畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）T68型臥式鏜床電控系統(tǒng)的PLC改造

1、畢 業(yè) 論 文 正 文 第43頁(yè)哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 論 文題目： t68型我是躺床的plc改造 系部： 電氣工程系 專(zhuān)業(yè)： 電氣自動(dòng)化技術(shù)指導(dǎo)教師： 班級(jí)： 09級(jí) 1班 姓名： t68型臥式鏜床電控系統(tǒng)的plc改造摘 要t68型臥式鏜床是目前我國(guó)機(jī)械工廠中使用最為普遍的一種鏜床，在加工過(guò)程中有較高的精度要求。t68型臥式鏜床多采用繼電器實(shí)現(xiàn)電路控制，其電氣控制線路復(fù)雜、可靠性差、故障診斷與排除較為困難。針對(duì)傳統(tǒng)繼電器控制的t68型臥式鏜床存在電路復(fù)雜、可靠性差、故障診斷與排除較為困難等缺點(diǎn)，提出了采用可編程控制器（plc）對(duì)t68型臥式鏜床電氣控制部分進(jìn)行改造；對(duì)其電氣線路進(jìn)行了詳細(xì)

2、的分析，給出了改造t68型臥式鏜床的可編程控制器機(jī)型的選擇、輸入輸出地址分配、輸入輸出i/o接口圖、可編程控制器梯形圖設(shè)計(jì)、還為t68型臥式鏜床各個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)添加了運(yùn)行指示燈。這樣可以提高整個(gè)電氣控制系統(tǒng)的工作性能，減少維護(hù)、維修的工作量，并具有良好的擴(kuò)展性，更好地滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要，提高生產(chǎn)效率。關(guān)鍵詞：t68型臥式鏜床，電氣控制，梯形圖，可編程控制器（plc）哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制目 錄一 緒 論11.1 鏜床的作用與用途11.2 鏜床國(guó)內(nèi)外應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)11.3 t68臥式鏜床的電控系統(tǒng)plc改造的意義4二 t68臥式鏜床概述52.1 t68臥式鏜床的運(yùn)動(dòng)特性、形式與主要結(jié)構(gòu)52.2 t6

3、8臥式鏜床的運(yùn)行方式與電控要求7三 t68臥式鏜床的電氣控制原理分析83.1 t68臥式鏜床電路結(jié)構(gòu)83.2 t68臥式鏜床電氣控制電路分析93.2.1 t68型臥式鏜床電氣控制系統(tǒng)原理圖93.2.2 主電路分析93.2.3控制電路分析113.3 t68臥式鏜床采取單位保護(hù)措施15四 t68臥式鏜床plc改造164.1 plc的選擇164.2 i/o地址分配184.2.1 i/o地址分配表184.2.2 i/o接線圖194.3 plc程序設(shè)計(jì)214.3.1 主電路plc控制程序設(shè)計(jì)214.3.2 進(jìn)給電機(jī)plc控制程序設(shè)計(jì)324.3.3 過(guò)載信號(hào)報(bào)警顯示燈plc控制程序設(shè)計(jì)344.3.4 系統(tǒng)

4、plc程序梯形圖351 緒論1.1 鏜床的作用與用途鏜床是一種具有綜合加工性能的金屬切削機(jī)床，是精加工設(shè)備之一。是冷加工中使用比較普遍的設(shè)備。主要用于加工精度較高的孔和各孔間的距離要求較為精確的零件。如一些箱體零件（機(jī)床變速箱、減速箱），往往需要加工數(shù)個(gè)尺寸不同的孔，這些孔的尺寸大，精度要求高，且孔的軸線之間有著嚴(yán)格的同軸度、垂直度、平行度與位置精度的要求。這對(duì)于鉆床來(lái)說(shuō)是很難實(shí)現(xiàn)的。t68鏜床是目前我國(guó)機(jī)械工廠中使用最為普遍的一種鏜床,它廣泛用于機(jī)修、工具和單件或小批量生產(chǎn)的車(chē)間中。鏜床除了鏜孔以外，還可以進(jìn)行鉆孔、鉸孔、擴(kuò)孔、車(chē)削螺紋以及鏜軸或平旋盤(pán)銑削平面等。裝有平旋盤(pán)刀架的鏜床，特別適

5、用于加工大的孔徑、端面和外圓。其工藝范圍很廣。臥式鏜床的運(yùn)動(dòng)方式可主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)。其中主運(yùn)動(dòng)為主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和平旋盤(pán)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為主軸的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、平旋盤(pán)刀具溜板的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，鏜頭架（主軸箱）的垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、工作臺(tái)的橫向進(jìn)給與縱向進(jìn)給；輔助運(yùn)動(dòng)為工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)，后立柱的水平移動(dòng)以及尾架的垂直移動(dòng)。1.2 鏜床國(guó)內(nèi)外應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外臥式鏜床和落地鏜床的技術(shù)發(fā)展非?？?其特點(diǎn)是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷更新，新技術(shù)應(yīng)用層出不窮，工藝性能復(fù)合化，速度、效率不斷提高，突出精細(xì)化制造。臥式鏜床的發(fā)展以其注入加速度概念而倍受關(guān)注，為高速運(yùn)行作技術(shù)支撐的傳動(dòng)元件電主軸、直線電機(jī)、線性導(dǎo)軌等

6、得到廣泛應(yīng)用，將機(jī)床的運(yùn)行速度推向了新的高度。而主軸可更換式臥式鏜加工中心的創(chuàng)新設(shè)計(jì)解決了電主軸與鏜桿移動(dòng)伸縮式結(jié)構(gòu)各存利弊的不足，具有復(fù)合加工與一機(jī)兩用的功效，也是臥式鏜銑床的一大技術(shù)創(chuàng)新。 落地式鏜床的發(fā)展以其新的設(shè)計(jì)理念引領(lǐng)現(xiàn)代加工的潮流，以高速加工為理念的無(wú)鏜軸滑枕式、多種銑頭交換使用的結(jié)構(gòu)型式盡顯風(fēng)采，大有替代傳統(tǒng)銑削加工的趨勢(shì)。以兩坐標(biāo)擺角銑頭為代表的各種銑頭附件成為實(shí)現(xiàn)高速、高效復(fù)合加工的主要手段，其工藝性能更廣，功率更大，剛性更強(qiáng)，是落地鏜床發(fā)展的一大突破。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。

7、在控制方法上，從手動(dòng)控制發(fā)展到由plc控制；在控制功能上，從簡(jiǎn)單控制發(fā)展到智能化控制；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)。plc( programmable logic controller)是一種專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置,使用了可編程序存儲(chǔ)器以儲(chǔ)存指令,用來(lái)執(zhí)行諸如邏輯、順序、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)與演算功能,并通過(guò)模擬和數(shù)字輸入輸出組件,控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。plc 以其可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、使用方便、控制程序可變、體積小、質(zhì)量輕、功能強(qiáng)和價(jià)格低廉等特點(diǎn),在機(jī)械制造、冶金等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)

8、用。用plc 控制系統(tǒng)替代體積大、投資大、耗能大的繼電器2接觸器系統(tǒng),是今后控制系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。可編程控制器它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書(shū)機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。模擬量控，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（analog）和數(shù)字量（digital）之間的a/d轉(zhuǎn)換及d/a轉(zhuǎn)換。plc廠家都生產(chǎn)配套的a/d和d/a轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。運(yùn)動(dòng)控制，plc可以用于圓周運(yùn)動(dòng)

9、或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量i/o模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專(zhuān)用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要plc廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。過(guò)程控制，過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，plc能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。pid調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型plc都有pid模塊，目前許多小型plc也具有此功能模塊。pid處理一般是運(yùn)行專(zhuān)用的pid子程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有

10、非常廣泛的應(yīng)用。數(shù)據(jù)處理，現(xiàn)代plc具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。通信及聯(lián)網(wǎng)，plc通信含plc間的通信及plc與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各plc廠商都十分重視plc的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的plc

11、都具有通信接口，通信非常方便。綜上所述，當(dāng)代臥式鏜床與落地式鏜床技術(shù)發(fā)展非?？?，主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)理念的更新和機(jī)床運(yùn)行速度及制造工藝水平有很大的提高，另一方面是機(jī)床結(jié)構(gòu)變化大，新技術(shù)的應(yīng)用層出不窮。本設(shè)計(jì)將以t68臥式鏜床為例，進(jìn)行電控系統(tǒng)的plc改造。1.3 t68臥式鏜床的電控系統(tǒng)plc改造的意義在電氣控制系統(tǒng)中，故障的查找與排除是非常困難的，這給生產(chǎn)與維護(hù)帶來(lái)諸多不便。隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必需具有極高的可靠性與靈活性，這就需要使用自動(dòng)化程度高的控制系統(tǒng)來(lái)取代傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)。基于這些問(wèn)題,本課題通過(guò)用plc控制系統(tǒng)取代了原來(lái)的t68鏜床繼電接觸控制系統(tǒng)，使性能大

12、為改善，自動(dòng)化程度提高，生產(chǎn)效率得到了很大提高，并能很好地保證其加工精度。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，滿足生產(chǎn)工藝的要求；同時(shí)，對(duì)其它同類(lèi)設(shè)備的技術(shù)改造也有較大的參考價(jià)值，在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用前景。2 t68臥式鏜床概述2.1 t68臥式鏜床的運(yùn)動(dòng)特性、形式與主要結(jié)構(gòu)在介紹t68鏜床運(yùn)動(dòng)特性之前，先看鏜床各運(yùn)動(dòng)部的分布情況，如下圖2-1所示：圖2-1 t68臥式鏜床結(jié)構(gòu)圖床身是一個(gè)整體鑄件，在它的一端固定有前立柱，在前立柱的垂直導(dǎo)軌上又安裝有鏜頭架，鏜頭架可沿垂直導(dǎo)軌上下移動(dòng)。在鏜頭架里集中里裝有主軸、變速箱、進(jìn)給箱和操縱機(jī)構(gòu)等部件。切削刀具一般安裝在鏜軸前端的錐形孔里，或安裝在平旋盤(pán)的刀具溜板上。在

13、切削過(guò)程中，鏜軸一面旋轉(zhuǎn)，一面沿軸向作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，而花盤(pán)只能旋轉(zhuǎn)，裝在他上面的刀具溜板可作垂直主軸軸線方向的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，鏜軸和平旋盤(pán)軸分別通過(guò)各自的傳動(dòng)鏈傳動(dòng)，可以獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)。后立柱位于鏜床床身的另一端，后立柱上的尾座用來(lái)支撐裝夾在鏜軸上的鏜桿末端，它與鏜頭架同時(shí)升降，兩者的軸線始終在同一水平直線上。根據(jù)鏜桿的長(zhǎng)短，可通過(guò)后立柱沿床身水平導(dǎo)軌的移動(dòng)來(lái)調(diào)整前、后立柱之間的距離。 有以上分析可知運(yùn)動(dòng)形式有：（1）主運(yùn)動(dòng)：主軸的旋轉(zhuǎn)與平旋盤(pán)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。（2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：主軸在主軸箱中的進(jìn)出進(jìn)給；平旋盤(pán)上刀具的徑向進(jìn)給；主軸箱的升降，即垂直進(jìn)給；工作臺(tái)的橫向和縱向進(jìn)給。這些進(jìn)給運(yùn)動(dòng)都可以進(jìn)行手動(dòng)或機(jī)動(dòng)。（

14、3）輔助運(yùn)動(dòng)：回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)；主軸箱、工作臺(tái)等的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)上的快速調(diào)位移動(dòng)；后立柱的縱向調(diào)位移動(dòng)；尾座的垂直調(diào)位移動(dòng)。t68鏜床的主要結(jié)構(gòu)有：鏜床在加工時(shí)，一般是將工件固定在工作臺(tái)上，由鏜桿或平旋盤(pán)上固定的刀具進(jìn)行加工。（1）前立柱：固定地安裝在床身的右端，在它的垂直導(dǎo)軌上裝有可上下移動(dòng)的主軸箱。（2）主軸箱：其中裝有主軸部件，主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及操縱機(jī)構(gòu)。（3）后立柱：可沿著床身導(dǎo)軌橫向移動(dòng)，調(diào)整位置，它上面的鏜桿支架可與主軸箱同步垂直移動(dòng)。如有需要，可將其從床身上卸下。（4）工作臺(tái)：由下滑座，上滑座和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)三層組成。下滑座可沿床身頂面上的水平導(dǎo)軌作縱向移動(dòng)，上溜板可沿下滑座

15、頂部的導(dǎo)軌作橫向移動(dòng)，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以上滑座的環(huán)形導(dǎo)軌上繞垂直軸線轉(zhuǎn)位，能使要件在水平面內(nèi)調(diào)整至一定角度位置，以便在一次安裝中對(duì)互相平等或成一角度的孔與平面進(jìn)行加工。2.2 t68臥式鏜床的運(yùn)行方式與電控要求鏜床的加工范圍廣，運(yùn)動(dòng)部件多，調(diào)速范圍寬。而進(jìn)給運(yùn)動(dòng)確定了切削量，切削量又與主軸轉(zhuǎn)速、刀具、工件材料、加工精度等有關(guān)。所以一般臥式鏜床主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)主軸電機(jī)拖動(dòng)，由各自傳動(dòng)鏈傳動(dòng)。為縮短輔助時(shí)間，鏜頭架上、下，工作臺(tái)前、后、左、右及鏜軸的進(jìn)、出運(yùn)動(dòng)除工作進(jìn)給外，還應(yīng)有快速移動(dòng)，由快速移動(dòng)電機(jī)拖動(dòng)。t68臥式鏜床控制要求是：（1）主軸旋轉(zhuǎn)與進(jìn)給量都有較寬的調(diào)速范圍，主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一

16、臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，為簡(jiǎn)化傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用雙速籠型異步電動(dòng)機(jī)。（2）由于各種進(jìn)給運(yùn)動(dòng)都有正反不同方向的運(yùn)轉(zhuǎn)，故主電機(jī)要求正、反轉(zhuǎn)。（3）為滿足調(diào)整工作需要，主電動(dòng)機(jī)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)的點(diǎn)動(dòng)控制。（4）保證主軸停車(chē)迅速、準(zhǔn)確，主電動(dòng)機(jī)應(yīng)有制動(dòng)停車(chē)環(huán)節(jié)。（5）主軸變速與進(jìn)給變速可在主電動(dòng)機(jī)停車(chē)或運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行。為便于變速時(shí)齒輪嚙合，應(yīng)變速低速?zèng)_動(dòng)過(guò)程。（6）為縮短輔助時(shí)間，各進(jìn)給方向均能快速移動(dòng)，配有快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，采用快速電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)的點(diǎn)動(dòng)控制方式。（7）主電動(dòng)機(jī)為雙速電機(jī)，有高、低兩種速度供選擇，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)先經(jīng)低速啟動(dòng)。（8）由于運(yùn)動(dòng)部件多，應(yīng)設(shè)有必要的聯(lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)。3 t68臥式鏜床的電氣控制原理

17、分析3.1 t68臥式鏜床電路結(jié)構(gòu)（1）機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)共用一臺(tái)雙速電動(dòng)機(jī)m15.5/7.5kw，（1440/2900）r/min來(lái)拖動(dòng)。用主軸變速操作機(jī)構(gòu)內(nèi)的行程開(kāi)關(guān)sq控制時(shí)間繼電器kt，用三個(gè)接觸器km4和km5、km6控制定子繞組的“-yy”接線轉(zhuǎn)換，以實(shí)現(xiàn)高、低速的轉(zhuǎn)換。低速時(shí)，電動(dòng)機(jī)可直接啟動(dòng)。高速時(shí)，采用先低速起動(dòng)，而后自動(dòng)轉(zhuǎn)換為高速運(yùn)行的二級(jí)控制，以減少起動(dòng)電流。（2）主電動(dòng)機(jī)m1能逆運(yùn)行，并可正、反向點(diǎn)動(dòng)及反接制動(dòng)，在點(diǎn)動(dòng)、制動(dòng)以及變速過(guò)程的脈動(dòng)慢轉(zhuǎn)時(shí)，線路中均串接限流電阻r，以減少起動(dòng)和制動(dòng)電流。（3）主軸和進(jìn)給變速均可在運(yùn)行中進(jìn)行。只要進(jìn)行變速，主電動(dòng)機(jī)m1就脈動(dòng)緩

18、慢旋轉(zhuǎn)，以利于齒輪的嚙合。主軸變速時(shí)，電動(dòng)機(jī)的脈動(dòng)旋轉(zhuǎn)是通過(guò)行程開(kāi)關(guān)sq1和sq2，進(jìn)給變速是通過(guò)行程開(kāi)關(guān)sq3和sq4以及速度繼電器kr來(lái)共同完成。（4）為縮短機(jī)床加工的輔助工作時(shí)間，主軸箱、工作臺(tái)、主軸以單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)m2（2.2kw）拖動(dòng)起快速移動(dòng)。它們之間的機(jī)動(dòng)進(jìn)給有機(jī)械和電氣聯(lián)鎖保護(hù)。（5）為了保證準(zhǔn)確選擇所需運(yùn)動(dòng)(上滑座移動(dòng)、下滑座移動(dòng)、主軸移動(dòng)、主軸箱升降、工作臺(tái)回轉(zhuǎn))，夾緊和松開(kāi)由單獨(dú)的主軸箱油泵電機(jī)m3（0.75kw），工作臺(tái)油泵電機(jī)m4（0.5kw）拖動(dòng)。它們之間的機(jī)動(dòng)進(jìn)給有機(jī)械和電氣聯(lián)鎖保護(hù)。3.2 t68臥式鏜床電氣控制電路分析3.2.1 t68型臥式鏜床電氣控制系統(tǒng)原理

19、圖圖3-1為t68臥式鏜床電氣原理圖。3.2.2 主電路分析電源經(jīng)低壓斷路器qf引入，m1為主電動(dòng)機(jī)，由接觸器km1、km2控制其正、反轉(zhuǎn)；km6控制m1低速運(yùn)轉(zhuǎn)（定子繞組接成三角形，為4極），km7、km8控制m1高速運(yùn)轉(zhuǎn)（定子繞組接成雙星形，為2級(jí)）；km3控制m1反接制動(dòng)限流電阻。m2為快速移動(dòng)電機(jī)，由km4、km5控制其正反轉(zhuǎn)。熱繼電器fr作m1過(guò)載保護(hù)，熱繼電器fr1作m2過(guò)載保護(hù)。圖3-1 t68臥式鏜床電氣原理圖3.2.3控制電路分析由控制變壓器tc供給110v控制電路電壓，24v局部照明電壓及6.3v指示電路電壓。（1）m1主電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制由主電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器km1、km2

20、、正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按鈕sb3、sb4組成m1電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路。點(diǎn)動(dòng)時(shí)，m1三相繞組接成三角形且串入電阻r實(shí)現(xiàn)低速點(diǎn)動(dòng)。以正向點(diǎn)動(dòng)為例，合上電源開(kāi)關(guān)qf，按下sb3按鈕，km1線圈通電，主觸頭接通三相正向序電源，km1（4-14）閉合，km6線圈通電，電動(dòng)機(jī)m1三相繞組接成三角形，串入電阻r低速起動(dòng)。由于km1、km6此時(shí)都不能自鎖故為點(diǎn)動(dòng)，當(dāng)松開(kāi)sb3按鈕時(shí)，km1、km6相繼斷電，m1斷電而停車(chē)。反向點(diǎn)動(dòng)，由sb4、km2和km6控制。（2）m1電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制m1電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)由正反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕sb1、sb2操作，由中間繼電器ka1、ka2及正反轉(zhuǎn)接觸器km1、km2，并配合接觸器km3、km6

21、、km7、km8、來(lái)完成m1電動(dòng)機(jī)的可逆運(yùn)行控制。m1電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前，主軸變速，進(jìn)給變速均以完成，即主軸變速與進(jìn)給變速手柄置于推合位置，此時(shí)行程開(kāi)關(guān)sq1、sq3被壓下，觸頭sq1（10-1），sq3（5-10）閉合。當(dāng)選擇m1低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將主軸速度選擇手柄置于“低速”檔位，此時(shí)經(jīng)速度選擇手柄聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)使高低速行程開(kāi)關(guān)st處于釋放狀態(tài)，其觸頭sq（12-13）斷開(kāi)。按下sb1，ka1通電并自鎖，觸頭ka1（11-12）閉合，使km3通電吸合；觸頭km3（5-18）閉合與ka1（15-18）閉合，使km1線圈通電吸合，觸頭km1（4-14）閉合又使km6線圈通電。于是，m1電動(dòng)機(jī)定子繞組接成三角形，

22、接入正向序三相交流電源全電壓起動(dòng)低速正向運(yùn)行。反向低速起動(dòng)運(yùn)行是由sb2、ka2、km3、km2和km6控制的，其控制過(guò)程與正向低速運(yùn)行相類(lèi)似。（3）m1電動(dòng)機(jī)高低速的轉(zhuǎn)換控制行程開(kāi)關(guān)st是高低速的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，即sq的狀態(tài)決定m1是在三角形接線下運(yùn)行還是在雙星形接線下運(yùn)行。sq的狀態(tài)是由主軸孔盤(pán)變速機(jī)構(gòu)機(jī)械控制，高速時(shí)st被壓動(dòng)，低速時(shí)sq不被壓動(dòng)。以正向高速起動(dòng)為例，來(lái)說(shuō)明高低速轉(zhuǎn)換控制過(guò)程。將主軸速度選擇手柄置于“高速”檔，st被壓動(dòng)，觸頭sq（12-13）閉合，按下sb1按鈕，ka1線圈通電并自鎖，相繼使km3、km1和km6通電吸合，控制m1電動(dòng)機(jī)低速正向起動(dòng)運(yùn)行；在km3線圈通電的同時(shí)

23、kt線圈通電吸合，待kt延時(shí)時(shí)間到，觸頭kt（14-21）斷開(kāi)使km6線圈斷電釋放，觸頭kt（14-23）閉合使km7、km8線圈通電吸合，這樣，使m1定子繞組由三角形接法自動(dòng)換成雙星形接線，m1自動(dòng)由低速變高速運(yùn)行。由此可知，主電動(dòng)機(jī)在高速檔為兩級(jí)起動(dòng)控制，以減少電動(dòng)機(jī)高速檔起動(dòng)時(shí)的沖擊電流。反向高速檔起動(dòng)運(yùn)行，是由sb2、ka2、km3、kt、km2、km6和km7、km8控制的，其控制過(guò)程與正向高速起動(dòng)運(yùn)行相類(lèi)似。（4）m1電動(dòng)機(jī)的停車(chē)制動(dòng)控制由sb6停止按鈕、ks速度繼電器、km1和km2組成了正反向反接制動(dòng)控制電路。下面以m1電動(dòng)機(jī)正向運(yùn)行時(shí)的停車(chē)反接制動(dòng)為例加以說(shuō)明。若m1為正向低

24、速運(yùn)行，即由按鈕sb1操作，由ka1、km3、km1和km6控制使m1運(yùn)行。欲停車(chē)時(shí)，按下停止按鈕sb6，使ka1、km3、km1和km6相繼斷電釋放。由于電動(dòng)機(jī)m1正轉(zhuǎn)時(shí)速度繼電器ks-1（14-19）觸頭閉合，所以按下sb6后，使km2線圈通電并自鎖，并使km6線圈仍通電吸合。此時(shí)m1定子繞組仍接成三角形，并串入限流電阻r進(jìn)行反接制動(dòng)，當(dāng)速度將至ks復(fù)位轉(zhuǎn)速時(shí)ks-1（14-19）斷開(kāi)，使km2和km6斷電釋放，反接制動(dòng)結(jié)束。若m1為正向高速運(yùn)行，即由ka1、km3、km1、km7、km8控制下使m1運(yùn)轉(zhuǎn)。欲停車(chē)時(shí)，按下sb6按鈕，使ka1、km3、km1、kt、km7、km8線圈相繼斷電

25、，于是km2和km6通電吸合，此時(shí)m1定子繞組接成三角形，并串入不對(duì)稱(chēng)電阻r反接制動(dòng)。m1電動(dòng)機(jī)的反向高速或低速運(yùn)行時(shí)的反接制動(dòng)，與正向的類(lèi)似。都是m1定子繞組接成三角形法，串入限流電阻r進(jìn)行，由速度繼電器控制。（5）主軸及進(jìn)給變速控制t68臥式鏜床的主軸變速與進(jìn)給變速可在停車(chē)時(shí)進(jìn)行也可在運(yùn)行中進(jìn)行。變速時(shí)將變速手柄拉出，轉(zhuǎn)動(dòng)變速盤(pán)，選好變速之后，再將變速手柄推回。拉出變速手柄時(shí)，相應(yīng)的變速行程開(kāi)關(guān)不受壓；推回變速手柄時(shí)，相應(yīng)的變速行程開(kāi)關(guān)壓下，sq1、sq2為主軸變速用行程開(kāi)關(guān)，sq3、sq4為進(jìn)給變速用行程開(kāi)關(guān)。停車(chē)變速由sq1sq4、kt、km1、km2和km6組成主軸和進(jìn)給變速時(shí)的低速

26、脈動(dòng)控制，以便齒輪順利嚙合。下面以主軸變速為例加以說(shuō)明。因?yàn)檫M(jìn)給運(yùn)動(dòng)未進(jìn)行變速，進(jìn)給變速手柄處于推回狀態(tài)，進(jìn)給變速開(kāi)關(guān)st3、st4均為受壓狀態(tài)，觸頭st3（4-14）斷開(kāi)，sq4（17-15）斷開(kāi)。主軸變速時(shí)，拉出主軸變速手柄，主軸變速行程開(kāi)關(guān)sq1、sq2不受壓，此時(shí)觸頭sq1（4-14），sq2（17-15）由斷開(kāi)狀態(tài)變?yōu)榻油顟B(tài)，使km1通電并自鎖，同時(shí)也使km6通電吸合，則m1串入電阻r低速正向起動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到140r/min左右時(shí)，ks-1（14-17）常閉觸頭斷開(kāi)，ks-1（14-19）常開(kāi)觸頭閉合，使km1線圈斷電釋放，而km2通電吸合，且km6仍通電吸合。于是，m1進(jìn)行

27、反接制動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速降到100r/min時(shí)，速度繼電器ks釋放，觸頭復(fù)原ks-1（14-17）常閉觸頭由斷開(kāi)變?yōu)榻油?，ks-1（14-19）常開(kāi)觸頭由接通變?yōu)閿嚅_(kāi)，使km2斷電釋放，km1通電吸合，km6仍通電吸合，m1又正向低速起動(dòng)。由上訴分析可知：當(dāng)主軸變速手柄拉出時(shí)，m1正向低速起動(dòng)，而后又制動(dòng)為緩慢脈動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，以利齒輪嚙合。當(dāng)主軸變速完成將主軸變速手柄推回原位時(shí)，主軸變速開(kāi)關(guān)sq1、sq2壓下，使sq1、sq2常閉觸頭斷開(kāi)，sq1常開(kāi)觸頭閉合，則低速脈動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)停止。進(jìn)給變速時(shí)的低速脈動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)與主軸變速時(shí)相似，但此時(shí)起作用的是進(jìn)給變速開(kāi)關(guān)sq3和sq4。運(yùn)行中變速控制。主軸或進(jìn)給變速可以在停車(chē)狀態(tài)

28、下進(jìn)行，也可以在運(yùn)行中進(jìn)行變速。下面以m1電動(dòng)機(jī)正向高速運(yùn)行中的主軸變速為例，說(shuō)明運(yùn)行中變速的控制過(guò)程。m1電動(dòng)機(jī)在ka1、km3、kt、km1和km7、km8控制下高速運(yùn)行。此時(shí)要進(jìn)行主軸變速，欲拉出主軸變速手柄，主軸變速開(kāi)關(guān)sq1、sq2不再受壓，此時(shí)sq1（10-11）觸頭由接通變?yōu)閿嚅_(kāi)，sq1（4-14）、sq2（17-15）觸頭由斷開(kāi)變?yōu)榻油?，則km3、kt線圈斷電釋放，km1斷電釋放，km2通電吸合，km7、km8斷電釋放，km6通電吸合。于是m1定子繞組接為三角形聯(lián)結(jié)，串入限流電阻r進(jìn)行正向低速反接制動(dòng)，使m1轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)轉(zhuǎn)子下降到速度繼電器ks釋放轉(zhuǎn)速時(shí)，又由ks控制m1進(jìn)

29、行正向低速脈動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，以利齒輪嚙合。待推回主軸變速手柄時(shí)，sq1、sq2行程開(kāi)關(guān)壓下，st1常開(kāi)觸頭由斷開(kāi)變?yōu)榻油顟B(tài)。此時(shí)km3、kt和km1、km6通電吸合，m1先正向低速（三角形聯(lián)結(jié)）起動(dòng)，后在時(shí)間繼電器kt控制下，自動(dòng)轉(zhuǎn)為高速運(yùn)行。由上述可知，所謂運(yùn)行中變速是指機(jī)床拖動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)行中，可拉出變速手柄進(jìn)行變速，而機(jī)床電氣控制系統(tǒng)可使電動(dòng)機(jī)接入電氣制動(dòng)，制動(dòng)后又控制電動(dòng)機(jī)低速脈動(dòng)旋轉(zhuǎn)以利齒輪嚙合。待變速完成后，推回變速手柄又能自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行。（6）快速移動(dòng)控制主軸箱、工作臺(tái)或主軸的快速移動(dòng)，由快速手柄操縱并聯(lián)動(dòng)sq7、sq8行程開(kāi)關(guān)，控制接觸器km4或km5，進(jìn)而控制快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)m2正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)

30、現(xiàn)快速移動(dòng)。將快速手柄扳在中間位置，sq7、sq8均不被壓動(dòng)，m2電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。若將快速手柄扳到正向位置，st7壓下，km4線圈通電吸合，m2正轉(zhuǎn)，使相應(yīng)部件快速移動(dòng)。反之，若將快速手柄扳到反向位置，則sq8壓下，km5線圈通電吸合，m2反轉(zhuǎn)相應(yīng)部件獲得反向快速移動(dòng)。3.3 t68臥式鏜床采取單位保護(hù)措施t68臥式鏜床電氣控制電路具有完善的聯(lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)：（1）主軸箱或工作臺(tái)與主軸機(jī)動(dòng)進(jìn)給聯(lián)鎖。為了防止在工作臺(tái)或主軸箱進(jìn)給時(shí)出現(xiàn)將主軸或平旋盤(pán)刀具溜板也扳到機(jī)動(dòng)進(jìn)給的誤操作，安裝有與工作臺(tái)、主軸箱進(jìn)給操作手柄有機(jī)械聯(lián)動(dòng)的行程開(kāi)關(guān)sq5，在主軸箱上安裝了與主軸進(jìn)給手柄、平旋盤(pán)刀具溜板進(jìn)給手柄有機(jī)械聯(lián)

31、動(dòng)的行程開(kāi)關(guān)sq6。若工作臺(tái)或主軸箱的操縱手柄扳在機(jī)動(dòng)進(jìn)給時(shí)，壓下st5，其常閉觸頭sq5（3-4）斷開(kāi)，若主軸或平旋盤(pán)刀具溜板進(jìn)給操縱手柄扳在機(jī)動(dòng)進(jìn)給時(shí)，壓下sq6，其常閉觸頭sq6（3-4）斷開(kāi)，所以，當(dāng)這兩個(gè)進(jìn)給操作手柄中的任何一個(gè)扳在機(jī)動(dòng)進(jìn)給位置時(shí)，電動(dòng)機(jī)m1和m2都可起動(dòng)運(yùn)行。但若兩個(gè)進(jìn)給操作手柄同時(shí)扳在機(jī)動(dòng)進(jìn)給位置時(shí)，sq5、sq6常閉觸頭都斷開(kāi)，切斷了控制電路電源，電動(dòng)機(jī)m1、m2無(wú)法起動(dòng)，也就避免了誤操作造成事故的危險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)了聯(lián)鎖保護(hù)作用。（2）m1電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制、高低速控制、m2電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制均設(shè)有互鎖控制環(huán)節(jié)。（3）熔斷器fu1fu4實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)；熱繼電器fr實(shí)現(xiàn)m1

32、過(guò)載保護(hù)；電路采用按鈕、接觸器或繼電器構(gòu)成的自鎖環(huán)節(jié)具有欠電壓與零電壓保護(hù)作用。4 t68臥式鏜床plc改造4.1 plc的選擇隨著plc技術(shù)的發(fā)展，plc產(chǎn)品的種類(lèi)也越來(lái)越多，而且功能也日趨完善。其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等各有所不同，適用的場(chǎng)合也各有所側(cè)重。因此，合理的選擇plc，對(duì)于提高plc控制系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要意義。plc的選擇原則如下：（1）plc機(jī)型選擇機(jī)型選擇基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的前提下，力爭(zhēng)最佳性能價(jià)格比。其中包括：合理的結(jié)構(gòu)形式、安裝方式的選擇、相當(dāng)?shù)墓δ芤?、響?yīng)速度的要求、系統(tǒng)可靠的要求和機(jī)型統(tǒng)一的要求。（2）plc容

33、量的選擇 plc的容量包括i/o點(diǎn)數(shù)和用戶存儲(chǔ)容量?jī)蓚€(gè)方面。（3）i/o模塊的選擇不同的i/o模塊其電路及功能也不同，會(huì)直接影響plc的應(yīng)用范圍和價(jià)格。在選擇時(shí)包括對(duì)開(kāi)關(guān)量輸入模塊的選擇，例如：輸入信號(hào)類(lèi)型極電壓等級(jí)、輸入接線方式、同時(shí)接通輸入點(diǎn)數(shù)量。對(duì)開(kāi)關(guān)量輸出模塊選擇，例如：輸出方式、輸出接線方式、輸出電流選擇、同時(shí)接通輸出點(diǎn)數(shù)量和最大負(fù)載電流和負(fù)載類(lèi)型。（4）電源模塊及其外設(shè)的選擇主要包括：電源模塊的選擇、編程器的選擇、寫(xiě)入器的選擇。根據(jù)圖3-1可知,主要對(duì)主電機(jī)、快速電機(jī)進(jìn)行控制。為了使設(shè)計(jì)整體化，本設(shè)計(jì)只對(duì)電氣控制電路部分進(jìn)行plc改造，因此手動(dòng)控制鏜床照明燈el的線路和通電指示燈h

34、l的電路用外接電路解決,不必通過(guò)plc控制。采用s7-200 型plc控制系統(tǒng)取代t68電氣控制線路,主電機(jī)與快速電機(jī)的主電路仍采用圖3-1的主電路。對(duì)主軸電動(dòng)機(jī)的具體控制要求是:正反向點(diǎn)動(dòng)控制,正反向長(zhǎng)動(dòng)低速控制,正反向長(zhǎng)動(dòng)高速控制,低速正轉(zhuǎn)停車(chē)控制,低速反轉(zhuǎn)停車(chē)控制,高速正反轉(zhuǎn)停車(chē)控制，主軸、進(jìn)給變速脈動(dòng)控制。有過(guò)載和短路保護(hù)。對(duì)進(jìn)給、快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)的具體控制要求是:正反轉(zhuǎn)控制,短路保護(hù)。在圖3-1中的開(kāi)關(guān)器件（sb1、sb2等）等對(duì)應(yīng)plc面板接口；對(duì)t68鏜床的電氣控制要求的分析，確定plc 輸入的信號(hào)有16個(gè),plc輸出給外部的信號(hào)有14個(gè),根據(jù)s7-200-cpu226的最大i/o

35、配置, 它具有24個(gè)輸入口和16個(gè)輸出口，輸出口為繼電器型，其性能完全滿足t68臥式鏜床的工作需要，因此選用s7-200-cpu226（其主要技術(shù)指標(biāo)如表4-1所示）。表4-1 cpu22x（cpu226）主要技術(shù)指標(biāo)表型號(hào)cpu226程序/字4096用戶數(shù)據(jù)/字2560用戶儲(chǔ)存器類(lèi)型eefprom本機(jī)i/o17入/15出數(shù)字量i/o映像區(qū)大小/bit256模擬量i/o映像區(qū)大小/bit32入/32出i/o映像寄存器/bit1281/和128q順序控制繼電器/bit256下表4-2是本次設(shè)計(jì)所用到電氣元件：表4-2電氣元件一覽表符號(hào)數(shù)量名稱(chēng)及用途m11主電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)用m21快速

36、移動(dòng)用電機(jī)qs1電源引入開(kāi)關(guān)qf1低壓斷路器fu2、fu3、fu43熔斷器km1、km22主電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)用接觸器km31限流電阻短路用接觸器km4、km52快速電機(jī)正反轉(zhuǎn)用接觸器km6、km7、km83主電動(dòng)機(jī)高低速轉(zhuǎn)換用接觸器el136v安全電壓局部照明燈hl16.3v電源接通指示燈sq5、sq62行程開(kāi)關(guān)，主軸箱或工作臺(tái)與主軸機(jī)動(dòng)進(jìn)給聯(lián)鎖sb61m1電機(jī)停止按鈕sb11主電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕ka1、ka22電磁式中間繼電器sb21主電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕kt1時(shí)間繼電器ks-1、ks-22速度繼電器sb3、sb42主電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按鈕sq1、sq22主軸變速用行程開(kāi)關(guān)sq3、sq42進(jìn)給變速用

37、行程開(kāi)關(guān)sq5、sq62主軸箱、工作臺(tái)限位行程開(kāi)關(guān)st7、st82快速電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)用限位開(kāi)關(guān)r1點(diǎn)動(dòng)、高速啟動(dòng)，制動(dòng)用限流電阻kt2通電、斷電延時(shí)時(shí)間繼電器fr2主電動(dòng)機(jī)、進(jìn)給電機(jī)過(guò)載保護(hù)用熱繼電器plc1可編程控制器4.2 i/o地址分配4.2.1 i/o地址分配表將外接的16個(gè)現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)和14個(gè)輸出信號(hào)分配給plc 的io地址(接線端子號(hào)) , 時(shí)間繼電器和兩個(gè)中間繼電器均用輔助繼電器代替，所用到的i/o地址分配如表4-3所示。表4-3 i/o地址分配表輸入信息輸出信息名稱(chēng)代號(hào)編號(hào)名稱(chēng)代號(hào)編號(hào)主軸電機(jī)m1熱繼電器fri0.0主電機(jī)m1正轉(zhuǎn)接觸器km1q0.0主軸電動(dòng)機(jī)m1正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕sb

38、1i0.1主電機(jī)m1反轉(zhuǎn)接觸器km2q0.1主軸電動(dòng)機(jī)m1正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕sb2i0.2限流電阻接觸器km3q0.2主軸電動(dòng)機(jī)m1正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按鈕sb3i0.3主軸電機(jī)m2正轉(zhuǎn)接觸器km4q0.3主軸電動(dòng)機(jī)m1反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按鈕sb4i0.4主軸電機(jī)m2反轉(zhuǎn)接觸器km5q0.4主軸電動(dòng)機(jī)m1停止按鈕sb6i0.5主軸電機(jī)m1低速運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器km6q0.5主軸電動(dòng)機(jī)高低速轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)sqi0.6主軸電機(jī)m1高速正轉(zhuǎn)接觸器km7q0.6主軸變速行程開(kāi)關(guān)sq1i0.7主軸電機(jī)m1高速反轉(zhuǎn)接觸器km8q0.7主軸變速行程開(kāi)關(guān)sq2i1.0進(jìn)給電機(jī)過(guò)載報(bào)警hl1q1.0進(jìn)給變速制動(dòng)停止行程開(kāi)關(guān)sq3i1.1主軸電機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)

39、行指示燈hl2q1.1進(jìn)給變速制動(dòng)停止行程開(kāi)關(guān)sq4i1.2主軸電機(jī)正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行指示燈hl3q1.2工作臺(tái)或主軸箱機(jī)動(dòng)進(jìn)給行程開(kāi)關(guān)sq5i1.3主軸電動(dòng)機(jī)高低速運(yùn)行指示燈hl4q1.3主軸或花盤(pán)刀架機(jī)動(dòng)進(jìn)給行程開(kāi)關(guān)sq6i1.4快速電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行指示燈hl5q1.4快速移動(dòng)正轉(zhuǎn)行程開(kāi)關(guān)sq7i1.5主軸電機(jī)過(guò)載報(bào)警hl6q1.5快速移動(dòng)反轉(zhuǎn)行程開(kāi)關(guān)sq8i1.6主軸電機(jī)m2熱繼電器fr2i1.74.2.2 i/o接線圖根據(jù)i/o地址分配表繪制i/o接口線路圖。如圖4-2所示：圖4-2 t68臥式鏜床i/o接口圖4.3 plc程序設(shè)計(jì)4.3.1 主電路plc控制程序設(shè)計(jì)t68臥式鏜床電控系統(tǒng)

40、主電路控制原理圖見(jiàn)圖3-1所示：（1）m1主電動(dòng)機(jī)的低速運(yùn)行控制（以正轉(zhuǎn)為例說(shuō)明）按下sb1，使中間繼電器ka1得電并自鎖，同時(shí)ka1常開(kāi)觸點(diǎn)（5-6）、（15-18）同時(shí)閉合，使km3線圈得電，同時(shí)km3常開(kāi)觸點(diǎn)閉合（15-18），使km1線圈得電，電動(dòng)機(jī)低速正傳。按下sb6，使ka1、km1、km3和km6相繼斷電釋放，同時(shí)ks-1（14-19）觸點(diǎn)閉合，使km2線圈得電并自鎖，并使km6線圈得電吸合，串入電阻r進(jìn)行反接制動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降至速度繼電器ks復(fù)位轉(zhuǎn)速時(shí)ks-1（14-19）斷開(kāi)，使km2、km6斷電釋放，反接制動(dòng)結(jié)束。根據(jù)以上分析及其工作原理得主電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行流程圖如圖4-3

41、所示：圖4-3主軸電機(jī)低速運(yùn)行工作流程圖主軸電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行plc控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)有8個(gè)，其中有2個(gè)起動(dòng)按鈕，1個(gè)停止按鈕，4個(gè)行程開(kāi)關(guān)， 1個(gè)熱繼電器。輸出信號(hào)有5個(gè)， 2個(gè)主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的交流接觸器km1、km2，2個(gè)主軸電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)的交流接觸器km3、km6，1個(gè)運(yùn)行指示燈hl2。根據(jù)以上信息可以繪制出主軸電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行的i/o接口圖，如圖4-4所示：圖4-4 主軸電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)i/o接口圖 根據(jù)控制要求及i/o接口圖可以繪制出主軸電機(jī)低速正向運(yùn)行的梯形圖如圖4-5所示、反向運(yùn)行的梯形圖如圖4-6所示：圖4-5 主軸電機(jī)低速正向控制梯形圖圖4-6 主軸電機(jī)低速反向控制梯形圖（2）主軸電

42、動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制按下sb3，使km1得電但是并沒(méi)有自鎖，電動(dòng)機(jī)m1正轉(zhuǎn)；當(dāng)手放開(kāi)時(shí)，km1失電，電動(dòng)機(jī)m1停止。按下sb4，使km2得電但是并沒(méi)有自鎖，電動(dòng)機(jī)m1反轉(zhuǎn)；當(dāng)放開(kāi)手時(shí)，km2失電，電動(dòng)機(jī)m1停止。如圖4-7為點(diǎn)動(dòng)控制電氣部分電路圖。圖4-7 點(diǎn)動(dòng)控制電氣部分電路圖 根據(jù)以上敘述與工作原理得主軸電機(jī)m1點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行流程圖如圖4-8所示：圖4-8 主軸電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)流程圖主軸電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行plc控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)有5個(gè)，其中有2個(gè)起動(dòng)按鈕，2個(gè)行程開(kāi)關(guān)，1個(gè)熱繼電器；輸出信號(hào)有3個(gè)，2個(gè)主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的交流接觸器,1個(gè)運(yùn)行指示燈hl3。根據(jù)以上信息可以繪制出主軸電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行的i/o接口圖，如

43、圖4-9所示：圖4-9 主軸電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)i/o接口圖根據(jù)控制流程圖和i/o接口圖，繪制出主軸電機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制的梯形圖。如圖4-10、4-11所示：圖4-10 主軸電機(jī)點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)控制梯形圖圖4-11 主軸電機(jī)點(diǎn)動(dòng)反轉(zhuǎn)控制梯形圖（3）主軸電動(dòng)機(jī)高低速轉(zhuǎn)換控制 低速運(yùn)行時(shí)，當(dāng)?shù)汀⒏咚俎D(zhuǎn)換行程開(kāi)關(guān)st被壓下，時(shí)間繼電器kt得電，其延時(shí)斷開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)使km6失電，延時(shí)閉合觸點(diǎn)閉合使km7、km8得電，km7、km8的主觸點(diǎn)將電動(dòng)機(jī)的繞組接成雙星形并重新接入電源，從而使電動(dòng)機(jī)從低速轉(zhuǎn)為高速運(yùn)行。如圖4-12為主軸電機(jī)低速轉(zhuǎn)高速電氣部分電路圖。圖4-12 主軸電機(jī)低速轉(zhuǎn)高速電氣部分電路圖根據(jù)圖4-12主軸電機(jī)低速

44、轉(zhuǎn)高速電氣部分電路圖，繪出主軸電機(jī)低速轉(zhuǎn)高速工作流程圖4-13如圖所示：圖4-13 主軸電機(jī)低速轉(zhuǎn)高速流程圖主軸電動(dòng)機(jī)低速轉(zhuǎn)高速運(yùn)行plc控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)有8個(gè)，其中4個(gè)起動(dòng)按鈕，1個(gè)停止按鈕，2個(gè)行程開(kāi)關(guān)，1個(gè)熱繼電器。輸出信號(hào)有7個(gè)，其中5個(gè)電機(jī)相關(guān)運(yùn)行的交流接觸器，1個(gè)運(yùn)行指示燈hl4。根據(jù)以上信息可以繪制出主軸電動(dòng)機(jī)低速轉(zhuǎn)高速運(yùn)行的i/o接口圖，如圖4-14所示：圖4-14 主軸電動(dòng)機(jī)低速轉(zhuǎn)高速運(yùn)行的i/o接口圖根據(jù)i/o接口圖和控制流程圖，可以繪制出主軸電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)低速轉(zhuǎn)高速的梯形圖，見(jiàn)圖4-15。根據(jù)i/o接口圖和控制流程圖，可以繪制出主軸電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)低速轉(zhuǎn)高速的梯形圖，見(jiàn)圖4-16

45、。 圖4-15 主軸電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)低速轉(zhuǎn)高速的梯形圖圖4-16 主軸電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)低速轉(zhuǎn)高速的梯形圖4.3.2 進(jìn)給電機(jī)plc控制程序設(shè)計(jì)m2進(jìn)給電機(jī)的快速移動(dòng)的控制：主軸箱、工作臺(tái)或主軸的快速移動(dòng)，由快速手柄操縱并聯(lián)動(dòng)sq7、sq8行程開(kāi)關(guān)，控制接觸器km4或km5，進(jìn)而控制快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)m2正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)快速移動(dòng)。將快速手柄扳在中間位置，sq7、sq8均不被壓動(dòng)，m2電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。若將快速手柄扳到正向位置，st7壓下，km4線圈通電吸合，m2正轉(zhuǎn)，使相應(yīng)部件快速移動(dòng)。反之，若將快速手柄扳到反向位置，則sq8壓下，km5線圈通電吸合，m2反轉(zhuǎn)，相應(yīng)部件獲得反向快速移動(dòng)，如圖4-17進(jìn)給電機(jī)快速移動(dòng)部分電

46、氣電路圖。圖4-17 進(jìn)給電機(jī)快速移動(dòng)部分電氣電路圖根據(jù)進(jìn)給電機(jī)快速移動(dòng)的部分電氣原理圖4-17，繪制出進(jìn)給電機(jī)快速移動(dòng)的工作流程圖如圖4-18所示：圖4-18 進(jìn)給電機(jī)快速移動(dòng)的工作流程圖進(jìn)給電機(jī)快速移動(dòng)plc控制輸入信號(hào)共有5個(gè)，其中1個(gè)熱繼電器，4個(gè)行程開(kāi)關(guān)，輸出信號(hào)有3個(gè)。2個(gè)均為進(jìn)給電機(jī)快速移動(dòng)交流接觸器，1個(gè)為運(yùn)行指示燈。根據(jù)以上信息可以繪出進(jìn)給電機(jī)快速移動(dòng)的i/o接口圖如圖4-19所示：圖4-19 進(jìn)給電機(jī)快速移動(dòng)i/o接口圖根據(jù)進(jìn)給電機(jī)控制流程圖與進(jìn)給電機(jī)i/o接口圖，可以繪制出進(jìn)給電機(jī)快速移動(dòng)的梯形圖，如圖4-20、4-21所示：圖4-20 進(jìn)給電機(jī)快速正向移動(dòng)的梯形圖圖4-

47、21 進(jìn)給電機(jī)快速反向移動(dòng)的梯形圖4.3.3 過(guò)載信號(hào)報(bào)警顯示燈plc控制程序設(shè)計(jì)本plc改造設(shè)計(jì)了主軸電動(dòng)機(jī)和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)過(guò)載報(bào)警指示功能，原來(lái)的電氣原理圖中主軸電機(jī)和進(jìn)給電機(jī)都有熱繼電器進(jìn)行過(guò)載保護(hù)，但我們并不知道他什么時(shí)候過(guò)載，所以本plc改造設(shè)計(jì)了過(guò)載報(bào)警指示燈，當(dāng)主軸電機(jī)過(guò)載時(shí)，主軸電機(jī)過(guò)載保護(hù)指示燈就會(huì)一直閃爍，進(jìn)給電機(jī)過(guò)載時(shí)其指示燈亮，直到報(bào)警解除。 t68臥式鏜床進(jìn)給電機(jī)只是進(jìn)行短時(shí)間的工作，其過(guò)載的可能性很小；但是本plc改造設(shè)計(jì)從安全的角度出發(fā)，考慮到可能裝夾的工件過(guò)重，或是工件過(guò)大，在進(jìn)給過(guò)程中與機(jī)床部件碰撞、卡住，就會(huì)造成進(jìn)給電機(jī)無(wú)法拖動(dòng)而過(guò)載。具體的報(bào)警程序梯形圖設(shè)計(jì)如圖4-22所示：圖4-22 過(guò)載報(bào)警梯形圖4.3.4 系統(tǒng)plc程序梯形圖根據(jù)t68臥式鏜床的總體控制要求，設(shè)計(jì)出該電氣控制系統(tǒng)的梯形圖，如圖4-23。該程序共有34條支路，反映了原繼電器電路中各種邏輯內(nèi)容。在編制程序過(guò)程中，該程序及plc硬件接線不僅保證了原繼電器電路的工作邏輯關(guān)系還充分考慮了系統(tǒng)安全性，運(yùn)用了具有互鎖、過(guò)載報(bào)警、運(yùn)行指示功能的設(shè)計(jì)，如主軸電機(jī)梯形圖中分別串聯(lián)上了q0.0和q0.