T68鏜床電氣控制系統(tǒng)的PLC改造設(shè)計(jì)

1、T68鏜床電氣控制系統(tǒng)的PLC改造設(shè)計(jì) 作者姓名：何俊飛專業(yè)名稱：電氣工程及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師：王安 許麗學(xué)號(hào)：目 錄第一章 T68鏜床電氣控制系統(tǒng)的PLC改造設(shè)計(jì)21.1設(shè)計(jì)要求21.2設(shè)計(jì)思路2第二章T68臥式鏜床的基本結(jié)構(gòu)及工作原理32.1臥式鏜床的概述及加工范圍32.2 T68臥式鏜床的基本結(jié)構(gòu)及工作原理32.3T68臥式鏜床主要技術(shù)參數(shù)42.4電力拖動(dòng)及控制特點(diǎn)42.5梯形圖程序的設(shè)計(jì)方案5第三章 T68臥式鏜床的電氣元件表6第四章 PLC的I/O口分配64.1輸入輸出分配74.2PLC硬件接線圖8第五章 機(jī)床面板電氣線路安裝85.1機(jī)床面板對(duì)電氣線路的基本要求85.2機(jī)床線路圖的種類

2、95.3機(jī)床電氣線路的安裝步驟9結(jié)束語9參考文獻(xiàn)10第一章 T68鏜床電氣控制系統(tǒng)的PLC改造設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)要求（1）對(duì)T68鏜床電氣控制的實(shí)物了解，熟悉其工作原理。（2）通過實(shí)物連線畫其相應(yīng)的電氣接線圖。（3）通過原理圖對(duì)鏜床電氣部分進(jìn)行PLC的設(shè)計(jì)改造。（4）對(duì)改造后進(jìn)行調(diào)試、改進(jìn)并畫出改造后的PLC接線圖。（5）編寫說明書設(shè)計(jì)小結(jié)。1.2設(shè)計(jì)思路通過對(duì)T68鏜床電氣所有硬件部分接線方式的了解與認(rèn)識(shí)，從實(shí)際連線出發(fā)掌握鏜床的工作原理以及各機(jī)械部件的動(dòng)作方式。然后按照其接線畫出相應(yīng)原理圖，并對(duì)其進(jìn)行注釋。對(duì)原理圖作進(jìn)一步的分析，將所有的機(jī)械動(dòng)作原件（接觸器、繼電器、按鈕等）轉(zhuǎn)換成以PLC的軟

3、件控制（即軟觸點(diǎn)換成硬觸點(diǎn)）。設(shè)計(jì)PLC的梯形圖，要求與原有電氣部分控制的工作原理相同。1.3設(shè)計(jì)目的在工業(yè)控制領(lǐng)域，為了實(shí)現(xiàn)弱電對(duì)強(qiáng)電的控制，使機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)預(yù)期的要求，繼電器系統(tǒng)曾被廣泛使用并占主導(dǎo)地位。雖然它具有結(jié)構(gòu)簡單、易學(xué)易懂、價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)，但其控制過程是由硬件接線的方式實(shí)現(xiàn)的。如果某一個(gè)繼電器損壞，甚至僅僅是一對(duì)觸點(diǎn)接觸不良，就可能造成系統(tǒng)的癱瘓，而故障的查找和排除又往往是困難的，需要花費(fèi)很長時(shí)間。如果產(chǎn)品更新?lián)Q代，則需要改變整個(gè)系統(tǒng)的控制周期?？梢?，繼電器控制系統(tǒng)存在著可靠性低、適應(yīng)性差的缺點(diǎn)，給人們?cè)谑褂蒙蠋砗艽蟮牟槐愫瓦z憾。而機(jī)床作為工作母機(jī)，對(duì)電氣的控制也有了很高的要求必

4、須有很強(qiáng)的抗干憂能力，運(yùn)行可靠，并且簡化電氣控制方式，提高機(jī)床電氣的使用壽命。因此根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要對(duì)鏜床的控制電路進(jìn)行PLC改造。第二章T68臥式鏜床的基本結(jié)構(gòu)及工作原理2.1臥式鏜床的概述及加工范圍鏜床是一種精密加工機(jī)床。它主要用于加工工件上的精密圓柱孔。按用途的不同，鏜床可分為臥式鏜床、坐標(biāo)鏜床、金剛鏜床等。其中臥式鏜床的用途很廣，除了對(duì)各種復(fù)雜的大型工件，如箱體零件、機(jī)體等的鏜孔以外，還可以完成鉆、擴(kuò)、鉸孔、車削內(nèi)外螺紋，用絲錐攻絲，車外圓柱面和端面，用端銑刀與圓柱銑刀銑削平面等多種工序。因此在這種鏜床上，工件一次安裝后，即能完成大部分表面的加工，有時(shí)甚至可以完成全部的加工，特別是在加工

5、大型及笨重的工件時(shí)具有優(yōu)勢。2.2 T68臥式鏜床的基本結(jié)構(gòu)及工作原理T68鏜床的工作原理大致可分為主軸的移動(dòng)運(yùn)動(dòng)、工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、上滑座、下滑座的移動(dòng)運(yùn)動(dòng)、主軸箱的升降運(yùn)動(dòng)、正反向機(jī)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、快速移動(dòng)運(yùn)動(dòng)。如上所述的這些運(yùn)動(dòng)主要靠電磁伐、離合器來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，如要實(shí)現(xiàn)某個(gè)運(yùn)動(dòng)必須使它所對(duì)應(yīng)的某個(gè)電磁閥或離合器動(dòng)作，除此之外就是添加各運(yùn)動(dòng)中的正負(fù)限位開關(guān)，這主要是起到各運(yùn)動(dòng)在動(dòng)作時(shí)的保護(hù)作用。2.3T68臥式鏜床主要技術(shù)參數(shù)鏜軸直徑（mm）：130主軸最大鈕矩（N.m）：3136主軸最大轉(zhuǎn)向力（N）：31360主軸最大行程（mm）：900工作臺(tái)工作面積（mm）：1600*1400主電機(jī)功率（k

6、W）：15機(jī)床重量（kg）：25500圖1-1是臥式鏜床的外觀圖。它主要是由床身、主軸箱、前立柱、帶后支承的后立柱、下滑座、上滑座和工作臺(tái)等部分組成。加工時(shí)，刀具裝在主軸箱的鏜軸和平旋盤上，由主軸箱獲得各種轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量。主軸箱可沿前立柱的導(dǎo)軌上下移動(dòng)。工件安裝在工作臺(tái)上，可與工作臺(tái)一起隨下滑座或上滑座作縱向或橫向移動(dòng)。此外，工作臺(tái)還可繞上滑座12的圓導(dǎo)軌的水平面內(nèi)調(diào)整至一定的角度位置，以便加工互成一定角度的孔。裝在鏜軸上的鏜刀還可隨鏜軸作軸向運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)軸向進(jìn)給或調(diào)整刀具的軸向位置。當(dāng)鏜桿及刀桿伸出較長時(shí)，可用后立柱上的去承來從左端加以支承，以增加刀桿及鏜軸的剛性。當(dāng)?shù)毒哐b在平旋盤徑向滑板的徑

7、向刀架上時(shí)，徑向帶著刀具徑向進(jìn)給，可車削端面。2.4電力拖動(dòng)及控制特點(diǎn)T68型鏜床的主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由同一臺(tái)雙速電動(dòng)機(jī)M1拖動(dòng)，各方向的運(yùn)動(dòng)由相應(yīng)手柄選擇，各自的快速移動(dòng)由另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)。上述運(yùn)動(dòng)對(duì)T68型臥式鏜床控制提出了以下要求。（1）為了適應(yīng)各種工件的加工工藝要求，主軸旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給都應(yīng)有較大的調(diào)速范圍。因此，該機(jī)床采用雙速籠型異步電動(dòng)機(jī)M1作為主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)，并采用機(jī)電聯(lián)合調(diào)速，這樣既擴(kuò)大了調(diào)速范圍又使機(jī)床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡化。（2）進(jìn)給傳動(dòng)和主軸及花盤旋轉(zhuǎn)采用同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，由于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有幾個(gè)方向(主軸軸向、花盤徑向、主軸垂直方向、工作臺(tái)橫向、工作臺(tái)縱向)，所以要求電動(dòng)機(jī)能正反轉(zhuǎn)，并有高、

8、低速度選擇。高速運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)先低速起動(dòng)，各方向的進(jìn)給應(yīng)有電氣聯(lián)鎖。（3）進(jìn)給方向均能快速移動(dòng)。因此，該機(jī)床采用另一臺(tái)快速電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)，正反兩個(gè)方向都能短時(shí)點(diǎn)動(dòng)。（4）為適應(yīng)調(diào)整需要，要求主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)應(yīng)能正反向點(diǎn)動(dòng)，并且?guī)в兄苿?dòng)。為此，該機(jī)床采用電磁鐵帶動(dòng)的機(jī)械制動(dòng)裝置。2.5梯形圖程序的設(shè)計(jì)方案T68鏜床的PLC梯形圖程序參照T68鏜床電氣控制線路附件3：T68電氣控制圖設(shè)計(jì)。采用繼電一接觸器控制移植法設(shè)計(jì)梯形圖程序。（1）設(shè)置中間單元在梯形圖中，為簡化電路，多個(gè)線圈都受某一觸點(diǎn)串并聯(lián)電路的控制，在梯形圖中設(shè)置用該電路控制的中間繼電器。（2）設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)以線圈為單位，分別考慮繼電器電路圖中每個(gè)線圈

9、受到哪些觸點(diǎn)和電路的控制，然后畫出相應(yīng)的等效梯形圖電路。（3） 常閉觸點(diǎn)提供的輸入信號(hào)的處理設(shè)計(jì)輸入電路時(shí)，盡量采用常開觸點(diǎn)。如果只能用常閉觸點(diǎn)，梯形圖中對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)的常開，常閉類型應(yīng)與繼電器電路相反。（4）外部聯(lián)鎖電路的設(shè)計(jì)在梯形圖中設(shè)置對(duì)應(yīng)的輸出繼電器的線圈串聯(lián)的常閉觸點(diǎn)組成的軟件互鎖外，還應(yīng)在PLC外部設(shè)置硬件互鎖電路。設(shè)計(jì)時(shí)，將SQ1常閉、SQ3常閉、KM1常開，KM2常開與SB1常開并聯(lián)區(qū)域用中間繼電器KA3綜合，將SQ4、SQ2常開與SRZ常閉的串聯(lián)、反轉(zhuǎn)速度繼電器SRZ常開、SQ2常開與SRZ常開并聯(lián)區(qū)域用中間繼電器KA4綜合，即設(shè)置了中間環(huán)節(jié)，這樣大大簡化了梯形圖程序，使梯形圖簡明

10、順暢。第3章 T68臥式鏜床的電氣元件表 T68鏜床PLC改造元器件選擇表序號(hào)名 稱型 號(hào) 與 規(guī) 格數(shù)量/只1斷路器C65N/3P D型 32A12交流接觸器CJ2016 220V73熱繼電器JR1620/3 整定電流1016A14按鈕LA1822 紅15按鈕LA1822 綠46可編程控制器三菱FX2N-32MR 17行程開關(guān)JLXK1411108信號(hào)燈AD1125/20 220V紅79主軸電動(dòng)機(jī)M1110快速移動(dòng)電機(jī)M21第4章 PLC的I/O口分配 輸入/輸出點(diǎn)分配表 輸入 輸出元件名稱、代號(hào)輸入點(diǎn)元件名稱、代號(hào)輸出點(diǎn)主軸停、制動(dòng)SB1X0主軸正轉(zhuǎn)KM1Y1主軸正轉(zhuǎn)SB2X1主軸反轉(zhuǎn)KM

11、2Y2主軸反轉(zhuǎn)SB3X2主軸制動(dòng)KM3Y3主軸正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)SB4X3主軸低速KM4Y4主軸反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)SB5X4主軸高速KM5Y5主軸轉(zhuǎn)速切換SHYX5工作臺(tái)快速正轉(zhuǎn)KM6Y6行程開關(guān)SP1與SP2常開并聯(lián)X6工作臺(tái)快速反轉(zhuǎn)KM7Y7主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量變換SQ1與SQ3常閉并聯(lián)X7主軸正轉(zhuǎn)中間單元KA1M1主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量變換SQ1與SQ3常開串聯(lián)X10主軸反轉(zhuǎn)中間單元KA2M2主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量變換SQ2與SQ4常開并聯(lián)X11時(shí)間繼電器KTTIMT0工作臺(tái)快速正轉(zhuǎn)行程開關(guān)SQ6X12工作臺(tái)快速反轉(zhuǎn)行程開關(guān)SQ5X13速度繼電器（正轉(zhuǎn)）SRZX14速度繼電器（反轉(zhuǎn)）SRFX15熱繼電器FRX164. 2P

12、LC硬件接線圖第五章 機(jī)床面板電氣線路安裝5.1機(jī)床面板對(duì)電氣線路的基本要求（1）必須滿足機(jī)床的工作要求（2）有保護(hù)措施：如短路保護(hù)，過載保護(hù)，欠壓保護(hù)，欠電流保護(hù)等。（3）成本要低 所用元?dú)饧M量少，容量要選擇適當(dāng)，導(dǎo)線截面積不要過大，布線要經(jīng)濟(jì)合理。（4）便于維修調(diào)試5.2機(jī)床線路圖的種類機(jī)床電氣線路圖分電氣原理圖和電氣接線圖兩種。必須注意，同一型號(hào)的機(jī)床，由于生產(chǎn)產(chǎn)家不同，電氣原理圖和電氣接線圖也有差別。5.3機(jī)床電氣線路的安裝步驟（1）安裝時(shí)先檢查電氣設(shè)備和電氣元件是否有短缺，規(guī)格是否符合明細(xì)表要求；外觀檢查是否有損傷；檢查所以觸頭是否光滑，接觸面是否良好，操作機(jī)構(gòu)和復(fù)位機(jī)構(gòu)是否靈活

13、，絕緣電阻是否符合要求等。（2）機(jī)床對(duì)電路進(jìn)行分析。分析方法和步驟。1）首先從分析原理圖著手，從主電路中找出該機(jī)床共有多幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)和其他設(shè)備，以及他們是受那些接觸器控制的。弄清每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法，有無反轉(zhuǎn)，調(diào)速，連鎖和制動(dòng)等。2）根據(jù)主電路每臺(tái)電動(dòng)機(jī)或其他設(shè)備的接觸器主觸頭文字符號(hào)，在控制線路中找出相對(duì)應(yīng)的線圈。3）在控制線路中每個(gè)接觸器線圈小回路中所串聯(lián)、并聯(lián)的其他元件（如接觸器、繼電器的觸點(diǎn)以及按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)的接線點(diǎn)等）都找出來。分析它們相互間的關(guān)系。弄清那個(gè)先動(dòng)作，那個(gè)后動(dòng)作，在什么情況下動(dòng)作，在什么情況下不動(dòng)作。也就是要弄清控制線路中各種電器元件的相互關(guān)系、互相約制的關(guān)系。結(jié)束語通過這一階段的課程設(shè)計(jì)，我受益匪淺，不僅鍛煉了良好的邏輯思維能力，而且培養(yǎng)了棄而不舍的求學(xué)精神和嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)。此次設(shè)計(jì)T68鏜床的