PLC控制的T68型臥式鏜床電氣控制

1、-工學院課 程 設(shè) 計課程名稱： 機電傳動控制課程設(shè)計 題目： PLC控制的T68型臥式鏜床電氣控制 學 院： 機械工程學院 專業(yè)班次： 機械電子2021級 姓 名： 濤 指導教師： 路連 學 期： 20212021學年 第一學期 日 期： 2021.12.27 . z-目 錄一、引言1 1.1 可編程控制器的概況1 1.2 可編程控制器的特點1二、T68臥式鏜床電氣控制原理圖2三、T68型臥式鏜床電氣控制電路33.1 鏜床的主要構(gòu)造，運動形式和控制要求33.2電氣控制線路的特點53.3電氣控制線路的分析5四、T68臥式鏜床常規(guī)低壓電氣控制改PLC控制原理改造說明8五、實驗接線圖9六、輸入/輸

2、出接線列表10七、T68臥式鏜床電氣模擬裝置的試運行操作 10 7.1準備工作10 7.2操作試運行10八、個人總結(jié)17九、參考文獻18. z-一、引 言1.1 可編程序控制器的概況可編程序控制器Programmable Controller是計算機家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的，以微處理器為根底，綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、通訊技術(shù)等高新技術(shù)，而在近年來開展迅速、應(yīng)用極廣的一類工業(yè)裝置。早期的可編程序控制器稱作可編程邏輯控制器ProgrammableLogicController簡稱PLC。它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制，隨著技術(shù)的開展這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的

3、圍。因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了防止與個人計算機(Personal puter)的簡稱混淆，所以將可編程序控制器簡稱PLC。1.2 可編程序控制器的特點可編程序控制器適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，簡單易懂、操作方便，是可靠性較高的新一代通用控制裝置，其特點為：1可靠性高，抗干擾能力強。2適應(yīng)性強，應(yīng)用靈活。3編程方便，易于承受。4控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試方便。5維修方便，維修工作量小。6功能完善。三、 T68型臥式鏜床電氣控制電路3.1 鏜床的主要構(gòu)造，運動形式和控制要求3.1.1 臥式鏜床的主要構(gòu)造T68臥式鏜床的構(gòu)造如圖1,主要由床身、前立柱、鏜頭架、后立柱、尾座、下溜板，上溜板

4、，工作臺等局部組成。圖1 T68型臥式鏜床的構(gòu)造床身是一個整體的鑄件，在它的一端固定有前立柱，在前立柱的垂直導軌上裝有鏜頭架，鏜頭架可沿導軌垂直移動。鏜頭架上裝有主軸、主軸變速箱、進給箱與操縱機構(gòu)等部件。切削刀具固定在鏜軸前端的錐形孔里，或裝在平旋盤的刀具溜板上。在鏜削加工時，鏜軸一面旋轉(zhuǎn)，一面沿走軸向做進給運動。平旋盤只能旋轉(zhuǎn)，裝在其上的刀具溜板做徑向進給運動，因此單獨旋轉(zhuǎn)，也可以不同轉(zhuǎn)速同時旋轉(zhuǎn)。在床身的另一端裝有后立柱，后立柱可沿床身導軌在鏜主向方向調(diào)整位置。在后立柱導軌上安裝有尾座，用來支持鏜軸的末端，尾座與鏜頭架同時升降，保證二者的軸心在同一水平線上。安裝工件的做工臺安放在床身中部的

5、導軌上，它由下溜板、上溜板與可轉(zhuǎn)動的做工臺組成。下溜板可沿床身導軌做縱向運動，上溜板可沿下溜板的導軌做橫向運動，工作臺相對于下溜板可做回轉(zhuǎn)運動。3.1.2 臥式鏜床的運動形式1主運動為鏜軸和平旋盤的旋轉(zhuǎn)運動。2進給運動為鏜軸的軸向進給、平旋盤刀具溜板的徑向進給、鏜頭架的垂直進給、工作臺的縱向進給和橫向進給。3輔助運動為工作的回轉(zhuǎn)、后立柱的軸向移動、尾座的垂直移動及各局部的快速移動等。3.1.3 臥式鏜床的控制要求1主軸旋轉(zhuǎn)與進給量都有較寬的調(diào)速圍，主運動與進給運動由一臺電動機拖動，為簡化傳動機構(gòu)采用雙速籠型異步電動機。2由于各種進給運動都有正反不同方向的運轉(zhuǎn)，故主電動機要求正、反轉(zhuǎn)。3為滿足調(diào)

6、整工作需要，主電動機應(yīng)能實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)的點動控制。4保證主軸停車迅速、準確，主電動機應(yīng)有制動停車環(huán)節(jié)。5主軸變速與進給變速可在主電動機停車或運轉(zhuǎn)時進展。為便于變速時齒輪嚙合，應(yīng)有變速低速沖動過程。6為縮短輔助時間，各進給方向均能快速移動，配有快速移動電動機拖動，采用快速電動機正、反轉(zhuǎn)的點動控制方式。7主電動機為雙速電機，有高、低兩種速度供選擇，高速運轉(zhuǎn)時應(yīng)先經(jīng)低速起動。8由于運動部件多，應(yīng)設(shè)有必要的聯(lián)鎖與保護環(huán)節(jié)。3.2電氣控制線路的特點因機床主軸調(diào)速圍較大，且功率恒定，主軸與進給電動機1M采用雙速電機。低速時，1U1、1V2、1W2接三相交流電源，1U2、1V2、1W2懸空，定子繞組結(jié)成三角形

7、，每組繞組中兩個線圈串聯(lián)，形成的磁極對數(shù)P=2；高速時，1U1、1V2、1W2端接電源，電動機定子繞組連接成雙星型，每相繞組中的兩個線圈并聯(lián)，磁極對數(shù)P=1.高、低速的變換，由主軸孔盤變速機構(gòu)的行程開關(guān)SQ7控制。主電動機1M可正、反轉(zhuǎn)連續(xù)運行，也可點動控制，點動時為低速。主軸要求快速準確制動時，定子繞組串入電阻R。主電動機低速時直接啟動。高速運行時有低速啟動延時后再自動轉(zhuǎn)成高速運行的，以減小啟動電流。在主軸變速或進給變速時，主電動機需要緩慢轉(zhuǎn)動，以保證變速齒輪進入良好嚙合狀態(tài)。主軸和進給變速均可在運行中進展，變速操作時，主電動機便作低速斷續(xù)沖動，變速完成后恢復運行。主軸變速時，電動機的緩慢轉(zhuǎn)

8、動是由行程開關(guān)SQ4和SQ6以及速度繼電器KS共同完成的。3.3電氣控制線路的分析3.3.1主電動機的啟動控制(1) 主電動機的點動控制 主電動機的點動點動有正向點動和反向點動，分別由按鈕SB4和SB5控制。按SB4接觸器KM1線圈通電吸合，KM1的輔助常開觸點閉合，使接觸器KM4線圈通電吸合，三相電源經(jīng)KM1的主觸點，電阻R和km4的主觸點接通主電動機1M的定子繞組，接法為三角形，使電動機在低速下正向旋轉(zhuǎn)。松開SB4主電動機斷電停頓。(2) 主電動機的正反轉(zhuǎn)控制 當要求主電動機正向低速旋轉(zhuǎn)時，行程開關(guān)SQ7的觸點處于斷開位置，主軸變速和進給變速用行程開關(guān)SQ3、SQ4均為閉合狀態(tài)。按SB2，

9、中間繼電器KA1線圈通電吸合，它有三對常開觸點，KA1常開觸點閉合自鎖；KA1常開觸點閉合，接觸器線圈通電吸合，電阻R短接，KA1常開觸點閉合和KM3的輔助常開觸點閉合，使接觸器km1線圈通電吸合，并將km1線圈自鎖。KM1的輔助常開你觸點閉合，接通主電動機低速用接觸器km4線圈，使其通電吸合。由于接觸器KM1、KM3、KM4的主觸點均閉合，故主電動機在全電壓、定子繞組三角形連接下直接啟動，低速運行。當要求主電動機為高速旋轉(zhuǎn)時，行程開關(guān)SQ7的觸點、SQ3、SQ4均處于閉合狀態(tài)。按后，一方面KA1、KM3、KM1、KM4的線圈相繼通電吸合，使主電動機在低速下直接啟動；另一方面由于SQ7的閉合，

10、使時間繼電器KT線圈通電吸合，經(jīng)延時后，KT的通電延時閉合的常開觸點閉合，使接觸器KM5線圈通電吸合，KM5的主觸點閉合，將主電動機的定子繞組接成雙星形后，重新接到三相電源，故從低速啟動轉(zhuǎn)為高速旋轉(zhuǎn)。主電動機的反向低速或高速的啟動旋轉(zhuǎn)過程與正向啟動旋轉(zhuǎn)過程相似，但是反向啟動旋轉(zhuǎn)所用的電器為按鈕SB3、中間繼電器KA2，接觸器KM3、KM2、KM4、KM5、時間繼電器KT。3.3.2主電動機的反轉(zhuǎn)制動的控制當主電動機正轉(zhuǎn)時，速度繼電器KS正轉(zhuǎn)，常開觸點KS閉合，二正轉(zhuǎn)的常閉觸點KS斷開。主電動機反轉(zhuǎn)時，KS反轉(zhuǎn)，常開觸點KS閉合，為主電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)停頓時的反接制動做準備。按停頓按鈕SB1后，主電

11、動機的電源反接，迅速制動，轉(zhuǎn)速降至速度繼電器的復位轉(zhuǎn)速時，其常開觸點斷開，自動切斷三相電源，主電動機停轉(zhuǎn)。具體的反接制動過程如下：（1） 主電動機正轉(zhuǎn)時的反接制動 設(shè)主電動機為低速正轉(zhuǎn)時，電器KA1、KM1、KM3、KM4的線圈通電吸合，ks的常開觸點KS閉合。按SB1，SB1的常閉觸點先斷開，使KA1、KM3線圈通電，KA1的常開觸點斷開，又使KM1線圈斷電，一方面使KM1的主觸點斷開，主電動機脫離三相電源，另一方面使KM1分斷，使KM4斷電；SB1的常開觸點隨后閉合，使KM4重新吸合，此時主電動機由于慣性轉(zhuǎn)速還是高，KS仍閉合，故使KM2線圈通電吸合并自鎖，KM2的主觸點閉合，使三相電源反

12、接后經(jīng)電阻R、KM4的主觸點接到主電動機定子繞組，進展反接制動。當轉(zhuǎn)速接近零時，KS正轉(zhuǎn)常開觸點KS斷開，KM2線圈斷電，反接制動完畢。 2主電動機反轉(zhuǎn)時的反接制動 反轉(zhuǎn)時的制動過程與正轉(zhuǎn)制動過程相似，但是所用的電器是KM1，KM4，KS的反轉(zhuǎn)常開觸點KS1314。 3主電動機工作在高速正轉(zhuǎn)及高速反轉(zhuǎn)時的反接制動過程可仿上自行分析。在此僅指明，高速正轉(zhuǎn)時反接制動所用的電器是KM2，KM4，KS1318；高速反轉(zhuǎn)時反接制動所用的電器是KM1，KM4，KS1314觸點。 3.3.3主軸或進給變速時主電動機的緩慢制動控制 主軸或進給變速既可以在停車時進展，又可以在鏜床運行中變速。為使變速齒輪更好的嚙

13、合，可接通主電動機的緩慢轉(zhuǎn)動控制電路。 為主軸變速時，將變速孔盤拉出，行程開關(guān)SQ3常開觸點SQ349斷開，接觸器KM3線圈斷電，主電路中接入電阻R，KM3的輔助常開觸點417斷開，使KM1線圈斷電，主電動機脫離三相電源。所以，該機床可以在運行中變速，主電動機能自動停頓。旋轉(zhuǎn)變速孔盤，選好所需的轉(zhuǎn)速后，將孔盤推入。在此過程中，假設(shè)滑移齒輪的齒和固定齒輪的發(fā)生頂撞時，則孔盤不能退回原位，行程開關(guān)SQ3、SQ5的常閉觸點SQ3313、SQ51514閉合，接觸器KM1、KM4線圈通電吸合，主電動機經(jīng)電阻R在低速下正向啟動，接通瞬時點動電路。主電動機轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)速達*轉(zhuǎn)時,速度繼電器KS正轉(zhuǎn)常閉觸點KS13

14、15斷開，接觸器KM1線圈斷電，而KS正轉(zhuǎn)常開觸點KS1318閉合，使KM2線圈通電吸合，主電動機反接制動。當轉(zhuǎn)速降到KS的復位轉(zhuǎn)速后，則KS常閉觸點KS1315又閉合，常開觸點KS1318又斷開，重復上述過程。這種間歇的啟動、制動，使主電動機緩慢旋轉(zhuǎn)，以利于齒輪的嚙合。假設(shè)孔盤退回原位，則SQ3，SQ5的常閉觸點SQ3313、SQ51514斷開，切斷緩慢轉(zhuǎn)動店里。SQ3的常閉觸點SQ349閉合，使KM3線圈通電吸合，其常開觸點417閉合，又使KM1線圈通電吸合，主電動機在新的轉(zhuǎn)速下重新啟動。進給變速時的緩慢轉(zhuǎn)動控制過程與主軸變速一樣，不同的是使用的電器是行程開關(guān)SQ4、SQ6。3.3.4主軸

15、箱、工作臺或主軸的快速移動 該機床個部件的快速移動，由于手柄操作快速電動機2M拖動完成的。當快速手柄扳向正向快速位置時，行程開關(guān)SQ9被壓動，接觸器KM6線圈通電吸合，快速移動電動機2M正轉(zhuǎn)。同理，當快速手柄扳向反向快速位置時，行程開關(guān)SQ8被壓動，KM7先全通電吸合，2M反轉(zhuǎn)。3.3.5主軸進刀與工作臺聯(lián)鎖為防止鏜床或刀具損壞，主軸箱和工作臺的機動進給，在控制電路中必須互聯(lián)鎖，不能同時接通，它是由行程開關(guān)SQ1、SQ2實現(xiàn)。假設(shè)同時有兩種進給時，SQ1、SQ2均被壓動，切斷控制電路的電源，防止機床或刀具損壞。四、T68臥式鏜床常規(guī)低壓電氣控制改PLC控制原理改造說明1去掉電源指示HL和照明燈

16、EL,加快加速電機正轉(zhuǎn)指示燈HL1、快速電機反轉(zhuǎn)指示燈HL2、主軸電機正轉(zhuǎn)指示燈HL3、主軸電機反轉(zhuǎn)燈HL4、主軸高速指示燈HL5、主軸低速指示燈HL6。（2） 主軸箱與工作臺的聯(lián)鎖保護開關(guān)SQ1和SQ2分別用開關(guān)SA4和SA5模擬。（3） 主軸變速聯(lián)鎖開關(guān)和進給變速成聯(lián)鎖開關(guān)SQ3、SQ4由開關(guān)SA6、SA7模擬。（4） 主軸變速沖動和進給變速沖動開關(guān)SQ5、SQ6標號改為SQ1、SQ3。（5） 高速選擇開關(guān)SQ7由開關(guān)SA2代替SA2使用“13、14。（6） 快進電動機正反轉(zhuǎn)控制SQ8、SQ9標號改為SQ2、SQ4。（7） 增加M2電機的熱繼電器保護。（8） 制動電阻增加3個。（9） 去掉

17、了中間繼電器KA1、KA2和時間繼電器KT。（10） 接觸器KM1替換為KM5、接觸器KM5替換為KM1。六、輸入/輸出接線列表序號功能輸入序號功能輸出1主軸停頓按鈕SB1I0.01M1正轉(zhuǎn)接觸器KM5Q0.02主軸正轉(zhuǎn)按鈕SB2I0.12M1反轉(zhuǎn)接觸器KM2Q0.13主軸反轉(zhuǎn)按鈕SB3I0.23M1短接電阻接觸器KM3Q0.24主軸正轉(zhuǎn)點動按鈕SB4I0.34M1低速控制接觸器KM4Q0.35主軸反轉(zhuǎn)點動按鈕SB5I0.45M1高速控制接觸器KM1Q0.46主軸箱連鎖開關(guān)SA4I0.56M2正轉(zhuǎn)接觸器KM7Q0.57工作臺連鎖開關(guān)SA5I0.67M2反轉(zhuǎn)接觸器KM8Q0.68變速連鎖SA6I

18、0.78快速電機正轉(zhuǎn)HL1Q0.79變速連鎖SA7I1.09快速電機反轉(zhuǎn)HL2Q1.010主軸變速沖動SQ1I1.110主軸正轉(zhuǎn)HL3Q1.111進給變速沖動SQ3I1.211主軸反轉(zhuǎn)HL4Q2.012主軸上下速選擇SA2I1.312主軸高速HL5Q2.113進給反轉(zhuǎn)SQ4I1.413主軸低速HL6Q2.214進給正轉(zhuǎn)SQ2I1.515速度繼電器正轉(zhuǎn)常開觸點KSZI2.016速度繼電器反轉(zhuǎn)常開觸點KSFI2.117主軸電機熱保護FR1I2.218進給電機熱保護FR2I2.3七、T68臥式鏜床電氣模擬裝置的試運行操作7.1準備工作（1） 斷開其它電源，只接通主機電源將相應(yīng)程序下載到主機中。（2）

19、 斷開三相電源和PLC電源，按實驗接線圖認真接線，先接PLC控制線路，再接主電氣控制線路。仔細檢查接線以確保接線無誤。（3） 查看各電氣元件上的接線是否結(jié)實，各熔斷器是否安裝良好。（4） 獨立安裝好接地線，并將所有開關(guān)置分斷位置。7.2操作試運行（1） 先合上裝置左側(cè)的總電開關(guān)，接通主機電源，按下主控電源板上的啟動按鈕，再合上QS。（2） 確認主軸變速開關(guān)SA6、SQ1，進給變速轉(zhuǎn)換開關(guān)SA7、SQ3，然后對主軸電機、快速移動電機進展電氣模擬操作?？上仍嚥僮鳌爸鬏S電機的運行主軸變速開關(guān)SA6置向“1、“進給變速沖動變速轉(zhuǎn)換開關(guān)SA7置向“1。（3） 主軸電機低速正向運轉(zhuǎn)： 條件：SA2打向“0

20、實際中SA2與速度選擇手柄聯(lián)動 操作：按SB2KM3、KM5、KM4吸合，主軸電機1M“接法低速運行。 按SB1，主軸電機制動運轉(zhuǎn)。在運行的過程中主軸電機正轉(zhuǎn)指示燈HL3、主軸低速指示燈HL6。（4） 主軸電機高速正向運轉(zhuǎn)： 條件：SA2打向“1實際中SA2與速度選擇手柄聯(lián)動 操作：按SB2KM3、KM5、KM4相繼吸合，使主軸電機1M接成“低速運行，同時主軸低速指示燈HL6亮；延時3S后，KM4釋放，KM1通電吸合，使1M換接成YY高速運行，同時主軸高速指示燈HL5亮。在運行的過程中主軸電機正轉(zhuǎn)HL3亮。按SB1，主軸電機制動停轉(zhuǎn)。主軸電機的反向低速、高速操作可按SB3，參與的電器有KM3、

21、KM2、KM4、KM1，可參照上面3、4步驟進展操作。在運行的過程中主軸電機反轉(zhuǎn)HL4亮。（5） 主軸電機正反向點動操作： 按SB4可實現(xiàn)電機的正向點動，參與的接觸器有KM5、KM4；按SB5可實現(xiàn)電機的反向點動，參與的接觸器有KM2、KM4。（6） 主軸電機反接制動操作 當按SB2，主軸電機1M正向低速運行，此時：KSZ閉合，KSF斷。再按下SB1 按鈕，KM3、KM5釋放，KM4、KM2吸合，主軸電機1M在串入電阻下反接制動，轉(zhuǎn)速下降至KSZ斷時，KM4、KM2失電釋放，制動完畢。 當按SB2，主軸電機1M高速正向運行，此時：KM3、KM1、KM5為吸合狀態(tài)，速度繼電器KSZ閉合，KSF斷

22、。 再按下SB1按鈕，KM1、KM3、KM5釋放，同時KM4、KM2吸合，電機工作于“下，并串入電阻反接制動至停頓。 在按SB3，電機工作于低速反轉(zhuǎn)或高速反轉(zhuǎn)時的制動操作分析，可參照上訴分析對照進展。（7） 主軸變速與進給變速時的主軸電機瞬動模擬操作。主軸變速：主軸電機運行或停頓均可 操作：將SA6置于“0位，按住SQ1，此時主軸電機工作于間隙地起動和制動。獲得低速旋轉(zhuǎn)，便于齒輪嚙合。電器狀態(tài)為：KM4吸合，KM5、KM2交替吸合。松開SQ1，主軸沖動停頓。注：實際機床中，變速時，“變速機械手柄與SA6、SQ1有機械聯(lián)系，變速時帶動SA6、SQ1動作i，而后復位。進給變速操作：主軸電機運行或停頓均可操作：將SA7置于“0位，按住SQ3，電氣