畢業(yè)論文-X62W型銑床的PLC電氣控制改造設(shè)計.doc

機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計論文題 目：X62W型銑床的PLC電氣控制改造設(shè)計專業(yè)名稱：機(jī)電一體化學(xué)生姓名： 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書指導(dǎo)教師：周偉一、設(shè)計題目 X62W型銑床的PLC電氣控制改造設(shè)計二、設(shè)計的目的1、掌握X62W型銑床的電氣控制功能2、掌握用PLC改造電器設(shè)備的方法選擇3、掌握電氣控制元件的選擇與計算方法 三、設(shè)計要求 結(jié)合有關(guān)教材選擇合適的用于PLC的改造電氣控制 1、完成X62W型銑床的電器控制線路的設(shè)計、調(diào)試及電氣控制操作2、完成X62W型銑床PLC電氣控制改造設(shè)計任務(wù)及其PLC控制操作注意：1）原有的動作順序及功能不變。2）各種聯(lián)鎖關(guān)系不變。3）增加有工作狀態(tài)指示。四、完成的任務(wù)1、電器元件的選擇，電氣控制線路、位置分布圖及安裝接線圖的設(shè)計繪制2、選擇型號、分配端口、設(shè)計電路、選擇元件、繪制梯形圖、編制語句表3、組態(tài)軟件的選擇、應(yīng)用，系統(tǒng)設(shè)計、程序編寫及通訊調(diào)試完成 4、畢業(yè)設(shè)計說明書（10000以上）（1）設(shè)計題目（2）控制原理說明設(shè)計（3）主要器件選擇依據(jù)與計算（4）主要參考資料五、建議參考文獻(xiàn)可編程序控制器的應(yīng)用技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 主編 廖常初可編程序控制器的原理及程序設(shè)計 機(jī)械工業(yè)出版社 主編 廖常初工廠電氣控制技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 主編 方承遠(yuǎn)工廠電氣控制設(shè)備 機(jī)械工業(yè)出版社 主編 許 廖機(jī)床電氣控制技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 主編 王炳實(shí)組態(tài)技術(shù)應(yīng)用手冊 北京亞控科技發(fā)展有限公司技術(shù)注意：盡多地參考網(wǎng)絡(luò)資源資料學(xué)生：余志波 指導(dǎo)老師：周偉2目 錄前 言.4第1章 X62W萬能銑床的簡介.8第2章 可編程控制器的簡述介紹.111 PLC的結(jié)構(gòu)及個部分的作用122 PLC的工作原理15第三章X62W萬能銑床的電氣控制線路分析171 主電路分析172 控制電路分析173 電器元件設(shè)備的選擇234 電氣故障線路分析25第四章 X62W型萬能銑床的PLC改造271 改造方案的確定.27參考文獻(xiàn).33前 言銑床是以各類電動機(jī)為動力的傳動裝置與系統(tǒng)的對象以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的技術(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)備在內(nèi)燃機(jī)配件的生產(chǎn)中一直起著不可替代的作用。自動銑床具有工作平穩(wěn)可靠，操作維護(hù)方便，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低的特點(diǎn)，已成為現(xiàn)代生產(chǎn)中的主要設(shè)備。自動銑床控制系統(tǒng)的設(shè)計是一個很傳統(tǒng)的課題，現(xiàn)在隨著各種先進(jìn)精確的諸多控制儀器的出現(xiàn)，銑床控制的設(shè)計方案也越來越先進(jìn)，越來越趨于完美，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)都是采用繼電器控制,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對銑床的繼電器式控制系統(tǒng)進(jìn)行改造已是大勢所趨。自動銑床的發(fā)展及現(xiàn)狀：從上世紀(jì)80 年代起銑床制造業(yè)的發(fā)展雖有起伏但對自動控制技術(shù)和自動銑床床一直給予較大的關(guān)注。經(jīng)過九五自動車床和加工中心包括自動銑床的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)基地的形成，所生產(chǎn)的中檔普及型自動銑床的功能性能和可靠性方面已具有較強(qiáng)的市場競爭力。但在中高檔自動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。表1以中擋銑床為例列出國內(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，從手動控制發(fā)展到自動控制;在控制功能上，從簡單控制發(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算機(jī)為中心的網(wǎng)絡(luò)化自動控制系統(tǒng)。X62W銑床綜合了計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、檢測技術(shù)、自動控制技術(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。工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)和國防現(xiàn)代化建設(shè)要求機(jī)械產(chǎn)業(yè)不斷地提供各種先進(jìn)的設(shè)備。如電力機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)車、工程機(jī)械等設(shè)備。利用刀具對金屬毛坯進(jìn)行切削，從而加工出機(jī)械零件的工作機(jī)械稱為金屬切削機(jī)床，簡稱機(jī)床。機(jī)床是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中最重要的加工設(shè)備，在一般機(jī)械制造廠中，機(jī)床所擔(dān)負(fù)的加工工作量約占機(jī)械制造總工作量的40%60%。機(jī)床的性能直接影響機(jī)械產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性。因此，它是國民經(jīng)濟(jì)中具有戰(zhàn)略意義的基礎(chǔ)工業(yè)，機(jī)床的擁有量及其先進(jìn)程度將直接影響到國民經(jīng)濟(jì)各部門生產(chǎn)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步的能力。ABSTRACTThe milling machine is to take electric motor of all kinds as dynamic actuator and systematic marriage partner to realize the procedure of production automation technology device. Electrical system is main force parts among them, before national economy a lot of branch in every industry get extensive use. With the science and technology uninterrupted growth, the productive technology uninterrupted growth improves, especially the computer art application , new model under the control of tactics appearing , the face being changing electricity control technique unceasingly. On control method, develop under the control of from hand movement to autocontrol; On the control function, arrive at intellectualized under the control of from developing simplely under the control of; Develop on the busy, from scheme weight to informatization treatment; On controlling principle, touch the relay logic navar working a telephone switchboard stiffly from unitary having developing to centering on microprocessor or microcomputer network-rization autocontrol system. The X62W milling machine has synthesized computer art , the microelectronics technology , has checked advanced science and technology achievement such as technology , autocontrol technology , intelligence technology , technology , network technology communicating by letter.Industry , agriculture , science and modernization of national defense require that machinery estate provides various advanced equipment unceasingly. If the electric power machine tool , diesel locomotive , project are mechanical wait for equipment. Make use of a cutter to carry out cutting on metal blank, the machinery processing out the machinery parts job thereby is called the metal cutting machine tool , the shorter form machine tool. The machine tool is that modern machinery manufacturing industry is hit by the most important treating equipment, in general engineering works, treating amount of work born by machine tool accounts for 40% of general amount of work of machinofacture 60% about.The machine tool function has direct impact to machinery product function , mass and economy. Therefore, it is the key industries having strategy significance in national economy, machine tools own amounts and their advanced degree will have direct impact to the ability that every branch childbirth develops to national economy with technological progressThe X62W milling machine is to come from average machine tool by developing. It assembles in technologies such as machinery , hydraulic pressure , pneumatic , servo drive , precise measurement , electricity autocontrol , modern control theory , computer cntrol in an integral whole , is that one kind of high efficiency , high-accuracy can swear to process mass , solve the handicraft difficult problem, and cant have the flexibility production facility certain. The universal miller broad has applied deep change , organization has brought about to machinery manufacturing industry mode of production , product organization and estate, and whose engineering level height owning amounts numbers, be to judge a country and enterprise modernize the horizontal important sign.第1章 X62W萬能銑床的簡介 銑床的種類很多，按結(jié)構(gòu)可以分為立式銑床、臥式銑床、龍門銑床、仿形銑床等，其中以臥式銑床和立式萬能銑床應(yīng)用最為廣泛。銑床可以用來加工平面、斜面和溝槽等。如果裝上分度頭，可以銑切直齒齒輪和螺旋面，裝上圓工作臺，還可以加工凸輪和弧形槽。其結(jié)構(gòu)圖如圖1.1 圖1.1 X62W萬能銑床的結(jié)構(gòu)圖X62W型萬能銑床的外形結(jié)構(gòu)如圖1.1所示，它主要由床身、主軸、刀桿、懸梁、工作臺、回轉(zhuǎn)盤、橫溜板、升降臺、底座等幾部分組成。在床身的前面有垂直導(dǎo)軌，升降臺可沿著它上下移動。在升降臺上面的水平導(dǎo)軌上，裝有可在平行主軸軸線方向移動（前后移動）的溜板。溜板上部有可轉(zhuǎn)動的回轉(zhuǎn)盤，工作臺就在溜板上部回轉(zhuǎn)盤上的導(dǎo)軌上作垂直于主軸軸線方向移動（左右移動）。工作臺上有T形槽用來固定工件。這樣，安裝在工作臺上的工件就可以在三個坐標(biāo)上的六個方向調(diào)整位置或進(jìn)給。X62W萬能銑床特點(diǎn)：(1) 能完成很多普通機(jī)床難以加工或者根本不能加工的復(fù)雜型面的加工。(2) 采用X62W銑床可以提高零件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品的質(zhì)量。(3) 采用X62W可以比普通機(jī)床提高23倍生產(chǎn)率，對復(fù)雜零件的加工，生產(chǎn)率可以提高十幾倍甚至幾十倍。(4) 此機(jī)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)格零件的自動加工。(5) 大大的減輕了工人的勞動強(qiáng)度。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)合動作的典型控制,是自動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,給生產(chǎn)與維護(hù)帶來諸多不便,嚴(yán)重地影響生產(chǎn)。設(shè)計的目的及意義對X62W型銑床的電氣控制線路進(jìn)行了分析與研究后,X62W銑床具有主軸轉(zhuǎn)速高、調(diào)速范圍寬等功能外；X62W銑床的電氣控制系統(tǒng),還存在控制線路上一些復(fù)雜性、故障率高、維護(hù)工作量大、可靠性差、靈活性差等缺點(diǎn);給生產(chǎn)與維護(hù)帶來諸多不便，嚴(yán)重地影響生產(chǎn)。采用可編程序控制器(PLC)對X62W銑床傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造,在實(shí)際生產(chǎn)線上有著明顯的效率，這也使整個生產(chǎn)系統(tǒng)帶來推動的力量。PLC對X62W銑床控制改造的設(shè)計梯形圖,提高了X62W銑床電氣控制系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力；然而PLC對X62W銑床的繼電器接觸式控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造,從而保證了電控系統(tǒng)的快速性、準(zhǔn)確性、合理性,更好地滿足了實(shí)際生產(chǎn)的需要,提高了經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)計的主要原理PLC是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的，其顯著的特點(diǎn)之一就是可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。將X62W普通銑床電氣控制線路改造為可編程控制器控制，可以提高整個電氣控制系統(tǒng)的工作性能，減少維護(hù)、維修的工作量。本設(shè)計即采用可編程控制器（PLC）來改造X62W普通銑床電氣原理的控制。我們選用的是西門子公司SIMATIC S7-200系列PLC。從形狀說，屬于小型PLC，可用于代替繼電器的簡單控制場合，也可用于復(fù)雜的自動化控制系統(tǒng)。由于它有極強(qiáng)的通信功能，在大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也能充分發(fā)揮其作用。S7-200的可靠性高，可以用梯形圖、語句表（既指令表）和功能塊圖三種語言來編程。它的指令豐富，功能強(qiáng)，易于掌握，操作方便，內(nèi)置有高速計數(shù)器，高速輸出、PID控制器、RS-485通信編程接口、PPI通信協(xié)議、MPI通信協(xié)議和自由端口模式通信功能，最大可以擴(kuò)展到248點(diǎn)數(shù)字量I/O或35路模擬量I/O，最多有30多KB程序和數(shù)據(jù)存儲空間。比較容易編寫程序指令、修改和檢查錯誤，有利于大量的程序編寫。第2章 可編程控制器的簡述介紹 可編程控制器，英文稱Programmable Controller,簡稱PC。但是由于PC容易和個人計算機(jī)（Personal Computer）混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣的用PLC作為可編程控制器的縮寫。它是一個以微處理器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計，它采用可編程序的存儲器，用以在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時/計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)，又照顧到現(xiàn)場電氣操作維修人員的技能與習(xí)慣，特別是PLC的程序編制，不需要專門的計算機(jī)編程語言知識，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學(xué)；調(diào)試與查錯也都很方便。用戶在購買到所需的PLC后，只需按說明書的提示，做少量的接線和簡易的用戶程序編制工作，就可靈活方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐?？删幊炭刂破鞯奶攸c(diǎn)有:可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，通用性強(qiáng)、使用方便，程序設(shè)計簡單、易學(xué)易懂，采用先進(jìn)的模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)組合靈活方便，系統(tǒng)設(shè)計周期短，安裝簡便、調(diào)試方便、維護(hù)工作量小，對生產(chǎn)工藝中改變實(shí)用性強(qiáng)，可進(jìn)行柔性生產(chǎn)。近年來，隨著微處理器芯片及其有關(guān)元器件的價格法幅度下降，plc的成本也隨之下降。但其功能卻在不斷完善。1 PLC的結(jié)構(gòu)及個部分的作用PLC的類型繁多，功能和指令系統(tǒng)也不盡相同，但是結(jié)構(gòu)與工作原理則大同小異。一般講，PLC分為箱體式和模塊式兩種，但他們的組成是相同的。都是由主機(jī)、輸入/輸出接口和外部設(shè)備接口等幾個主要部分組成。無論哪種PLC，都屬于總顯示開放性結(jié)構(gòu)，其I/O能力可按用戶需要進(jìn)行擴(kuò)展與組合。PLC的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2.1.1所示：圖2.1.1 PLC的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖331）主機(jī)主機(jī)部分包括中央處理器（CPU）、系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器。CPU是PLC的核心，它用以運(yùn)行用戶程序、監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)、作出邏輯判斷和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即讀取輸入變量、完成用戶指令規(guī)定的各種操作，將結(jié)果送到輸出端，并響應(yīng)外部設(shè)備（如電腦、打印機(jī)等）的請求以及進(jìn)行各種內(nèi)部判斷等。PLC的內(nèi)部存儲器有兩類，一類是系統(tǒng)程序存儲器，主要存放系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序及對用戶程序作編譯處理的程序，系統(tǒng)程序以由廠家固定，用戶不能更改；另一類是用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器，主要存放用戶編制的應(yīng)用程序及各種暫存數(shù)據(jù)和中間結(jié)果。圖2.1.2 主機(jī)的結(jié)構(gòu)圖2）輸入/輸出（I/O）接口 I/O接口是PLC與輸入/輸出設(shè)備連接的部件。輸入接口接受輸入設(shè)備（如按鈕、傳感器、觸點(diǎn)、行程開關(guān)等）的控制信號。輸出接口是將主機(jī)經(jīng)處理后的結(jié)果通過功放電路去驅(qū)動輸出設(shè)備（如接觸器、電磁閥、指示燈等）。I/O接口一般采用光電耦合電路，以減少電磁干擾，從而提高了可靠性。I/O點(diǎn)數(shù)即輸入/輸出端子數(shù)是PLC的一項主要技術(shù)指標(biāo)，通常小型機(jī)有幾十個點(diǎn)，中型機(jī)有幾百個點(diǎn)，大型機(jī)將超過千點(diǎn)。3）電源圖中電源是指為CPU、存儲器、I/O接口等內(nèi)部電子電路工作所配置的直流開關(guān)穩(wěn)壓電源，通常也為輸入設(shè)備提供直流電源。4）編程編程是PLC利用外部設(shè)備，用戶用來輸入、檢查、修改、調(diào)試程序或監(jiān)視PLC的工作情況。通過專用的PC/PPI電纜線將PLC與電腦連接，并利用專用的軟件進(jìn)行電腦編程和監(jiān)控。5）輸入/輸出擴(kuò)展單元I/O擴(kuò)展接口用于將擴(kuò)充外部輸入/輸出端子數(shù)的擴(kuò)展單元和基本單元（即主機(jī)）連接在一起6）外部設(shè)備接口此接口可將打印機(jī)、條碼掃描儀，變頻器等外部設(shè)備與主機(jī)相連，以完成相應(yīng)的操作。實(shí)驗裝置提供的主機(jī)型號有西門子S7-200系列的CPU224（AC/DC/RELAY）輸入點(diǎn)數(shù)為14，輸出點(diǎn)數(shù)為10；CPU226（AC/DC/RELAY）輸入點(diǎn)數(shù)為26，輸出點(diǎn)數(shù)為14。2 PLC的工作原理PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即雜PLC運(yùn)行時，CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環(huán)掃描，如無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐步順序執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。PLC的一個掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。PLC在輸入采樣階段：首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖阪i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其寫入各對應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。隨即關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段。PLC在程序執(zhí)行階段：按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，經(jīng)相應(yīng)的運(yùn)算和處理后，其結(jié)果在寫入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。輸出刷新階段：當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過一定的方式（繼電器、晶體管或晶閘管）輸出，驅(qū)動相應(yīng)輸出設(shè)備工作。PLC采用了一種不同于一般計算機(jī)的運(yùn)行方式即掃描方式。所謂掃描，就是CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直到最后一條（結(jié)束指令）。掃描過程分為3個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新3個階段，這3個階段稱為一個掃描周期。普通繼電器的動作時間大于100ms，一般PLC的一個掃描周期小于100ms，目前市場上的CJ1系列，執(zhí)行30000步程序的掃描周期時間僅為1.2ms 圖2.2.1 工作原理示意圖第三章X62W萬能銑床的電氣控制線路分析該銑床共用3臺異步電動機(jī)拖動，它們分別是主軸電動機(jī)M1、進(jìn)給電動機(jī)M2和冷卻泵電動機(jī)M3。X62W萬能銑床的電路如圖3.2.1所示，該線路分為主電路、控制電路和照明電路三部分。1 主電路分析主軸電動機(jī)M1拖動主軸帶動銑刀進(jìn)行銑削加工，通過組合開關(guān)SA3來實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；進(jìn)給電動機(jī)M2通過操縱手柄和機(jī)械離合器的配合拖動工作臺前后、左右、上下6個方向的進(jìn)給運(yùn)動和快速移動，其正反轉(zhuǎn)由接觸器KM3、KM4來實(shí)現(xiàn)；冷卻泵電動機(jī)M3供應(yīng)切削液，且當(dāng)M1啟動后，用手動開關(guān)QS2控制；3臺電動機(jī)共用熔斷器FU1作短路保護(hù)，3臺電動機(jī)分別用熱繼電器FR1、FR2、FR3作過載保護(hù)。 2 控制電路分析 控制電路的電源由控制變壓器TC輸出110V電壓供電電氣控制線路圖如下:。 主軸電動機(jī)M1的控制 主軸電動機(jī)M1采用兩地控制方式，SB1和SB2是兩組啟動按鈕，SB5和SB6是兩組停止按鈕。KM1是主軸電動機(jī)M1的啟動接觸器，YC1是主軸制動用的電磁離合器，SQ1是主軸變速時瞬時點(diǎn)動的位置開關(guān)。 1）主軸電動機(jī)M1啟動前，應(yīng)首先選擇好主軸的轉(zhuǎn)速，然后合上電源開關(guān)QS1，再把主軸換向開關(guān)SA3扳到所需要的轉(zhuǎn)向。按下啟動按鈕SB1（或SB2），接觸器KM1線圈得電，KM1主觸頭和自鎖觸頭閉合，主軸電動機(jī)M1啟動運(yùn)轉(zhuǎn)，KM1常開輔助觸頭（9-10）閉合，為工作臺進(jìn)給電路提供了電源。按下停止按鈕SB5（或SB6），SB5-1（或SB6-1）常閉觸頭分?jǐn)啵佑|器KM1線圈失電，KM1觸頭復(fù)位，電動機(jī)M1斷電慣性運(yùn)轉(zhuǎn)，SB5-2（或SB6-2）常開觸頭閉合，接通電磁離合器YC1，主軸電動機(jī)M1制動停轉(zhuǎn)。 2)主軸換銑刀時將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1扳向換刀位置，這時常開觸頭SA1-1閉合，電磁離合器YC1線圈得電，主軸處于制動狀態(tài)以便換刀；同時常閉觸頭SA1-2斷開，切斷了控制電路，保證了人身安全。 3)主軸變速時，利用變速手柄與沖動位置開關(guān)SQ1，通過M1點(diǎn)動，使齒輪系統(tǒng)產(chǎn)生一次抖動，以便于齒輪順利嚙合，且變速前應(yīng)先停車。 進(jìn)給電動機(jī)M2的控制 工作臺的進(jìn)給運(yùn)動在主軸啟動后方可進(jìn)行。工作臺的進(jìn)給可在3個坐標(biāo)的6個方向運(yùn)動，進(jìn)給運(yùn)動是通過兩個操作手柄和機(jī)械聯(lián)動機(jī)構(gòu)控制相應(yīng)的位置開關(guān)使進(jìn)給電動機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的，并且6個方向的運(yùn)動是聯(lián)鎖的，不能同時接通。 1）當(dāng)需要圓形工作臺旋轉(zhuǎn)時，將開關(guān)SA2扳到接通位置，這時觸頭SA2-1和SA2-3斷開，觸頭SA2-2閉合，電流經(jīng) 1013141520191718路徑，使接觸器KM3得電，電動機(jī)M2啟動，通過一根專用軸帶動圓形工作臺作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2扳到斷開位置，這時觸頭SA2-1和SA2-3閉合，觸頭SA2-2斷開，以保證工作臺在6個方向的進(jìn)給運(yùn)動，因為圓形工作臺的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和6個方向的進(jìn)給運(yùn)動也是聯(lián)鎖的。 2）工作臺的左右進(jìn)給運(yùn)動由左右進(jìn)給操作手柄控制。操作手柄與位置開關(guān)SQ5和SQ6聯(lián)動，有左、中、右三個位置，其控制關(guān)系見表1。當(dāng)手柄扳向中間位置時，位置開關(guān)SQ5和SQ6均未被壓合，進(jìn)給控制電路處于斷開狀態(tài)；當(dāng)手柄扳向左或右位置時，手柄壓下位置開關(guān)SQ5或SQ6，使常閉觸頭SQ5-2或SQ6-2分?jǐn)?，常開觸頭SQ5-1或SQ6-1閉合，接觸器KM3或KM4得電動作，電動機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。由于在SQ5或SQ6被壓合的同時，通過機(jī)械機(jī)構(gòu)已將電動機(jī)M2的傳動鏈與工作臺下面的左右進(jìn)給絲杠相搭合，所以電動機(jī)M2的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)就拖動工作臺向左或向右運(yùn)動。手柄位置位置開關(guān)動作接觸器動作電動機(jī)M2轉(zhuǎn)向傳動鏈搭合絲杠工作臺運(yùn)動方向左SQ5K正轉(zhuǎn)左右進(jìn)給絲杠向左中停止停止右SQ6K反轉(zhuǎn)左右進(jìn)給絲杠向右 表3-1工作臺左右進(jìn)給手柄位置及其控制關(guān)系 工作臺的上下和前后進(jìn)給運(yùn)動是由一個手柄控制的。該手柄與位置開關(guān)SQ3和SQ4聯(lián)動，有上、下、前、后、中5個位置，其控制關(guān)系見表2。當(dāng)手柄扳至中間位置時，位置開關(guān)SQ3和SQ4均未被壓合，工作臺無任何進(jìn)給運(yùn)動；當(dāng)手柄扳至下或前位置時，手柄壓下位置開關(guān)SQ3使常閉觸頭SQ3-2分?jǐn)?，常開觸頭SQ3-1閉合，接觸器KM3得電動作，電動機(jī)M2正轉(zhuǎn)，帶動著工作臺向下或向前運(yùn)動；當(dāng)手柄扳向上或后時，手柄壓下位置開關(guān)SQ4，使常閉觸頭SQ4-2分?jǐn)?，常開觸頭SQ4-1閉合，接觸器KM4得電動作，電動機(jī)M2反轉(zhuǎn)，帶動著工作臺向上或向后運(yùn)動。表3-2 工作臺上、下、中、前、后進(jìn)給手柄位置及其控制關(guān)系手柄位置位置開關(guān)動作接觸器動作電動機(jī)M2轉(zhuǎn)向傳動鏈搭合絲杠工作臺運(yùn)動方向上下中前后SQ4SQ3SQ3SQ4KM4KM3KM3KM4反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)停止正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)上下進(jìn)給絲杠上下進(jìn)給絲杠前后進(jìn)給絲杠前后進(jìn)給絲杠向上向下停止向前向后當(dāng)兩個操作手柄被置定于某一進(jìn)給方向后，只能壓下四個位置開關(guān)SQ3、SQ4、SQ5、SQ6中的一個開關(guān)，接通電動機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)電路，同時通過機(jī)械機(jī)構(gòu)將電動機(jī)的傳動鏈與三根絲杠（左右絲杠、上下絲杠、前后絲杠）中的一根（只能是一根）絲杠相搭合，拖動工作臺沿選定的進(jìn)給方向運(yùn)動，而不會沿其他方向運(yùn)動。左右進(jìn)給手柄與上下前后手柄實(shí)行了聯(lián)鎖控制，如當(dāng)把左右進(jìn)給手柄扳向左時，若又將另一個進(jìn)給手柄扳到向下進(jìn)給方向，則位置開關(guān)SQ5和SQ3均被壓下，觸頭SQ5-2和SQ3-2均分?jǐn)?，斷開了接觸器KM3和KM4的通路，電動機(jī)M2只能停轉(zhuǎn)，保證了操作安全。 3）個進(jìn)給方向的快速移動是通過兩個進(jìn)給操作手柄和快速移動按鈕配合實(shí)現(xiàn)的。安裝好工件后，扳動進(jìn)給操作手柄選定進(jìn)給方向，按下快速移動按鈕SB3或SB4（兩地控制），接觸器KM2得電，KM2常閉觸頭分?jǐn)?，電磁離合器YC2失電，將齒輪傳動鏈與進(jìn)給絲杠分離；KM2兩對常開觸頭閉合，一對使電磁離合器YC3得電，將電動機(jī)M2與進(jìn)給絲杠直接搭合；另一對使接觸器KM3或KM4得電動作，電動機(jī)M2得電正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，帶動工作臺沿選定的方向快速移動。由于工作臺的快速移動采用的是點(diǎn)動控制，故松開SB3或SB4，快速移動停止。 4）進(jìn)給變速時與主軸變速時相同，利用變速盤與沖動位置開關(guān)SQ2使M1產(chǎn)生瞬時點(diǎn)動，齒輪系統(tǒng)順利嚙合3 電器元件設(shè)備的選擇符號名稱型號規(guī)格用途數(shù)量M1電動機(jī)J02-51-475kw 1450r/min驅(qū)動主軸1M2電動機(jī)J02-22-41.5kw1450r/min驅(qū)動進(jìn)給1M3電動機(jī)J02-22-00.125kw2790kw驅(qū)動冷卻泵1Qs1開關(guān)HZ1-60/3J60A 500V電源總開關(guān)1Qs2開關(guān)HZ1-10/3J10A 500V冷卻泵開關(guān)1SA1開關(guān)HZ1-10/3J10A 500V換刀制動1SA2開關(guān)HZ1-10/3J10A 500V圓工作臺開關(guān)1SA3開關(guān)HZ3-10/3J60A 500V照明開關(guān)1FU1熔斷器RL1-60 60A電源總保險1FU2熔斷器RL1-15 5A整流電源保險1FU3熔斷器RL1-15 5A直流電路保險1FU4熔斷器RL1-15 5A控制回路保險1FU5熔斷器RL1-15 1A照明保險1FR1熱繼電器JR0-20/3 10AM1過載保護(hù)1FR2熱繼電器JR0-20/3 0.5AM3過載保護(hù)1FR3熱繼電器JR0-20/3 1.5AM2過載保護(hù)1TC1變壓器BK-150 380/110V控制回路電源1TC2變壓器BK-50 380/24V照明電源1TC3變壓器BK-100 380/36V整流電源保險1KM1接觸器CJ0-20 20A 110V主軸啟動1KM2接觸器CJ0-10 10A 110V快速進(jìn)給1KM3接觸器CJ0-10 10A 110VM2正轉(zhuǎn)1KM4接觸器CJ0-10 10A 110VM2反轉(zhuǎn)1SB1SB2按鈕LA2M1啟動2SB3SB4按鈕LA2快速進(jìn)給2SB5SB6按鈕LA2停止制動2YC1電磁離合器定做主軸制動1YC2電磁離合器定做正常進(jìn)給1YC3電磁離合器定做快速進(jìn)給1SQ1行程開關(guān)LX1-11K主軸沖動開關(guān)1SQ2行程開關(guān)LX3-11K主軸沖動開關(guān)1SQ3SQ4SQ5SQ6行程開關(guān)LX2-13LM2正反轉(zhuǎn)連鎖44 電氣故障線路分析（1）.主軸電動機(jī)正轉(zhuǎn)有反接制動。反轉(zhuǎn)沒有反接制動正轉(zhuǎn)時有反接制動，說明速度繼電器在正轉(zhuǎn)時能起作用，KM1、KM2和主電路工作都正常。反轉(zhuǎn)時沒有反接制動，即反轉(zhuǎn)時不能接通KM1，說明速度繼電器在反轉(zhuǎn)時不能將觸點(diǎn)閉合，或是反轉(zhuǎn)觸點(diǎn)斷線，可檢查速度繼電器或有關(guān)線路。（2）.主軸只有正反轉(zhuǎn)和沖動。不能制動正反轉(zhuǎn)都沒有制動，故障可能是速度繼電器的觸點(diǎn)沒有合上，KM2線圈、KM1常閉觸點(diǎn)或線路斷線，因為有沖動，說明KM2線圈、KM1常閉觸點(diǎn)及主電路是好的，所以故障只可能是速度繼電器的觸點(diǎn)電路沒有接通，可打開速度繼電器的蓋子檢查。（3）.主軸只有正反轉(zhuǎn)和沖動，不能制動，也沒有沖動，分析其控制電路可知，故障點(diǎn)是在它們共同路徑上：KM1常閉觸點(diǎn)、KM2線圈及其連線不通；在主電路中，可能是KM2觸點(diǎn)及其連線不通。（4）.工作臺能向下、前、右、而不能向上、后、左運(yùn)動 說明電路 SA1-3SQ2-2SQ1-2SA1-1SQ3-1KM4線圈KM5的常閉觸頭和電路 SQ6-2SQ4-2SQ3-2SA1-1SQ1-1KM4線圈KM5常閉觸頭是通路的，電動機(jī)是正常的，不能向上、后、左運(yùn)動，說明電路 SA1-3SQ2-2SQ1-2SA1-1SQ4-1KM5線圈KM4的常閉觸頭和電路 SQ6-2SQ4-2SQ3-2SA1-1SQ2-1KM5線圈KM4常閉是不通的，由于電路、 和電路、中一部分電路是共同的。不同的僅是下面接觸線圈及線圈接通的一段，且SQ2.2和SQ4.2又不太可能同時斷路，所以可能斷路的是KM4常閉觸點(diǎn)和KM3的線圈及其連線。（5）工作臺能向上、下、前、后、右而不能向左運(yùn)動 工作臺能向上、下、前、后、右運(yùn)動，說明電路 SA1-3SQ2-2SQ1-2SA1-1SQ3-1KM4線圈KM5的常閉觸頭；電路 SQ6-2SQ4-2SQ3-2SA1-1SQ1-1KM4線圈KM5常閉觸頭；電路 SQ6-2SQ4-2SQ3-2SA1-1SQ2-1KM5線圈KM4常閉是通路的，正反轉(zhuǎn)接觸器及主電路都正常，不能向左的電氣原因，可能是SQ2常開及其連線段路，機(jī)械原因可能是手柄向左時不能使SQ2動作。（6） 工作臺能向上、下、左、右而不能向前、后運(yùn)動 因為向上、下、前、后是由同一個手柄和相同的電路控制的，如果機(jī)械上沒有故障，能夠向上、下運(yùn)動，也必須能向前、后運(yùn)動?，F(xiàn)在能向上、下而不能向前后，說明電氣完全正常，問題是在機(jī)械方面。因為向上、下和向左、右的區(qū)別，在于向上、下是垂直絲桿帶動的，向前、后是橫向絲桿帶動的，所以可能是橫向絲桿傳動系統(tǒng)的螺絲松動引起的故障。（7） 工作臺能向左、右而不能向上、下、前、后運(yùn)動工作臺能向左右運(yùn)動，說明電路 SA1-3SQ2-2SQ1-2SA1-1SQ3-1KM4線圈KM5的常閉觸頭；電路 SA1-3SQ2-2SQ1-2SA1-1SQ4-1KM5線圈KM4的常閉觸頭和主電路是正常的，不能向上、下、前、后運(yùn)動，說明電路 SQ6-2SQ4-2SQ3-2SA1-1SQ1-1KM4線圈KM5常閉觸頭；電路 SQ6-2SQ4-2SQ3-2SA1-1SQ2-1KM5線圈KM4常閉是不通。經(jīng)分析，電路、的共同路徑是SA2.1、SQ2.1、SQ1.1這一段，故障也就可能是這段電路不通。（8） 工作臺能向上、下、前、后，不能向左、右運(yùn)動，也沒有進(jìn)給沖動工作臺能向上、下、前