X62W萬能銑床畢業(yè)論文

1、畢業(yè)設(shè)計設(shè)計題n : X62W萬能桃床電毛控制的PLC改逢糸別：機電工程與技術(shù)糸專業(yè)：機電體化班級：機電3093班名：學(xué)號：指導(dǎo)老師:克成肘間:2012年5月摘要銃床可以用來加工平面、斜面、溝槽，裝上分度頭可以銃切直齒齒輪和 螺旋面，裝上圓工作臺還可以銃切凸輪和弧形槽。所以銃床在金屬切削機床 中占有很大的比重，使用數(shù)量僅次于車床。PLC是以計算機技術(shù)為技術(shù)核心的 通用自動控制裝置，在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。它是將邏輯運算，順 序控制，時序和計數(shù)以及算數(shù)運算等控制程序，用一串指令的形式存放到存 儲器中，然后根據(jù)存儲的控制內(nèi)容，經(jīng)過模擬，數(shù)字等輸入輸出部件，對生 產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)過程進行控制的裝置

2、。在電氣控制系統(tǒng)中，故障的查找于排除是非常困難的，特別是在繼電器 接觸式控制系統(tǒng)，由于定期開展線路觸點多、線路復(fù)雜、故障率高、檢修周 期長，給生產(chǎn)與維護帶來諸多不便，嚴(yán)重地影響生產(chǎn)。而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)常變動的工藝條件。為了使銃床控制穩(wěn)定與可靠，具有極高的可靠性和靈活性，更容易檢修, 更能適應(yīng)經(jīng)常變動的工藝條件，取得較好的經(jīng)濟效益，所以對原來的繼電器 接觸模式模擬控制系統(tǒng)進行PLC改造。關(guān)鍵詞：X62W；電氣控制；PLC-可編程控制器；梯形圖摘要2一、銃床特點及電氣控制線路分析41.1 銃床簡介51.2 X62W

3、萬能銃床51.3 電器元件設(shè)備71.4電力拖動特點及控制要求81.5 電氣控制線路91.6電氣控制線路分析10 主電路分析10 控制電路分析10 冷卻和照明控制12二、X62W萬能銃床電氣控制線路PLC的硬件改造132. 1X62W銃床PLC控制系統(tǒng)的分析132.2 PLC的選型及校驗132.3 PLC的I/O端口的分配142.4 系統(tǒng)控制的安裝設(shè)計15三、X62W萬能銃床電氣控制線路PLC的軟件改造163.1梯形圖控制分析16 主軸控制電路分析17 進給控制電路分析17四、PLC控制相對于電氣控制的優(yōu)點18五、致謝19參考文獻20一、銃床特點及電氣控制線路分析饒床簡介銃削是一種高效率的加工方

4、式，銃刀的旋轉(zhuǎn)是主運動，工作臺的上下、左右、前后運 動都是進給運動，其他的運動，如工作臺的旋轉(zhuǎn)運動則是輔助運動。銃床的種類很多，按照結(jié)構(gòu)型式和加工性能的不同，可分為立式銃床、臥式銃床、仿 形銃床、龍門銃床和專用銃床等。萬能銃床是一種通用的多用途機床，它可以用圓柱銃刀、圓片銃刀、角度銃刀、成型 銃刀及端面銃刀等工具對各種零件進行平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工，還可以加 裝萬能銃頭和圓工作臺來擴大加工范圉。口前，萬能銃床常用的有兩種，一種是X62W型 臥式萬能銃床，銃頭水平放置：另一種是X52K型立式萬能銃床，銃頭垂直放置。這兩種 銃床結(jié)構(gòu)大體相似，差別在于銃頭的放置方向不同，而工作臺進給方式

5、，主軸變速的工作 原理等都一樣，電氣控制線路經(jīng)過系列化以后，也是一樣的，只不過容量不同。X 6? W該銃床型號意義萬能2號機床（用0、1、2、3號表示I：作臺而長與宣）圖1.11.2 X62W萬能銃床X62W萬能銃床是一種通用的多用途機床，它可以進行平面、斜面、螺旋面及成型表面 的加工，是一種較為精密的加工設(shè)備，它釆用繼電接觸器電路實現(xiàn)電氣控制。其操作是通 過手柄同時操作電氣與機械，以達到機電緊密配合完成預(yù)定的操作，是機械與電氣結(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床。X62W型萬能銃床的結(jié)構(gòu)主要由床身、主軸、刀桿、懸梁、刀桿支架、工作臺、回轉(zhuǎn)盤、 橫溜板、升降臺、底座等兒部分組成

6、。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。 溜板上部有可移動的回轉(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)整位置或進給。銃床主軸帶動銃刀的旋轉(zhuǎn)運動時主運動； 銃床工作臺的前后（橫向）、左右（縱向）和上下（垂直）6個方向的運動是進給運動；銃 床的其他運動，如工作臺的訊轉(zhuǎn)運動則屬于輔助運動。此外，由于回轉(zhuǎn)盤可繞中心轉(zhuǎn)過一個角度（通常是±45° ）,因此工作臺在水平面上 除

7、了能在平行于或垂直于主軸軸線方向進給，還能在傾斜方向進給，可以加工螺旋槽，故 稱萬能銃床。X62W萬能銃床特點：(1) 能完成很多普通機床難以加工或者根本不能加工的復(fù)雜型面的加工。(2) 釆用X62W銃床可以提高零件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品的質(zhì)量。(3) 釆用X62W可以比普通機床提高23倍生產(chǎn)率，對復(fù)朵零件的加工，生產(chǎn)率可 以提高十兒倍甚至兒十倍。(4) 大大的減輕了工人的勞動強度。SB2SB4 SB65 4 32-7X62萬能銃床外形結(jié)構(gòu)圖Is 2縱向1：作臺進給于動于輪和操縱于柄。3. 15主軸停止按鈕。 4 17主軸啟動按鈕。5、14-J：作臺快 速移動按鈕。6工作臺橫向進給于動于輪。7-

8、J：作臺升降進給手動搖把。8自動進給變速于柄。9- 1：作臺 升降.橫向進給于柄。10油泵開關(guān)。11 一電源開關(guān)。12主軸瞬時沖動于柄。13照明開關(guān)。16主軸調(diào) 速轉(zhuǎn)盤。1.3電器元件設(shè)備X62W萬能銃床電器元件明細表代號元件名稱型號規(guī)格數(shù)繪用途Ml主軸電動機Y132M-4-B37.5KW. 380V、1450r/mm1驅(qū)動主軸M2進給電動機Y90L-41.5KW. 380V、1100r/mm1驅(qū)動進給M3冷卻泵電動機JCB-22125Wx 380V> 2790r/min1驅(qū)動冷卻泵QS1開關(guān)HZ10-60/3J60Ax 380V1電源總開關(guān)QS2開關(guān)HZ10-60/3J10Ax 380

9、V1照明開關(guān)SA1開關(guān)HZ10-10/3J10Ax 380V1圓工作臺開關(guān)SA2開關(guān)HZ3-133lOAs 380V1冷卻泵開關(guān)SA4開關(guān)HZ3-13310A. 380V1Ml換相開關(guān)FU1熔斷器RL1-6060Ax 熔體 50A3電源短路保護FU2熔斷器RL1-1515Ax 熔體0A3進給短路保護FU3熔斷器RL1-1515Ax熔體4A1整流.控制短路保護FU4熔斷器RL1-1515Ax熔體2A1直流.照明短路保護FR1熱繼電器JR0-10整定電流16A1Ml過載保護FR2熱繼電器JR10-10整定電流34A1M2過載保護FR3熱繼電器JR10-10整定電流0. 43A1M3過載保護TC變壓

10、器BK-1505A. 50V1控制電路電源KM1接觸器CJ0-2021Ax 110V1主軸啟動、Ml正反轉(zhuǎn)KM2接觸器CJ0-1010Ax 110V1主軸的制動與變速沖動KM3接慫器CJ0-1010Ax 110V1M2的向前、向下.向右移動KM4接觸器CJ0-1010A. 110V1M2的向后、向上.向左移動KM5接觸器CJ0-1010A. 110V1快速進給KM6接儺器CJ0-1010Ax 110V1冷卻泵電動機M3SB1> SB2按鈕LA2綠色2啟動MlSB3x SB4按鈕LA2紅色2停止、制動SB5、 SB6按鈕LA2黑色2快速進給點動SQ7位置開關(guān)LX3-11K1主軸變速沖動開關(guān)

11、SQ5位置開關(guān)LX3-11K1進給沖動開關(guān)SQ3位置開關(guān)LX2-1311M2正.反轉(zhuǎn)及聯(lián)鎖SQ4位置開關(guān)LX2-1311、SQ2位置開關(guān)LX2-1311、SQ1位置開關(guān)LX2-1311、1.4電力拖動特點及控制要求1、主軸電動機需要正反轉(zhuǎn)，但方向的改變并不頻繁。根據(jù)加工工藝的要求，有的工 件需要順銃（電動機正轉(zhuǎn)），有的工件需要逆銃（電動機反轉(zhuǎn)）。大多情況下是一批或多批 工件只用一種方向銃削，并不需要經(jīng)常改變電動機的轉(zhuǎn)向。因此，可用電源相序轉(zhuǎn)換開關(guān) 實現(xiàn)主軸電動機的正反轉(zhuǎn)，節(jié)省一個反向轉(zhuǎn)動接觸器。2、銃刀的銃削是一種不連續(xù)的切削，容易使機械傳動系統(tǒng)發(fā)生振動，為了避免這種 現(xiàn)象，在主軸傳動系統(tǒng)中裝

12、有慣性輪但在高速切削后，停車很費時間，故釆用電磁離合器 制動。3、工作臺既可以做六個方向上的進給，乂可以在六個方向上快速移動。4、為了防止刀具和機床的損壞，要求只有主軸旋轉(zhuǎn)后，才允許有進給運動。為了減 小加工工件表面的粗糙度，只有進給停止后主軸才能停止或同時停止。本機床在電氣上采 用了主軸和進給同時停止的方式，但山于主軸運動的慣性很大，實際上就保證了進給運動 先停止，主軸運動后停止的要求。5、主軸運動和進給運動采用變速盤來進行速度選擇，為保證變速齒輪進入良好嚙合 狀態(tài)，兩種運動都要求變速后作瞬時點動。1.5 電氣控制線路X62W萬能銃床的電氣控制線路。分為主電路，控制電路和照明電路三部分。X6

13、2W萬能銃床電氣控制電路圖1.6電氣控制線路分析 主電路分析主電路中共有三臺電動機，Ml是主電動機，拖動主軸帶動銃刀進行銃削加工；M2是 工作臺進給電動機，拖動升降臺及工作臺進給；H3是冷卻泵電動機，供應(yīng)冷卻液。每臺電 動機均有熱繼電器作過載保護。 控制電路分析控制電路的電源由控制變壓器TC輸出UOV電壓供電。1、主軸電動機的控制 為了操作方便，主軸電動機采用兩地控制方式，一組 安裝在工作臺上；另一組安裝在床身上。SB1和SB2是兩組啟動按鈕并接在一起，SB3和 SB4是兩組停止按鈕審接在一起。KM1是主軸電動機Ml的啟動接觸器，SQ7是主軸變速時 瞬時點動的位置開關(guān)。主軸電動機是經(jīng)過彈性聯(lián)軸

14、器和變速機構(gòu)的齒輪傳動鏈來實現(xiàn)傳動 的，可使主軸具有18級不同的轉(zhuǎn)速（301500r/min）。（1）主軸電動機Ml的啟動 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,再把主軸轉(zhuǎn)換開關(guān)SA4扳到所需要的旋轉(zhuǎn)方向，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Ml啟動運轉(zhuǎn)，KM1常開輔助觸頭 閉合，為工作臺進給電路提供了電源。SA4的功能見表1. 1所示：正轉(zhuǎn)時SA4-2, SA4-3兩開關(guān)觸點分別接通，反轉(zhuǎn)時SA4-1, SA4-4分別接通，停止時都不接通。、位正轉(zhuǎn)停止反轉(zhuǎn)SA4-1+SA4-2+SA4-3+SA4-4+表1.1主軸

15、轉(zhuǎn)換開關(guān)位置表（2）主軸電動機Ml的制動 當(dāng)銃削完畢，需 要主軸電動機Ml停止時，按停止按鈕SB3 （或SB4）, SB31 （或SB41）常閉觸頭分斷，接觸器KM1 線圈失電，KM1觸頭復(fù)位，電動機Ml斷電慣性運 轉(zhuǎn)，SB32 （或SB-12）常開觸頭閉合，KM2線圈 得電，KM2連鎖觸頭分斷對KM1的連鎖，KM2自鎖 觸頭閉合自鎖，KM2主觸頭閉合，電動機Ml串接R 反接制動，至電機轉(zhuǎn)速下降到一定值（100i7min 左右）時，KS常開觸頭分斷，KM2線圈失電，KM2連鎖觸頭閉合，接觸連鎖。KM2自鎖觸 頭分斷，解除自鎖。KM2主觸頭分斷，電動機Ml脫離電源停轉(zhuǎn)，制動結(jié)束。（3）主軸變速時

16、的沖動控制主軸變速時的沖動控制，是利用變速手柄與沖動行程開關(guān)SQ7通過機械上的聯(lián)動機構(gòu)進行控制的。將變速手柄拉開，嚙合好的齒輪脫離，可以用變速盤調(diào)整所需要的轉(zhuǎn)速（實質(zhì)是改變 齒輪的傳動比），然后將變速手柄推回原位，使變了傳動比的齒輪組重新嚙合。山于齒與 齒之間的位置不能剛好對上，因而造成嚙合困難。若在嚙合時齒輪系統(tǒng)沖動一下，嚙合將 十分方便。當(dāng)手柄推進時，手柄上裝的凸輪將彈簧桿推動一下乂返回，而彈簧桿乂推動一 下位置開關(guān)SQ7, SQ7的常閉觸頭SQ7-2先斷開，而后常開觸頭SQ7-1閉合，使接觸器KM1通電吸合，電動機Ml啟動，但緊接著凸輪放開彈簧桿，SQ7復(fù)位，常開觸頭SQ7-1先斷開,

17、常閉觸頭SQ7-2后閉合，電動機斷電。此時并未采取制動措施，故電動機Ml產(chǎn)生一個 沖動齒輪系統(tǒng)的力，足以使齒輪系統(tǒng)抖動，保證了齒輪的順利嚙合。2、工作臺進給電動機的控制轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1是控制圓工作臺的，在不需要圓工作臺運動時，轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1扳到“斷 開”位置，此時SA1-1閉合，SA1-2斷開，SA1-3閉合；當(dāng)需要圓工作臺運動時，將轉(zhuǎn)換 開關(guān)SA1扳到“接通”位置，則SA1-1斷開，SA1-2閉合,SA1-3斷開。SA1的功能如表接通斷開SAM+SA 1-2+SAI-3+（1）工作臺縱向進給工作臺的左右（縱向）運動表1.2圓工作臺開關(guān)位置1. 2所示:是由“工作臺縱向操作手柄”來控制。手柄有三

18、個位置: 向左、向右、零位（停止），其控制關(guān)系見表1.3。當(dāng)手 柄扳到向左或向右位置時，手柄有兩個功能，一是壓下 位置開關(guān)SQ1或SQ2,二是通過機械機構(gòu)將電動機的傳動 鏈撥向工作臺下面的絲杠上，使電動機的動力唯一的地 傳到該絲杠上，工作臺在絲杠的帶動下作左右進給。在位左停右SQ1-1+SQ1-2+SQ2-1+SQ2-2十表1.3工作臺縱向進給開關(guān)位置工作臺兩端各設(shè)置一塊擋鐵，當(dāng)工作臺縱向移動到極限位置時，擋鐵撞動縱向操作手柄, 使它回到中間位置，工作臺停止運動，從而實現(xiàn)縱向運動的終端保護。1）工作臺向右運動主軸電動機Ml啟動后，將操縱手柄向右扳，其聯(lián)動機構(gòu) 壓到位置開關(guān)SQ1,常開觸頭SQ1

19、-1閉合，常閉觸頭SQ1-2 斷開，接觸器KM3通電吸合；電動機M2正轉(zhuǎn)啟動，帶動 工作臺向右進給。2）工作臺向左進給 控制過程與向右相似，只是 將操作手柄撥向左，這時位置開關(guān)SQ2被壓著，SQ2-1 被圧著閉合，SQ2-2斷開，接觸器KM4通電吸合，電動機 反轉(zhuǎn)，工作臺向左進給。（2）工作臺升降和橫向（前后）進給操縱工作臺上下和前后運動時用同一手柄完 成的。該手柄有五個位置，即上、下、前.后和中間位置。當(dāng)手柄扳向向上或向下時，機 械上接通了垂直進給離合器；當(dāng)手柄扳向前或后時，機械上接通了橫向進給離合器；手柄 在中間位置時，橫向和垂直進給離合器均不接通。在手柄扳到向下或向就位置時，手柄通過機械

20、聯(lián)動機構(gòu)使位置開關(guān)SQ3被圧動，接觸器KM3 通電吸合，電動機正轉(zhuǎn)；在手柄扳到向上或向后時，位置開關(guān)SQ4被壓動，接觸器KM4通 電吸合，電動機反轉(zhuǎn)。對應(yīng)操縱手柄的五個位置，可列出與之對應(yīng)的運動狀態(tài)，見表14表1.4工作臺橫向與垂直操縱手柄功能手柄位宜工作臺運動方向離合器接通的絲杠行程開關(guān)動作接觸器動作電動機運轉(zhuǎn)向上向上進給或快速向上垂直絲杠SQ4KM4M2反轉(zhuǎn)向下向下進給或快速向下垂直絲杠SQ3KM3M2正轉(zhuǎn)向前向前進給或快速向前橫向絲杠SQ3KM3M2正轉(zhuǎn)向后向后進給或快速向后橫向絲杠SQ4KM4M2反轉(zhuǎn)中間升降或橫向停止橫向絲杠此五個位置是聯(lián)鎖的，各個方向的進給不能同時接通，所以不可能同

21、時傳動紊亂的現(xiàn)象。1）工作臺向上（下）運動 在主軸電機啟動后，將操縱手柄扳到中間位置，把橫向 和升降操作手柄扳到向上（下）位置，其聯(lián)動機構(gòu)一方面接通垂直傳動絲杠的離合器；令 一方面它使位置開關(guān)SQ4 （SQ3）動作，KM4（KM3）獲電，電動機M2反（正）轉(zhuǎn)，工作臺向 上（下）運動。將手柄扳回中間位置，工作臺停止運動。2）工作臺向前（后）運動 手柄扳到向前（后）位置，機械裝置將橫向傳動絲杠的 離合器接通：同時壓動位置開關(guān)SQ3（SQ4）, KM3 （KM4）獲電，電動機M2正（反）轉(zhuǎn)，工 作臺向前（后）運動。3）聯(lián)鎖問題 單獨對垂直和橫向操作手柄而言，上下前后四個方向只能選擇其一， 絕不會出現(xiàn)

22、兩個方向的可能性。但在操作這個手柄時，乂將控制縱向的手柄撥動了，這時 有兩個方向進給，將造成機床重大事故，所以必須聯(lián)鎖保護。從圖1.1可以看出，若縱向 手柄扳到任一方向，SQ1-2或SQ2-2兩個位置開關(guān)中的一個被壓開，接觸器KM3或KH4立 刻失電，電動機M2停轉(zhuǎn)，從而得到保護。同理，當(dāng)縱向操作手柄扳到某一方向而選擇了向左或向右進給時，SQ1或SQ2被壓著, 它們的常閉觸頭SQ1-2或SQ2-2是斷開的，接觸器KM3或KM4都山SQ3-2和SQ4-2接通。 若發(fā)生誤操作，使操作和橫向操作手柄扳離了自己位置，而選擇上、下、前、后某一方向 的進給就一定使SQ3-2或SQ4-2斷開，使KM3或KM

23、4斷電釋放，電動機M2停轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)，避 免了機床事故。（3）進給變速沖動 和主軸變速一樣，進給變速時，為使齒輪進入良好的嚙合狀態(tài), 也要做變速后的瞬時點動。在進給變速時，只需將變速盤（在升降臺前面）往外拉，使進 給齒輪松開，待轉(zhuǎn)動變速盤以后，將變速盤向里推。在推進時，擋塊壓動位置開關(guān)SQ5, 首先使常閉觸頭SQ5-2斷開，然后常開觸頭SQ5-1閉合，接觸器KM3通電吸合，電動機M2 啟動。但它并未運轉(zhuǎn)起來，位置開關(guān)SQ3已復(fù)位，首先斷開SQ5-1,而后閉合SQ5-2。接 觸器KM3失電，電動機失電停轉(zhuǎn)。這樣以來，使電動機接通一下電源，齒輪系統(tǒng)產(chǎn)生一次 抖動，使齒輪嚙合順利進行。（4）工作臺的快速移

24、動 為了提高勞動生產(chǎn)率，減少生產(chǎn)輔助時間，X62W萬能銃床 在加工過程中，不做銃削加工時，要求丄作臺快速移動，當(dāng)進入銃削區(qū)時，要求工作臺以 原進給速度移動。安裝好工件后，按下按鈕SB5或SB6（兩地控制），接觸器KM5通電吸合, 接通牽引電磁鐵YA,讓工作臺快速進給。進給的方向，仍由進給操作手柄來決定。當(dāng)快速 移動到預(yù)訂位置時，松開按鈕SB5或SB6,接觸器KM3斷電釋放，工作臺的快速移動停止, 仍按原來方向做進給運動。3、圓工作臺的控制為了擴大機床的加工能力，可在機床上安裝附件圓形工作臺，這樣可以進行圓弧或凸 輪的銃削加工。在拖動時，所有進給系統(tǒng)均停止工作（手柄放置在零位上），只讓圓工作 臺

25、繞軸心回轉(zhuǎn)。當(dāng)工件在圓工作臺安裝好后，用快速移動方法，將銃刀和工件之間位置調(diào)整好，把圓 工作臺控制開關(guān)撥到“接通”位置。這個開關(guān)就是SA1,此時SAI-1和SA1-3斷開，SA1-2 閉合。當(dāng)主電動機啟動后，圓工作臺即開始工作，其控制電路是：電源一SQ5-2-SQ3-2f SQ4-2f SQ2-2SQ1-2SA1-2KM4 （常閉）一KH3線圈一電源。接觸器KM3通電吸合，電 動機M2正轉(zhuǎn)。該電機帶動一根專用軸，使圓工作臺繞軸心回轉(zhuǎn)，銃刀銃出圓弧。在圓工 作臺開動時，其余進給一律不準(zhǔn)運動，若有誤操作，撥動了兩個進給手柄中的任一個，則 必然會使位置開關(guān)SQ1-SQ5中的某一個被壓動，則其常閉觸頭

26、將斷開，使電動機停轉(zhuǎn)， 從而避免了機床事故。圓工作臺在運轉(zhuǎn)過程中不要求調(diào)速，也不要求反轉(zhuǎn)。按下主軸停按鈕SB3或SB4,主 軸停轉(zhuǎn)，圓工作臺也停轉(zhuǎn)。 冷卻泵和照明電路的控制主軸電動機Ml和冷卻泵電動機M3采用的是順序控制，即只有在主軸電動機Ml啟動 后冷卻泵電動機M3才能啟動。冷卻泵電動機M3由組合開關(guān)SA2控制。銃床照明由變壓器TC供給24V的安全電壓，由開關(guān)QS2控制。熔斷器FU4作照明電 路的短路保護。二、X62W萬能饒床電氣控制線路的PLC改造的硬件設(shè)計2.1 X62W銳床PLC控制系統(tǒng)的分析根據(jù)實際情況，在銃床的電氣改造過程中，保留原有的機械操作不變，將原來繼電器 控制的線路用PLC

27、控制系統(tǒng)取代。按照PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟，X62W銃床PLC控制 系統(tǒng)屬于典型的單機控制系統(tǒng)，輸入/輸出信號均為開關(guān)控制量，一般的繼電器輸出型PLC 就可以滿足控制上的要求，乂山于X62W銃床不屬于大型機床，輸入信號傳輸距離不大， 控制電路比較集中，不必采用單獨的控制柜來安裝電器元件。為了提高整個系統(tǒng)的可靠性、 安全性，考慮到系統(tǒng)的成本，系統(tǒng)的組織電動機正、反轉(zhuǎn)及冷卻泵電動機部分控制將不采 用PLC控制。2.2 PLC的選型及校驗X62W銃床電路中輸入/輸出及控制信號共有23個。其中輸入信號16個、輸出信號1 個，實際使用時，系統(tǒng)的輸入都為開關(guān)控制量，加上109廣13%的余量就可以了，并

28、無其他 特殊控制模塊的需要。故選用西門子的S7-200系列CPU224DC/AC型PLC。AC電源，24V直 流輸入，晶體管輸出。輸入點數(shù)24,輸出點數(shù)24。S7-200系列中功能最強、速度最高的 微型可編程序控制器。I/O點最大可擴展到256點，可有多種特殊功能擴展，實現(xiàn)多種特 殊控制功能（PID、高速計數(shù)、A/D、D/A、等）。有多種RS-485串行通信模塊或功能擴展 板，可實現(xiàn)模擬量控制、位置控制和聯(lián)網(wǎng)通信功能?？蓾M足機床7點輸出，16點輸入的要 求。PLC的供電電源為隔離變壓器提供，這樣可以減少電網(wǎng)波動或噪聲對PLC的干擾。2.3 PLC的I/O端口的分配輸入信號輸出伯號功能元件符號地

29、址功能元件符號地址主軸電動機Ml啟動SBK SB210.0主軸電動機Ml接觸器KM1Q0.0主軸電動機血制動停止SB3. SB110. 1主軸制動與變速沖動接觸器KM2Q0. 1快速進給SB5、 SB610.2向右、前、下接觸器KM3Q0.2主軸沖動行程開關(guān)SQ710.3向左、后.上接蝕器KM1Q0.3進給沖動行程開關(guān)SQ510.4快速進給KM5Q0. 1“向前S “向下”行程開關(guān)SQ310.5冷卻泵電動機KM6Q0.5“向后”、“向上”行程開關(guān)SQ410.6照明HLQ0.6“向左”行程開關(guān)SQ110.7“向右”行程開關(guān)SQ211.0圓工作臺開關(guān)SA111. 1冷卻泵開關(guān)SA211.2主軸電動

30、機熱繼電器FR111.3冷卻泵電動機熱繼電器FR211.4進給電動機熱繼電器FR311.5照明開關(guān)QS211.6制動KS11.72.4 系統(tǒng)控制的安裝設(shè)計在X62W型萬能銃床PLC控制接線圖中，需要注意的是，圖中對輸入的常閉觸點進行 了處理，即常閉按鈕改用常開按鈕，熱繼電器的常閉觸點不變。N三、X62W萬能饒床電氣控制線路的PLC改造的軟件設(shè)計3.1梯形圖控制分析103MQ1T I()MO.OQOOM0.1M I1QOOQ0111.110.7Q0.311.311.400.20212QO.DQ0.5II 6Q0.600.4)X62W萬能銃床PLC控制梯形圖主軸控制電路分析1）主軸電動機啟動啟動前

31、先合上電源開關(guān)QS1,再把主軸轉(zhuǎn)換開關(guān)SA4扳到所需的旋轉(zhuǎn)方向，然后按啟 動按鈕SB1 （或SB2）,I0. 0閉合，Q0.0得電，KM1工作，主軸的電動機運轉(zhuǎn)。2）主軸電動機的停車制動按主軸停止按鈕SB3 （或SB4）,這時10. 1常閉斷開，Q0.0失電，Y0失電，KH1斷開, 主軸電動機失電作慣性運動，接著10. 1常開閉合，Q0.1得電，對主軸進行制動。3）主軸變速沖動控制主軸變速時的沖動控制是利用變速手柄與沖動行程開關(guān)SQ7,通過機械上的聯(lián)動機構(gòu) 進行控制，變速時，扳操縱手柄使SQ7動作，這時10. 3常閉斷開（斷開自鎖回路），10.3 常開閉合，使Q0.0得電，KM1工作，主軸電動

32、機實現(xiàn)點動控制。進給控制電路分析轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1是控制圓工作臺的，在不需要圓工作臺時，轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1扳到“斷開” 位置。此時，11.1常閉閉合，常開斷開；當(dāng)需要圓工作臺時，轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1扳到“接通” 位置，此時II. 1常閉斷開，常開閉合。1）工作臺左（右）控制主軸電動機啟動后，將操縱手柄向左（右）扳，其聯(lián)動機構(gòu)壓動位置開關(guān)SQ1 （SQ2）, 使10.7（11.0）常閉斷開（聯(lián)鎖保護），10.7（11.0）常開閉合，KM3 （KM4）工作，進給電動 機實現(xiàn)正（反）轉(zhuǎn)，通過相應(yīng)傳動裝置拖動工作臺向左、右運動。2）工作臺下、前（上、后）控制主軸電動機啟動后，將操縱手柄分必然想下、前（上、后）扳，其

33、聯(lián)動機構(gòu)壓動位置開關(guān) SQ3 （SQ4）,使10.5（10. 6）常閉斷開（聯(lián)鎖保護），10.5（10. 6）常開閉合，KM3（KM4）工作， 進給電動機實現(xiàn)正（反）轉(zhuǎn)，通過相應(yīng)傳動裝置拖動工作臺向下、前（上、后）運動。3）進給變速傳動控制與主軸變速原理一樣，變速時只需將變速盤往外拉，使進給齒輪松開，待轉(zhuǎn)動變速盤 選擇好速度后，將變速盤向里推，在推進時，擋塊壓動位置開關(guān)SQ5,使10. 4常閉斷開（斷 開自鎖回路）,10.4常開閉合，KH3工作，進給電動機實現(xiàn)點動控制。4）工作臺快速移動控制按下快速點動按鈕SB5 （或SB6）, 10.2接通，讓工作臺實現(xiàn)快速進給。松開SB3 （或 SB6）,

34、 10. 2斷開，工作臺快速移動停止，仍按原方向作正常進給運動。5）圓工作臺的控制當(dāng)需要加工螺旋槽時，應(yīng)將工件安裝在圓匸作臺上，調(diào)整好銃刀和工件之間的位置， 主軸電動機切斷后，將開工SA1扳到“接通”位置，11.1常閉斷開（聯(lián)鎖保護），II. 1常 開閉合，進給電動機通過相應(yīng)傳動裝置拖動圓工作臺開始工作。值得注意的是，當(dāng)圓工作 臺在運轉(zhuǎn)過程中，既不要求調(diào)速，也不要求反轉(zhuǎn)。四、PLC控制相對于電氣控制的優(yōu)點1、PLC控制系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)的不同之處主要在以下兒個方面：1）從控制方法上看，電氣控制系統(tǒng)控制邏輯采用碩件接線，利用繼電器機械觸點 的串聯(lián)或并聯(lián)等組合成控制邏輯，其連線多且復(fù)雜、體積大、功

35、耗大，系統(tǒng)構(gòu)成偶， 想再改變或增加功能較為困難。另外，繼電器的觸點數(shù)量有限，所以電氣控制系統(tǒng)的 靈活性和可擴展性受到很大限制。而PLC采用了計算機技術(shù)，其控制邏輯是以程序的 方式存放在存儲器中，要改變控制邏輯只需改變程序，因而很容易改變或增加系統(tǒng)功 能。系統(tǒng)連線少、體積小、功耗小，而且PLC所謂“軟繼電器”實質(zhì)上式存儲器單元 的狀態(tài)，所以“軟繼電器”的觸點無限的，PLC系統(tǒng)的靈活性和可擴展性好。2）從工作方式上看，在繼電器控制電路中，當(dāng)電源接通時，電路中所以所以繼電 器都處于受制約狀態(tài)，即該吸合的繼電器都同時吸合，不該吸合的繼電器受某種條件 限制而不能吸合，這種工作方式稱為并行工作方式。而PLC的用戶程序是按一定順序 循環(huán)執(zhí)行，所以各軟繼電器都處于周期性循環(huán)掃描接通中，受同一條件制約的各個繼 電器的動作次序決定于程序掃描順序，這種工作方式稱為串行工作方式。3）從控制速度上看，繼電器控制系統(tǒng)依靠機械觸點的動作以實現(xiàn)控制，工作頻率 低，機械觸點還會出現(xiàn)抖動問題。而PLC通過程序指令控制半導(dǎo)體電路來實現(xiàn)控制的, 速度快，程序指令執(zhí)行時間在微秒級，且不會出現(xiàn)觸點抖動問題。4）從定時和計數(shù)控制上看，電氣控制系統(tǒng)采用時間繼電器的延時動作進行時間控 制，時間繼電器的延時時間易受環(huán)境溫度和溫度變化的影響，定時精度不高。而PLC