。工 作 台 的 变 速 通 过 变 速 箱 中 的 变 速 油 缸 推动滑移齿轮配合 ５９０ 直流调速器实现四档分段无级调速。当 工 作 台 需 要 变 速 时 ， 操 纵 变 档 旋 钮 ＳＡ １， 变 速 油 缸 的 电 磁 阀 根 据 档 位 通 电 ， 作 好 变 档 准 备 。 按 下 变 速 按 钮 ＳＢ ５， 变 速 锁 杆 推 出， 与此同时， 主电机低速转动以利齿轮啮合， 变速油缸推动滑 移齿轮移位变档。滑移齿轮到位后松开变速按钮 ＳＢ ５， 变速锁 杆缩回将滑移齿轮固定， 变档结束。 ３．２ Ｐ ＬＣ 需要解决的问题
图 ４ Ｐ ＬＣ 外部 Ｉ／Ｏ 连接图 参考文献： ［１］ 何 沛 霖．五 Ｍ 立 车 数 控 改 造 及 可 靠 性 研 究［Ｍ ］．武 汉 ： 华 中 科 技 大
学 出 版 社，２００４． ［２］ 文怀兴，夏田．数控机床系统设计［Ｍ ］．化学工业出版社，２００５． ［３］ 张凤珊．电气控制及 可 编 程 控 制 器［Ｍ ］．北 京 ： 中 国 轻 工 业 出 版 社 ，
