數(shù)控銑床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）設(shè)計(jì)題目： 基于plc的x62w型銑床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 部： 電氣工程系 專 業(yè)： 電氣自動(dòng)化技術(shù)（工企業(yè)電氣） 班 級(jí)： 工企電氣091301 姓 名： 潘飛 學(xué) 號(hào)： 093905130128 指導(dǎo)教師： 馬建峰 職 稱 講師 2012年6月 南京摘 要 本設(shè)計(jì)講述了x62w萬能銑床電氣控制線路的工作原理，說明了plc改造的具體方法，從而可以提高整個(gè)電氣控制系統(tǒng)的工作性能。銑床是用銑刀對(duì)工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)床。銑床除了能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高。銑床自1818年創(chuàng)制以來，以極快的速度在發(fā)展，現(xiàn)如今已經(jīng)進(jìn)入了高度自動(dòng)化的水平階段，它替代了人工操作，大大的改善了工人的勞動(dòng)條件，顯著提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，因此在機(jī)械制造和修理部門得到廣泛的應(yīng)用。通過這篇文章的敘述，可以使大家了解到x62w型萬能銑床的電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和plc控制的簡(jiǎn)單的工作原理。關(guān)鍵詞 plc x62w銑床 電氣系統(tǒng)控制abstract this design is about the x62w universal milling machine electrical control circuit principle of work, the plc transformation of the specific methods, which can improve the electrical control system performance. milling cutter on the workpiece is milling machine. in addition to the milling plane milling, groove, tooth, thread and spline shaft, but also more complex surface machining, higher efficiency than the planer. milling machine since 1818since the creation, in order to speed development, has now entered a high automation level, which replaces manual operation, greatly improved the conditions of labour, improve labor survival, therefore in the machinery manufacturing and repair departments are widely used. this article through narrative, can make people aware of x62w universal milling machine electrical control system structure and plc control principle, simple working principle.keywords plc x62w milling machine electrical control system目 錄 1 緒論12 x62w型銑床22.1 w62x型銑床介紹22.2 w62x型銑床的機(jī)床特點(diǎn)22.3 w62x型銑床的控制要求32.4 控制分析42.4.1主軸電動(dòng)機(jī)m1的控制52.4.2進(jìn)給電動(dòng)機(jī)m2的控制52.4.3工作臺(tái)、圓臺(tái)、變速?zèng)_動(dòng)、工作臺(tái)快速移動(dòng)的控制63 x62w型銑床的plc控制73.1 plc簡(jiǎn)介73.1.1 plc定義73.1.2 plc的特點(diǎn)73.2 plc的選型83.3 x62w萬能銑床plc控制i/o分配表93.4 x62w萬能銑床plc控制系統(tǒng)外部接線93.5 x62w萬能銑床plc控制梯形圖以及分析10結(jié) 論13致 謝14參 考 文 獻(xiàn)15第15頁江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院2012屆專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)1 緒論 銑床是以各類電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的傳動(dòng)裝置與系統(tǒng)的對(duì)象以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化的技術(shù)裝置。電氣系統(tǒng)是其中的主干部分，在國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)中的許多部門得到廣泛應(yīng)用。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，可編程序邏輯（plc）控制器日益廣泛的應(yīng)用于機(jī)械、電子加工與設(shè)備電氣改造中。銑床作為機(jī)械加工的通用設(shè)備在配件的生產(chǎn)中一直起著不可代替的作用。銑床操作維護(hù)方便，工作平穩(wěn)可靠，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低等特點(diǎn)，已成為當(dāng)今生產(chǎn)中主要的設(shè)備之一。自動(dòng)銑床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)很傳統(tǒng)的課題，在當(dāng)代，隨著各種先進(jìn)精確的控制儀器的出現(xiàn)，銑床控制的設(shè)計(jì)方案也越來越先進(jìn)，各種參考文獻(xiàn)也數(shù)不勝數(shù)。在我國7080年代大多數(shù)銑床中,大多數(shù)的開關(guān)量控制系統(tǒng)都是采用傳統(tǒng)的繼電器來控制的,也有相當(dāng)一部分輔機(jī)系統(tǒng)是采用繼電控制。因此,繼電器本身固有的缺陷,給銑床的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來了不利影響,用plc對(duì)銑床的繼電器式控制系統(tǒng)進(jìn)行改造已是大勢(shì)所趨。 自動(dòng)銑床的發(fā)展及現(xiàn)狀：從上世紀(jì)80 年代起銑床制造業(yè)的發(fā)展雖有起伏但對(duì)自動(dòng)控制技術(shù)和自動(dòng)銑床床一直給予較大的關(guān)注。經(jīng)過九五自動(dòng)車床和加工中心包括自動(dòng)銑床的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)基地的形成，所生產(chǎn)的中檔普及型自動(dòng)銑床的功能性能和可靠性方面已具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。但在中高檔自動(dòng)銑床方面與國外一些先進(jìn)產(chǎn)品相比仍存在較大差距。這是由于歐美日等先進(jìn)工業(yè)國家于80 年代先后完成了自動(dòng)機(jī)床產(chǎn)業(yè)進(jìn)程，其中一些著名機(jī)床公司致力于科技創(chuàng)新和新產(chǎn)品的研發(fā)引導(dǎo)著數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展，如美國英格索爾公司和德國惠勒喜樂公司對(duì)用于汽車工業(yè)和航空工業(yè)高速數(shù)控銑床的發(fā)展日本牧野公司對(duì)高效精密加工中心所作的貢獻(xiàn)，德國瓦德里希公司在重型龍門五面加工銑床方面的開發(fā)以及日本馬扎克公司研發(fā)的車銑中心對(duì)高效復(fù)合加工的推進(jìn)等等。相比之下，我國大部分?jǐn)?shù)近代機(jī)床產(chǎn)品在技術(shù)處于跟蹤階段。擋銑床出國內(nèi)外先進(jìn)產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)，由此可以看到效率精度和可靠性等方面均有明顯差。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展改進(jìn)，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，新型控制策略的出現(xiàn)，不斷改變著電氣控制技術(shù)的面貌。在控制方法上，從手動(dòng)控制發(fā)展到自動(dòng)控制;在控制功能上，從簡(jiǎn)單控制發(fā)展到智能化控制；在操作上，從策重發(fā)展到信息化處理；在控制原理上，從單一的有觸頭硬接線繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展到以微處理器或微型計(jì)算機(jī)為中心的網(wǎng)絡(luò)化自動(dòng)控制系統(tǒng)。x62w銑床綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、智能技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)成果。 x62w銑床是由普通機(jī)床發(fā)展而來。它集于機(jī)械、液壓、氣動(dòng)、伺服驅(qū)動(dòng)、精密測(cè)量、電氣自動(dòng)控制、現(xiàn)代控制理論、計(jì)算機(jī)控制等技術(shù)于一體，是一種高效率、高精度能保證加工質(zhì)量、解決工藝難題，而且又具有一定柔性的生產(chǎn)設(shè)備。萬能銑床的廣泛應(yīng)用，給機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)方式、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)帶來了深刻的變化，其技術(shù)水平高低和擁有量多少，是衡量一個(gè)國家和企業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。2 x62w型銑床2.1 w62x型銑床介紹 銑床通常用于加工零件的平面、斜面以及溝槽等，是一種比較精密的加工設(shè)備。銑床的種類較多，有立式銑床、臥式銑床、龍門銑床、仿形銑床以及各種專用類型銑床。x62w型臥式萬能銑床是人們?cè)谏a(chǎn)中用得極為廣泛的銑床之一。銑床的迅速發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)，其一，它能部分的代替人工操作，它能大大的改善工人的勞動(dòng)條件，顯著提高的提高生產(chǎn)勞動(dòng)效率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)的機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。因而，受到各工業(yè)國家的重視，并投入大量的人力、物力加以研究和應(yīng)用。在我國，近幾年來也有較快的發(fā)展，并取得一定的成果，受到各工業(yè)部門的重視。通過此設(shè)計(jì)，可以使大家了解到x62w萬能銑床的電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和plc控制的原理，簡(jiǎn)單工作原理。 x62w型萬能銑床的結(jié)構(gòu)明了，是由床身、工作臺(tái)、懸梁、刀桿支架、底座、橫溜板和升降臺(tái)等幾個(gè)部分組成的。結(jié)構(gòu)如圖所示。（1-床身；2-主軸；3-刀桿；4-懸梁；5-刀桿掛腳；6工作臺(tái)；7-回轉(zhuǎn)盤；8-橫溜板；9升降臺(tái)；10-床身底座） 圖1 銑床結(jié)構(gòu)圖 在銑床的頂部帶有一個(gè)水平的導(dǎo)軌，上面安裝了一個(gè)或者兩個(gè)刀桿支架的懸梁。刀桿支架的一端是固定在主軸上面的，由主軸銑床工作，而另一端是用來支撐銑刀軸的一端。刀桿支架可以在懸梁上做水平方向的運(yùn)動(dòng)，而懸梁也可以在銑床的頂端的水平導(dǎo)軌上面來回的水平運(yùn)動(dòng)，這是為了安裝不同的心軸。位于車床的前面是一個(gè)垂直導(dǎo)軌， 它是給以升降臺(tái)升降用的。在升降臺(tái)上面的水平導(dǎo)軌上，裝有可以前后（延平行主軸軸線方向）移動(dòng)的溜板。溜板上面有個(gè)按鈕可轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)盤，工作臺(tái)就位于溜板上部的回轉(zhuǎn)盤的導(dǎo)軌上做左右（垂直于主軸軸線方向）移動(dòng)。工件是通過工作臺(tái)上的t形槽來固定的。這樣，安裝在工作臺(tái)方向的工件就可以在三個(gè)坐標(biāo)六個(gè)方向調(diào)整位置進(jìn)給。2.2 w62x型銑床的機(jī)床特點(diǎn) (1) 能夠完成很多一般機(jī)床難以加工的復(fù)雜型面的加工。 (2) 通過使用x62w銑床可以提高零件的加工精度。 (3) 通過使用x62w可以比普通機(jī)床提高2至3倍的生產(chǎn)效率，對(duì)復(fù)雜零件的加工，生產(chǎn)率可以提高十幾倍甚至幾十倍的生產(chǎn)效率。 (4) x62w型銑床具有柔性，只需更換程序，就可以適應(yīng)不同品種及尺寸規(guī)格零件的自動(dòng)加工。 (5) 很大的減輕了工人的勞動(dòng)力。 萬能銑床是一種高效率的加工機(jī)械,在機(jī)械加工和機(jī)械修理中得到廣泛的應(yīng)用，萬能銑床的操作是通過手柄同時(shí)操作電氣與機(jī)械,以達(dá)到機(jī)電緊密配合完成預(yù)定的操作,是機(jī)械與電氣結(jié)構(gòu)聯(lián)合動(dòng)作的典型控制,是自動(dòng)化程度較高的組合機(jī)床。但是在電氣控制系統(tǒng)中,故障的查找與排除是非常困難的,特別是在繼電器接觸式控制系統(tǒng)，由于電氣控制線路觸點(diǎn)多、線路復(fù)雜、故障率高、檢修周期長(zhǎng),給生產(chǎn)與維護(hù)帶來諸多不便,嚴(yán)重地影響生產(chǎn)。本文所述方案是對(duì)原來的繼電器接觸式模擬控制系統(tǒng)進(jìn)行plc改造而成,經(jīng)實(shí)際運(yùn)行證明該plc控制系統(tǒng)無論是硬件還是軟件,控制穩(wěn)定可靠, 具有極高的可靠性與靈活性, 更容易維修,更能適應(yīng)經(jīng)常變動(dòng)的工藝條件，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。2.3 w62x型銑床的控制要求 銑床一般有順銑和逆銑兩種加工方式，所以銑床的主軸電機(jī)（m1）能夠進(jìn)行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。銑床的負(fù)載會(huì)影響銑刀的轉(zhuǎn)速，因此銑床上會(huì)裝有一個(gè)飛輪，但是其轉(zhuǎn)速慣性比較大，使得主軸難以停下來，所以銑床主軸電機(jī)是通過電磁離合器制動(dòng)來實(shí)現(xiàn)主軸精確停下來。 (1)銑床的工作臺(tái)分六個(gè)方向的運(yùn)行是通過一臺(tái)電動(dòng)機(jī)（m2）傳動(dòng)的。六個(gè)方向都有正向和反向運(yùn)動(dòng)，故電動(dòng)機(jī)（m2）要求能進(jìn)行正傳和反轉(zhuǎn)。在進(jìn)行銑削的時(shí)候，工作臺(tái)在同一時(shí)間內(nèi)只能進(jìn)行一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，所以各個(gè)方向之間應(yīng)該有互鎖保護(hù)。 (2)在使用銑床的圓工作臺(tái)時(shí)，圓工作臺(tái)不能同時(shí)與其他方向一同運(yùn)動(dòng)，所以圓工作臺(tái)應(yīng)該與六個(gè)方向之間存在著互鎖關(guān)系。(3)x62w型銑床是采用的機(jī)械變速的方法，它是通過改變變速箱的傳動(dòng)比來實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的。因此在變速的時(shí)候要求電動(dòng)機(jī)要有沖動(dòng)（點(diǎn)動(dòng)控制）控制。 (4)x62w型銑床的主軸旋轉(zhuǎn)和工作臺(tái)時(shí)間的運(yùn)作是有時(shí)間順序的，這是為了避免打壞刀具或出現(xiàn)安全事故，所以在銑床加工結(jié)束前，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)必須在銑刀停轉(zhuǎn)前停止運(yùn)動(dòng)。 (5)冷卻泵是又一臺(tái)獨(dú)立的電機(jī)（m3）拖動(dòng)。冷卻泵是可以單獨(dú)進(jìn)行控制的。 圖2 銑床電氣控制圖2.4 控制分析x62w型萬能銑床的電氣原理圖。該線路總共可以分為三部分：主電路、控制電路、照明電路。表1 w62x型銑床電路中的部分原件及作用電氣符號(hào)名稱及功能電氣符號(hào)名稱及功能m1主軸電動(dòng)機(jī)sq2進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)行程開關(guān)m2冷卻泵電動(dòng)機(jī)sq3工作臺(tái)向前、下進(jìn)給行程開關(guān)m3進(jìn)給電動(dòng)機(jī)sq4工作臺(tái)向后、上進(jìn)給行程開關(guān)km1主軸電動(dòng)機(jī)接觸器sq5工作臺(tái)向左進(jìn)給行程開關(guān)km2快速進(jìn)給接觸器sq6工作臺(tái)向右進(jìn)給行程開關(guān)km3、km4進(jìn)給電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器t1照明變壓器qs1電源開關(guān)t2整流變壓器qs2冷卻泵開關(guān)tc控制變壓器sa1主軸換刀制動(dòng)開關(guān)yc1主軸制動(dòng)電磁離合器sa2圓工作臺(tái)轉(zhuǎn)換開關(guān)yc2、yc3快慢速進(jìn)給電磁離合器sa3主軸換向開關(guān)fr1主軸電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)sa4照明燈開關(guān)fr2冷卻泵電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)sb1、sb2主軸啟動(dòng)按鈕fr3進(jìn)給電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)sb3、sb4快速進(jìn)給按鈕fu1fu6短路保護(hù)sb5、sb6主軸停止按鈕vc整流橋sq1主軸變速?zèng)_動(dòng)行程開關(guān)el照明燈2.4.1主軸電動(dòng)機(jī)m1的控制 主軸電動(dòng)機(jī)m1由接觸器km1來控制的，主軸的旋轉(zhuǎn)方向一開始通過轉(zhuǎn)換開關(guān)sa3來進(jìn)行選擇。通常在機(jī)床的兩邊都會(huì)有一個(gè)啟動(dòng)、停止按鈕，便于操作。按下啟動(dòng)按鈕sb1或者sb2時(shí)，接觸器km1線圈得點(diǎn)自鎖，主軸電動(dòng)機(jī)m1開始運(yùn)轉(zhuǎn)。 按下停止按鈕sb5或者sb6，動(dòng)斷出點(diǎn)sb5-1或者sb6-1斷開，接觸器km1失電，動(dòng)合出點(diǎn)sb5-2或者sb6-2閉合，主軸制動(dòng)電磁離合器yc1得點(diǎn)，主軸電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。為了更換刀片的方便，可旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換開關(guān)sa1，是的sa1-2閉合，yc1得電，主軸電動(dòng)機(jī)m1受到制動(dòng)停轉(zhuǎn)。同時(shí)sa1-1斷開，切斷控制回路，以防換刀片的時(shí)候啟動(dòng)主動(dòng)軸發(fā)生安全事故。主軸的幻想開關(guān)sa3的位置以及動(dòng)作的說明圖如下:表2 主軸換向開關(guān)sa3的位置以及動(dòng)作元件正轉(zhuǎn)停止反轉(zhuǎn)sa3-1斷開斷開閉合sa3-2閉合斷開斷開sa3-3閉合斷開斷開sa3-4斷開斷開閉合 主軸在變速的時(shí)候，應(yīng)該先將變速手柄，轉(zhuǎn)動(dòng)變速盤選擇所需的的轉(zhuǎn)速，然后快速將手柄推回原位。在手柄推拉過程中，凸輪瞬間壓下彈簧桿使沖動(dòng)開關(guān)sq1順勢(shì)動(dòng)作，接觸器km1線圈瞬時(shí)得電，以便于變速齒輪嚙合。2.4.2進(jìn)給電動(dòng)機(jī)m2的控制 工作臺(tái)縱向和升降進(jìn)給控制。工作臺(tái)的上下和前后進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一個(gè)操縱手柄控制的，該操縱手柄有上下前后中間和零位5個(gè)位置，并且與sq3和sq4聯(lián)動(dòng)。進(jìn)給手柄在上中下前后位置時(shí)的控制關(guān)系如下圖所示。表3 進(jìn)給手柄位置工作中在上、下、中、前、后及控制關(guān)系手柄位置位置開關(guān)動(dòng)作電動(dòng)機(jī)m2轉(zhuǎn)向接觸器動(dòng)作工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向上sq4反轉(zhuǎn)km4向上下sq3正傳km3向下中停止停止前sq3正傳km3向前后sq4反轉(zhuǎn)km4向后 當(dāng)手柄處于中間位置的時(shí)候，sq3和sq4都沒有被壓下去，工作臺(tái)沒有任何動(dòng)作；當(dāng)手柄調(diào)至向下或者向前的時(shí)候，位置開關(guān)sq3被觸動(dòng)，使得sq3-2斷開，sq3-1閉合，km3線圈得電，電動(dòng)機(jī)m2正轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)工作臺(tái)向前或者向下運(yùn)動(dòng)；當(dāng)手柄處于向后或者向上的位置時(shí)，位置開關(guān)sq4被觸動(dòng)，使得sq4-2斷開，sq4-1閉合，km4線圈得電，電動(dòng)機(jī)m2反轉(zhuǎn)帶動(dòng)工作臺(tái)向后或者向上運(yùn)動(dòng)。2.4.3工作臺(tái)、圓臺(tái)、變速?zèng)_動(dòng)、工作臺(tái)快速移動(dòng)的控制 （1）工作臺(tái)的左右進(jìn)給控制。工作臺(tái)的控制開關(guān)sa2處于sa2-1和sa2-3的位置時(shí)，橫向操作手柄控制工作臺(tái)左右運(yùn)動(dòng)，這個(gè)操作手柄有三個(gè)位置，分別是：左、中、右。工作臺(tái)左右運(yùn)動(dòng)時(shí)手柄位置關(guān)系如下圖所示。表4 工作臺(tái)左右進(jìn)給手柄位置以及控制關(guān)系手柄的位置位置開關(guān)動(dòng)作接觸器動(dòng)作電動(dòng)機(jī)m2轉(zhuǎn)向工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向左sq5km3正轉(zhuǎn)向左中停止停止右sq6km4反轉(zhuǎn)向右 當(dāng)手柄調(diào)節(jié)至左邊位置的時(shí)候，位置開關(guān)sq5被觸動(dòng)，使得sq5-2斷開，動(dòng)合觸點(diǎn)sq5-1閉合，接觸器km3線圈得電，電動(dòng)機(jī)m2正轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)工作臺(tái)向左運(yùn)動(dòng)；當(dāng)手柄調(diào)節(jié)至右邊位置時(shí)，位置開關(guān)sq6被觸動(dòng)，使得sq6-2斷開，動(dòng)合觸電sq6-1閉合，接觸器km4線圈得電，電動(dòng)機(jī)m2反轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)工作臺(tái)向右運(yùn)動(dòng)。 （2）圓工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)控制。在運(yùn)行這一程序之前，首先應(yīng)該將轉(zhuǎn)換開關(guān)sa2調(diào)節(jié)至接通狀態(tài)，此時(shí)sa2-2接通，觸點(diǎn)sa2-1和觸點(diǎn)sa2-3斷開。接觸器km3線圈km3得電，電動(dòng)機(jī)m2運(yùn)轉(zhuǎn)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。停止工作臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，要?jiǎng)?wù)必?cái)嚅_sa2，以保證工作臺(tái)能在六個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)。 （3）進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)控制。為了能是的齒輪嚙合良好，進(jìn)給變速需要瞬間點(diǎn)動(dòng)，變速?zèng)_動(dòng)是由變速手柄和沖動(dòng)開關(guān)sq2來實(shí)現(xiàn)的。 （4) 工作臺(tái)的快速移動(dòng)控制。工作臺(tái)的移動(dòng)是通過電磁離合器yc3來實(shí)現(xiàn)的。進(jìn)給時(shí)，電磁離合器yc2得電，電動(dòng)機(jī)m2經(jīng)過齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)來控制工作臺(tái)進(jìn)給。按下按鈕sb3或者sb4后，接觸器km2得電，km2的動(dòng)觸點(diǎn)斷開，電磁離合器yc2失電，同時(shí)km2的常開觸點(diǎn)使得yc3得電，使電動(dòng)機(jī)m2帶動(dòng)工作臺(tái)按照選定的方向快速移動(dòng)。3 x62w型銑床的plc控制3.1 plc簡(jiǎn)介3.1.1 plc定義 可變程序控制器plc是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的；它采用一類可編程序的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部的存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字、模擬式的輸入、輸出，控制各類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程；可編程序控制器及其有關(guān)外圍設(shè)備的設(shè)計(jì)，都要按照“易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充功能的原則”進(jìn)行。由該定義可知：plc是一種由“事先存儲(chǔ)的程序”來確定控制功能的工控類計(jì)算機(jī)。3.1.2 plc的特點(diǎn) plc技術(shù)的獨(dú)特有點(diǎn)，決定了plc會(huì)飛速的發(fā)展，plc能較好的解決工業(yè)領(lǐng)域中普遍關(guān)心的可靠、靈活、安全、方便、經(jīng)濟(jì)的問題。 1 plc具有抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)是plc最重要的特點(diǎn)之一。plc的平均無故障時(shí)間可以到達(dá)幾十萬小時(shí)，之所以有這么高的可靠性，是由于plc采用了一系列的硬件和軟件的抗干擾設(shè)施。 （1）硬件方面。i/o通道采用了光電隔離，有效地抑制了外部的干擾源對(duì)plc的影響；對(duì)供電電源及線路采用多鐘形式的濾波，從而消除或抑制了搞頻率的干擾；對(duì)cpu等重要部件采用良好的導(dǎo)電、導(dǎo)磁材料進(jìn)行屏蔽，以減少空間電磁的干擾；對(duì)有些模塊設(shè)置了連鎖保護(hù)、自診電路等等。 （2）軟件方面。plc采用掃描工作方式，減少了由于外界環(huán)境干擾導(dǎo)致的故障；在plc系統(tǒng)程序中設(shè)有故障檢測(cè)和自診程序，能對(duì)系統(tǒng)硬件電路等故障實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和判斷；當(dāng)外界干擾引起故障時(shí)，能立即將當(dāng)前重要信息加以封存，禁止任何不穩(wěn)定讀寫操作，一旦外界環(huán)境正常后，便可以恢復(fù)到故障發(fā)生前的狀態(tài)，繼續(xù)原來的工作。 2 plc編程簡(jiǎn)單、使用方便 目前，大多數(shù)plc采用的編程語言是梯形圖語言，它是一種面向生產(chǎn)、面向用戶的編程語言。梯形圖語言的電路符號(hào)和表達(dá)式與電氣控制線路圖相近，形象、只管，很容易讓工程技術(shù)人員掌握。當(dāng)生產(chǎn)流程需要改變時(shí)，可以在控制電路不變或改變很少的情況下，現(xiàn)場(chǎng)改變程序，所以使用靈活、方便。同時(shí)，plc編程器的操作和使用也很簡(jiǎn)單。 3 功能完善、通用性強(qiáng)現(xiàn)代plc不僅具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等功能，而且還具有a/d和d/a轉(zhuǎn)換、數(shù)值運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、pid控制、通信聯(lián)網(wǎng)等許多功能。同時(shí)，由plc產(chǎn)品的系列化、模塊化，有品種齊全的各種硬件裝置共用用戶選用，可以組成滿足各種要求的控制系統(tǒng)。4 設(shè)計(jì)安裝簡(jiǎn)單、維護(hù)方便 由于plc用軟件代替了傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的硬件，控制柜的設(shè)計(jì)、安裝接線工作量大大減少。plc的用戶程序大部分可在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬調(diào)試，縮短了應(yīng)用設(shè)計(jì)和調(diào)試周期。在維修方面，由于plc故障率非常低，維修工作量很少；而且plc具有很強(qiáng)的自診功能，如果出現(xiàn)故障，可根據(jù)plc上的指示或編程上提供的故障信息，迅速查明原因，維修非常方便。 5 體積小、質(zhì)量輕、能耗低 由于plc采用了集成電路，其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、能耗低，因而是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。3.2 plc的選型 根據(jù)設(shè)計(jì)要求得出：系統(tǒng)plc需要主軸啟動(dòng)、快速進(jìn)給、主軸停止制動(dòng)、主軸換刀制動(dòng)、正常進(jìn)給、圓臺(tái)工作、主軸沖動(dòng)、進(jìn)給沖動(dòng)、向下前進(jìn)給、向上后進(jìn)給、向左進(jìn)給、向右進(jìn)給等12個(gè)輸入信號(hào)，而輸出共需要7個(gè)輸出信號(hào)。則選用三菱型號(hào)為fx2nmr機(jī)型。 fx2n系列是fx系列plc家族中比較先進(jìn)的系列。由于fx2n系列具備如下特點(diǎn)：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能、可是適應(yīng)世界不同地區(qū)的電源以及滿足單個(gè)需要的大量特殊更能模塊，他可以為系統(tǒng)自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活和控制能力。為大量實(shí)際應(yīng)用而開發(fā)的特殊功能開發(fā)了各個(gè)范圍的特殊功能模塊以滿足不同的需要，模擬i/o，高速計(jì)數(shù)器。內(nèi)置24v直流電源，24v、400ma直流電源可用于外圍設(shè)備，如傳感器或其他元件。快速斷開端子塊因?yàn)椴捎昧藘?yōu)良的可維護(hù)性快速斷開端子，即使接著電纜也可以更換單元。時(shí)鐘功能和小時(shí)表功能在所有的fx2n的plc中都有實(shí)時(shí)時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)。時(shí)間設(shè)置和比較指令易于操作。小時(shí)表功能對(duì)過程跟蹤和機(jī)器維護(hù)提供了有價(jià)值的信息。持續(xù)掃描功能為應(yīng)用所需要的持續(xù)掃描時(shí)間定義操作周期在線程序編輯在線改變程序不會(huì)損失工作時(shí)間或者停止生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。run/stop開關(guān)面板上運(yùn)行/停止開關(guān)易于操作。運(yùn)程維護(hù)遠(yuǎn)處的編程軟件可以通過調(diào)制調(diào)解器來檢測(cè)、上載或是卸載程序和數(shù)據(jù)密碼保護(hù)使用一個(gè)八位數(shù)字密碼保護(hù)您的程序。 fx2n32mr的plc機(jī)型，配合fx2n485bd內(nèi)置擴(kuò)展板，i/o總點(diǎn)數(shù)為：輸入點(diǎn)數(shù)為24（x000x027）點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)為24（y000y027），為繼電器輸出，交流電源、24v直流輸入類型。它具有靈活的配置，除了滿足特殊要求的大量特殊模塊，6個(gè)基本單元中的每個(gè)單元可擴(kuò)展256個(gè)i/o。有突出的寄存器容量，fx2n系列包括8k步內(nèi)置ram寄存器，用一個(gè)寄存器盒可擴(kuò)展到32ram。有豐富的元件資源，3072點(diǎn)輔助繼電器，256點(diǎn)計(jì)時(shí)器，235點(diǎn)計(jì)數(shù)器，8000點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器滿足我的設(shè)計(jì)需要。3.3 x62w萬能銑床plc控制i/o分配表x62w型萬能銑床的plc控制i/o分配表如下圖所示：表5 x62w型萬能銑床的plc控制i/o分配表輸入輸出輸入地址元件代號(hào)作用輸出地址元件代號(hào)作用x000sb1、sb2主軸啟動(dòng)y000km1主軸電動(dòng)機(jī)m1制動(dòng)x001sb3、sb4快速進(jìn)給y001km2快速進(jìn)給控制x002sb5、sb6主軸停止制動(dòng)y002km3進(jìn)給電機(jī)m2正轉(zhuǎn)x003sa1主軸換刀制動(dòng)y003km4主軸沖動(dòng)x004sa2-1正常進(jìn)給y004yc1正常進(jìn)給x005sa2-2圓臺(tái)工作y005yc2快速進(jìn)給x006sq1主軸沖動(dòng)y006yc3x007sq2進(jìn)給沖動(dòng)x010sq3向下、前進(jìn)給x011sq4向上、后進(jìn)給x012sq5向左進(jìn)給x013sq6向右進(jìn)給3.4 x62w萬能銑床plc控制系統(tǒng)外部接線圖3 x62w萬能銑床plc控制系統(tǒng)i外部接線圖w62x萬能銑床電氣控制線路中的電源電路、主電路以及照明電路保持不變，在控制電路中，變壓器tc的輸出以及整流器vc的輸出部分去掉。用可編程控制器改造后的plc硬界限，為了保證各種聯(lián)鎖功能，將sq1sq6,sb1sb6按照?qǐng)D3-1分別接入plc的輸入端子，換刀開關(guān)sa1和圓形工作臺(tái)轉(zhuǎn)換開關(guān)sa2分別用其一對(duì)常開和常閉出頭接入plc的輸入端子。輸出器件分兩個(gè)電壓等級(jí)，一個(gè)是接觸器使用的110v電壓，另一個(gè)是電磁離合器使用的36v直流電，這樣也將plc的輸出口分為兩組連接點(diǎn)。3.5 x62w萬能銑床plc控制梯形圖以及分析圖4 x62w萬能銑床plc控制梯形圖這個(gè)程序一共有8條支路，反映了原來的繼電器電路中的各種邏輯內(nèi)容。在第1條支路中，因sq1和sb5、sb6都采用了常閉觸頭分別接至x13、x2，那么x13、x2的常開觸點(diǎn)閉合，按下啟動(dòng)按鈕sb1或sb2時(shí)，x0常開觸點(diǎn)閉合，y0、m0線圈得電并自鎖，第3條支路中y0常開觸點(diǎn)閉合，繼電器m1線圈得電，其常開觸點(diǎn)閉合，為第4條支路以下程序執(zhí)行做好準(zhǔn)備，保證了只有在主軸旋轉(zhuǎn)之后才有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的發(fā)生。y0的輸出信號(hào)使主軸電動(dòng)機(jī)m1啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)按下停止按鈕sb5或sb6時(shí)，x2的常開觸點(diǎn)復(fù)位，y0線圈失電，主軸慣性運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)x3常開觸點(diǎn)閉合，y4線圈得電接通電磁離合器yc1，主軸制動(dòng)停轉(zhuǎn)。 第2條支路表示了km2及yc3的工作邏輯，當(dāng)按下快速移動(dòng)按鈕sb3或sb4時(shí)，x1常開觸點(diǎn)閉合，則y1及y5線圈得電，km2常閉觸頭斷開，電磁離合器yc2失電，yc3得電，工作臺(tái)沿選定方向快速移動(dòng)；松開sb3或sb4按鈕，則yc2得電，yc3失電，快速移動(dòng)停止。第4、5、6、8支路表示了工作臺(tái)六個(gè)方向的進(jìn)給、進(jìn)給沖動(dòng)及圓工作臺(tái)的工作邏輯關(guān)系。當(dāng)圓形工作臺(tái)轉(zhuǎn)換開關(guān)sa2動(dòng)作，4、5支路中x5常開觸點(diǎn)斷開，第6條支路中x5常閉觸頭復(fù)位，m4及y2線圈得電，使km3線圈得電，電動(dòng)機(jī)m2啟動(dòng)，圓形工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)；當(dāng)sa2復(fù)位時(shí)，m4、y2線圈失電，圓形工作臺(tái)停止旋轉(zhuǎn)。左右進(jìn)給時(shí)，sq5或sq6被壓合，x6常開觸點(diǎn)復(fù)位，第5、6支路被分?jǐn)?，而x10或x11常開觸點(diǎn)閉合，m2（其常開觸點(diǎn)使y2線圈得電）或y3線圈得電，電動(dòng)機(jī)m2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，拖動(dòng)工作臺(tái)向左或向右運(yùn)動(dòng)。同樣，工作臺(tái)上下、前后進(jìn)給時(shí)，sq3或sq4被壓合，x7常開觸點(diǎn)復(fù)位，第5、6條支路被分?jǐn)啵琺2或y3線圈得電，電動(dòng)機(jī)m2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，拖動(dòng)工作臺(tái)按選定的方向（上、下、前、后中某一方向）作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。該程序及plc的硬接線不僅保證了原電路的工作邏