組合機(jī)床電氣控制課程設(shè)計(jì)說明書

1、第一章 設(shè)計(jì)概述1.1 組合機(jī)床的發(fā)展史二十世紀(jì)70年代以來，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動(dòng)檢測和刀具自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展，組合機(jī)床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達(dá)0.05毫米/1000毫米，表面粗糙度可低達(dá)2.50.63微米；鏜孔精度可達(dá)IT76級(jí)，孔距精度可達(dá)O.03O.02微米。專用機(jī)床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來的。在專用機(jī)床中某些部件因重復(fù)使用，逐步發(fā)展成為通用部件，因而產(chǎn)生了組合機(jī)床。 最早的組合機(jī)床是1911年在美國制成的，用于加工汽車零件。初期，各機(jī)床制造廠都有各自的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。為了提高不同制造廠的通用部件的互換性，便于用戶使用和維修，1953年美國福特汽車

2、公司和通用汽車公司與美國機(jī)床制造廠協(xié)商，確定了組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則，即嚴(yán)格規(guī)定各部件間的聯(lián)系尺寸，但對部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。1.2 組合機(jī)床方式加工組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計(jì)和制造周期。因此，組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動(dòng)生產(chǎn)線。組合機(jī)床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時(shí)，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具與工件的相對進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)鉆孔。擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端

3、面等。有的組合機(jī)床采用車削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，也可實(shí)現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)類零件的外圓和端面的加工。 1.3 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)兩面加工組合機(jī)床的電氣控制線路及其可編程控制器的控制系統(tǒng)。要求如下：1）能按照本組最終要求合理設(shè)計(jì)繼電器電氣原理圖，PLC電氣原理圖，再做成控制板，最后連線試驗(yàn)。2）要求上交1份設(shè)計(jì)說明書，2張圖紙，測試結(jié)果。二、組合機(jī)床的電氣控制線路設(shè)計(jì)2.1 選擇并確定控制方案組合機(jī)床通常是采用多刀、多面、多工序、多工位同時(shí)加工，由通用部件和專用部件組成的工序集中的高效率專用機(jī)床。它的電氣控制線路是將各個(gè)部件組合成一個(gè)統(tǒng)一的循環(huán)系統(tǒng)。在組合機(jī)床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻

4、螺紋、銑削及磨削等工序。組合機(jī)床用于大批量生產(chǎn)。組合機(jī)床的控制系統(tǒng)大多采用機(jī)械、液壓或氣動(dòng)、電氣相結(jié)合的控制方式。其中，電氣控制又起著中樞連接的作用。因此，應(yīng)注意分析組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng)與機(jī)械、液壓或氣動(dòng)部分的相互關(guān)系。組合機(jī)床組成部件不是一成不變的，它將隨著生產(chǎn)力的向前發(fā)展而不斷更新，因此與其相適應(yīng)的電氣控制線路也隨著更新?lián)Q代，目前主要有以下兩種：1、機(jī)械動(dòng)力滑臺(tái)控制線路機(jī)械動(dòng)力滑臺(tái)和液壓動(dòng)力滑臺(tái)都是完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件，兩者區(qū)別僅在于進(jìn)給的驅(qū)動(dòng)方式不同。動(dòng)力滑臺(tái)與動(dòng)力頭相比較，前者配置成的組合機(jī)床較動(dòng)力頭更為靈活。在動(dòng)力頭上只能安裝多軸箱，而動(dòng)力滑臺(tái)還可以安裝各種切削頭組成的動(dòng)力頭，用來

5、組成臥式、立式組合機(jī)床，以完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、刮端面、倒角和攻螺紋等工序，安裝分級(jí)進(jìn)給裝置后，也可用來鉆深孔。一般機(jī)械動(dòng)力滑臺(tái)由滑臺(tái)、機(jī)械滑座及雙電動(dòng)機(jī)（快速電動(dòng)機(jī)和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)）傳動(dòng)裝置三部分組成?；_(tái)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)循環(huán)是通過傳動(dòng)裝置將動(dòng)力傳遞給絲桿來實(shí)現(xiàn)的。2、液壓動(dòng)力滑臺(tái)控制線路液壓動(dòng)力滑臺(tái)與機(jī)械動(dòng)力滑臺(tái)在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別在于：液壓動(dòng)力滑臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的借助壓力油通過液壓缸的前腔和后腔來實(shí)現(xiàn)的。液壓動(dòng)力滑臺(tái)由滑臺(tái)、滑座及液壓缸三部分組成，液壓缸驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)在滑座上移動(dòng)。液壓動(dòng)力滑臺(tái)也具有前面機(jī)械動(dòng)力滑臺(tái)的典型自動(dòng)工作循環(huán)過程，它是通過電氣控制線路控制液壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的?；_(tái)的工進(jìn)速度是通過調(diào)整節(jié)流調(diào)速

6、閥進(jìn)行無級(jí)調(diào)速的。電氣控制一般采用行程原則、時(shí)間原則控制方式及壓力控制方式。組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng)總的特點(diǎn)，是它的基本電路可根據(jù)通用部件的典型控制電路和一些基本控制環(huán)節(jié)組成，再按加工、操作要求以及自動(dòng)循環(huán)過程，無須或只要作少量修改綜合而成。本設(shè)計(jì)分析對象是由一個(gè)液壓動(dòng)力滑臺(tái)和兩個(gè)銑削動(dòng)力頭來實(shí)現(xiàn)兩面加工的組合機(jī)床電氣控制電路。2.2 確定機(jī)床的工作循環(huán)加工時(shí)，工件隨夾具安裝在液壓動(dòng)力滑臺(tái)上，當(dāng)發(fā)出加工指令后，工作臺(tái)作快速進(jìn)給，工作接近動(dòng)力頭時(shí)，工作臺(tái)改為工作進(jìn)給速度進(jìn)給，同時(shí)，左銑削動(dòng)力頭啟動(dòng)加工，當(dāng)進(jìn)給到一定位置時(shí)，右動(dòng)力頭也啟動(dòng)兩面同時(shí)加工，直至終點(diǎn)時(shí)工作進(jìn)給停止，兩動(dòng)力頭停轉(zhuǎn)，經(jīng)死擋鐵停留

7、后，液壓動(dòng)力滑臺(tái)快速退回原位并停止，工作循環(huán)結(jié)束。2.3 確定液壓動(dòng)力滑臺(tái)系統(tǒng)的工作過程液壓系統(tǒng)工作過程如下：（元件動(dòng)作見表21）表21 元件動(dòng)作表工步Y(jié)V1YV2KP原位快進(jìn)+工進(jìn)+死擋鐵停留+/+快退+（1）快速趨進(jìn) 液壓泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，按下SB3按鈕發(fā)出滑臺(tái)快速移動(dòng)信號(hào)，KA1吸合，電磁鐵YV1得電，三位五通電磁閥向右移，控制油路開通，控制三位五通液控?fù)Q向閥向右移，接通工作油路，壓力經(jīng)過行程閥進(jìn)入液壓缸大腔，而小腔內(nèi)回油經(jīng)過三位五通液控?fù)Q向閥、單向閥、行程閥再進(jìn)入大腔，液壓缸體、滑臺(tái)、工件向前快速移動(dòng)。（2）工作進(jìn)給 滑臺(tái)快速移動(dòng)到工件接近銑削動(dòng)力頭時(shí)，滑臺(tái)上的擋鐵壓下行程閥，切斷壓力油

8、通路，此時(shí)壓力油只能通過調(diào)速閥進(jìn)入液壓缸大腔，減少進(jìn)油量，降低滑臺(tái)移動(dòng)速度，滑臺(tái)轉(zhuǎn)為工進(jìn)進(jìn)給。此時(shí)由于負(fù)載增加，工作油路油壓升高，順序閥打開，液壓缸小腔的回油不再經(jīng)單向閥流入液壓缸大腔，而是經(jīng)順序閥流回油箱。（3）死擋鐵停留 液壓動(dòng)力滑臺(tái)工作進(jìn)給結(jié)束時(shí)（銑削加工完成），滑臺(tái)撞上死擋鐵，停止前進(jìn)，但油路仍處于工作進(jìn)給狀態(tài)，液壓缸大腔內(nèi)繼續(xù)進(jìn)油，至使油壓升高，壓力繼電器KP動(dòng)作。（4）快速退回停于原位死擋鐵停留，壓力繼電器KP動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)打開，使電磁鐵YV1失電 ，KP常開觸點(diǎn)閉合，電磁鐵YV2得電，三位五通電磁閥左移，控制油控制閥左移，工作壓力油直接進(jìn)入液壓缸小腔，使液壓缸體、滑臺(tái)、工件迅速

9、退回。同時(shí)大腔內(nèi)的回油經(jīng)單向閥、三位五通液控?fù)Q向閥無阻擋地流回油箱。工作臺(tái)快速退回原位時(shí)，壓下原位行程開關(guān)，電磁鐵YV2失電，在彈簧作用下，液控?fù)Q向閥處于中間狀態(tài)，切斷工作油路，系統(tǒng)中各元件均恢復(fù)原位狀態(tài)，滑臺(tái)停于原位，一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束。2.4 機(jī)床電氣傳動(dòng)的特點(diǎn)及控制要求（1）兩臺(tái)銑削動(dòng)力頭分別由兩臺(tái)籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，單向旋轉(zhuǎn)，無須電氣變速和停機(jī)制動(dòng)控制，但要求銑刀能進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)對刀。（2）液壓泵電動(dòng)機(jī)單向旋轉(zhuǎn)，機(jī)床完成一次半自動(dòng)工作循環(huán)后，液壓泵電動(dòng)機(jī)不停機(jī)，當(dāng)按下總停機(jī)按鈕時(shí)才停機(jī)。（3）加工到終點(diǎn)，動(dòng)力頭完全停止后，滑臺(tái)才能快速退回。（4）液壓動(dòng)力滑臺(tái)前進(jìn)、后退能點(diǎn)動(dòng)調(diào)整。（5）電磁鐵Y

10、V1、YV2采用直流供電。（6）機(jī)床具有照明、保護(hù)和調(diào)整環(huán)節(jié)。2.5 機(jī)床電氣控制線路設(shè)計(jì)（1）電動(dòng)機(jī)控制電路為液壓泵電動(dòng)機(jī)，操作按鈕SB2或SB1，使KM1得電或失電，控制電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或停止。機(jī)床所有的操作都必須在液壓泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)以后進(jìn)行。SA1為機(jī)床半自動(dòng)工作與調(diào)整工作的選擇開關(guān)。SA1開關(guān)置于位置時(shí)機(jī)床實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)工作，左、右銑削動(dòng)力頭的電動(dòng)機(jī)M2與M3分別由滑臺(tái)移動(dòng)到位，壓下行程開關(guān)SQ2與SQ3，使KM2、KM3得電并自鎖，M2、M3分別啟動(dòng)工作。加工到終點(diǎn)時(shí)，滑臺(tái)壓下終點(diǎn)行程開關(guān)SQ4，使KM2、KM3斷電，兩動(dòng)力頭停轉(zhuǎn)。（2）液壓動(dòng)力滑臺(tái)控制液壓泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)工作后，按下按鈕SB3，繼

11、電器KA1得電并自鎖，電磁鐵YV1得電，控制液壓滑臺(tái)快速趨近，至滑臺(tái)壓下行程閥，滑臺(tái)轉(zhuǎn)為工作進(jìn)給速度進(jìn)給。工作進(jìn)給至終點(diǎn)，死擋鐵停留，進(jìn)油路油壓升高，到壓力繼電器動(dòng)作。KA1失電，電磁鐵YV1失電，同時(shí)KA2得電，電磁鐵YV2得電，滑臺(tái)快速退回到原位，壓下原位行程開關(guān)SQ1，KA2失電，YV2失電，滑臺(tái)停在原位，一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束。（3）照明電路機(jī)床照明燈通過控制變壓器T1降壓為24，由開關(guān)SA2控制。（4）保護(hù)與調(diào)整環(huán)節(jié)熔斷器FU1用于對電動(dòng)機(jī)M1，變壓器T1、T2一次側(cè)進(jìn)行短路保護(hù)；FU2用于對電動(dòng)機(jī)M2、M3短路保護(hù)，F(xiàn)U3用于對電磁鐵線圈電路短路保護(hù)，F(xiàn)U4用于對控制電路短路保護(hù)，F(xiàn)U5

12、用于對照明電路短路保護(hù)。三臺(tái)電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)分別由FR1、FR2、FR3熱繼電器實(shí)現(xiàn)，為了保護(hù)刀具與工件安全，當(dāng)其中一臺(tái)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，要求其余兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)均應(yīng)停止工作。因此，熱繼電器的常閉觸點(diǎn)均應(yīng)接在控制電路的總電路中。組合機(jī)床是由通用部件和專用部件組成。組合機(jī)床在整機(jī)的安裝、調(diào)試過程中，希望各部件能靈活方便地進(jìn)行單獨(dú)調(diào)試，而不影響其它部件。因此，控制電路應(yīng)具有對自動(dòng)加工與調(diào)整工作狀態(tài)的控制作用。左、右動(dòng)力頭調(diào)整點(diǎn)動(dòng)對刀時(shí)，通過操作轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1于調(diào)整位置，分別按下按鈕SB7、SB8，實(shí)現(xiàn)左、右動(dòng)力頭點(diǎn)動(dòng)對刀的調(diào)整。液壓動(dòng)力滑臺(tái)前進(jìn)、后退的調(diào)整是將SA1開關(guān)置于位置，切斷KM2、KM3線圈電路，

13、使滑臺(tái)移動(dòng)到SQ2、SQ3位置時(shí)，左、右銑削動(dòng)力頭不應(yīng)起動(dòng)工作。按下點(diǎn)動(dòng)按鈕SB5、SB6，分別使KA1、KA2得電，獲得滑臺(tái)前進(jìn)與后退的點(diǎn)動(dòng)調(diào)整工作。（5）繪制電氣控制原理圖根據(jù)各局部線路之間的相互關(guān)系和電氣保護(hù)線路，完成電氣控制原理圖，如圖1所示。圖1 電氣控制原理圖2.6 選擇電氣元件（1）電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3合理地選擇電動(dòng)機(jī)是指從驅(qū)動(dòng)機(jī)床的具體對象、加工規(guī)范，也就是要從機(jī)床的使用條件出發(fā)，即從經(jīng)濟(jì)、合理、安全等多方面考慮，使電動(dòng)機(jī)能夠安全可靠地運(yùn)行。液壓泵電動(dòng)機(jī)單向旋轉(zhuǎn)，要能夠保證機(jī)床液壓滑臺(tái)快進(jìn)、快退、工進(jìn)等運(yùn)動(dòng)狀態(tài)準(zhǔn)確的完成?？紤]到以上情況，所以選擇液壓泵電動(dòng)機(jī)M1的型號(hào)為Y13

14、24，額定功率為7.5kW，額定電壓為380V ，額定電流為15.8A，額定轉(zhuǎn)速為1440r/min。選擇左、右動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)M2、M3的型號(hào)為Y90L6，額定功率為1.1kW，額定電壓為380V ，額定電流為2.67A，額定轉(zhuǎn)速為910r/min。（2）電源引入開關(guān)Q開關(guān)選用原則：1）開關(guān)的額定工作電壓線路額定電壓；2）開關(guān)的額定電流線路負(fù)載電流；3）有熱繼電器裝置的開關(guān)，其熱繼電器整定電流應(yīng)當(dāng)與所控制負(fù)載額定電流一致；4）有電磁繼電器裝置的開關(guān)，其電磁繼電器瞬時(shí)整定電流應(yīng)不小于負(fù)載電路正常工作峰值電流；5）有欠電壓繼電器裝置的開關(guān)，其欠電壓繼電器額定電壓就不小于線路額定電壓。Q主要作為電源隔

15、離開關(guān)用，并不用它來直接啟停電動(dòng)機(jī)，可按電動(dòng)機(jī)額定電流來選。中、小型機(jī)床常用組合開關(guān)，選用HZ1025/3型，額定電流為 25A，為三級(jí)組合開關(guān)。（3）熱繼電器FR1、FR2、FR3選用原則：1）用做斷相保護(hù)時(shí)，對Y接法應(yīng)使用一般不帶斷相保護(hù)裝置的兩相或三相熱繼電器。對接法應(yīng)使用帶斷相保護(hù)裝置的繼電器。2）用做長期工作保護(hù)或間斷長期保護(hù)時(shí)，根據(jù)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間，選取6倍的額定電流（6IN）以下具有可返回時(shí)間的熱繼電器。其額定電流或熱元件整定電流應(yīng)等于或大于電動(dòng)機(jī)或被保護(hù)電路的額定電流。繼電器熱元件的整定值一般為電動(dòng)機(jī)或被保護(hù)電路額定電流的11.15倍。液壓泵電動(dòng)機(jī)M1的額定電流為15.8A，所以

16、FR1應(yīng)選用JR16B20/3型熱繼電器，其額定電流為20A，熱元件額定電流為16A，刻度電流調(diào)節(jié)范圍為1016A，工作時(shí)將額定電流調(diào)整為15.8A。同理，F(xiàn)R2、FR3應(yīng)選用JR16B20/3型熱繼電器，其額定電流為20A，熱元件電流為3.5A，整定電流調(diào)節(jié)范圍為2.23.5A，工作時(shí)將額定電流調(diào)整為2.67A。（4）壓力繼電器KP應(yīng)選用JZ744型中間繼電器作為壓力繼電器，額定電流5A。（5）中間繼電器KA1、KA2、KA3選用原則是：根據(jù)被控制電路的電壓等級(jí)，所需觸點(diǎn)數(shù)量、種類和容量等要求來選擇。應(yīng)選用JZ744型中間繼電器，額定電流5A。（6）熔斷器FU1、FU2、FU3、FU4、FU

17、5選用原則：正確選用熔斷器（熔斷器和其熔體）才能起到保護(hù)作用。一般情況下應(yīng)先選擇熔體的規(guī)格，再根據(jù)熔體的規(guī)格來確定熔斷器的規(guī)格。其選用的一般原則如下：1）熔體額定電流的選用：對負(fù)載電流比較平穩(wěn)，沒有沖擊電流的短路保護(hù)，熔體額定電流等于或稍大于負(fù)載工作電流；用于單臺(tái)電動(dòng)機(jī)短路保護(hù)時(shí)，熔體額定電流=（1.52.5）×電動(dòng)機(jī)額定電流；用于多臺(tái)電動(dòng)機(jī)短路保護(hù)時(shí)，熔體額定電流=（1.52.5）×額定功率最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定電流+其余電動(dòng)機(jī)額定電流總和。其中系數(shù)大小的選取原則為：電動(dòng)機(jī)功率越大，系數(shù)選取值越大；相同功率時(shí)，啟動(dòng)電流越大，系數(shù)選得越大。2）熔斷器選用：熔斷器的額定電壓不得

18、小于線路的工作電壓；熔斷器的額定電流不得小于所裝熔體的額定電流。FU1用于對電動(dòng)機(jī)M1，變壓器T1、T2一次側(cè)進(jìn)行短路保護(hù)。其熔體電流為，可選用RL160型熔斷器，配20A的熔體。FU2用于對電動(dòng)機(jī)M2、M3短路保護(hù)。其熔體電流為：，可選用RL115型熔斷器，配10A的熔體。FU3用于對電磁鐵線圈電路短路保護(hù)，F(xiàn)U4用于對控制電路短路保護(hù)，F(xiàn)U5用于對照明電路短路保護(hù)?？蛇x用RL115型熔斷器，配4A的熔體。（7）接觸器KM1、KM2、KM3選用原則：1）根據(jù)所控制的電動(dòng)機(jī)及負(fù)載電流類別選用接觸器的類型；2）接觸器的主觸點(diǎn)額定電壓應(yīng)大于等于負(fù)載回路額定電壓；3）接觸器的主觸點(diǎn)額定電流應(yīng)大于等于

19、負(fù)載回路額定電流；4）根據(jù)吸引線圈的額定電壓選用不同種類接觸器。接觸器吸引線圈分交流線圈（36V，110V，127V，220V，380V）和直流線圈（24V，48V，110V，220V，440V）兩種。接觸器KM1，根據(jù)液壓泵電動(dòng)機(jī)M1的額定電流，控制回路電源為127V，需主觸點(diǎn)三對，動(dòng)合輔助觸點(diǎn)兩對，動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)一對等情況，選用CJ1020型接觸器，電磁線圈電壓為127V。由于M2、M3電動(dòng)機(jī)額定電流比較小，M2、M3可選用JZ744型交流中間繼電器，其線圈電壓為127V，觸點(diǎn)電流為5A，可完全滿足要求，對小容量的電動(dòng)機(jī)常用中間繼電器充任接觸器。（8）控制變壓器T1、T2變壓器最大負(fù)載時(shí)KM

20、1、KM2及KM3同時(shí)工作，根據(jù)參考文獻(xiàn)1中P116式（49）得：由式（410）得：可知變壓器的容量應(yīng)大于32.76VA，考慮到照明燈等其他電器容量，可選用BK100型變壓器，電壓等級(jí)為380V/127-24-6.3，可滿足輔助回路的各種電壓需要。（9）行程開關(guān)SQ1、SQ2、SQ3、SQ4行程開關(guān)的一般選用原則是：1）根據(jù)使用場合及控制對象選用種類；2）根據(jù)安裝環(huán)境選用防護(hù)形式；3）根據(jù)控制回路的額定電壓和額定電流選用系列；4）根據(jù)機(jī)械與行程開關(guān)的傳動(dòng)與位移關(guān)系選用合適的操作頭形式。所以SQ1、SQ4應(yīng)選JLXK111型行程開關(guān)，其額定電壓為500V，額定電流為5A。SQ2、SQ3應(yīng)選JLX

21、K1311型行程開關(guān)，其額定電壓為500V，額定電流為5A。（10）控制開關(guān)SB1、SB2、SB3、SB4、SB5、SB6、SB7、SB8按鈕開關(guān)的一般選用原則是：1）根據(jù)使用場合選用按鈕開關(guān)的種類；2）根據(jù)用途選用合適的形式；3）根據(jù)控制回路需要，確定不同按鈕數(shù)；4）按工作狀態(tài)指示和工作情況要求，選用按鈕和指示燈的顏色。所以SB1、SB5、SB6應(yīng)選LA101型按鈕開關(guān)，顏色為紅色。SB2、SB3、SB4、SB7、SB8應(yīng)選應(yīng)選LA101型按鈕開關(guān)，顏色為黑色。2.7 制定電動(dòng)機(jī)和電氣元件明細(xì)表電氣元件明細(xì)表要注明各元器件的型號(hào)、規(guī)格及數(shù)量等，見表22。表22 電動(dòng)機(jī)和電氣元件明細(xì)表符號(hào)名稱

22、型號(hào)規(guī)格數(shù)量M1液壓泵電動(dòng)機(jī)Y13247.5kW 380V 1440r/min1M2左動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)Y90L61.1kW 380V 910r/min1M3右動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)Y90L61.1kW 380V 910r/min1Q組合開關(guān)HZ1025/3三級(jí) 500V 25A1FR1熱繼電器JR16B20/3額定電流16A 整定電流15.8A1FR2、FR3熱繼電器JR16B20/3額定電流3.5A 整定電流2.67A2KP壓力繼電器JZ744額定電流5A1KA1、KA2、KA3中間繼電器JZ744額定電流5A3FU1熔斷器RL160500V 熔體20A1FU2熔斷器RL115500V 熔體10A1FU3

23、、FU4、FU5熔斷器RL115500V 熔體4A3KM1交流接觸器CJ102020A 線圈電壓127V1KM2、KM3交流中間接觸器JZ7445A 線圈電壓127V2T1、T2控制變壓器BK100100VA 380V/127-24-6.32SQ1、SQ4行程開關(guān)JLXK111額定電壓500V 額定電流5A2SQ2、SQ3行程開關(guān)JLXK1311額定電壓500V 額定電流5A2SB1、SB5、SB6控制按鈕LA101紅色3SB2、SB3、SB4、SB7、SB8控制按鈕LA101黑色5YV1、YV2電磁鐵2三、組合機(jī)床的可編程控制器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 工藝要求及動(dòng)作流程（1）電力拖動(dòng)控制要求1

24、）兩臺(tái)銑削動(dòng)力頭分別由兩臺(tái)籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，單向旋轉(zhuǎn)，無須電氣變速和停機(jī)制動(dòng)控制，但要求銑刀能進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)對刀。 2）液壓泵電動(dòng)機(jī)單向旋轉(zhuǎn)，機(jī)床完成一次半自動(dòng)工作循環(huán)后，液壓泵電動(dòng)機(jī)不停機(jī)，當(dāng)按下總停機(jī)按鈕時(shí)才停機(jī)。3）加工到終點(diǎn)，動(dòng)力頭完全停止后，滑臺(tái)才能快速退回。4）液壓動(dòng)力滑臺(tái)前進(jìn)、后退能點(diǎn)動(dòng)調(diào)整。5）電磁鐵YV1、YV2采用直流供電。6）機(jī)床具有照明、保護(hù)和調(diào)整環(huán)節(jié)。（2）電動(dòng)機(jī)控制電路M1為液壓泵電動(dòng)機(jī)，操作按鈕SB2或SB1，使KM1得電或失電，控制電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或停止。機(jī)床所有的操作都必須在液壓泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)以后進(jìn)行。SA1為機(jī)床半自動(dòng)工作與調(diào)整工作的選擇開關(guān)。SA1開關(guān)置于位置時(shí)機(jī)床實(shí)

25、現(xiàn)半自動(dòng)工作，左、右銑削動(dòng)力頭的電動(dòng)機(jī)M2與M3分別由滑臺(tái)移動(dòng)到位，壓下行程開關(guān)SQ2與SQ3，使KM2、KM3得電并自鎖，M2、M3分別啟動(dòng)工作。加工到終點(diǎn)時(shí)，滑臺(tái)壓下終點(diǎn)行程開關(guān)SQ4，使KM2、KM3斷電，兩動(dòng)力頭停轉(zhuǎn)。（3）液壓動(dòng)力滑臺(tái)控制液壓泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)工作后，按下按鈕SB3，繼電器KA1得電并自鎖，電磁鐵YV1得電，控制液壓滑臺(tái)快速趨近，至滑臺(tái)壓下行程閥，滑臺(tái)轉(zhuǎn)為工作進(jìn)給速度進(jìn)給。工作進(jìn)給至終點(diǎn)，死擋鐵停留，進(jìn)油路油壓升高，到壓力繼電器動(dòng)作。KA1失電，電磁鐵YV1失電，同時(shí)KA2得電，電磁鐵YV2得電，滑臺(tái)快速退回到原位，壓下原位行程開關(guān)SQ1，KA2失電，YV2失電，滑臺(tái)停在原

26、位，一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束。（4）照明電路機(jī)床照明燈通過控制變壓器T1降壓為24，由開關(guān)SA2控制。（5）保護(hù)與調(diào)整環(huán)節(jié)熔斷器FU1用于對電動(dòng)機(jī)M1，變壓器T1、T2一次側(cè)進(jìn)行短路保護(hù)。FU2用于對電動(dòng)機(jī)M2、M3短路保護(hù)，F(xiàn)U3用于對控制電路短路保護(hù)，F(xiàn)U4用于對照明電路短路保護(hù)，F(xiàn)U5用于對電磁鐵線圈電路短路保護(hù)。三臺(tái)電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)分別由FR1、FR2、FR3熱繼電器實(shí)現(xiàn)，為了保護(hù)刀具與工件安全，當(dāng)其中一臺(tái)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，要求其余兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)均應(yīng)停止工作。因此，熱繼電器的常閉觸點(diǎn)均應(yīng)接在控制電路的總電路中。左、右動(dòng)力頭調(diào)整點(diǎn)動(dòng)對刀時(shí)，通過操作轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1于調(diào)整位置，分別按下按鈕SB7、SB8，實(shí)

27、現(xiàn)左、右動(dòng)力頭點(diǎn)動(dòng)對刀的調(diào)整。液壓動(dòng)力滑臺(tái)前進(jìn)、后退的調(diào)整是將SA1開關(guān)置于位置，切斷KM2、KM3線圈電路，使滑臺(tái)移動(dòng)到SQ2、SQ3位置時(shí)，左、右銑削動(dòng)力頭不應(yīng)起動(dòng)工作。按下點(diǎn)動(dòng)按鈕SB5、SB6，分別使KA1、KA2得電，獲得滑臺(tái)前進(jìn)與后退的點(diǎn)動(dòng)調(diào)整工作。3.2 PLC選型本系統(tǒng)有輸入信號(hào)15個(gè)，輸出信號(hào)10個(gè)，均為開關(guān)量。根據(jù)I/O數(shù)量、類型及控制要求，同時(shí)考慮到維護(hù)、改造和經(jīng)濟(jì)性等諸多因素，可以選擇FX2N-32MR，這樣共有16個(gè)輸入點(diǎn)、16個(gè)輸出點(diǎn)，可以滿足控制要求。3.3 I/O點(diǎn)地址編號(hào)及硬件接線將輸入信號(hào)、輸出信號(hào)按功能類型分配，與PLC的I/O端一一對應(yīng)連接。見附錄一。3

28、.4 軟件編制根據(jù)系統(tǒng)要求可知，當(dāng)系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)，用啟動(dòng)脈沖M8002直接使程序進(jìn)入等待狀態(tài)，M0常開觸點(diǎn)閉合。當(dāng)液壓泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，系統(tǒng)進(jìn)入下降狀態(tài)，開始執(zhí)行系統(tǒng)要求的功能。電動(dòng)機(jī)控制電路、液壓動(dòng)力滑臺(tái)控制和照明電路能同時(shí)進(jìn)行工作。機(jī)床能夠選擇半自動(dòng)工作和點(diǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)。繪制的步進(jìn)梯形圖見附錄二所示。根據(jù)步進(jìn)梯形圖寫出的指令表如表31所示。表31系統(tǒng)指令表步序指令步序指令步序指令0LD M800232RST Y164LD X41SET S2033RST Y265AND X52STL S2034LD X366AND X63LDI X735AND X767SET S304OUT M036SET S32

29、68STL S305LD M037STL S2569SET Y36AND X1538OUT Y170RST Y47SET S2139LD X1471SET Y58AND X240SET S2672RST Y79SET S3341STL S2673LDI Y410STL S2142OUT Y274SET Y1011SET Y043LD X475LD X312LDI X744AND X1176SET S3113AND X045SET S2777STL S3114AND X446STL S2778RST Y315SET S2247LDI Y379RST Y516AND X148ANI Y680RST Y1017AND X1349OUT Y481STL S3218SET S2550LD X582RST Y019AND X1651AND X1283STL S3320SET S2952SET S2884SET Y1121STL S2253STL S2885STL S3222LDI X1554OUT Y586STL S3323SET Y155LD X787LD X224LD X556