CA6140車床PLC改造

1、教學項目二 CA6140車床繼電接觸控制線路安裝及PLC改造一、項目導入普通車床是一種應用極為廣泛的金屬切削機床，能夠車削外圓、內(nèi)圓、端面、螺紋和定型表面，并可以通過尾架進行鉆孔、鉸孔、攻螺紋等加工。 電氣控制系統(tǒng)是機械設備的重要組成部分，是保證機械設備各種運動的準確與協(xié)調(diào)、生產(chǎn)工藝各項要求得以滿足的重要手段。目前采用傳統(tǒng)的繼電器控制的普通車床在中小型企業(yè)仍大量使用,由于繼電器系統(tǒng)接線復雜，故障診斷與排除困難，并存在一下問題：1 觸點易被電弧燒壞而導致接觸不良；2 機械方式實現(xiàn)的觸點控制反映速度慢；3 繼電器的控制被固定在線路中，功能單一、 靈活性差。 可編程控制器（PLC）應用于機床電氣控制

2、電路，有如下的特點： 通用性、適應性強， 完善的故障自診斷能力且維修方便 可靠性高及柔性強 當前，小型PLC的價格亦很便宜，因此在普通車床的控制電路改造中發(fā)揮了及其重要的作用，特別是在數(shù)控機床及大量的機床改造和老設備改造中，PLC應用極其廣泛。2、 項目分析1.CA6140車床控制要求CA6140型臥式車床，其結(jié)構具有典型的臥式車床布局，它的通用性程度較高。加工范圍較廣，適合于中小型的各種軸類和盤套類零件的加工；能車削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、各種環(huán)槽、成形面及端面；能車削常用的米制、英制、模數(shù)制及徑節(jié)制四種標準螺紋，也可以車削加大螺距螺紋、非標準螺距及較精密的螺紋；還可以進行鉆孔、擴孔、鉸孔、滾花

3、和壓光等工作。CA6140型普通車床的主要組成部件有：主軸箱、進給箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、絲杠和床身。圖1-1 CA6140外形結(jié)構圖 1床腿 2.進給箱 3.主軸箱 4.床鞍 5.中滑板 6.刀架7.回轉(zhuǎn)盤 8.小滑板 9.尾座 10.床身 11.掛輪 12.光杠 13.絲杠 14.溜板箱從車削工藝要求出發(fā)，對各電動機的控制要求主要有： 1）主電動機Ml(功率為30kw)，完成主軸主運動和刀具縱、橫向進給運動的驅(qū)動，電動機為不可調(diào)速的鼠籠型異步電動機，采用直接啟動方式，主軸采用機械變速，正反轉(zhuǎn)采用機械換向。 2）電動機M2拖動冷卻泵，在加工時提供切削液，采用直接起動停止方式和連續(xù)工作狀

4、態(tài)。 3）電動機M3為刀架快速移動電動機，可根據(jù)使用需要，隨時手動控制起停。2.CA6140主電路分析圖1-2 CA6140車床電氣原理圖 上圖為CA6140車床控制電路圖，其電器元件符號及功能說明如下表所示。在分析電路圖時，要分清主電路與輔助電路，從分析主電路入手，先了解元件，再分析具體控制功能。表1-1 CA6140車床電氣元件表符號元件名稱件數(shù)作用M1主軸電動機1工件的旋轉(zhuǎn)和刀具的進給M2冷卻泵電動機1供給冷卻液M3快移電動機1刀架的快速移動KM1交流接觸器1控制主軸電動機M1KM2交流接觸器1控制冷卻泵電動機M2KM3交流接觸器1快速移動電動機M3QS隔離開關1電源開關SB1按鈕1主軸

5、停止SB2按鈕1主軸啟動SB3按鈕1快速移動電動機M3點動SA1開關1工作燈開關SA2開關1冷卻泵電動機開關FR1熱繼電器1M1過載保護FR2熱繼電器1M2過載保護TC1變壓器1控制與照明用變壓器FU熔斷器8短路保護HL指示燈1電源指示燈（1）電氣線路的特點 控制線路裝設有起動按鈕和停止按鈕。 主電路、控制線路及照明線路的電源引入開關均采用隔離開關。 由于電動機容量較小，所以三臺異步電動機均采用直接起動控制線路。 M1、M2采用熱繼電器做過載保護。 控制線路采取了電氣措施，以防止發(fā)生電源短路事故。（2）主電路分析 主電路由三臺三相異步交流電動機及其附屬電路元件組成。三臺異步電動機均采用接觸器直

6、接起動。 M1是主軸電機，功率為7.5KW，由交流接觸器KM1控制其起動與停止。熱繼電器FR1是過載保護電器。 M2是冷卻泵電動機，功率為125W，由交流接觸器KM2控制M2，熱繼電器FR2是過載保護電器。 M3是快速移動電動機，功率為250W接觸器KM3控制M3。 主電路電源電壓為交流380V，隔離開關QS作為電源引入開關。短路保護電器是FU1?？刂凭€路電源電壓為交流110V，照明電壓為36V，由控制變壓器TC提供電源。 控制線路、照明電路均由相應的熔斷器作為短路保護電器。 （4）控制電路分析 控制電路可分為主電動機M1電動機M2電動機M3的控制電路以及照明燈和控制電路工作指示燈的控制電路部

7、分。 按下按鈕SB2， 接觸器KM1線圈通電，常開主觸頭閉合，電動機M1通電。同時，并聯(lián)在按鈕SB2兩端的常開輔助觸頭也閉合。當松開按鈕SB2時，由于常開輔助觸頭是閉合的，所以接觸器KM1線圈繼續(xù)保持通電狀態(tài)，從而保證了電動機M1連續(xù)運轉(zhuǎn)。要使電動機M1停止運轉(zhuǎn)，可按下停止按鈕SB1，切斷線圈KM1電源，常開主觸頭與輔助觸頭均斷開，電動機M1及控制電路均斷電，電動機體制運行。 按下按鈕SB3，接觸器KM3線圈通電，電動機M3通電。當松開按鈕SB3時，接觸器KM3線圈斷電，使電動機M3停止運行。在電動機M1運行的情況下，合上開關SA2，接觸器KM2線圈通電，電動機M2通電。斷開開關SA2，接觸器

8、KM2線圈斷電，電動機M2停止運行。 合上開關SA1，照明燈EL亮，斷開SA1，照明燈EL熄滅。在隔離開關QS合上后，控制電路指示燈HL被點亮。照明電路采用24V安全交流電壓。燈泡的另一端必須接地，以防止變壓器原繞組和副繞組間發(fā)生短路時發(fā)生觸電事故。故熔斷器FU5是照明電路的短路保護器件。在隔離開關QS斷開后，控制電路指示燈HL熄滅。指示燈HL的狀態(tài)受隔離開關QS的控制，與控制電路無關。三、項目實施1.采用三菱FX-2n系列PLC編程,CA6140型普通車床PLC控制電路中，8個輸入信號，3個輸出信號。其輸入/輸出電器及PLC的I/O配置如表1-2所示。表1-2 輸入/輸出電器及PLC的I/O

9、配置輸入信號輸出信號符號功能輸入繼電器符號功能輸出繼電器SB1主軸電動機M1啟動按鈕X1KM1M1接觸器Y001SB2主軸電動機M1停止按鈕X2KM2M2接觸器Y002SB3快速移動電動機M3點動按鈕X3KM3M3接觸器Y003SA1冷卻泵M2手動開關X4KA中間繼電器M0X0（2）PLC的I/O接線 PLC的I/O接線如下圖1-3所示，圖中輸入信號使用PLC提供的內(nèi)部直流電源24V（DC）；負載使用的外部電源為交流220V(AC)；PLC的電源為交流220V（AC）。圖2-4 CA6140型車床的PLC的I/O接線圖4-1 CA6140型車床的PLC梯形圖（4）、歸納相關知識點編寫說明：一、

10、項目內(nèi)容1.1分析CA6140車床繼電接觸控制線路工作原理；1.2安裝、運行CA6140車床繼電接觸控制線路；1.3對運行CA6140車床繼電接觸控制線路進行PLC改造，并運行。1.4對運行CA6140車床繼電接觸控制線路、PLC改造進行維護二、項目要求2.1理會常用低壓電器、PLC的工作原理、特性和主要參數(shù)及編程指令；2.2能夠讀懂CA6140車床繼電接觸控制線路原理圖；2.3能夠測繪其電路，并繪出其原理圖，利用原理圖進行安裝接線；2.4能夠?qū)A6140車床繼電接觸控制線路進行PLC編程、外圍接線，并使其正常運行。2.5能夠正確使用儀器儀表，維護控制線路。（5） 、知識拓展電氣控制線路的實現(xiàn)電氣控制系統(tǒng)是由許多電器元件安裝一定控制要求連接而成的。為了表達成產(chǎn)機械電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構、原理等設計意圖，同時也便于電氣系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、使用和維修，需要將電氣控制系統(tǒng)中各元件及其連接用一定圖形表達出來。（6）、總結(jié)PLC改造后的CA6140車床