X62W萬能銑床系統(tǒng)PLC改造

1、南京工程學(xué)院大專畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目： X62W萬能銑床系統(tǒng)PLC改造專業(yè): 工業(yè)電氣自動化班級: 07電氣工程 學(xué)號： 學(xué)生姓名: 指導(dǎo)老師: 起迄日期: 2011 02 27 設(shè)計地點(diǎn): 儀征技師學(xué)院目 錄緒論1第一章 PLC的概述 2 1.1可編程控制器概況 3 1.2 PLC的結(jié)構(gòu)及基本配置 4 1.3 PLC選型 5 1.4可編程控制器使用中應(yīng)注意的問題 6 第二章 X62W萬能銑床的分析 6 2.1工作原理分析 62.2 電氣元件的選擇 11第三章 萬能銑床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計17 3.1 I/O分配表及I/O硬件接線圖 193.2 電氣元件明細(xì)表 17 3.3 梯形圖及指令語句表

2、 21第四章 結(jié)論 26參考文獻(xiàn) 27摘要本設(shè)計講述了X62W萬能銑床電氣控制線路的工作原理，說明了用PLC改造的具體方法，從而可以提高整個電氣控制系統(tǒng)的工作性能。銑床是用銑刀對工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)床。銑床除能銑削平面、溝槽、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)械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。最早的銑床是美國人惠特尼于1818年創(chuàng)制的臥式銑床；為了銑削麻花鉆床的螺旋槽，美國人布朗于1862年創(chuàng)制了第一臺萬能銑床，這是升降臺銑床的雛形；1884年前后又出現(xiàn)了龍門刨床；二十世紀(jì)20年代出現(xiàn)了半自動銑床，工作臺利用擋塊可完成“進(jìn)給決速”或“決速進(jìn)給”的自動轉(zhuǎn)換。1950年以

3、后，銑床在控制系統(tǒng)方面發(fā)展很快，數(shù)字控制的應(yīng)用大大提高了銑床的自動化程度。尤其是70年代以后，微處理機(jī)的數(shù)字控制系統(tǒng)和自動換刀系統(tǒng)在銑床上得到應(yīng)用，擴(kuò)大了銑床的加工范圍，提高了加工精度與效率。關(guān)鍵詞： PLC 自動控制 抗干擾 可靠性第一章 PLC的概述11可編程控制器概況可編程控制器（PROGRAMMABLE CONTROLLER，簡稱PC）。與個人計算機(jī)的PC相區(qū)別，用PLC表示。PLC是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時、計數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。國際電工委員會（I

4、EC）頒布了對PLC的規(guī)定：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計。PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等特點(diǎn)?？梢灶A(yù)料：在工業(yè)控制領(lǐng)域中，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用必將形成世界潮流PLC程序既有生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序，又有用戶自己開發(fā)的應(yīng)用程序，系統(tǒng)程序提供運(yùn)行平臺，同時，還為PLC程序可

5、靠運(yùn)行及信息與信息轉(zhuǎn)換進(jìn)行必要的公共處理。用戶程序由用戶按控制要求設(shè)計。1.2 PLC的結(jié)構(gòu)及基本配置一般講，PLC分為箱體式和模塊式兩種。但它們的組成是相同的，對箱體式PLC，有一塊CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，當(dāng)然按CPU性能分成若干型號，并按I/O點(diǎn)數(shù)又有若干規(guī)格。對模塊式PLC，有CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架。無任哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC，都屬于總線式開放型結(jié)構(gòu)，其I/O能力可按用戶需要進(jìn)行擴(kuò)展與組合。一、CPU的構(gòu)成PLC中的CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每臺PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用

6、掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路，與通用計算機(jī)一樣，主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，還有外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。它確定了進(jìn)行控制的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。CPU的運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算

7、，在控制器指揮下工作。CPU的寄存器參與運(yùn)算，并存儲運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。CPU雖然劃分為以上幾個部分，但PLC中的CPU芯片實(shí)際上就是微處理器，由于電路的高度集成，對CPU內(nèi)部的詳細(xì)分析已無必要，我們只要弄清它在PLC中的功能與性能，能正確地使用它就夠了。CPU模塊的外部表現(xiàn)就是它的工作狀態(tài)的種種顯示、種種接口及設(shè)定或控制開關(guān)。一般講，CPU模塊總要有相應(yīng)的狀態(tài)指示燈，如電源顯示、運(yùn)行顯示、故障顯示等。箱體式PLC的主箱體也有這些顯示。它的總線接口，用于接I/O模板或底板，有內(nèi)存接口，用于安裝內(nèi)存，有外設(shè)口，用于接外部設(shè)備，有的還有通訊口，用于進(jìn)行通訊。CPU模塊上還有許

8、多設(shè)定開關(guān)，用以對PLC作設(shè)定，如設(shè)定起始工作方式、內(nèi)存區(qū)等。二、I/O模塊：PLC的對外功能，主要是通過各種I/O接口模塊與外界聯(lián)系的，按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。三、電源模塊：有些PLC中的電源，是與CPU模塊合二為一的，有些是分開的，其主要用途是為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源以其輸入類型有：交流電源，加的為交流220VAC或110VAC，直流電源

9、，加的為直流電壓，常用的為24V。四、底板或機(jī)架：大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個整體。五、PLC 的外部設(shè)備外部設(shè)備是PLC系統(tǒng)不可分割的一部分，它有四大類1.編程設(shè)備：有簡易編程器和智能圖形編程器，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況。編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，但它不直接參與現(xiàn)場控制運(yùn)行。2.監(jiān)控設(shè)備：有數(shù)據(jù)監(jiān)視器和圖形監(jiān)視器。直接監(jiān)視數(shù)據(jù)或通過畫面監(jiān)視數(shù)據(jù)。3.存儲設(shè)備：有存儲卡、存儲磁帶、軟磁盤或只讀存儲器，

10、用于永久性地存儲用戶數(shù)據(jù)，使用戶程序不丟失，如EPROM、EEPROM寫入器等。4.輸入輸出設(shè)備：用于接收信號或輸出信號，一般有條碼讀人器，輸入模擬量的電位器，打印機(jī)等。六、PLC的通信聯(lián)網(wǎng)PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制?，F(xiàn)在幾乎所有的PLC新產(chǎn)品都有通信聯(lián)網(wǎng)功能，它和計算機(jī)一樣具有RS-232接口，通過雙絞線、同軸電纜或光纜，可以在幾公里甚至幾十公里的范圍內(nèi)交換信息。當(dāng)然，PLC之間的通訊網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的，PLC與計算機(jī)之間的通訊，一些生產(chǎn)廠家采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線，并向標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議靠攏

11、，這將使不同機(jī)型的PLC之間、PLC與計算機(jī)之間可以方便地進(jìn)行通訊與聯(lián)網(wǎng)。了解了PLC的基本結(jié)構(gòu)，我們在購買程控器時就有了一個基本配置的概念，做到既經(jīng)濟(jì)又合理，盡可能發(fā)揮PLC所提供的最佳功能。1.3 PLC選型PLC的選型一般從一下幾個方面加以考慮：一I/O點(diǎn)數(shù)是PLC的一項(xiàng)重要指標(biāo)。合理選擇I/O點(diǎn)數(shù)既可使系統(tǒng)滿足控制要求，又可使系統(tǒng)總投資最少。PLC的輸出/輸入總點(diǎn)數(shù)和種類應(yīng)根據(jù)被控對象所需控制的模擬量、開關(guān)量、輸入/輸出設(shè)備情況（包括模擬量、開關(guān)量、輸出類型）來確定，一般一個輸入/輸出元件要占用一個輸入/輸出點(diǎn)。（一） I/O點(diǎn)數(shù)的估算I/O點(diǎn)數(shù)是PLC的一項(xiàng)重要指標(biāo)。本方案總點(diǎn)數(shù)一共

12、有13點(diǎn)，根據(jù)估計的總點(diǎn)數(shù)上再加上20%30%的備用量的原則。要選擇總點(diǎn)數(shù)超過17點(diǎn)的PLC機(jī)型。（二） 用戶存儲器容量的估算根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，每個I/O點(diǎn)及有關(guān)功能元件占用的內(nèi)存量大致如下：開關(guān)量輸入元件： 1020B/點(diǎn) ；開關(guān)量輸出元件： 510B/點(diǎn) ；定時器/計數(shù)器：2B/個；模擬量：100150B/點(diǎn)；通信接口；一個接口一般需要300B以上。本方案根據(jù)上面算出總字節(jié)數(shù)共1040B，再考慮增加25%左右的備用量，總共大約1300B，所以要選擇內(nèi)存容量大于1300B的PLC機(jī)型。（三） CPU功能與結(jié)構(gòu)的選擇選型時要從一下幾個方面來考慮：1 功能與任務(wù)相適應(yīng)2 PLC的處理速度應(yīng)滿足實(shí)時控制的

13、要求3 PLC結(jié)構(gòu)合理、機(jī)型統(tǒng)一4 在線編程和離線編程的選擇根據(jù)以上幾點(diǎn)要求，結(jié)合本設(shè)計的具體情況：系統(tǒng)控制要求較高，需要PID調(diào)節(jié)等等功能，PLC的處理速度要求較高，而且要離線編程，來進(jìn)行選擇PLC的硬件。二 開關(guān)量I/O模塊的選擇（一）開關(guān)量輸入模塊的選擇選擇開關(guān)量輸入模塊時主要考慮以下幾點(diǎn)：1 選擇工作電壓等級 2.選擇模塊密度3.門檻電平 4.輸入端漏電流的控制根據(jù)實(shí)際需情況，本方案選擇的是PLC內(nèi)部提供24V電源，用做集電極開路傳感器的電源。（二）開關(guān)量輸出模塊的選擇1輸出方式的選擇輸出方式共有三種：晶閘管輸出、晶體管輸出、繼電器輸出。本方案根據(jù)以上三種各自輸出的特點(diǎn)，結(jié)合所需實(shí)際選

14、擇繼電器輸出的方式。2輸出電流選擇模塊的輸出電流必須大于負(fù)載電流的額定值，且選用輸出模塊還應(yīng)注意同時接通點(diǎn)數(shù)的電流累計值 必須小于公共端所允許通過的電流值。三 模擬量I/O模塊的選擇（一）模擬量輸入模塊選擇（1）模擬量值的輸入范圍。模擬量的輸入可以是電壓信號或電流信號。（2）模擬量輸入分辨率、精度、轉(zhuǎn)換時間等參數(shù)指標(biāo)應(yīng)符合具體的系統(tǒng)要求。（3）在應(yīng)用中要注意抗干擾措施 根據(jù)設(shè)計要求，再根據(jù)如果變送器離模擬量輸入模塊較遠(yuǎn)時，系統(tǒng)設(shè)計盡量選用020mA或420mA型的原則。（二）模擬量輸出模塊的選擇模擬量輸出模塊的輸出類型有電壓輸出和電流輸出兩種，輸出范圍有010V、-10V10V、020mA、4

15、20mA等。另外模擬量輸出模塊還有不同的輸出功率，在使用時要根據(jù)情況來選擇。模擬量輸出模塊的輸出精度、分辨率、抗干擾措施等都與模擬量輸入模塊情況類似。我所選用的是三菱FX2N型號的可編程控制器，總點(diǎn)數(shù)有20點(diǎn)，輸入為10點(diǎn)，輸出為10點(diǎn)。它的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)、通用性強(qiáng)、指令通俗易懂、便于記憶、功能指令強(qiáng)大、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、能在惡劣環(huán)境下工作等。1.4 可編程控制器使用中應(yīng)注意的問題要使PLC控制系統(tǒng)能長期正常工作，除必須保證系統(tǒng)設(shè)計的合理性和可靠性外，注意系統(tǒng)日常維護(hù)和定期檢修也非常重要。一、 PLC的正確接線1、 電源連接PLC通常采用單相交流電源。接線時，要分清楚接線端子上

16、“N”端（零線）和“接地”端。PLC的供電線路要與其他大功率用電設(shè)備或會產(chǎn)生強(qiáng)干擾的設(shè)備分開。采用隔離變壓器是一項(xiàng)有益的措施，它可以減少外界設(shè)備對PLC的影響。PLC的交流電源線應(yīng)單獨(dú)從機(jī)頂進(jìn)入控制柜中，不能與其他直流信號線、模擬信號線捆在一起走線，以減少對其他控制線路的干擾。2、 接地線良好的接地是保證可編程控制器可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。為了有效地減少干擾，應(yīng)給PLC接專用的地線，接地點(diǎn)應(yīng)與其他動力設(shè)備的接地點(diǎn)分開。若做不到這一點(diǎn)也必須做到PLC與其他設(shè)備公共接地，禁止與其他設(shè)備串聯(lián)接地，更不能通過水管、避雷線接地。PLC的基本單元必須接地。如果選用擴(kuò)展單元，其接

17、地點(diǎn)應(yīng)與基本單元的接地點(diǎn)接在一起。3、 RUN端子的接線PLC都帶有RUN端。在RUN端和COM端之間接入一個按鈕或開關(guān)，可以控制PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，執(zhí)行控制程序。如果按鈕或開關(guān)斷開，則PLC停止運(yùn)行。4、 緊急停止線路在PLC控制系統(tǒng)中，應(yīng)設(shè)置緊急停止線路，提供最高安全性。緊急停止應(yīng)不受PLC控制。第二章X62W萬能銑床的工作原理 常用的萬能銑床有兩種：一是臥式萬能銑，型號為X62W；另一種為立式萬能銑床，型號為X53K。萬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。X62W萬能銑床是一種高效率的加工機(jī)械，萬能銑床的操作，是通過手柄同時操作電氣與機(jī)械，是機(jī)械與電氣結(jié)構(gòu)

18、聯(lián)合動作的典型控制。一、X62W萬能銑床的工作原理圖二、工作原理）主電路分析：主電路中共有3臺電動機(jī)，M1是主軸電動機(jī)，拖動主軸帶動銑刀進(jìn)行銑削加工，SA3作為M1的換向開關(guān)；M2是進(jìn)給電動機(jī)，通過操縱手柄和機(jī)械離合器的配合拖動工作臺前后、左右、上下6個方向的進(jìn)給運(yùn)動和快速移動，其正反轉(zhuǎn)由接觸器KM3、KM4來實(shí)現(xiàn)；M3是冷卻泵電動機(jī)，供應(yīng)切削液，且當(dāng)M1啟動后M3才能啟動，用手動開關(guān)QS2控制；3臺電動機(jī)共用熔斷器FU1作短路保護(hù)，3臺電動機(jī)分別用熱繼電器FR1、FR2、FR3作過載保護(hù)。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）主軸電動機(jī)M1的控制 為了方便操

19、作，主軸電動機(jī)M1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，SB5和SB6是兩組停止按鈕串接在一起。KM1是主軸電動機(jī)M1的啟動接觸器，YC1是主軸制動用的電磁離合器，SQ1是主軸變速時瞬時點(diǎn)動的位置開關(guān)。主軸電動機(jī)是經(jīng)過彈性聯(lián)軸器和變速機(jī)構(gòu)的齒輪傳動鏈來實(shí)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(jī)M1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,再把主軸換向開關(guān)SA3（2區(qū)）扳到所需要的轉(zhuǎn)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

20、機(jī)M1啟動運(yùn)轉(zhuǎn)，KM1常開輔助觸頭（910）閉合，為工作臺進(jìn)給電路提供了電源。2）主軸電動機(jī)M1的制動 當(dāng)銑削完畢，需要主軸電動機(jī)M1停止時，按下停止按鈕SB5（或SB6），SB51（或SB61）常閉觸頭（13區(qū)）分?jǐn)啵佑|器KM1線圈失電，KM1觸頭復(fù)位，電動機(jī)M1斷電慣性運(yùn)轉(zhuǎn)，SB52（或SB62）常開觸頭（8區(qū)）閉合，接通電磁離合器YC1,主軸電動機(jī)M1制動停轉(zhuǎn)。3)主軸換銑刀控制 M1停轉(zhuǎn)后并不處于制動狀態(tài)，主軸仍可自由轉(zhuǎn)動。在主軸更換銑刀時，為避免主軸轉(zhuǎn)動，造成更換困難，應(yīng)將主軸制動。方法是將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1扳向換刀位置，這時常開觸頭SA11（8區(qū)）閉合，電磁離合器YC1線圈得電，主軸

21、處于制動狀態(tài)以方便換刀；同時常開觸頭SA12（13區(qū)）斷開，切斷了控制電路，銑床無法運(yùn)行，保證了人身安全。4）主軸變速時的瞬時點(diǎn)動（沖動控制） 主軸變速操縱箱裝在床身左側(cè)窗口上，主軸變速由一個變速手柄和一個變速盤來實(shí)現(xiàn)。主軸變速時的沖動控制，是利用變速手柄與沖動位置開關(guān)SQ1通過機(jī)械上的聯(lián)動機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制的。變速時，先把變速手柄下壓，使手柄的榫塊從定位槽中脫出，然后向外拉動手柄使榫塊落入第二道槽內(nèi)，使齒輪組脫離嚙合。轉(zhuǎn)動變速盤選定所需轉(zhuǎn)速后，把手柄推回原位，使榫塊重新落進(jìn)槽內(nèi)，使齒輪組重新嚙合（這時已改變了傳動比）。變速時為了使齒輪容易嚙合，扳動手柄復(fù)位時電動機(jī)M1會產(chǎn)生一沖動。在手柄推進(jìn)時，手

22、柄上裝的凸輪將彈簧桿推動一下又返回，這時彈簧桿推動一下位置開關(guān)SQ1（13區(qū)），使SQ1的常閉觸頭SQ12先分?jǐn)啵ｉ_觸頭SQ11后閉合，接觸器KM1瞬時得電動作，電動機(jī)M1瞬時啟動；緊接著凸輪放開彈簧桿,位置開關(guān)SQ1觸頭復(fù)位，接觸器KM1斷電釋放，電動機(jī)M1斷電。此時電動機(jī)M1因未制動而慣性旋轉(zhuǎn)，使齒輪系統(tǒng)抖動，在抖動時刻，將變速手柄先快后慢地推進(jìn)去，齒輪便順利地嚙合。當(dāng)瞬時點(diǎn)動過程中齒輪系統(tǒng)沒有實(shí)現(xiàn)良好嚙合時，可以重復(fù)上述過程直到嚙合為止。變速前應(yīng)先停車。(2)進(jìn)給電動機(jī)M2的控制 工作臺的進(jìn)給運(yùn)動在主軸啟動后方可進(jìn)行。工作臺的進(jìn)給可在3個坐標(biāo)的6個方向運(yùn)動，即工作臺在回轉(zhuǎn)盤上的左右運(yùn)動

23、；工作臺與回轉(zhuǎn)盤一起在溜板上和溜板一起前后運(yùn)動；升降臺在床身的垂直導(dǎo)軌上作上下運(yùn)動。這些進(jìn)給運(yùn)動是通過兩個操縱手柄和機(jī)械聯(lián)動機(jī)構(gòu)控制相應(yīng)的位置開關(guān)使進(jìn)給電動機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的，并且6個方向的運(yùn)動是聯(lián)鎖的，不能同時接通。1）圓形工作臺的控制 為了擴(kuò)大銑床的加工范圍，可在銑床工作臺上安裝附件圓形工作臺，進(jìn)行對圓弧或凸輪的銑削加工。轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2就是用來控制圓形工作臺的。當(dāng)需要圓工作臺旋轉(zhuǎn)時，將開關(guān)SA2扳到接通位置，這時觸頭SA21和SA23（17區(qū)）斷開，觸頭SA22（18區(qū)）閉合，電流經(jīng)1013141520191718路徑，使接觸器KM3得電，電動機(jī)M2啟動，通過一根專用軸帶動圓形工作臺

24、作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。當(dāng)不需要圓形工作臺旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2扳到斷開位置，這時觸頭SA21和SA23閉合，觸頭SA22斷開，以保證工作臺在6個方向的進(jìn)給運(yùn)動，因?yàn)閳A工作臺的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和6個方向的進(jìn)給運(yùn)動也是聯(lián)鎖的。2）工作臺的左右進(jìn)給運(yùn)動 工作的左右進(jìn)給運(yùn)動由左右進(jìn)給操作手柄控制。操作手柄與位置開關(guān)SQ5和SQ6聯(lián)動，有左、中、右三個位置。當(dāng)手柄扳向中間位置時，位置開關(guān)SQ5和SQ6均未被壓合，進(jìn)給控制電路處于斷開狀態(tài)；當(dāng)手柄扳向左或右位置時，手柄壓下位置開關(guān)SQ5或SQ6,使常閉觸頭SQ52或SQ62（17區(qū)）分?jǐn)啵ｉ_觸頭SQ51（17區(qū)）或SQ61（18區(qū)）閉合，接觸器KM3或KM4得電動作，電動

25、機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。由于在SQ5或SQ6被壓合的同時，通過機(jī)械機(jī)構(gòu)已將電動機(jī)M2的傳動鏈與工作臺下面的左右進(jìn)給絲杠相搭合，所以電動機(jī)M2的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)就拖動工作臺向左或向右運(yùn)動。當(dāng)工作臺向左或向右進(jìn)給到極限位置時，由于工作臺兩端各裝有一塊限位擋鐵，所以擋鐵碰撞手柄連桿使手柄自動復(fù)位到中間位置，位置開關(guān)SQ5或SQ6復(fù)位，電動機(jī)的傳動鏈與左右絲杠脫離，電動機(jī)M2停轉(zhuǎn)，工作臺停止了進(jìn)給，實(shí)現(xiàn)了左右運(yùn)動的終端保護(hù)。3）工作臺的上下和前后進(jìn)給 工作臺的上下和前后進(jìn)給運(yùn)動是由一個手柄控制的。該手柄與位置開關(guān)SQ3和SQ4聯(lián)動，有上、下、前、后、中5個位置。當(dāng)手柄扳至中間位置時，位置開關(guān)SQ3和SQ4均未被壓

26、合，工作臺無任何進(jìn)給運(yùn)動；當(dāng)手柄扳至下或前位置時，手柄壓下位置開關(guān)SQ3使常閉觸頭SQ32（17區(qū)）分?jǐn)?，常開觸頭SQ31（17區(qū)）閉合，接觸器KM3得電動作，電動機(jī)M2正轉(zhuǎn)，帶動著工作臺向下或向前運(yùn)動；當(dāng)手柄扳向上或后時，手柄壓下位置開關(guān)SQ4,使常閉觸頭SQ42（17區(qū)）分?jǐn)?，常開觸頭SQ41（18區(qū)）閉合，接觸器KM4得電動作，電動機(jī)M2反轉(zhuǎn)，帶動著工作臺向上或向后運(yùn)動。這里，為什么進(jìn)給電動機(jī)M2只有正反兩個轉(zhuǎn)向，而工作臺卻能夠在四個方向進(jìn)給呢？這是因?yàn)楫?dāng)手柄扳向不同的位置時，通過機(jī)械機(jī)構(gòu)將電動機(jī)M2的傳動鏈與不同的進(jìn)給絲杠相搭合的緣故。當(dāng)手柄扳向下或上時，手柄在壓下位置開關(guān)SQ3或SQ

27、4的同時，通過機(jī)械機(jī)構(gòu)將電動機(jī)M2的傳動鏈與升降臺上下進(jìn)給絲杠搭合，當(dāng)M2得電正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時，就帶著升降臺向下或向上運(yùn)動；同理，當(dāng)手柄扳向前或后時，手柄在壓下位置開關(guān)SQ3或SQ4的同時，又通過機(jī)械機(jī)構(gòu)將電動機(jī)M2的傳動鏈與溜板下面的前后進(jìn)給絲杠搭合，當(dāng)M2得電正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時，就又帶著溜板向前或向后運(yùn)動。和左右進(jìn)給一樣，當(dāng)工作臺在上、下、前、后四個方向的任一個方向進(jìn)給到極限位置時，擋鐵都會碰撞手柄連桿，使手柄自動復(fù)位到中間位置，位置開關(guān)SQ3或SQ4復(fù)位，上下絲杠或前后絲杠與電動機(jī)傳動鏈脫離，電動機(jī)和工作臺就停止了運(yùn)動。 由以上分析可見，兩個操作手柄被置定于某一方向后，只能壓下四個位置開關(guān)SQ3、

28、SQ4、SQ5、SQ6中的一個開關(guān)，接通電動機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)電路，同時通過機(jī)械機(jī)構(gòu)將電動機(jī)的傳動鏈與三根絲杠（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，拖動工作臺沿選定的進(jìn)給方向運(yùn)動，而不會沿其他方向運(yùn)動。4）左右進(jìn)給手柄與上下前后進(jìn)給手柄的聯(lián)鎖控制 在兩個手柄中，只能進(jìn)行其中一個進(jìn)給方向上的操作，即當(dāng)一個操作手柄被置定在某一進(jìn)給方向后，另一個操作手柄必須置于中間位置，否則將無法實(shí)現(xiàn)任何進(jìn)給運(yùn)動，這是因?yàn)樵诳刂齐娐分袑烧邔?shí)現(xiàn)了聯(lián)鎖保護(hù)。如當(dāng)把左右進(jìn)給手柄扳向左時，若又將另一個進(jìn)給手柄扳到向下進(jìn)給方向，則位置開關(guān)SQ5和SQ3均被壓下，觸頭SQ52和SQ32均分?jǐn)?，斷開了

29、接觸器KM3和KM4的通路，電動機(jī)M2只能停轉(zhuǎn)，保證了操作安全。5）進(jìn)給變速時的瞬時點(diǎn)動 和主軸變速時一樣，進(jìn)給變速時，為使齒輪進(jìn)入良好的嚙合狀態(tài)，也要進(jìn)行變速后的瞬時點(diǎn)動。進(jìn)給變速時，必須先把進(jìn)給操作手柄放在中間位置，然后將進(jìn)給變速盤（在升降臺前面）向外拉出，使進(jìn)給齒輪松開，轉(zhuǎn)動變速盤選定進(jìn)給速度后，再將變速盤向里推回原位，齒輪便重新嚙合。在推進(jìn)的過程中，擋塊壓下位置開關(guān)SQ2（17區(qū)），使觸頭SQ22分?jǐn)?，SQ21閉合，接觸器KM3經(jīng)1019201514131718路徑得電動作，電動機(jī)M2啟動；但隨著變速盤復(fù)位，位置開關(guān)SQ2跟著復(fù)位，使KM3斷電釋放，M2失電停轉(zhuǎn)。這樣使電動機(jī)M2瞬時點(diǎn)

30、動一下，齒輪系統(tǒng)產(chǎn)生一次抖動，齒輪便順利嚙合了。6）工作臺的快速移動控制 為了提高勞動生產(chǎn)率，減少生產(chǎn)輔助工時，在不進(jìn)行銑削加工時，可使工作臺快速移動。6個進(jìn)給方向的快速移動是通過兩個進(jìn)給操作手柄和快速移動按鈕配合實(shí)現(xiàn)的。安裝好工件后，扳動進(jìn)給操作手柄選定進(jìn)給方向，按下快速移動按鈕SB3或SB4(兩地控制)，接觸器KM2得電，KM2常閉觸頭（9區(qū)）分?jǐn)啵姶烹x合器YC2失電，將齒輪傳動鏈與進(jìn)給絲杠分離；KM2兩對常開觸頭閉合，一對使電磁離合器YC3得電，將電動機(jī)M2與進(jìn)給絲杠直接搭合；另一對使接觸器KM3或KM4得電動作，電動機(jī)M2得電正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，帶動工作臺沿選定的方向快速移動。由于工作臺的快

31、速移動采用的是點(diǎn)動控制，故松開SB3或SB4，快速移動停止。（3）冷卻泵及照明電路的控制 主軸電動機(jī)M1和冷卻泵電動機(jī)M3采用的是順序控制，即只有在主軸電動機(jī)M1啟動后冷卻泵電動機(jī)M3才能啟動。冷卻泵電動機(jī)M3由組合開關(guān)QS2控制。銑床照明由變壓器T1供給24V的安全電壓，由開關(guān)SA4控制。熔斷器FU5作照明電路的短路保護(hù)。三、元器件的選擇（1）電動機(jī)的選擇(2)熱繼電器的選擇選額定電流為25A的熱繼電器,其整定電流可取電動機(jī)的額定電流22.8A則選用電流等級為25A的熱元件,其調(diào)節(jié)范圍為16A25A。（3）熔斷器的選擇熔斷器類型的選擇：RL1系列螺旋式熔斷器。熔斷器額定電流；由于電動機(jī)需要經(jīng)

32、常啟動，則熔斷器額定電流為30A。熔體額定電流為30 A。熔斷器的額定電流和電壓：選取RL130型熔斷器，額定電壓為500 V。（4）交流接觸器的選擇主觸頭的額定電壓：380V。接觸器主觸頭的額定電壓等于控制線路的額定電壓。交流接觸器主觸頭的額定電流選取20AIC=PN1000KUN=1110001.438921式中K經(jīng)驗(yàn)系數(shù),一般取11.14: UN被控制電動機(jī)的額定功率KW; PN被控制電動機(jī)的額定電壓V IC接觸器主觸頭電流A。 接觸器吸引線圈的電壓380V。 當(dāng)控制線路簡單,使用電器較少時,為節(jié)省變壓器,可直接選用380 V電壓。(5)時間繼電器的選擇 時間繼電器類型的選擇:JS7A系

33、列時間繼電器。 時間繼電器的組成元件是通用的。如果將通電延時型時間繼電器的電磁機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)180安裝即成為斷電延時型時間繼電器。這種時間繼電器安全可靠。（6）按鈕的選擇按鈕類型的選擇：LA1822X系列的按鈕。按鈕的觸頭允許通過的電流較小，一般不超過5A，因此一般情況下它不直接控制主電路的通斷，而且在控制電路中發(fā)出指令或信號去控制接觸器、繼電器等電器，再由它們?nèi)タ刂浦麟娐返耐〝?、功能轉(zhuǎn)換或電器聯(lián)鎖。（7）導(dǎo)線的選擇為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理地運(yùn)行，在選擇導(dǎo)線截面是必須滿足下列條件：（一）發(fā)熱條件：導(dǎo)線和電纜在通過最大負(fù)荷電流（即計算電流）時產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時的最高允許

34、溫度。 正常時 短路時橡皮絕緣電線和電纜 65C 150C聚氯乙烯絕緣電線和電纜 65C 120C 交聯(lián)聚乙烯電纜銅芯 80C 230C交聯(lián)聚乙烯電纜芯 80C 200C油浸紙絕緣電纜13KV（銅芯） 80C 250C（二）電壓損失：導(dǎo)線和電纜在通過最大負(fù)荷時產(chǎn)生的電壓損失不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時允許的電壓損失。（三）經(jīng)濟(jì)電流密度：高壓電路和電流較大的低壓電路，應(yīng)按規(guī)定的經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，要使電能耗小，又要節(jié)約有色金屬。（四）機(jī)械強(qiáng)度：導(dǎo)線應(yīng)滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求主電路接線：由于控制柜內(nèi)部連線是單根導(dǎo)線散熱條件優(yōu)于電纜，根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度要求查手冊可選4平方毫米聚氯乙烯絕緣導(dǎo)線滿足安全電流需要。

35、從控制柜到電動機(jī)距離不長，考慮安全因素，電纜埋入地下穿管，散熱條件差，故選擇6平方毫米的電纜作為電動機(jī)引出線。第三章 萬能銑床PLC電路設(shè)計X62W型臥式萬能銑床的電氣控制系統(tǒng)，存在線路復(fù)雜、故障率高、維護(hù)工作量大、可靠性差、靈活性差等缺點(diǎn)，本文提出了用PLC對X62W型萬能銑床的繼電器接觸式控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，從而保證了電控系統(tǒng)的快速性、準(zhǔn)確性、合理性，更好地滿足了實(shí)際生產(chǎn)的需要，提高了經(jīng)濟(jì)效益。3.1 I/O分配表及I/O硬件接線圖（1）I/O地址分配表I/O地址分配表輸入代號功能輸入點(diǎn)SB7，SB8主軸電機(jī)反轉(zhuǎn)啟動按鈕X7SB1，SB2主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)啟動按鈕X1SB5，SB6主軸電機(jī)停止

36、及制動按鈕X0SB3，SB4快速進(jìn)給按鈕X2FR1主軸電機(jī)過載保護(hù)X3FR2進(jìn)給電機(jī)過載保護(hù)X4SA2-1正常進(jìn)給轉(zhuǎn)換開關(guān)X5SA2-2圓工作臺進(jìn)給轉(zhuǎn)換開關(guān)X6SQ1主軸變速沖動X10SQ2進(jìn)給變速沖動X11SQ3工作臺向下前進(jìn)給X12SQ4工作臺向后上進(jìn)給X13SQ5工作臺向左進(jìn)給X14SQ6工作臺向右進(jìn)給X15輸出代號功能輸出點(diǎn)KM1控制主軸電動機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行交流接觸器Y0KM2控制進(jìn)給電動機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行交流接觸器Y1KM3控制進(jìn)給電動機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行交流接觸器Y2KM4控制主軸電動機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行交流接觸器Y4YC1主軸制動電磁離合器Y6YC2工作臺正常速度進(jìn)給電磁離合器Y7YC3工作臺快速進(jìn)給電磁離合器Y

37、10（2）硬件接線圖 PLC梯形圖語句指令表序號助記符操作符序號助記符操作符序號助記符操作符0LDX135ANIX1370ANDX61ANIX036ANIX1471ANIX52ANIX337ANIX1572ANIX133ANIM138ANIX673ANIX144SETM039ANIX1174ANIX155LDX740ANDX575ANIX126ANIX041OUTM476ANIX117ANIX342LDM1177OUTM108ANIM043ANDX1378LDM19SETM144ANIX1279ORM210LDX045ANIX1480ANIY011RSTM046ANIX1581OUTY412R

38、STM147ANIX682LDM013LDX1048ANIX1183ORM214OUTM249ANDX584ANIY415LDX250OUTM585OUTY016ANIX051LDM1186LDM417ANIX1052ANDX1487ORM618OUTM353ANIX1388ORM1219LDM054ANIX1289ORM1020ORM355ANIX1590ANIY221ORM156ANIX691OUTY122ANIX457ANIX1192LDM523ANIX358ANDX593ORM724OUTM1159OUTM694ANIY125LDM1160LDM1195OUTY226ANDX1161A

39、NDX1596LDIM327ANIX1262ANIX1397OUTY728ANIX1363ANIX1498LDM329ANIX1464ANIX1299OUTY1030ANIX1565ANIX6100LDX031ANDX666ANIX11101OUTX632OUTM1267ANDX5102END33LDM1168OUTM710334ANDX1269LDM11104元器件明細(xì)表：X62W萬能銑床電器元件明細(xì)表代號名稱型號規(guī)格數(shù)量用途M1主軸電動機(jī)Y132M4B37.5KW、380V、1450r/min1驅(qū)動主軸M2進(jìn)給電動機(jī)Y90L41.5KW、380V、1400r/min1驅(qū)動進(jìn)給M3冷卻電動機(jī)

40、JCB22125W、380V、2790r/min1驅(qū)動冷卻泵QS1開關(guān)HZ1060/3J60A、380V1電源總開關(guān)QS2開關(guān)HZ1010/3J10A、380V1冷卻幫開關(guān)SA1開關(guān)LS23A1換刀開關(guān)SA2開關(guān)HZ1010/3J10A、380V1圓工作臺開關(guān)SA3開關(guān)HZ313310A、500V1M1換向開關(guān)FU1熔斷器RL16060A、熔體50A3電源短路保護(hù)FU2熔斷器RL11515A、熔體10A3進(jìn)給短路保護(hù)FU3、FU6熔斷器RL11515A、熔體4A2整流、控制電路短路保護(hù)FU4、FU5熔斷器RL11515A、熔體2A2直流、照明電路短路保護(hù)FR1熱繼電器JR040整定電流16A1M1過載保護(hù)FR2熱繼電器JR1010整定電流0.43A1M3過載保護(hù)FR3熱繼電器JR1010整定電流3.4A1M2過載保護(hù)T2變壓器BK100380/36V1整流電源TC變壓器BK150380/110V1控制電路電源T1照明變壓器BK5050VA、380/24V1照明電源VC整流器2CZ45A、50V1整流用KM1接觸器CJ02020A、線圈電壓110V1主軸啟動KM2接觸器CJ01010A、線圈電壓110V1快速進(jìn)給K