萬(wàn)能銑床的PLC改造

1、o河海大學(xué)常州校區(qū)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)（論文）題目X62W萬(wàn)能銃床的PLC改造學(xué)院專(zhuān)業(yè)姓名學(xué)號(hào)起訖日期指導(dǎo)教師職稱任務(wù)書(shū)發(fā)放日期年月日課題來(lái)源及簡(jiǎn)介隨著科學(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)。所以我將X62W萬(wàn)能銃床電氣控制線路改造為可編程控制器控制，來(lái)提高整個(gè)電氣控制系統(tǒng)的工作性能，減少維

2、護(hù)、維修的工作量。畢業(yè)設(shè)計(jì)課題審核意見(jiàn)：審核小組組長(zhǎng)（簽名）年月日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)的內(nèi)容及要求（包括原始數(shù)據(jù)、技木要求、工作要求）該銃床共用3臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，它們分別是主軸電動(dòng)機(jī)M1、進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2和冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3。主軸電動(dòng)機(jī)M1拖動(dòng)主軸帶動(dòng)銃刀進(jìn)行銃削加工，通過(guò)組合開(kāi)關(guān)SA3來(lái)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2通過(guò)操縱手柄和機(jī)械離合器的配合拖動(dòng)工作臺(tái)前后、左右、上下6個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和快速移動(dòng)，其正反轉(zhuǎn)由接觸器KM3、KM4來(lái)實(shí)現(xiàn)；冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3供應(yīng)切削液，且當(dāng)M1啟動(dòng)后，用手動(dòng)開(kāi)關(guān)QS2控制；3臺(tái)電動(dòng)機(jī)共用熔斷器FU1作短路保護(hù)，3臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別用熱繼電器FR1、FR2、FR3作過(guò)載保護(hù)。

3、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)劃起訖時(shí)間工作內(nèi)容備注2010-09-2-09-04設(shè)計(jì)PLC2010-09-05-09-19制作設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)2010-09-20-09-27制作設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)2010-09-28畢業(yè)設(shè)計(jì)完成-可編輯修改-一摘要41.1 銃床國(guó)內(nèi)外研究狀況和發(fā)展趨勢(shì)41.2 銃床簡(jiǎn)單介紹61.2.1 銃床的選型6二X62W萬(wàn)能銃床硬件設(shè)計(jì)62.1 X62W萬(wàn)能銃床的主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)形式62.2 X62W能銃床電力拖動(dòng)的特點(diǎn)及控制要求8三電氣控制原理93.1 電氣原理圖93.2 主電路分析93.3 控制電路分析93.4 X62W元件選型13四X62W萬(wàn)能銃床軟件設(shè)計(jì)14.4.1 PLC的基本定

4、義和PLC的主要特點(diǎn)144.2 X62W萬(wàn)能銃床電氣控制線路的PLC設(shè)計(jì)174.3 PLC梯形圖設(shè)計(jì)18五小結(jié)20謝辭21參考文獻(xiàn)22一摘要本設(shè)計(jì)講述了X62W萬(wàn)能銃床電氣控制線路的工作原理，說(shuō)明了用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，銃床是用銃刀工件進(jìn)行銃削加工的機(jī)床。銃床除能銃削平面、溝梢、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，在機(jī)械制造和修理部門(mén)得到廣泛應(yīng)用。最早的銃床是美國(guó)人惠特尼于1818年創(chuàng)制的臥式銃床：為了銃削麻花鉆頭的螺旋梢，美國(guó)人布朗于1826年創(chuàng)造了第一臺(tái)萬(wàn)能銃床，這是升降臺(tái)銃床的雛形；1884年前后出現(xiàn)了龍門(mén)銃床；二十世紀(jì)2

5、0年代出現(xiàn)了半自動(dòng)銃床，工作臺(tái)利用擋塊可完成“進(jìn)給-快速”或“快速-進(jìn)給”的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。1950年以后,銃床在控制系統(tǒng)方面發(fā)展很快，數(shù)字控制的應(yīng)用大大提高了銃床的自動(dòng)化程度。尤其是70年代以后，微處理的數(shù)字控制系統(tǒng)和自動(dòng)換刀系統(tǒng)在銃床上得到應(yīng)用，擴(kuò)大了銃床的加工范圍，提高了加工精度與效率。PLC;梯形圖關(guān)鍵詞萬(wàn)能銃床；電氣控制系統(tǒng)；1.1 銑床國(guó)內(nèi)外研究狀況和發(fā)展趨勢(shì)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(guò)九五自動(dòng)車(chē)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

6、檔自動(dòng)銑床方面與國(guó)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(guó)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(guó)英格索爾公司和德國(guó)惠勒喜樂(lè)公司對(duì)用于汽車(chē)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(guó)瓦德里希公司在重型龍門(mén)五面加工銑床方面的開(kāi)發(fā)以及日本馬扎克公司研發(fā)的車(chē)銑中心對(duì)高效復(fù)合加工的推進(jìn)等等。相比之下，我國(guó)大部分?jǐn)?shù)近代機(jī)床產(chǎn)品在技術(shù)處于跟蹤階段。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

7、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。利用刀具對(duì)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(jiǎn)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(guó)民經(jīng)濟(jì)

8、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(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)生產(chǎn)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步的能力。X62W銑床是由普通機(jī)床發(fā)展而來(lái)。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(wàn)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(lái)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(guó)家和企業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。1.2 銑床的簡(jiǎn)單介紹X62W萬(wàn)能銑床是一種通用的多用途機(jī)床，它可以用圓柱銑刀、圓片銑刀、角度銑刀、成型銑刀及端面銑刀等刀具對(duì)各種零件進(jìn)行

9、平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工，還可以加裝萬(wàn)能銑頭、分度頭和圓工作臺(tái)等機(jī)床附件來(lái)擴(kuò)大加工范圍。PLC專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)，其顯著的特點(diǎn)之一就是可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。將X62W萬(wàn)能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(gè)電氣控制系統(tǒng)的工作性能，減少維護(hù)、維修的工作量。1.2.1 銑床的選型常用的萬(wàn)能銑床有兩種，一種是X62W型臥式萬(wàn)能銑床，銑頭水平方向放置；另一種是X52K型立式萬(wàn)能銑床，銑頭垂直方向放置。這兩種銑床在結(jié)構(gòu)上大體相似，差別在于銑頭的放置方向不同，而工。作臺(tái)的進(jìn)給方式、主軸變速的工作原理等都一樣，電氣控制線路經(jīng)過(guò)系列化以后也基本一樣。二X62W萬(wàn)能銑床硬件設(shè)計(jì)2

10、.1 X62W萬(wàn)能銑床的主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)形式X62W型萬(wàn)能銑床的外形結(jié)構(gòu)如圖1所示，它主要由床身、主軸、刀桿、懸梁、工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)盤(pán)、橫溜板、升降臺(tái)、底座等幾部分組成。在床身的前面有垂直導(dǎo)軌，升降臺(tái)可沿著它上下移動(dòng)。在升降臺(tái)上面的水平導(dǎo)軌上，裝有可在平行主軸軸線方向移動(dòng)（前后移動(dòng)）的溜板。溜板上部有可轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)盤(pán)，工作臺(tái)就在溜板上部回轉(zhuǎn)盤(pán)上的導(dǎo)軌上作垂直于主軸軸線方向移動(dòng)（左右移動(dòng)）。工作臺(tái)上有T形槽用來(lái)固定工件。這樣，安裝在工作臺(tái)上的工件就可以在三個(gè)坐標(biāo)上的六個(gè)方向調(diào)整位置或進(jìn)給。-可編輯修改-10圖1X62W萬(wàn)能銃床外形結(jié)構(gòu)圖1一床身2一主軸3銃刀心軸4一懸梁5一刀桿支架6一縱向工作臺(tái)7橫向工

11、彳臺(tái)8-溜板9一升降臺(tái)10-底座止匕外，由于回轉(zhuǎn)盤(pán)相對(duì)于溜板可繞中心軸線左右轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度（通常銃削是一種高效率的加工方式。銃床主軸帶動(dòng)銃刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)；銃床工作臺(tái)的前后（橫向）、左右（縱向）和上下（垂直）6個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；銃床其他的運(yùn)動(dòng)，如工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)則屬于輔助運(yùn)動(dòng)。2.2 X62W萬(wàn)能銃床電力拖動(dòng)的特點(diǎn)及控制要求1、銑削加工有順銑和逆銑兩種加工方式，要求主軸電動(dòng)機(jī)能正反轉(zhuǎn)，因正反操作并不頻繁，所以由床身下側(cè)電器箱上的組合開(kāi)光來(lái)改變電源相序?qū)崿F(xiàn)。2、由于主軸傳動(dòng)系統(tǒng)中裝有避免震蕩的慣性輪，故主軸電動(dòng)機(jī)采用電磁離合器制動(dòng)以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車(chē)。3、銑床的工作臺(tái)要求有前后、左右、上下6個(gè)

12、方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和快速移動(dòng)，所以也要求進(jìn)給電動(dòng)機(jī)能正反轉(zhuǎn)，并通過(guò)操作手柄和機(jī)械離合器相配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。進(jìn)給的快速移動(dòng)通過(guò)電磁鐵和機(jī)械掛擋來(lái)完成。圓形工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的。4、根據(jù)加工工藝的要求，該銑床應(yīng)具有以下的電氣聯(lián)鎖措施：為了防止刀具和銑床的損壞，只有主軸旋轉(zhuǎn)后才允許有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給方向的快速運(yùn)動(dòng)。為了減小加工表面的粗糙度，只有進(jìn)給停止后主軸才能停止或同時(shí)停止。該銑床采用機(jī)械操縱手柄和位置開(kāi)關(guān)相配合的方式實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)6個(gè)方向的連鎖。主軸運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用變速盤(pán)來(lái)進(jìn)行速度選擇，為保證變速齒輪進(jìn)入良好的嚙合狀態(tài)，兩種運(yùn)動(dòng)都要求變速后順時(shí)點(diǎn)動(dòng)。當(dāng)主軸電動(dòng)機(jī)或冷卻泵過(guò)載時(shí)，進(jìn)給

13、運(yùn)動(dòng)必須立即停止，以免損壞刀具和銑床。5、要求有冷卻系統(tǒng)、照明設(shè)備及各種保護(hù)措施。三電氣控制原理3.1 電氣原理圖該銑床共用3臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，它們分別是主軸電動(dòng)機(jī)M1、進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2和冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3。X62W萬(wàn)能銑床的電路如附圖1所示，該線路分為主電路、控制電路和照明電路三部分。3.2 主電路分析主軸電動(dòng)機(jī)M1拖動(dòng)主軸帶動(dòng)銑刀進(jìn)行銑削加工，通過(guò)組合開(kāi)關(guān)SA3來(lái)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2通過(guò)操縱手柄和機(jī)械離合器的配合拖動(dòng)工作臺(tái)前后、左右、上下6個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和快速移動(dòng)，其正反轉(zhuǎn)由接觸器KM3、KM4來(lái)實(shí)現(xiàn)；冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3供應(yīng)切削液，且當(dāng)M1啟動(dòng)后，用手動(dòng)開(kāi)關(guān)QS2控制；3臺(tái)電動(dòng)機(jī)共用熔斷

14、器FU1作短路保護(hù)，3臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別用熱繼電器FR1、FR2、FR3作過(guò)載保護(hù)。3.3 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。1 、主軸電動(dòng)機(jī)M1的控制主軸電動(dòng)機(jī)M1采用兩地控制方式，SB1和SB2是兩組啟動(dòng)按鈕，SB5和SB6是兩組停止按鈕。KM1是主軸電動(dòng)機(jī)M1的啟動(dòng)接觸器，YC1是主軸制動(dòng)用的電磁離合器，SQ1是主軸變速時(shí)瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)的位置開(kāi)關(guān)。（1）主軸電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)前，應(yīng)首先選擇好主軸的轉(zhuǎn)速，然后合上電源開(kāi)關(guān)QS1，再把主軸換向開(kāi)關(guān)SA3扳到所需要的轉(zhuǎn)向。按下啟動(dòng)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(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，KM

15、1常開(kāi)輔助觸頭（9-10）閉合，為工作臺(tái)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(dòng)機(jī)M1斷電慣性運(yùn)轉(zhuǎn)，SB5-2（或SB6-2）常開(kāi)觸頭閉合，接通電磁離合器YC1，主軸電動(dòng)機(jī)M1制動(dòng)停轉(zhuǎn)。（2）主軸換銑刀時(shí)將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1扳向換刀位置，這時(shí)常開(kāi)觸頭SA1-1閉合，電磁離合器YC1線圈得電，主軸處于制動(dòng)狀態(tài)以便換刀；同時(shí)常閉觸頭SA1-2斷開(kāi)，切斷了控制電路，保證了人身安全。（3）主軸變速時(shí)，利用變速手柄與沖動(dòng)位置開(kāi)關(guān)SQ1，通過(guò)M1點(diǎn)動(dòng)，使齒輪系統(tǒng)產(chǎn)生一次抖動(dòng)，以便于齒輪順利嚙合，且變速前應(yīng)先停車(chē)。2

16、 、進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2的控制工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)在主軸啟動(dòng)后方可進(jìn)行。工作臺(tái)的進(jìn)給可在3個(gè)坐標(biāo)的6個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是通過(guò)兩個(gè)操作手柄和機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制相應(yīng)的位置開(kāi)關(guān)使進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，并且6個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)是聯(lián)鎖的，不能同時(shí)接通。（1）當(dāng)需要圓形工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，將開(kāi)關(guān)SA2扳到接通位置，這時(shí)觸頭SA2-1和SA2-3斷開(kāi)，觸頭SA2-2閉合，電流經(jīng)1013141520191718路徑，使接觸器KM3得電，電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)，通過(guò)一根專(zhuān)用軸帶動(dòng)圓形工作臺(tái)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2扳到斷開(kāi)位置，這時(shí)觸頭SA2-1和SA2-3閉合，觸頭SA2-2斷開(kāi)，以保證工作臺(tái)在6個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，因?yàn)閳A形工作

17、臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和6個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)也是聯(lián)鎖的。（2）工作臺(tái)的左右進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由左右進(jìn)給操作手柄控制。操作手柄與位置開(kāi)關(guān)SQ5和SQ6聯(lián)動(dòng)，有左、中、右三個(gè)位置，其控制關(guān)系見(jiàn)表1。當(dāng)手柄扳向中間位置時(shí)，位置開(kāi)關(guān)SQ5和SQ6均未被壓合，-可編輯修改-o進(jìn)給控制電路處于斷開(kāi)狀態(tài)；當(dāng)手柄扳向左或右位置時(shí)，手柄壓下位置開(kāi)關(guān)SQ5或SQ6,使常閉觸頭SQ5-2或SQ6-2分?jǐn)?，常開(kāi)觸頭SQ5-1或SQ6-1閉合，接觸器KM3或KM4得電動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。由于在SQ5或SQ6被壓合的同時(shí)，通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)已將電動(dòng)機(jī)M2的傳動(dòng)鏈與工作臺(tái)下面的左右進(jìn)給絲杠相搭合，所以電動(dòng)機(jī)M2的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)就拖動(dòng)工作臺(tái)向左或向

18、右運(yùn)動(dòng)。表1工作臺(tái)左右進(jìn)給手柄位置及其控制關(guān)系手柄位置位置開(kāi)關(guān)動(dòng)作接觸器動(dòng)作電動(dòng)機(jī)M2轉(zhuǎn)向傳動(dòng)鏈搭合絲杠工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)力向左SQ5KM3正轉(zhuǎn)左右進(jìn)給絲杠向左中一一停止一停止右SQ6KM4反轉(zhuǎn)左右進(jìn)給絲杠向右工作臺(tái)的上下和前后進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是由一個(gè)手柄控制的。該手柄與位置開(kāi)關(guān)SQ3和SQ4聯(lián)動(dòng)，有上、下、前、后、中5個(gè)位置，其控制關(guān)系見(jiàn)表2。當(dāng)手柄扳至中間位置時(shí)，位置開(kāi)關(guān)SQ3和SQ4均未被壓合，工作臺(tái)無(wú)任何進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；當(dāng)手柄扳至下或前位置時(shí)，手柄壓下位置開(kāi)關(guān)SQ3使常閉觸頭SQ3-2分?jǐn)?，常開(kāi)觸頭SQ3-1閉合，接觸器KM3得電動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)著工作臺(tái)向下或向前運(yùn)動(dòng)；當(dāng)手柄扳向上或后時(shí)，手柄壓下

19、位置開(kāi)關(guān)SQ4,使常閉觸頭SQ4-2分?jǐn)?常開(kāi)觸頭SQ4-1閉合，接觸器KM4得電動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)M2反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)著工作臺(tái)向上或向后運(yùn)動(dòng)。當(dāng)兩個(gè)操作手柄被置定于某一進(jìn)給方向后，只能壓下四個(gè)位置開(kāi)關(guān)SQ3、SQ4、SQ5、SQ6中的一個(gè)開(kāi)關(guān)，接通電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)電路，同時(shí)通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)將電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)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(dòng)工作臺(tái)沿選定的進(jìn)給方向運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)沿其他方向運(yùn)動(dòng)。表2工作臺(tái)上、下、中、前、后進(jìn)給手柄位置及其控制關(guān)系手柄位置開(kāi)關(guān)動(dòng)作接觸器動(dòng)作電動(dòng)機(jī)M2轉(zhuǎn)向傳動(dòng)鏈搭合絲杠工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)力向上SQ4KM4反轉(zhuǎn)上下進(jìn)給絲杠向上下SQ3KM3正轉(zhuǎn)上

20、下進(jìn)給絲杠問(wèn)卜中一一停止一停止刖SQ3KM3正轉(zhuǎn)前后進(jìn)給絲杠向前后SQ4KM4反轉(zhuǎn)前后進(jìn)給絲杠向后左右進(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(shí)，若又將另一個(gè)進(jìn)給手柄扳到向下進(jìn)給方向，則位置開(kāi)關(guān)SQ5和SQ3均被壓下，觸頭SQ5-2和SQ3-2均分?jǐn)?，斷開(kāi)了接觸器KM3和KM4的通路，電動(dòng)機(jī)M2只能停轉(zhuǎn)，保證了操作安全。（3）6個(gè)進(jìn)給方向的快速移動(dòng)是通過(guò)兩個(gè)進(jìn)給操作手柄和快速移動(dòng)按鈕配合實(shí)現(xiàn)的。安裝好工件后，扳動(dòng)進(jìn)給操作手柄選定進(jìn)給方向，按下快速移動(dòng)按鈕SB3或SB4（兩地控制），接觸器KM2得電，KM2常閉觸頭分?jǐn)啵姶烹x合器YC2失電，將齒輪傳動(dòng)鏈與進(jìn)給絲杠分離；KM

21、2兩對(duì)常開(kāi)觸頭閉合，一對(duì)使電磁離合器YC3得電，將電動(dòng)機(jī)M2o與進(jìn)給絲杠直接搭合；另一對(duì)使接觸器KM3或KM4得電動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)M2得電正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工作臺(tái)沿選定的方向快速移動(dòng)。由于工作臺(tái)的快速移動(dòng)采用的是點(diǎn)動(dòng)控制，故松開(kāi)SB3或SB4,快速移動(dòng)停止。(4)進(jìn)給變速時(shí)與主軸變速時(shí)相同，利用變速盤(pán)與沖動(dòng)位置開(kāi)關(guān)SQ2使M1產(chǎn)生瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)，齒輪系統(tǒng)順利嚙合。3.4X62W元件選型X62W萬(wàn)能銃床電器元件明細(xì)表代號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量用途M1主軸電動(dòng)機(jī)Y132M-4-B37.5kw、380v、1450r/min1驅(qū)動(dòng)主軸M2進(jìn)給電動(dòng)機(jī)Y90L-41.5kw、380v、1400r/min1驅(qū)動(dòng)進(jìn)給M3冷卻泵

22、電動(dòng)機(jī)JCB-22125w、380v、2790r/min1驅(qū)動(dòng)冷卻泵QS1開(kāi)關(guān)HZ10-60/3J60A、380V1電源總開(kāi)關(guān)QS2開(kāi)關(guān)HZ10-10/3J10A、380A1冷卻泉開(kāi)關(guān)SA1開(kāi)關(guān)LS2-3A1換刀開(kāi)關(guān)SA2開(kāi)關(guān)HZ10-10/3J10A、380V1圓工作臺(tái)開(kāi)關(guān)SA3開(kāi)關(guān)HZ3-13310A、500V1M1換向開(kāi)關(guān)FU1熔斷器RL1-6060A、熔體50A3電源短路保護(hù)FU2熔斷器RL1-1515A、熔體10A3進(jìn)給短路保護(hù)FU3、FU6熔斷器RL1-1515A、熔體4A2整流控制電路短路保護(hù)FU4、FU5熔斷器RL1-1515A、熔體2A2直流照明電路短路保護(hù)FR1熱繼電器JR

23、0-40整定電流16A1M1過(guò)載保護(hù)FR2熱繼電器JR10-10整定電流0.43A1M3過(guò)載保護(hù)FR3熱繼電器JR10-10整定電流3.4A1M2過(guò)載保護(hù)T2變壓器BK-100380/36V1整流電源TC變壓器BK-150380/110V1控制電路電源T1照明變壓器BK-5050VA380/24V1照明電源VC整流器2CZX45A50V1整流用KM1接觸器CJ0-2020A、線圈電壓110V1主軸啟動(dòng)KM2接觸器CJ0-1010A、線圈電壓110V1快速進(jìn)給KM3接觸器CJ0-1010A、線圈電壓110V1M2正轉(zhuǎn)KM4接觸器CJ0-1010A、線圈電壓110V1M2反轉(zhuǎn)SB1、SB2按鈕LA

24、2綠色2啟動(dòng)M1SB3、SB4按鈕LA2黑色2快速進(jìn)給點(diǎn)動(dòng)SB5、SB6按鈕LA2紅色2停止制動(dòng)YC1電磁離合器B1DL-m1主軸制動(dòng)YC2電磁離合B1DL-n1正常進(jìn)給-可編輯修改-器YC3電磁離合器B1DL-n1快速進(jìn)給SQ1位置開(kāi)關(guān)LX3-11K開(kāi)啟式1主軸沖動(dòng)開(kāi)關(guān)SQ2位置開(kāi)關(guān)LX3-11K開(kāi)啟式1進(jìn)給沖動(dòng)開(kāi)關(guān)SQ3位置開(kāi)關(guān)LX3-131單輪自動(dòng)復(fù)位1M2正反轉(zhuǎn)及聯(lián)鎖SQ4位置開(kāi)關(guān)LX3-131單輪自動(dòng)復(fù)位1SQ5位置開(kāi)關(guān)LX3-11K開(kāi)啟式1SQ6位置開(kāi)關(guān)LX3-11K開(kāi)啟式1四X62W萬(wàn)能銃床軟件設(shè)計(jì)4.1 PLC的基本定義和PLC的主要特點(diǎn)PLC是在繼電器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)

25、代通信技術(shù)的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)先進(jìn)的控制技術(shù)。在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中PLC技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)并稱為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱。它主要以微處理器為核心，用編寫(xiě)的程序進(jìn)行邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等，并通過(guò)數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出(I/O)來(lái)控制各種生產(chǎn)過(guò)程。PLC的主要特點(diǎn)：1、高可靠性(1)所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離。2）各輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為10-20ms。（3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。（4）采用性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源。（5）對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。（6）良好的自診斷功能，

26、一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴(kuò)大。（7）大型PLC還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU構(gòu)成表決系統(tǒng),使可靠性更進(jìn)一步提高。2、豐富的I/O接口模塊PLC針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如：交流或直流；開(kāi)關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位；強(qiáng)電或弱電等。有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備，如：按鈕；行程開(kāi)關(guān)；接近開(kāi)關(guān)；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥等直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人-機(jī)對(duì)話的接口模塊;為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。3、采用模塊化結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大

27、多數(shù)PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。PLC的各個(gè)部件，包括CPU,電源，I/O等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái)，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。4、編程簡(jiǎn)單易學(xué)PLC的編程大多采用類(lèi)似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，不需要具備計(jì)算機(jī)的專(zhuān)門(mén)知識(shí)，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。5、安裝簡(jiǎn)單，維修方便PLC不需要專(zhuān)門(mén)的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過(guò)更換模塊的方法，

28、使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。PLC的功能：1、邏輯控制2、定時(shí)控制3、計(jì)數(shù)控制4、步進(jìn)（順序）控制5、PID控制6、數(shù)據(jù)控制：PLC具有數(shù)據(jù)處理能力。7、通信和聯(lián)網(wǎng)8、其它：PLC還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求，如：定位控制模塊，CRT模塊。4.2 X62W萬(wàn)能銑床電氣控制線路的PLC改造1 、改造方法進(jìn)行電氣控制線路改造時(shí)，X62W萬(wàn)能銑床電氣控制線路中的電源電路、主電路保持不變；在控制電路中，變壓器TC1的輸出、整流器VC的輸出及變壓器TC3的輸出部分去掉，用可編程控制器實(shí)現(xiàn)；為了保證各種聯(lián)鎖功能，將位置開(kāi)關(guān)SQ1SQ6、按鈕SB1SB6、照明開(kāi)關(guān)S、冷卻泵啟動(dòng)開(kāi)關(guān)SA3、換刀開(kāi)關(guān)

29、SA4和圓形工作臺(tái)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA5分別接入PLC的輸入端；輸出器件分三個(gè)電壓等級(jí)，一個(gè)是接觸器、繼電器使用的110V交流電壓，另一個(gè)-可編輯修改-是電磁離合器使用的24V直流電，還有一個(gè)是照明使用的36V交流電壓，這樣也將PLC的輸出口分為三組連接點(diǎn)。2、PLC硬件設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)對(duì)X62W萬(wàn)能銃床的控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析可知，該系統(tǒng)需要輸入點(diǎn)數(shù)為16點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)為9點(diǎn)，根據(jù)輸入輸出口的數(shù)量，可選擇三菱FX1N40MR型PLC。所有的電器元件均可采用改造前的型號(hào)，電器元件的安裝位置也不變。重點(diǎn)提示：輸出端由于采用三個(gè)不同電壓等級(jí)負(fù)載，所以特別注意輸出公共端的分配，否則易引起短路。表3萬(wàn)能銃床PLCI/O

30、地址分配表輸入繼電器輸入元件作用輸出繼電器輸出元件作用X0SB1、SB2主軸啟動(dòng)Y0EL照明X1SB3、SB4快速進(jìn)給Y1KM1主軸電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)X2SB5-1,SB6-1主軸停止Y2KM2快速進(jìn)給控制X3SB5-2,SB6-2主軸制動(dòng)Y3KM3進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)X4SA1主軸換刀Y4KM4進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2反轉(zhuǎn)X5SA2圓工作臺(tái)工作開(kāi)關(guān)Y5YC1主軸制動(dòng)、換刀X6SA4照明開(kāi)關(guān)Y6YC2進(jìn)給常速X7SQ1主軸沖動(dòng)行程開(kāi)關(guān)Y7YC3快速進(jìn)給X10SQ2進(jìn)給沖動(dòng)行程開(kāi)關(guān)X11SQ3-1,SQ5-1向前、向卜、向左進(jìn)給行程開(kāi)關(guān)X12SQ4-1,SQ6-1向后、向上、向右進(jìn)給行程開(kāi)關(guān)X13SQ3-2,S

31、Q4-2聯(lián)鎖X14SQ5-2,SQ6-2聯(lián)鎖X15FR1M1過(guò)載保護(hù)X16FR2M3過(guò)載保護(hù)X17FR3M2過(guò)載保護(hù)萬(wàn)能銃床的I/O接線圖請(qǐng)參照附圖2。4.3 PLC梯形圖設(shè)計(jì)根據(jù)X62W萬(wàn)能銃床的控制要求，設(shè)計(jì)該電氣控制系統(tǒng)的PLC控制梯形圖請(qǐng)參照附圖3該程序共有十條支路，反映了原繼電接觸器控制電路中的各種邏輯關(guān)系。第一條支路反映的是主軸電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止及變速?zèng)_動(dòng)控制。第二條支路實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的快速進(jìn)給。第三條支路實(shí)現(xiàn)主軸制動(dòng)及更換銃刀功能。第四條支路反映的是一系列的聯(lián)鎖以及主軸的自鎖和快速進(jìn)給的自鎖。第五條支路反映的是銃床工作臺(tái)的前后（橫向）、左右（縱向）和上下（垂直）6個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。o第六條支路是工作臺(tái)快速進(jìn)給啟動(dòng)控制。第七條支路是圓工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的控制。第八條支路是進(jìn)給沖動(dòng)。第九條支路是進(jìn)給常數(shù)，只有快速時(shí)才斷開(kāi)。第十條支路是照明控制。該程序及PLC的硬件接線不僅保證了原電路的工作邏輯關(guān)系，而且具有各種聯(lián)鎖措施，確保了整機(jī)的安全性能；另電氣改造投資少、工作量較小，而且改造后的PLC控制系統(tǒng)無(wú)論是硬件還是軟件都非常簡(jiǎn)單，且能適應(yīng)經(jīng)