老式繼電器銑床的PLC改造

1、第1章 緒論11 銑床PLC改造的目的及意義可編程控制器（PLC）是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為技術(shù)核心的通用自動(dòng)控制裝置，在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。銑床可以用來(lái)加工平面、斜面、溝槽，裝上分度頭可以銑切直齒齒輪和螺旋面，裝上圓工作臺(tái)還可以銑切凸輪和弧形槽。所以銑床在金屬切削機(jī)床中占有很大的比重，使用數(shù)量?jī)H次于車床。銑床的迅速發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)，其一，它能部分的代替人工操作，它能大大的改善工人的勞動(dòng)條件，顯著提高的提高生產(chǎn)勞動(dòng)效率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)的機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。因而，受到各工業(yè)國(guó)家的重視，并投入大量的人力、物力加以研究和應(yīng)用。在我國(guó)，近幾年來(lái)也有較快的發(fā)展，并取得一定的成果，受

2、到各工業(yè)部門的重視。銑床是以各類電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的傳動(dòng)裝置與系統(tǒng)的對(duì)象以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的技術(shù)裝置。電氣系統(tǒng)是其中的主干部分，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)中的許多部門得到廣泛應(yīng)用。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器日益廣泛的應(yīng)用于機(jī)械、電子加工與設(shè)備電氣改造中。 全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來(lái)了不利影響,用PLC對(duì)銑床的繼電器式控制系統(tǒng)進(jìn)行改造已是大勢(shì)所趨。銑床作為機(jī)械加工的通用設(shè)備在內(nèi)燃機(jī)配件的生產(chǎn)中一直起著不可替代的作用。自動(dòng)銑床具有工作平穩(wěn)可靠，操作維護(hù)方便，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低的特點(diǎn)，已成為現(xiàn)代生產(chǎn)中的主要設(shè)備。自動(dòng)銑床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)很傳統(tǒng)的課題，現(xiàn)在隨著各種先進(jìn)精確的諸多控制儀器的出現(xiàn)，銑床控制的設(shè)計(jì)方案也越來(lái)越先

3、進(jìn)，越來(lái)越趨于完美，各種參考文獻(xiàn)也數(shù)不勝數(shù)。在我國(guó)7080年代大多數(shù)銑床中,大多數(shù)的開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)都是采用繼電器控制,也有相當(dāng)一部分輔機(jī)系統(tǒng)是采用繼電控制。因此,繼電器本身固有的缺陷,給銑床的安自動(dòng)銑床的發(fā)展及現(xiàn)狀：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

4、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。表1以中擋銑床為例列出國(guó)內(nèi)外先進(jìn)產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)，由此可以看到效率精度和可靠性等方面均有明顯差。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

5、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。工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)和國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)要求機(jī)械產(chǎn)業(yè)不斷地提供各種先進(jìn)的設(shè)備。如電力機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)車、工程機(jī)械等設(shè)備。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

6、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)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 繼電器-接觸器電路的發(fā)展 1.2.1 接觸器的簡(jiǎn)介接觸器是指工業(yè)電中利用線

7、圈流過(guò)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，使觸頭閉合，以達(dá)到控制負(fù)載的電器。接觸器由電磁系統(tǒng)（鐵心，靜鐵心，電磁線圈）觸頭系統(tǒng)（常開(kāi)觸頭和常閉觸頭）和滅弧裝置組成。其原理是當(dāng)接觸器的電磁線圈通電后，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場(chǎng)，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動(dòng)觸頭動(dòng)作：常閉觸頭斷開(kāi)；常開(kāi)觸頭閉合，兩者是聯(lián)動(dòng)的。當(dāng)線圈斷電時(shí)，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸頭復(fù)原：常閉觸頭閉合；常開(kāi)觸頭斷開(kāi)在工業(yè)電氣中，接觸器的型號(hào)很多，電流在5A-1000A的不等，其用處相當(dāng)廣泛。在電工學(xué)上。接觸器是一種用來(lái)接通或斷開(kāi)帶負(fù)載的交直流主電路或大容量控制電路的自動(dòng)化切換器，主要控制對(duì)象是電動(dòng)機(jī)，此外也用于其他電力負(fù)載，如電熱器，

8、電焊機(jī)，照明設(shè)備，接觸器不僅能接通和切斷電路，而且還具有低電壓釋放保護(hù)作用/。接觸器控制容量大。適用于頻繁操作和遠(yuǎn)距離控制。是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要元件之一。通用接觸器可大致分以下兩類。 1.交流接觸器。主要有電磁機(jī)構(gòu)。觸頭系統(tǒng)。滅弧裝置等組成。常用的是CJ10。CJ12。CJ12B等系列。 2.直流接觸器，一般用于控制直流電器設(shè)備，線圈中通以直流電，直流接觸器的動(dòng)作原理和結(jié)構(gòu)基本上與交流接觸器是相同的。因?yàn)榭煽焖偾袛嘟涣髋c直流主回路和可頻繁地接通與大電流控制(某些型別可達(dá)800安培)電路的裝置，所以經(jīng)常運(yùn)用于電動(dòng)機(jī)做為控制對(duì)象也可用作控制工廠設(shè)備電熱器工作母機(jī)和各樣電力機(jī)組等電力負(fù)載，并作為遠(yuǎn)

9、距離控制裝置。1.2.2 功能說(shuō)明交流接觸器利用主接點(diǎn)來(lái)開(kāi)閉電路，用輔助接點(diǎn)來(lái)導(dǎo)通控制回路。主接點(diǎn)一般只有常開(kāi)接點(diǎn)，而輔助接點(diǎn)常有兩對(duì)具有常開(kāi)和常閉功能的接點(diǎn)，小型的接觸器也經(jīng)常作為中間繼電器配合主電路使用。交流接觸器的接點(diǎn)，由銀鎢合金制成，具有良好的導(dǎo)電性和耐高溫?zé)g性。交流接觸器的動(dòng)作動(dòng)力來(lái)源于交流電磁鐵，電磁鐵由兩個(gè)山字形的幼硅鋼片疊成，其中一個(gè)固定，在上面套上線圈，工作電壓有多種供選擇。為了使磁力穩(wěn)定，鐵芯的吸合面，加上短路環(huán)。交流接觸器在失電後，依靠彈簧復(fù)位。另一半是活動(dòng)鐵芯，構(gòu)造和固定鐵芯一樣，用以帶動(dòng)主接點(diǎn)和輔助接點(diǎn)的開(kāi)關(guān)。20安培以上的接觸器加有滅弧罩，利用斷開(kāi)電路時(shí)產(chǎn)生的電磁

10、力，快速拉斷電弧，以保護(hù)接點(diǎn)。接觸器具有可高頻率的做電源開(kāi)啟與切斷控制最高操作頻率甚至可達(dá)每小時(shí)1200次也沒(méi)問(wèn)題。而接觸器的使用壽命很高機(jī)械壽命通常為數(shù)百萬(wàn)次至一千萬(wàn)次電壽命一般則為數(shù)十萬(wàn)次至數(shù)百萬(wàn)次。1.2.3 電磁接觸器電磁接觸器(英文:Magnetic Contactor)主要由接點(diǎn)系統(tǒng)，電磁操動(dòng)系統(tǒng)，支架，輔助接點(diǎn)和外殼(或底架)組成。因?yàn)榻涣麟姶沤佑|器的線圈一般采用交流電源供電，在接觸器激磁之後，通常會(huì)有一聲高分貝的咯的噪音，這也成為電磁式接觸器的特色。雖然80年代后，各國(guó)有發(fā)展交流接觸器電磁鐵的無(wú)聲和節(jié)電，基本的可行方案之一是將交流電源用變壓器降壓后再經(jīng)內(nèi)部整流器轉(zhuǎn)變成直流電源後

11、供電，但此復(fù)雜控制方式并不多見(jiàn)。1.2.4 接觸器與繼電器的區(qū)別 首先說(shuō)明交流接觸器一般有主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)之分，主觸點(diǎn)是用來(lái)接通和斷開(kāi)低壓電氣設(shè)備主電源回路中的，相對(duì)來(lái)說(shuō)觸點(diǎn)容量較大。而輔助觸點(diǎn)則是用在控制回路中，有常開(kāi)和常閉之分，由于控制回路中的電流相對(duì)要小，因此相對(duì)于主觸點(diǎn)來(lái)說(shuō)其容量要小許多（相當(dāng)為繼電器的常開(kāi)，常閉接點(diǎn)）。而繼電器則只應(yīng)用在控制回路和保護(hù)回路中，但可以在回路中實(shí)現(xiàn)用小電流、低電壓來(lái)控制大電流、高電壓設(shè)備的功能，在接點(diǎn)容量和數(shù)量不足時(shí)還能起到擴(kuò)容的作用。根據(jù)繼電器功能不同，在控制回路中可以起到不同的作用，如：時(shí)間繼電器、電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器、信號(hào)繼電器等等。繼

12、電器的線圈有電壓、電流、直流、交流等之分，根據(jù)回路的要求分別用于不同的回路中，由于這些回路的電流一般都比較小，繼電器的接點(diǎn)容量也都相對(duì)較小，因此不能直接用于主電源回路中。接觸器與繼電器，一個(gè)是為直接控制電氣設(shè)備，強(qiáng)調(diào)大電流短通可靠性，觸點(diǎn)不燒結(jié)，一個(gè)是為了控制電器或其它輔助設(shè)備（燈光閥體之類），強(qiáng)調(diào)功能性，原理是一樣的，但是設(shè)計(jì)理念不一樣。繼電器一般觸點(diǎn)容量為5A（當(dāng)然也有特殊的），這樣觸頭可以增加數(shù)量和其它功能（時(shí)間、電流、電壓等），使得聯(lián)鎖控制要求能夠達(dá)到。繼電器由于容量小，接觸器線圈容量也小，處于主令控制元件和接觸器之間便于使用。接觸器主要用于主回路控制使用設(shè)備，所以電流從幾安培至數(shù)千安

13、培電流。增加了滅弧裝置，并且根據(jù)使用情況有交流接觸器和直流接觸器。使用滅弧罩是滅弧裝置的一種方法，接觸器每組觸點(diǎn)獨(dú)有一個(gè)腔體，對(duì)滅弧有很大的好處，獨(dú)立的腔體也是一種滅弧裝置，而繼電器一般是多組觸點(diǎn)共用一個(gè)腔體，所以滅弧性能不好，在交流電路中不能承受大電流?！暗蛪航佑|器”對(duì)滅弧裝置而言沒(méi)有任何意義，AC24V/20A的交流接觸器和AC380/20A的交流接觸器，滅弧裝置是一樣的，即使是AC24V/5A的中間繼電器也是有滅弧裝置的，因?yàn)樗拷M觸點(diǎn)擁有一個(gè)獨(dú)立的腔體。接蟹器有滅弧裝置可以分?jǐn)噍^大的電流.一般指10A以上。1.2.5 技術(shù)發(fā)展交流接觸器制作為一個(gè)整體，外形和性能也在不斷提高，但是功能始

14、終不變。無(wú)論技術(shù)的發(fā)展到什麼程度，普通的交流接觸器還是有其重要的地位。1.3 PLC的定義、特點(diǎn)及應(yīng)用 1.3.1 可編程控制器可編程控制器簡(jiǎn)稱PC（英文全稱：Programmable Controller），它經(jīng)歷了可編程序矩陣控制器PMC、可編程序順序控制器PSC、可編程序邏輯控制器PLC（英文全稱：Programmable Logic Controller）和可編程序控制器PC幾個(gè)不同時(shí)期。為與個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）相區(qū)別，現(xiàn)在仍然沿用可編程邏輯控制器這個(gè)老名字。1987年國(guó)際電工委員會(huì)（International Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了

15、如下定義：“PLC是一種專門為在工業(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。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。”可編程控制器是計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化控制技術(shù)相結(jié)合而開(kāi)發(fā)的一種適用工業(yè)環(huán)境的新型通用自動(dòng)控制裝置，是作為傳統(tǒng)繼電器的替換產(chǎn)品而出現(xiàn)的。隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，可編程控制器更多地具有了計(jì)算機(jī)的功能，不僅能實(shí)現(xiàn)邏輯控制，還具有了數(shù)據(jù)處理、通信、網(wǎng)絡(luò)等功能

16、。其已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，大大推進(jìn)了機(jī)電一體化的進(jìn)程。1.3 .2 PLC的特點(diǎn)1.3.2.1 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障。PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/101/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)。一些使用冗余C

17、PU的PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。1.3.2.2 硬件配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，并且已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便

18、地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái)PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。1.3.2.3 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受

19、。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門。1.3.2.4系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這很

20、適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。1.3.2.5 體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，僅相當(dāng)于幾個(gè)繼電器的大小，因此可將開(kāi)關(guān)柜的體積縮小到原來(lái)的1/21/10。它的重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。第2章 概述2.1 設(shè)備簡(jiǎn)介2.1.1. 銑床的型號(hào)及意義X62W中X代表銑床，6代表臥式，2號(hào)工作臺(tái)， W代表萬(wàn)能2.1.2. X62W萬(wàn)能銑床的主要結(jié)構(gòu)X62W萬(wàn)能銑床的外形圖如下：1-床身 2-主軸 3-刀桿 4-懸梁 5-刀架6-工作臺(tái) 7-回轉(zhuǎn)盤 8-床鞍 9-升降臺(tái) 10-底座2.1.3.X

21、62W萬(wàn)能銑床的特點(diǎn)X62W機(jī)床特點(diǎn)：2.1.3.1 能完成很多普通機(jī)床難以加工或者根本不能加工的復(fù)雜型面的加工。2.1.3.2 采用X62W銑床可以提高零件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品的質(zhì)量。2.1.3.3 采用X62W可以比普通機(jī)床提高23倍生產(chǎn)率，對(duì)復(fù)雜零件的加工，生產(chǎn)率可以提高十幾倍甚至幾十倍。2.1.3.4 此機(jī)床具有柔性，只需更換程序，就可以適應(yīng)不同品種及尺寸規(guī)格零件的自動(dòng)加工。2.1.3.5 大大的減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。萬(wàn)能銑床是一種高效率的加工機(jī)械,在機(jī)械加工和機(jī)械修理中得到廣泛的應(yīng)用，萬(wàn)能銑床的操作是通過(guò)手柄同時(shí)操作電氣與機(jī)械,以達(dá)到機(jī)電緊密配合完成預(yù)定的操作,是機(jī)械與電氣結(jié)構(gòu)聯(lián)合動(dòng)

22、作的典型控制,是自動(dòng)化程度較高的組合機(jī)床。但是在電氣控制系統(tǒng)中,故障的查找與排除是非常困難的,特別是在繼電器接觸式控制系統(tǒng)，由于電氣控制線路觸點(diǎn)多、線路復(fù)雜、故障率高、檢修周期長(zhǎng),給生產(chǎn)與維護(hù)帶來(lái)諸多不便,嚴(yán)重地影響生產(chǎn)。本文所述方案是對(duì)原來(lái)的繼電器接觸式模擬控制系統(tǒng)進(jìn)行PLC改造而成,經(jīng)實(shí)際運(yùn)行證明該P(yáng)LC控制系統(tǒng)無(wú)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(dòng)的工藝條件，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。2.2 X62W萬(wàn)能銑床的運(yùn)動(dòng)形式銑床的主運(yùn)動(dòng)是由主軸帶動(dòng)銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。銑床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是由工作臺(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)。

23、銑床的輔助運(yùn)動(dòng)是銑床其它的運(yùn)動(dòng)。如工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)等。2.3 X62W萬(wàn)能銑床電力拖動(dòng)的特點(diǎn)及控制要求2.3.1 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)。2.3.2 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。2.3.3 銑床的工作臺(tái)要求有前后、左右、上下6個(gè)方向的 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和快速移動(dòng)，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。2.3.4 根據(jù)

24、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)給運(yùn)動(dòng)必須立即停止，以免損壞刀具和銑床。2.3.5 要求有冷卻系統(tǒng)、照明設(shè)備及各種保護(hù)措施。2.4 電器元件設(shè)備的選擇 符號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格用途數(shù)量M1電動(dòng)機(jī)J02-51-4 75kw 1450r/min

25、驅(qū)動(dòng)主軸1M2電動(dòng)機(jī)J02-22-4 1.5kw 1450r/min驅(qū)動(dòng)進(jìn)給1M3電動(dòng)機(jī)J02-22-0 0.125kw 2790kw驅(qū)動(dòng)冷卻泵1Qs1開(kāi)關(guān)HZ1-60/3J 60A 500V電源總開(kāi)關(guān)1Qs2開(kāi)關(guān)HZ1-10/3J 10A 500V冷卻泵開(kāi)關(guān)1SA1開(kāi)關(guān)HZ1-10/3J 10A 500V換刀制動(dòng)1SA2開(kāi)關(guān)HZ1-10/3J 10A 500V圓工作臺(tái)開(kāi)關(guān)1SA3開(kāi)關(guān)HZ3-10/3J 60A 500V照明開(kāi)關(guān)1FU1熔斷器RL1-60 60A電源總保險(xiǎn)1FU2熔斷器RL1-15 5A整流電源保險(xiǎn)1FU3熔斷器RL1-15 5A直流電路保險(xiǎn)1FU4熔斷器RL1-15 5A控制

26、回路保險(xiǎn)1FU5熔斷器RL1-15 1A照明保險(xiǎn)1FR1熱繼電器JR0-20/3 10AM1過(guò)載保護(hù)1FR2熱繼電器JR0-20/3 0.5AM3過(guò)載保護(hù)1FR3熱繼電器JR0-20/3 1.5AM2過(guò)載保護(hù)1TC1變壓器BK-150 380/110V控制回路電源1TC2變壓器BK-50 380/24V照明電源1TC3變壓器BK-100 380/36V整流電源保險(xiǎn)1KM1接觸器CJ0-20 20A 110V主軸啟動(dòng)1KM2接觸器CJ0-10 10A 110V快速進(jìn)給1KM3接觸器CJ0-10 10A 110VM2正轉(zhuǎn)1KM4接觸器CJ0-10 10A 110VM2反轉(zhuǎn)1SB1 SB2按鈕LA2

27、M1啟動(dòng)2SB3 SB4按鈕LA2快速進(jìn)給2SB5 SB6按鈕LA2停止制動(dòng)2YC1電磁離合器定做主軸制動(dòng)1YC2電磁離合器定做正常進(jìn)給1YC3電磁離合器定做快速進(jìn)給1SQ1行程開(kāi)關(guān)LX1-11K主軸沖動(dòng)開(kāi)關(guān)1SQ2行程開(kāi)關(guān)LX3-11K主軸沖動(dòng)開(kāi)關(guān)1SQ3 SQ4 SQ5 SQ6行程開(kāi)關(guān)LX2-13LM2正反轉(zhuǎn)及連鎖4第3章X62W銑床電氣控制線路分析該銑床共用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)能銑床的電路如圖2所示，該線路分為主電路、控制電路和照明電路三部分。電氣控制線路的工作原理如下：3.1 主電路分析主軸電動(dòng)機(jī)M1拖動(dòng)主軸帶動(dòng)銑刀

28、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)。3.2 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。3.2.1 主軸電動(dòng)機(jī)M1的控制3.2.1.1 主軸電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)本機(jī)床采用兩地控制方式，啟動(dòng)按鈕SB1和停止按鈕SB5-1為一組；啟動(dòng)按鈕SB2和停止按鈕SB6-1為一組。分別安裝在

29、工作臺(tái)和機(jī)床床身上，以方便操作。 啟動(dòng)前，先選擇好主軸轉(zhuǎn)速，并將主軸換向的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA3扳到所需轉(zhuǎn)向上。然后，按下啟動(dòng)按鈕SB1或SB2，接觸器KM1通電吸合并自鎖，主電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)。KM1的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)（7-13）閉合，接通控制電路的進(jìn)給線路電源，保證了只有先啟動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)，才可啟動(dòng)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)，避免損毀工件或刀具。3.2.1.2 主軸電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)為了使主軸停車準(zhǔn)確，且減少電能損耗，主軸采用電磁離合器制動(dòng)。該電磁離合器安裝在主軸傳動(dòng)鏈中與電動(dòng)機(jī)軸相連的第一根傳動(dòng)軸上。當(dāng)按下停車按鈕SB5或SB6時(shí)，接觸器KM1斷電釋放，電動(dòng)機(jī)M1失電。與此同時(shí)，停止按鈕的常開(kāi)觸點(diǎn)SB5-2或SB6-2接通電磁

30、離合器YC1，離合器吸合，將摩擦片壓緊，對(duì)主軸電動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。直到主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)，才可松開(kāi)停止按鈕。主軸制動(dòng)時(shí)間不超過(guò)0.5s。3.2.1.3 主軸變速?zèng)_動(dòng)主軸變速是通過(guò)改變齒輪的傳動(dòng)比進(jìn)行的。當(dāng)改變了傳動(dòng)比的齒輪組重新嚙合時(shí)，因齒之間的位置不能剛好對(duì)上，若直接啟動(dòng)，有可能使齒輪打牙。為此，本機(jī)床設(shè)置了主軸變速瞬時(shí)電動(dòng)控制線路。變速時(shí)，先將變速手柄拉出，再轉(zhuǎn)動(dòng)蘑菇形變速手輪，調(diào)到所需轉(zhuǎn)速上，然后，將變速手柄復(fù)位。就在手柄復(fù)位的過(guò)程中，壓動(dòng)了行程開(kāi)關(guān)SQ1，SQ1的常閉觸點(diǎn)(5-7)先斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)(1-9)后閉合，接觸器KM1線圈瞬時(shí)通電，主軸電動(dòng)機(jī)作瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)，使齒輪系統(tǒng)抖動(dòng)一下，達(dá)到良好嚙合。

31、當(dāng)手柄復(fù)位后，SQ1復(fù)位，斷開(kāi)主軸瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)線路。若瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)一次沒(méi)有實(shí)現(xiàn)齒輪良好嚙合，可重復(fù)上述動(dòng)作。3.2.1.4 主軸換刀控制在主軸上刀或換刀時(shí)，為避免人身事故，應(yīng)將主軸置于制動(dòng)狀態(tài)。為此，控制線路中設(shè)置了換刀制動(dòng)開(kāi)關(guān)SA1。只要將SA1撥到“接通”位置，其常開(kāi)觸點(diǎn)SA1-2斷開(kāi)接通電磁離合器YC1，將電動(dòng)機(jī)軸抱住，主軸處于制動(dòng)狀態(tài)。同時(shí)，常閉觸點(diǎn)SA1-2斷開(kāi)，切斷控制回路電源。保證了上刀或換刀時(shí)，機(jī)床沒(méi)有任何動(dòng)作。當(dāng)上刀、換刀結(jié)束后，應(yīng)將SA1扳回“斷開(kāi)”位置。3.2.2 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)分為工作進(jìn)給和快速進(jìn)給。工作進(jìn)給只有在主軸啟動(dòng)后才可進(jìn)行，快速進(jìn)給是點(diǎn)動(dòng)控制，即使不啟

32、動(dòng)主軸也可進(jìn)行。工作臺(tái)的左、右、前、后、上、下6個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)都是通過(guò)操縱手柄和機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)相應(yīng)的行程開(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。行程開(kāi)關(guān)SQ5、SQ6控制工作臺(tái)的向右和向左運(yùn)動(dòng)，SQ3、SQ4控制工作臺(tái)的向前、向下和向后、向上運(yùn)動(dòng)。 進(jìn)給拖動(dòng)系統(tǒng)用了兩個(gè)電磁離合器YC2和YC3，都安裝在進(jìn)給傳動(dòng)鏈中的第4根軸上。當(dāng)左邊的離合器YC2吸合時(shí)，連接上工作臺(tái)的進(jìn)給傳動(dòng)鏈；當(dāng)右邊的離合器YC3吸合時(shí)，連接上快速移動(dòng)傳動(dòng)鏈。3.2.2.1 工作臺(tái)的縱向(左、右)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)的縱向運(yùn)動(dòng)由縱向進(jìn)給手柄操縱。當(dāng)手柄扳向右邊時(shí)，聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)將電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)鏈撥向工作臺(tái)下面的絲杠，使電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過(guò)該

33、絲杠作用于工作臺(tái)。同時(shí)，壓下行程開(kāi)關(guān)SQ5，常開(kāi)觸點(diǎn)SQ5-1閉合，常閉觸點(diǎn)SQ5-2斷開(kāi)，接觸器KM3線圈通過(guò)(13-15-17-19-21-23-25)路徑得電吸合，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工作臺(tái)向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)縱向進(jìn)給手柄扳向左邊時(shí)，行程開(kāi)關(guān)SQ6受壓SQ6-1閉合，SQ6-2斷開(kāi)，接觸器KM4通電吸合，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工作臺(tái)向左運(yùn)動(dòng)。SA2為圓工作臺(tái)控制開(kāi)關(guān)，其狀態(tài)見(jiàn)表。這時(shí)的SA2處于斷開(kāi)位置，SA2-1、SA2-3接通，SA2-2斷開(kāi)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)方向左SQ5K正轉(zhuǎn)左右進(jìn)給絲杠向左中停止停止右S

34、Q6K反轉(zhuǎn)左右進(jìn)給絲杠向右3.2.2.2 工作臺(tái)的垂直(上、下)與橫向(前、后)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)的垂直與橫向進(jìn)給手柄操縱。該手柄有5個(gè)位置；即上、下、前、后、中間。當(dāng)手柄向上或向下時(shí)，機(jī)械機(jī)構(gòu)將電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)鏈和升降臺(tái)上下移動(dòng)絲杠相連；向前或向后時(shí)，機(jī)械機(jī)構(gòu)將電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)鏈與溜板下面的絲杠相連；手柄在中間位時(shí)，傳動(dòng)鏈脫開(kāi)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。 以工作臺(tái)向下(或向前)運(yùn)動(dòng)為例，將垂直與橫向進(jìn)給手柄扳倒向下(或向前)位，手柄通過(guò)機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)壓下行程開(kāi)關(guān)SQ3，常開(kāi)觸點(diǎn)SQ3-1閉合，常閉觸點(diǎn)SQ3-2斷開(kāi)，接觸器KM3線圈通過(guò)(13-27-29-19-21-23-25)路徑得電吸合，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工作臺(tái)

35、做向下(或向前)運(yùn)動(dòng)。若將手柄扳倒向上(或向后)位，行程開(kāi)關(guān)SQ4被壓下， SQ4-1閉合，SQ4-2斷開(kāi)，接觸器KM4線圈通過(guò)(13-27-29-19-21-31-33)路徑得電，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工作臺(tái)做向上(或向后)運(yùn)動(dòng)。 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)方向上下中前后SQ4SQ3SQ3SQ4KM4KM3KM3KM4反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)停止正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)上下進(jìn)給絲杠上下進(jìn)給絲杠前后進(jìn)給絲杠前后進(jìn)給絲杠向上向下停止向前向后3.2.2.3 進(jìn)給快速?zèng)_動(dòng)在改變工作臺(tái)進(jìn)給速度時(shí)，為使齒輪易于嚙合，也需要使進(jìn)給電動(dòng)機(jī)瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)一

36、下。其操作順序是：先將進(jìn)給變速的蘑菇形手柄拉出，轉(zhuǎn)動(dòng)變速盤，選擇好速度。然后，將手柄繼續(xù)向外拉到極限位置，隨即推回原位，變速結(jié)束。就在手柄拉到極限位置的瞬間，行程開(kāi)關(guān)SQ2被壓動(dòng)，SQ2-1先斷開(kāi)，SQ2-2后接通，接觸器(13-27-29-19-17-15-23-25)路徑得電，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)瞬時(shí)正轉(zhuǎn)。在手柄推回原位時(shí)，SQ2復(fù)位，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)只瞬動(dòng)一下。由KM3的得電路徑可知，進(jìn)給變速只有各進(jìn)給手柄均在零位時(shí)才可進(jìn)行。3.2.2.4 工作臺(tái)的快速移動(dòng)工作臺(tái)6個(gè)方向的快速移動(dòng)也是由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)的。當(dāng)工作臺(tái)工作進(jìn)給時(shí)，按下快移按鈕SB3或SB4(兩地控制)，接觸器KM2得電吸合，其常閉觸點(diǎn)(1

37、05-109)斷開(kāi)電磁離合器YC2，常開(kāi)觸點(diǎn)(105-111)接通電磁離合器YC3。KM2的吸合，使進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)跳過(guò)齒輪變速鏈，電動(dòng)機(jī)直接拖動(dòng)絲杠套，工作臺(tái)快速進(jìn)給，進(jìn)給方向仍由進(jìn)給操縱手柄決定。松開(kāi)SB3或SB4，KM2斷電釋放，快速進(jìn)給過(guò)程結(jié)束，恢復(fù)原來(lái)的進(jìn)給傳動(dòng)狀態(tài)。由于在主軸啟動(dòng)接觸器KM1的常開(kāi)觸點(diǎn)(7-13)上并聯(lián)了KM2的一個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)，故在主軸電動(dòng)機(jī)不啟動(dòng)的情況下，也可實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)給。3.2.3 圓工作臺(tái)的控制當(dāng)需要加工螺旋槽、弧形槽和弧形面時(shí)，可在工作臺(tái)上加裝圓工作臺(tái)。圓工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)也是由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)的。 使用圓工作臺(tái)時(shí)，先將控制開(kāi)關(guān)SA2(功能見(jiàn)表)扳到“接通”位，這

38、是，SA2-2接通，SA2-1和SA2-3斷開(kāi)。再將工作臺(tái)的進(jìn)給操縱手柄全部扳到中間位，按下主軸啟動(dòng)按鈕SB1或SB2，主軸電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)，接觸器KM3線圈經(jīng)(13-15-17-19-29-27-23-25)路徑得電吸合，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)圓工作臺(tái)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 可見(jiàn)，圓工作臺(tái)只能沿一個(gè)方向做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由于啟動(dòng)電路途經(jīng)SQ3-SQ6 4個(gè)行程開(kāi)關(guān)的常閉觸點(diǎn)，故扳動(dòng)工作臺(tái)任一進(jìn)給手柄，都會(huì)使圓工作臺(tái)停止工作，保證了工作臺(tái)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與圓工作臺(tái)工作不可能同時(shí)進(jìn)行。3.2.4. 冷卻泵電動(dòng)機(jī)的控制與工作照明由主電路可以看出，只有在主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3才有可能啟動(dòng)，M3還受開(kāi)關(guān)QS2的控

39、制。 變壓器TC3將380V交流電變?yōu)?4V的安全電壓，供給照明燈，用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA4控制。3.2.5 控制電路的聯(lián)鎖與保護(hù)3.2.5.1 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與主軸運(yùn)動(dòng)的聯(lián)鎖進(jìn)給拖動(dòng)的控制電路接在主軸啟動(dòng)接觸器KM1常開(kāi)觸點(diǎn)(7-13)之后，故只有在主軸啟動(dòng)之后，工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)才能進(jìn)行。 由于KM1常開(kāi)觸點(diǎn)(7-13)上并聯(lián)了KM2的常開(kāi)觸點(diǎn),因此，在主軸未啟動(dòng)情況下，也可實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)給。3.2.5.2 工作臺(tái)6個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的聯(lián)鎖電路上有兩條支路：一條是與縱向操縱手柄聯(lián)動(dòng)的行程開(kāi)關(guān)SQ5和SQ6的兩個(gè)常閉觸點(diǎn)串聯(lián)支路(27-29-19);另一條是和垂直于橫向操縱手柄聯(lián)動(dòng)的行程開(kāi)關(guān)SQ3、SQ4的兩個(gè)常閉觸點(diǎn)

40、串聯(lián)支路(15-17-19)。這兩條支路是接觸器KM3或KM4線圈通電的必經(jīng)之路。因此，只要兩個(gè)操縱手柄同時(shí)扳動(dòng)，進(jìn)給電路立即切斷，實(shí)現(xiàn)了工作臺(tái)各向進(jìn)給的聯(lián)鎖控制。3.2.5.3 工作臺(tái)的進(jìn)給與圓工作臺(tái)的聯(lián)鎖使用圓工作臺(tái)時(shí)，必須將兩個(gè)進(jìn)給操縱手柄都置于“中間”位置。否則，圓工作臺(tái)就不能運(yùn)行3.2.5.4 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的極限位置保護(hù)采用機(jī)械和電氣相結(jié)合的方式，由擋塊確定各進(jìn)給方向上的極限位置。當(dāng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)到極限位置時(shí)，擋塊碰撞操縱手柄，使其返回中間位置。電氣上使得相應(yīng)進(jìn)給方向上的行程開(kāi)關(guān)復(fù)位，切斷了進(jìn)給電動(dòng)機(jī)的控制電路，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)停止。第4章PLC在X62W萬(wàn)能銑床改造中的應(yīng)用4.1 X62W萬(wàn)

41、能銑床電氣控制線路的PLC改造4.1.1 改造方法X62W萬(wàn)能銑床電氣控制線路中的電源電路、主電路及照明電路保持不變，在控制電路中，變壓器TC的輸出及整流器VC的輸出部分去掉。用可編程控制器改造后的PLC硬接線圖，為了保證各種聯(lián)鎖功能，將SQ1SQ6,SB1SB6按圖示分別接入PLC的輸入端，換刀開(kāi)關(guān)SA1和圓形工作臺(tái)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2分別用其一對(duì)常開(kāi)和常閉觸頭接入PLC的輸入端子。輸出器件分兩個(gè)電壓等級(jí)，一個(gè)是接觸器使用的110V電壓，另一個(gè)是電磁離合器使用的36V直流電還有一個(gè)是照明使用的24V交流電壓，這樣也將PLC的輸出口分為三組連接點(diǎn)。根據(jù)輸入輸出口的數(shù)量，可選擇三菱FX2N32MR型P

42、LC。X62W型萬(wàn)能銑床電器位置圖如圖所示，所有的電器元件均可采用改造前的型號(hào)。根據(jù)X62W萬(wàn)能銑床的控制要求，設(shè)計(jì)該電氣控制系統(tǒng)的PLC控制梯形圖4.2 PLC硬件設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)對(duì)X62W萬(wàn)能銑床的控制系統(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7點(diǎn)，根據(jù)輸入輸出口的數(shù)量，可選擇三菱FX2N32MR型PLC。所有的電器元件均可采用改造前的型號(hào)。 4.2.1 X62W萬(wàn)能銑床各I/O地址分配X62W萬(wàn)能銑床各個(gè)輸入/輸出點(diǎn)的PLC I/O地址分配如下表1所示：表1 萬(wàn)能銑床PLC I/O地址分配 序號(hào)輸入器件輸入地址序號(hào)輸出器件輸出地址1SB1、SB2主軸啟動(dòng)X01EL 照明Y02

43、SB3、SB4快速進(jìn)給X12KM1主軸啟動(dòng)Y13SB5-1、SB6-1 制動(dòng)X23KM2主軸啟動(dòng)Y24SB5-2、SB6-2 制動(dòng)X34KM3 M2正轉(zhuǎn)Y35SA1 換刀開(kāi)關(guān)X45KM4 M2反轉(zhuǎn)Y46SA2 圓工作臺(tái)開(kāi)關(guān)X56YC1 主軸制動(dòng)Y57SA4 照明開(kāi)關(guān)X67YC3快速進(jìn)給Y68SQ1 主軸沖動(dòng)X79SQ2 進(jìn)給沖動(dòng)X1010SQ3-1、SQ5-1X1111SQ3-2、SQ4-2X1212SQ4-1、SQ6-1X1313SQ5-2、SQ6-2左右進(jìn)給X1414FR1 熱保護(hù)觸點(diǎn)X1515FR2 熱保護(hù)觸點(diǎn)X1616FR3 熱保護(hù)觸點(diǎn)X17422 萬(wàn)能銑床的I/O接線圖萬(wàn)能銑床的I/

44、O接線圖如下圖2所示：圖2萬(wàn)能銑床的I/O接線4.3 軟件設(shè)計(jì)4.3.1 PLC控制梯形圖 根據(jù)X62W萬(wàn)能銑床的控制要求，設(shè)計(jì)該電氣控制系統(tǒng)的PLC控制梯形圖，如圖4所示。該程序共有9條支路，反映了原繼電器電路中的各種邏輯內(nèi)容。在第1支路中，因SQ1和SB5、SB6都采用常閉觸頭分別接至輸入端子X(jué)7、X2，則X7、X2的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，按下啟動(dòng)按鈕SB1或SB2時(shí)，X0常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，Y1、M0線圈得電并自鎖，第4支路中Y1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，輔助繼電器M1線圈得電，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，為第5支路以下程序執(zhí)行做好準(zhǔn)備，保證了只有主軸旋轉(zhuǎn)后才有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。Y1的輸出信號(hào)使主軸電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)按停止按鈕S

45、B5或SB6時(shí)，X2常開(kāi)觸點(diǎn)復(fù)位，Y1線圈失電，主軸慣性運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)X3常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，Y5線圈得電接通電磁離合器YC1，主軸制動(dòng)停轉(zhuǎn)。 第2支路表達(dá)了KM2及YC3的工作邏輯，當(dāng)按下快速移動(dòng)按鈕SB3或SB4時(shí)，X1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，則Y2及Y6線圈得電，KM2常閉觸頭斷開(kāi)，電磁離合器YC2失電，YC3得電，工作臺(tái)沿選定方向快速移動(dòng)；松開(kāi)SB3或SB4則YC2得電，YC3失電，快速移動(dòng)停止。第5、6、7、8支路表達(dá)了工作臺(tái)六個(gè)方向的進(jìn)給、進(jìn)給沖動(dòng)及圓工作臺(tái)的工作邏輯關(guān)系。當(dāng)圓形工作臺(tái)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2動(dòng)作，5、7支路中X5的常開(kāi)觸點(diǎn)分?jǐn)?，?支路中X5常閉觸頭復(fù)位，M4及Y3線圈得電，使KM3得電，電動(dòng)

46、機(jī)M2啟動(dòng)，圓形工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)；當(dāng)SA2復(fù)位時(shí)，M4、Y3線圈失電，圓形工作臺(tái)停止旋轉(zhuǎn)。左右進(jìn)給時(shí)，SQ5或SQ6被壓合，X14常開(kāi)觸點(diǎn)復(fù)位，第6、7支路被分?jǐn)?，而X11或X13常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，M2（其常開(kāi)觸點(diǎn)使Y3線圈得電）或Y4線圈得電，電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，拖動(dòng)工作臺(tái)向左或向右運(yùn)動(dòng)。同樣，工作臺(tái)上下、前后進(jìn)給時(shí)，SQ3或SQ4被壓合，X12常開(kāi)觸點(diǎn)復(fù)位，第6、7支路被分?jǐn)?，M2或Y4線圈得電，電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，拖動(dòng)工作臺(tái)按選定的方向（上、下、前、后中某一方向）作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。該程序及PLC的硬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，電氣改造的投資少、工作量較小。 其中流程圖和

47、PLC控制梯形圖如下圖3和圖4所示。圖4 PLC控制梯形圖4.3.2 X62W 型萬(wàn)能銑床PLC控制指令語(yǔ)句表330 LD X01 OR Y0 2 ANI X13 ANI X34 ANI X115 AND X146 OR X37 OUT Y08 LD X19 OR X1110 OUT Y411 LD X212 OUT Y113 LD Y014 OR Y115 AND X1516 MPS 17 LDI X418 ANI X519 ANI X620 AND X1321 AND X722 LD X1323 ANI X724 AND X1025 AND X526 ORB 27 LD X13 28 AN

48、D X429 ANI X530 ANI X631 ANI X732 ANI X1033 ORB 34 LDI X435 ANI X536 ANI X637 ANI X738 ANI X1039 AND X1240 ORB 41 ANB 42 ANI Y343 OUT Y244 MRD 45 LDI X446 ANI X547 ANI X648 AND X1349 AND X1050 LD X1351 ANI X752 ANI X1053 AND X654 ORB 55 ANB 56 ANI Y257 OUT Y358 MRD 59 ANI Y160 OUT Y561 MPP 62 ANI Y1

49、63 OUT Y664 END 第5章PC通信5.1 X62W銑床常見(jiàn)電氣故障的診斷與檢修和銑床主要磨損件的修復(fù)方法5.1.1 工作臺(tái)方向都不能進(jìn)給 故障現(xiàn)象造成原因處理方法工作臺(tái)方向都不能進(jìn)給 1、電動(dòng)機(jī)M2不能起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)接線脫落或電動(dòng)機(jī)繞組斷線2、接觸器KM1不吸合3、接觸器KM1主觸點(diǎn)接觸不良或脫落4、經(jīng)常半動(dòng)操作手柄，開(kāi)關(guān)受到?jīng)_擊，行程開(kāi)關(guān)SQ1、SQ2、SQ3、SQ4位置發(fā)生變動(dòng)或損壞5、變速?zèng)_動(dòng)開(kāi)關(guān)SQ6-2在復(fù)位，不能閉合接通或接觸不良 1、檢查電動(dòng)機(jī)M2是否完好，并予以修復(fù)2、檢查接觸器KM1、控制變壓器一、二次繞組，電源電壓是否正常，熔斷器是否熔斷，并予以修復(fù)3、檢查接觸器

50、主觸頭，并予以修復(fù)4、整行程開(kāi)關(guān)的位置或寓意更換5、調(diào)整變速?zèng)_動(dòng)開(kāi)關(guān)SQ6-2的位置，檢查觸點(diǎn)情況，并予以修復(fù)或更換5.1.2 工作臺(tái)能向前、向后，向上、向下進(jìn)給、但不能左、向右進(jìn)給 故障現(xiàn)象造成原因處理方法工作臺(tái)能向前、向后，向上、向下進(jìn)給、但不能左、向右進(jìn)給 1、位開(kāi)關(guān)SQ3、SQ4經(jīng)常被壓合，使螺釘松動(dòng)，開(kāi)關(guān)位移、觸點(diǎn)接觸不良、開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)卡住及線路斷開(kāi)2、限位開(kāi)關(guān)SQ3-2或 SQ4-2被壓開(kāi)，使進(jìn)給接觸器KM3、KM4的通電回路均被斷開(kāi) 1、查與調(diào)整SQ3或SQ4，并予以修復(fù)或更換2、檢查SQ3-2或SQ4-2，并予以修復(fù)或更換 5.1.3 工作臺(tái)能向左、向右進(jìn)給，但不能向前、向后、向上

51、、向下進(jìn)給 故障現(xiàn)象造成原因處理方法工作臺(tái)能向左、向右進(jìn)給，但不能向前、向后、向上、向下進(jìn)給 1、限位開(kāi)關(guān)SQ1、SQ2經(jīng)常被壓合，使螺釘松動(dòng)，開(kāi)關(guān)位移、觸點(diǎn)接觸不良、開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)卡住及線路斷開(kāi)2、限位開(kāi)關(guān)SQ3-2或 SQ4-2被壓開(kāi)，使進(jìn)給接觸器KM3、KM4的通電回路均被斷開(kāi)1、檢查與調(diào)整SQ1或SQ2，并予以修復(fù)或更換2、檢查SQ3-2或SQ4-2，并予以修復(fù)或更換 5.1.4 主軸電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng) 故障現(xiàn)象造成原因處理方法主軸電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng) 1、起動(dòng)按鈕損壞、接線松脫、接觸不良或線圈斷路2、變速?zèng)_動(dòng)開(kāi)關(guān)SQ7的觸點(diǎn)（31-1）接觸不良，開(kāi)關(guān)位置移動(dòng)或撞壞1、更換按鈕，緊固接線，檢查與修復(fù)線

52、圈2、檢查沖動(dòng)開(kāi)關(guān)SQ7DE 觸點(diǎn)，調(diào)整開(kāi)關(guān)位置，并予以修復(fù)或更換 5.1.5 主軸電動(dòng)機(jī)不能沖動(dòng)（瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)） 故障現(xiàn)象造成原因處理方法主軸電動(dòng)機(jī)不能沖動(dòng)（瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)） 1行程開(kāi)關(guān)SQ7經(jīng)常受到頻繁沖擊使開(kāi)關(guān)位置改變，開(kāi)關(guān)底座被撞碎或接觸不良 1修理或更換開(kāi)關(guān)，調(diào)整開(kāi)關(guān)動(dòng)作行程 5.1.6 進(jìn)給電動(dòng)機(jī)不能沖動(dòng)（瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)） 故障現(xiàn)象造成原因處理方法進(jìn)給電動(dòng)機(jī)不能沖動(dòng)（瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)）1行程開(kāi)關(guān)SQ6-1經(jīng)常受到頻繁沖擊使開(kāi)關(guān)位置改變，開(kāi)關(guān)底座被撞碎或接觸不良1修理或更換開(kāi)關(guān)，調(diào)整開(kāi)關(guān)動(dòng)作行程5.1.7 主軸停車時(shí)候沒(méi)有停車作用或產(chǎn)生短時(shí)的反向旋轉(zhuǎn)故障現(xiàn)象造成原因處理方法主軸停車時(shí)候沒(méi)有停車作用或產(chǎn)生短時(shí)

53、的反向旋轉(zhuǎn) 1、速度繼電器KV的動(dòng)合觸點(diǎn)不能按旋轉(zhuǎn)方向正常閉合，如推動(dòng)觸點(diǎn)的膠木擺竿斷裂損壞，軸伸圓錐角扭彎、磨損或彈性連接元件損壞，螺釘、銷釘松或打滑2、速度繼電器觸點(diǎn)彈簧調(diào)的過(guò)緊，使反向制動(dòng)電路過(guò)早切斷，制動(dòng)效果不明顯3、速度繼電器永久磁鐵轉(zhuǎn)子的磁性消失，制動(dòng)效果不明顯4、當(dāng)速度繼電器彈簧調(diào)的過(guò)松時(shí)，是接觸點(diǎn)分?jǐn)噙^(guò)遲，在反接的慣性作用下，電動(dòng)機(jī)停止后，仍有短時(shí)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象1、檢查速度繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)，更換膠木擺桿、圓錐銷及螺釘、銷釘?shù)炔⒂枰孕迯?fù)或更換2、調(diào)整速度素繼電器觸點(diǎn)彈簧，直到制動(dòng)效果明顯為止3、檢查速度繼電器觸點(diǎn)彈簧，使故障及時(shí)排除 5.1.8 X62W萬(wàn)能銑床主要磨損件及修復(fù)方法零件名稱易損部位修復(fù)方法主軸內(nèi)錐孔以前、中軸頸為基準(zhǔn)修磨內(nèi)錐孔，當(dāng)主軸發(fā)生彎曲變形或裂痕時(shí)，應(yīng)予更新三聯(lián)滑移齒輪花鍵、齒牙損壞率較高，一般換新件傳動(dòng)軸軸頸更新進(jìn)給絲杠螺母副螺