普通銑床電控系統(tǒng)改造

國(guó)70～80年代大多數(shù)銑床中，大多數(shù)的開關(guān)量控制系統(tǒng)都是采用繼電器控制，也有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1.1銑床國(guó)內(nèi)外的研究狀況和發(fā)展趨勢(shì)自從1969年第一臺(tái)可編程控制器在美國(guó)問(wèn)世以來(lái)，在工業(yè)控制中得到廣泛的應(yīng)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)司和德國(guó)惠勒喜樂公司對(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1.2銑床介紹1.2.1銑床的簡(jiǎn)介能銑床，銑頭水平放置，型號(hào)為X62W;另一種是立式萬(wàn)能銑床，銑頭垂直放置，型6W62號(hào)銑床(用0,1:2,3表示工作臺(tái)面1.2.2X62W銑床主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)形式沿著它上下移動(dòng)。在升降臺(tái)上面的水平導(dǎo)軌上，裝有可在平后移動(dòng))的溜板。溜板上部有可移動(dòng)的回轉(zhuǎn)盤，工作臺(tái)就動(dòng)銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)主運(yùn)動(dòng)；銑床工作臺(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)是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；銑床的其他運(yùn)動(dòng)，如工作臺(tái)的訊轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)則屬于輔助此外，由于回轉(zhuǎn)盤可繞中心轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度(通常是±45°),因此工作臺(tái)在水平1.2.3X62W銑床的特點(diǎn)(3)采用X62W可以比普通機(jī)床提高2~3倍生產(chǎn)率，對(duì)復(fù)雜零件的加工，生產(chǎn)率可第二章X62W銑床硬件設(shè)計(jì)2.1X62W銑床的控制要求2.2X62W銑床的電氣控制線路分析2.2.2X62W萬(wàn)能銑床的主電路分析主軸電動(dòng)機(jī)M1拖動(dòng)主軸帶動(dòng)銑刀進(jìn)行銑削加工，通過(guò)交流接觸器KM1、KM2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，由交流接觸器KM6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)。2.2.3X62W萬(wàn)能銑床的控制電路分析(1)主軸電動(dòng)機(jī)M1的控制啟動(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。當(dāng)電高于120r/min時(shí)，速度繼電器KS2的動(dòng)合觸點(diǎn)會(huì)因離合力而閉合，為主軸電動(dòng)機(jī)M1動(dòng)。當(dāng)主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于100r/min時(shí)，速度繼電器KS2的動(dòng)合觸點(diǎn)自動(dòng)斷開，使正接制動(dòng)。當(dāng)主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于100r/min時(shí)，速度繼電器KS1的動(dòng)合觸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設(shè)置了主軸變速瞬時(shí)電動(dòng)控制線路。主軸變速時(shí)，利用變速手柄與沖動(dòng)位置開關(guān) 觸位置頭斷開SA2-1SA2-3+++置位置開關(guān)動(dòng)作接觸器動(dòng)作電動(dòng)機(jī)M2轉(zhuǎn)向杠工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向左正轉(zhuǎn)左右進(jìn)給絲杠向左中停止停止右反轉(zhuǎn)左右進(jìn)給絲杠向右當(dāng)兩個(gè)操作手柄被置定于某一進(jìn)給方向后，只能壓下四個(gè)位置開關(guān)SQ3、SQ4、的傳動(dòng)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)絲手柄關(guān)動(dòng)作接觸器動(dòng)作電動(dòng)機(jī)M2轉(zhuǎn)向工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向上反轉(zhuǎn)上下進(jìn)給絲杠向上下正轉(zhuǎn)上下進(jìn)給絲杠向下中停止停止前正轉(zhuǎn)前后進(jìn)給絲杠向前后反轉(zhuǎn)前后進(jìn)給絲杠向后左右進(jìn)給手柄與上下前后手柄實(shí)行了聯(lián)鎖控制，如當(dāng)把左右進(jìn)給手柄扳向左時(shí)，若又將另一個(gè)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SQ5-2和SQ3-2均分?jǐn)?，斷開了接觸器KM3和KM4的通路，電動(dòng)機(jī)M2只能停轉(zhuǎn)，保證了操作安全。③工作臺(tái)的變速?zèng)_動(dòng)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少生產(chǎn)輔助時(shí)間，X62W萬(wàn)能銑床在加工過(guò)程中，不做銑削加工時(shí)，要求工作臺(tái)快速移動(dòng)，當(dāng)進(jìn)入銑削區(qū)時(shí)，要求工作臺(tái)以原進(jìn)給速度移動(dòng)。主軸電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)后，按下快速移動(dòng)按鈕SB5或SB6,使接觸器KM5得電，KM5主觸點(diǎn)閉合，電磁鐵YA線圈就會(huì)得電吸合，通過(guò)杠桿使摩擦器合上，減少中間傳動(dòng)裝置使工作臺(tái)按原運(yùn)動(dòng)方向作快速移動(dòng)，松開則恢復(fù)原狀，工作臺(tái)快速移動(dòng)是點(diǎn)動(dòng)控若要快速移動(dòng)在主軸電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)的情況下進(jìn)行，應(yīng)將主軸電動(dòng)機(jī)M1的轉(zhuǎn)換開關(guān)SA4扳到“停止”位置，然后按下SB1或SB2使得KM1得電，在操作手柄按需要方向啟動(dòng)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2,進(jìn)給電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，按下SB5或SB6,工作臺(tái)就可在主軸電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)的情況下獲得快速移動(dòng)。冷卻泵只有在主電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后才能啟動(dòng)，由SA3控制。機(jī)床照明由變壓器T供給24V安全電壓，由SA1控制。⑤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)，先將控制開關(guān)SA2(功能見表2-1)扳到"接通"位，這時(shí)，SA2-2接通，SA2-1和SA2-3斷開。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)。符號(hào)名稱型號(hào)作用1主軸傳動(dòng)1進(jìn)給傳動(dòng)冷卻泵電動(dòng)機(jī)1冷卻泵傳動(dòng)符號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格作用1主軸正轉(zhuǎn)啟動(dòng)1主軸反轉(zhuǎn)啟動(dòng)111進(jìn)給快速移動(dòng)1冷卻泵啟動(dòng)1正轉(zhuǎn)制動(dòng)1反轉(zhuǎn)制動(dòng)按鈕綠色2按鈕綠色2按鈕黑色2工作臺(tái)快速移動(dòng)按鈕轉(zhuǎn)換開關(guān)HZ1—1冷卻泵開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)HZ1—1圓工作臺(tái)轉(zhuǎn)換限位開關(guān)LX1—11K1主軸沖動(dòng)開關(guān)限位開關(guān)LX1—11K1限位開關(guān)LX2—131單輪，自動(dòng)復(fù)位1向前、向下進(jìn)給限位開關(guān)LX2—131單輪，自動(dòng)復(fù)位1向后、向上進(jìn)給限位開關(guān)LX3—11K1向左開關(guān)限位開關(guān)LX3—11K1向右開關(guān)按鈕紅色1總停止熱繼電器1熱繼電器1熱繼電器1熔斷器3總電源短路保護(hù)熔斷器3進(jìn)給短路保護(hù)熔斷器2控制電路短路保護(hù)熔斷器2照明電源短路保護(hù)第三章可編程控制器概述3.1PLC的介紹3.2PLC的工作原理PLC檢查是否有與編程器、計(jì)算機(jī)等的通訊要求，若有則進(jìn)行相應(yīng)PLC在輸入刷新階段，首先以掃描方式按順序從輸入縮存器中寫入所有輸入端子PLC在程序執(zhí)行階段，按用戶程序順序掃描執(zhí)行每條指令。從輸入狀態(tài)映像區(qū)讀3.2.4掃描周期T=(輸入一點(diǎn)時(shí)間×輸入點(diǎn)數(shù))+(運(yùn)算速度×程序步數(shù))+(輸出一點(diǎn)時(shí)間×輸出點(diǎn)數(shù))+監(jiān)視服務(wù)時(shí)間響應(yīng)速度越慢?，F(xiàn)在廠家生產(chǎn)的基型PLC的一個(gè)掃描周期大約為10ms,這對(duì)于一般的控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)完全是允許的，不但不會(huì)造成影響，反而可以增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能從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PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模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3.4PLC的編程語(yǔ)言3.4.1PLC的梯形圖編程語(yǔ)言3.4.2PLC的語(yǔ)句編程語(yǔ)言第四章X62W銑床電氣控制線路的PLC改造4.1X62W銑床PLC控制系統(tǒng)的分析4.2PLC的控制系統(tǒng)輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱代號(hào)輸入點(diǎn)名稱代號(hào)輸出點(diǎn)主軸電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕主軸電動(dòng)機(jī)M1反轉(zhuǎn)接觸器主軸電動(dòng)機(jī)M1反轉(zhuǎn)啟主軸電動(dòng)機(jī)M1反轉(zhuǎn)接觸器主軸電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)制向左、前、下接觸器主軸電動(dòng)機(jī)M1反轉(zhuǎn)制動(dòng)按鈕向右、后、上接觸器主軸沖動(dòng)行程開關(guān)工作臺(tái)快速移動(dòng)電磁鐵冷卻泵“向前”、“向下”行照明燈“向后”、“向上”行“向左”行程開關(guān)“向右”行程開關(guān)圓工作臺(tái)開關(guān)照明燈冷卻泵開關(guān)(肅下左右泵翩器4.2.3X62W萬(wàn)能銑床控制系統(tǒng)接線圖))((4.2.4X62W萬(wàn)能銑床控制系統(tǒng)指令表