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文檔簡介

-PAGE14-HYPERLINK"javascript:void(0)”HYPERLINK"javascript:void(0)”X62W萬能銑床電控系統(tǒng)的PLC設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)敘述了X62W萬能銑床電氣掌握線路的工作原理,說明白用PLC改造的簡略方法,從而可以提高整個(gè)電氣掌握系統(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,還能加工比較簡潔的型面,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;為了銑削麻花鉆頭的螺旋槽,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年前后又消滅了龍門銑床;二十世紀(jì)20年月消滅了半自動銑床,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年以后,銑床在掌握系統(tǒng)方面進(jìn)展很快,數(shù)字掌握的應(yīng)用大大提高了銑床的自動化程度。尤其是70年月以后,微處理機(jī)的數(shù)字掌握系統(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.第一章主要介紹銑床國內(nèi)外討論狀況和進(jìn)展趨勢和銑床簡潔介紹,包括銑床的選型和特點(diǎn)。其次章X62W萬能銑床硬件設(shè)計(jì)主要包括X62W萬能銑床電力拖動的特點(diǎn)及掌握要求和X62W萬能銑床元件選型還有X62W萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動形式,第三章主要分析電路的工作原理。第四章是介紹軟件部分及其PLC的基本知識。關(guān)鍵詞X62W萬能銑床;電氣掌握系統(tǒng);PLC;梯形圖名目TOC\o”1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc265407466"第1章概述?PAGEREF_Toc265407466\h3HYPERLINK\l”_Toc265407467”1.1銑床國內(nèi)外討論狀況和進(jìn)展趨勢 PAGEREF_Toc265407467\h3HYPERLINK\l”_Toc265407468”1.2銑床簡潔介紹?PAGEREF_Toc265407468\h4HYPERLINK\l"_Toc265407469"第2章X62W萬能銑床硬件設(shè)計(jì)?PAGEREF_Toc265407469\h5HYPERLINK\l”_Toc265407470"2。1X62W萬能銑床電力拖動的特點(diǎn)?PAGEREF_Toc265407470\h5HYPERLINK\l”_Toc265407471"2.2X62W萬能銑床元件選型?PAGEREF_Toc265407471\h6HYPERLINK\l”_Toc265407472"2.3X62W萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動形式 PAGEREF_Toc265407472\h7HYPERLINK\l"_Toc265407473”2.4掌握要求?PAGEREF_Toc265407473\h8HYPERLINK\l”_Toc265407474”第三章電氣掌握原理?PAGEREF_Toc265407474\h9HYPERLINK\l"_Toc265407475"3。1電氣原理圖?PAGEREF_Toc265407475\h9HYPERLINK\l”_Toc265407476”3.2主電路分析?PAGEREF_Toc265407476\h10HYPERLINK\l"_Toc265407477"3.3掌握電路分析?PAGEREF_Toc265407477\h10HYPERLINK\l"_Toc265407478"第四章X62W萬能銑床軟件設(shè)計(jì)?PAGEREF_Toc265407478\h12HYPERLINK\l"_Toc265407479”4.1PLC的基本定義?PAGEREF_Toc265407479\h12HYPERLINK\l”_Toc265407480"4。2X62W萬能銑床電氣掌握線路的PLC設(shè)計(jì)?PAGEREF_Toc265407480\h13HYPERLINK\l"_Toc265407481”4。3現(xiàn)場信號與PLC軟繼電器對比表 PAGEREF_Toc265407481\h15HYPERLINK致謝 PAGEREF_Toc265407484\h18HYPERLINK\l"_Toc265407485”參考文獻(xiàn)?PAGEREF_Toc265407485\h19第1章概述1。1銑床國內(nèi)外討論狀況和進(jìn)展趨勢自從1969年第一臺可編程掌握器在美國問世以來,在工業(yè)掌握中得到廣泛的應(yīng)用。近年來,我國在石油、化工、機(jī)械、輕工、發(fā)電、電子、橡膠、塑料加工等行業(yè)工藝設(shè)備的電氣掌握中,越來越多地采納PLC機(jī)掌握,并取得了顯著的效果,深受各行業(yè)的歡迎。銑床是以各類電動機(jī)為動力的傳動裝置與系統(tǒng)的對象以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的技術(shù)裝置。隨著電子技術(shù)的進(jìn)展,可編程序掌握器日益廣泛的應(yīng)用于機(jī)械、電子加工與設(shè)備電氣改造中。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)中始終起著不行替代的作用.自動銑床具有工作平穩(wěn)牢靠,操作維護(hù)便利,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。自動銑床掌握系統(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)精確的諸多掌握儀器的消滅,銑床掌握的設(shè)計(jì)方案也越來越先進(jìn),越來越趨于完善。在我國70~80年月大多數(shù)銑床中,大多數(shù)的開關(guān)量掌握系統(tǒng)都是采納繼電器掌握,也有相當(dāng)一部分輔機(jī)系統(tǒng)是采納繼電掌握。因此,繼電器本身固有的缺陷,給銑床的平安和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來了不利影響,用PLC對銑床的繼電器式掌握系統(tǒng)進(jìn)行改造已是大勢所趨.自動銑床的進(jìn)展及現(xiàn)狀:從上世紀(jì)80年月起銑床制造業(yè)的進(jìn)展雖有起伏但對自動掌握技術(shù)和自動銑床床始終給予較大的關(guān)注。經(jīng)過九五自動車床和加工中心包括自動銑床的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)基地的形成,所生產(chǎn)的中檔普及型自動銑床的功能性能和牢靠性方面已具有較強(qiáng)的市場競爭力。但在中高檔自動銑床方面與國外一些先進(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)國家于80年月先后完成了自動機(jī)床產(chǎn)業(yè)進(jìn)程,其中一些聞名機(jī)床公司致力于科技創(chuàng)新和新產(chǎn)品的研發(fā)引導(dǎo)著數(shù)控機(jī)床技術(shù)進(jìn)展,如美國英格索爾公司和德國惠勒喜樂公司對用于汽車工業(yè)和航空工業(yè)高速數(shù)控銑床的進(jìn)展日本牧野公司對高效精密加工中心所作的貢獻(xiàn),德國瓦德里希公司在重型龍門五面加工銑床方面的開發(fā)以及日本馬扎克公司研發(fā)的車銑中心對高效復(fù)合加工的推動等等。相比之下,我國大部分?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牢靠性等方面均有明顯差.隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)展,生產(chǎn)工藝的不斷進(jìn)展改進(jìn),格外是計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,新型掌握策略的消滅,不斷轉(zhuǎn)變著電氣掌握技術(shù)的面貌.在掌握方法上,從手動掌握進(jìn)展到自動掌握;在掌握功能上,從簡潔掌握進(jìn)展到智能化掌握;在操作上,從策重進(jìn)展到信息化處理;在掌握原理上,從單一的有觸頭硬接線繼電器規(guī)律掌握系統(tǒng)進(jìn)展到以微處理器或微型計(jì)算機(jī)為中心的網(wǎng)絡(luò)化自動掌握系統(tǒng)。X62W銑床綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、檢測技術(shù)、自動掌握技術(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.X62W銑床是由一般機(jī)床進(jìn)展而來。它集于機(jī)械、液壓、氣動、伺服驅(qū)動、精密測量、電氣自動掌握、現(xiàn)代掌握理論、計(jì)算機(jī)掌握等技術(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,而且又具有肯定柔性的生產(chǎn)設(shè)備。萬能銑床的廣泛應(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)帶來了深刻的變化,其技術(shù)水平凹凸和擁有量多少,是衡量一個(gè)國家和企業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志.一種新型的掌握裝置,一項(xiàng)先進(jìn)的應(yīng)用技術(shù),總是依據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需要而產(chǎn)生的。可編程序掌握器產(chǎn)生以前,以各種繼電器為主要元件的電氣掌握線路,擔(dān)當(dāng)著生產(chǎn)過程自動掌握的困難任務(wù),可能有成百上千只各種繼電器構(gòu)成簡潔的掌握系統(tǒng),需要用成千上萬根導(dǎo)線連接起來,安裝這些繼電器需要大量的繼電器掌握柜,且占據(jù)大量的空間。當(dāng)這些繼電器運(yùn)行時(shí),又產(chǎn)生大量的噪聲,消耗大量的電能。為保證掌握系統(tǒng)的正常運(yùn)行,需要支配大量的電氣技術(shù)人員進(jìn)行維護(hù),有時(shí)某個(gè)繼電器損壞,甚至某個(gè)繼電器觸頭接觸不良,都回影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。如果系統(tǒng)消滅故障,要進(jìn)行檢查排解故障又是格外困難的,全靠電氣技術(shù)人員長期積累閱歷。尤其是在生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時(shí),可能需要增加很多的繼電器或繼電器掌握柜,重新接線或改線的工作量很大,甚至需要重新設(shè)定掌握系統(tǒng)。盡管如此,這種掌握系統(tǒng)的功能僅僅局限在能實(shí)現(xiàn)具有粗略定時(shí)、計(jì)數(shù)功能的挨次規(guī)律掌握。因此,人們迫切需要一種新的工業(yè)掌握裝置來取代傳統(tǒng)的繼電器掌握系統(tǒng),是電氣掌握系統(tǒng)工作更牢靠,更容易維修,更能適應(yīng)常常變化的生產(chǎn)工藝要求??删幊陶莆掌?ProgrammableController)簡稱PC,在辦公自動化和工業(yè)自動化中廣泛使用的個(gè)人計(jì)算機(jī)(PersonalComputer)也簡稱PC,為了避開混搖,現(xiàn)在一般將可編程序掌握器簡稱為PLC(ProgrammableLogicController)。隨著可編程掌握器在國內(nèi)的運(yùn)用和推廣,人們找到了萬能銑床較抱負(fù)的掌握系統(tǒng),即PLC掌握系統(tǒng)。由于其具有牢靠性高,抗干擾能力強(qiáng),維修檢測便利等優(yōu)點(diǎn),適合于對萬能銑床的掌握,獲得廣泛的推廣?,F(xiàn)在萬能銑床已全部采納PLC掌握,結(jié)束了近二十年使用繼電掌握的歷史。本文主要以該廠對PLC掌握系統(tǒng)的討論,推廣介紹可編程控器在萬能銑床上的應(yīng)用.自從1969年第一臺可編程掌握器在美國問世以來,在工業(yè)掌握中得到廣泛的應(yīng)用.近年來,我國在石油、化工、機(jī)械、輕工、發(fā)電、電子、橡膠、塑料加工等行業(yè)工藝設(shè)備的電氣掌握中,越來越多地采納PLC機(jī)掌握,并取得了顯著的效果,深受各行業(yè)的歡迎。1988年開頭將可編程序掌握器應(yīng)用在萬能銑床上,至今使用情況始終良好。國外生產(chǎn)PLC的廠家很多,最聞名的有美國A-B公司和GE-FANUC公司,日本的歐姆龍公司和三菱公司,德國AEG公司和西門子公司,法國的TE公司。它們號稱PC領(lǐng)域的大雄,代表PC的最高水平。它們在中國都有各自的代理商,很容易買到其產(chǎn)品。國產(chǎn)PLC以小型為主,多數(shù)為仿制產(chǎn)品,I/0點(diǎn)均在128點(diǎn)以下。主要廠家有上海工業(yè)自動化儀表討論所,蘇州電子計(jì)算機(jī)廠,北京機(jī)械工業(yè)自動化討論所,無錫華光電子工業(yè)公司,中科院自動化討論所,上海香島機(jī)電制造公司。一般只處理開關(guān)量,進(jìn)行規(guī)律運(yùn)算,挨次運(yùn)算。1。2銑床簡潔介紹1。2。1銑床的選型X62W萬能銑床是一種通用的多用途機(jī)床,它可以進(jìn)行平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工,是一種較為精密的加工設(shè)備,它采納繼電接觸器電路實(shí)現(xiàn)電氣掌握。PLC專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì),其顯著的特點(diǎn)之一就是牢靠性高,抗干擾能力強(qiáng).將X62W萬能銑床電氣掌握線路改造為可編程掌握器掌握,可以提高整個(gè)電氣掌握系統(tǒng)的工作性能,削減維護(hù)、維修的工作量.1.2.2X62W機(jī)床特點(diǎn)(1)能完成很多一般機(jī)床難以加工或者根本不能加工的簡潔型面的加工。(2)采納X62W銑床可以提高零件的加工精度,穩(wěn)定產(chǎn)品的質(zhì)量。(3)采納X62W可以比一般機(jī)床提高2~3倍生產(chǎn)率,對簡潔零件的加工,生產(chǎn)率可以提高十幾倍甚至幾十倍.(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)格零件的自動加工.(5)大大的減輕了工人的勞動強(qiáng)度.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,萬能銑床的操作是通過手柄同時(shí)操作電氣與機(jī)械,以達(dá)到機(jī)電緊密協(xié)作完成預(yù)定的操作,是機(jī)械與電氣結(jié)構(gòu)聯(lián)合動作的典型掌握,是自動化程度較高的組合機(jī)床。但是在電氣掌握系統(tǒng)中,故障的查找與排解是格外困難的,格外是在繼電器接觸式掌握系統(tǒng),由于電氣掌握線路觸點(diǎn)多、線路簡潔、故障率高、檢修周期長,給生產(chǎn)與維護(hù)帶來諸多不便,嚴(yán)重地影響生產(chǎn)。本文所述方案是對原來的繼電器接觸式模擬掌握系統(tǒng)進(jìn)行PLC改造而成,經(jīng)實(shí)際運(yùn)行證明該P(yáng)LC掌握系統(tǒng)無論是硬件還是軟件,掌握穩(wěn)定牢靠,具有極高的牢靠性與靈敏性,更容易維修,更能適應(yīng)常常變動的工藝條件,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。第2章X62W萬能銑床硬件設(shè)計(jì)2.1X62W萬能銑床電力拖動的特點(diǎn)(1)銑削加工有順銑和逆銑兩種加工方式,要求主軸電動機(jī)能正反轉(zhuǎn),因正反操作并不頻繁,所以由床身下側(cè)電器箱上的組合開光來轉(zhuǎn)變電源相序?qū)崿F(xiàn)。(2)由于主軸傳動系統(tǒng)中裝有避開震蕩的慣性輪,故主軸電動機(jī)采納電磁離合器制動以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)停車.(3)銑床的工作臺要求有前后、左右、上下6個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動和快速移動,所以也要求進(jìn)給電動機(jī)能正反轉(zhuǎn),并通過操作手柄和機(jī)械離合器相協(xié)作來實(shí)現(xiàn)。進(jìn)給的快速移動通過電磁鐵和機(jī)械掛擋來完成。圓形工作臺的回轉(zhuǎn)運(yùn)動是由進(jìn)給電動機(jī)經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動的。(4)依據(jù)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)動和進(jìn)給方向的快速運(yùn)動。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。該銑床采納機(jī)械操縱手柄和位置開關(guān)相協(xié)作的方式實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動6個(gè)方向的連鎖.主軸運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動采納變速盤來進(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)動都要求變速后順時(shí)點(diǎn)動。當(dāng)主軸電動機(jī)或冷卻泵過載時(shí),進(jìn)給運(yùn)動必須立即停止,以免損壞刀具和銑床。(5)要求有冷卻系統(tǒng)、照明設(shè)備及各種保護(hù)措施。2。2X62W萬能銑床元件選型表2-1銑床的電機(jī)參數(shù)參照表符號名稱型號規(guī)格件數(shù)作用M1主軸電動機(jī)Y132M-4—B37.5KW,380V,1450r/min1主軸傳動M2進(jìn)給電動機(jī)Y90L—41.5KW,380V,1400r/min1進(jìn)給傳動M3冷卻泵電動機(jī)JCB—220.125KW,380V,2790r/min1冷卻泵傳動表2—2銑床的基本元件一覽表符號名稱型號規(guī)格件數(shù)作用KM1接觸器CJO—2020A,110V1主軸啟動KM2接觸器CJO—1010A,110V1快速進(jìn)給KM3接觸器CJO—1010A,110V1M2正轉(zhuǎn)KM4接觸器CJO—1010A,110V1M2反轉(zhuǎn)KS速度繼電器JY12A1反接制動SB1、2按鈕LA2綠色2M1啟動按鈕SB3、4按鈕LA2黑色2快速進(jìn)給按鈕SB5、6按鈕LA2紅色2M1停止按鈕SA1轉(zhuǎn)換開關(guān)HZ1—10/E16三極1換刀開關(guān)SA2轉(zhuǎn)換開關(guān)HZ1—10/E16三極1圓工作臺轉(zhuǎn)換SA3轉(zhuǎn)換開關(guān)HZ1-10/E16三極1M1換向開關(guān)SQ1限位開關(guān)LX1—11K開啟式1向右進(jìn)給SQ2限位開關(guān)LX1—11K開啟式1向左進(jìn)給SQ3限位開關(guān)LX2—131單輪,自動復(fù)位1向前、向下進(jìn)給SQ4限位開關(guān)LX2—131單輪,自動復(fù)位1向后、向上進(jìn)給SQ5限位開關(guān)LX3—11K開啟式1快速與進(jìn)給轉(zhuǎn)換SQ6限位開關(guān)LX3—11K開啟式1主軸變速沖動SQ7限位開關(guān)LX3—11K開啟式1進(jìn)給變速沖動QS1轉(zhuǎn)換開關(guān)HZ1-60/E26三極1電源總開關(guān)QS2轉(zhuǎn)換開關(guān)HZ1—60/E26三極1冷卻泵開關(guān)FR1熱繼電器JRQ-4011A、3A1M1過載保護(hù)FR2熱繼電器JR10—103A、5A1M3過載保護(hù)FR3熱繼電器JR10—100.415A(chǔ)1M2過載保護(hù)FU1熔斷器RL130A3總電源短路保護(hù)FU2熔斷器RL110A3進(jìn)給短路保護(hù)FU3、FU6熔斷器RL16A2掌握電路短路保護(hù)FU4、FU5熔斷器RL14A2照明電源短路保護(hù)VC整流器ZCZX45A,50V1整流作用TC變壓器BK—50380/36V1照明變壓器TC1變壓器BK—150380/127V1掌握電路變壓器YC1電磁離合器B1DL—III—-1主軸制動YC2電磁離合器B1DL—II——1正常進(jìn)給YC3電磁離合器B1DL—II——1快速進(jìn)給R電阻ZB21.45W、15.4A2限制制動電阻2.3X62W萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動形式X62W型萬能銑床的外形結(jié)構(gòu)如圖2-1所示,它主要由床身、主軸、刀桿、懸梁、工作臺、回轉(zhuǎn)盤、橫溜板、升降臺、底座等幾部分組成。在床身的前面有垂直導(dǎo)軌,升降臺可沿著它上下移動。在升降臺上面的水平導(dǎo)軌上,裝有可在平行主軸軸線方向移動(前后移動)的溜板.溜板上部有可轉(zhuǎn)動的回轉(zhuǎn)盤,工作臺就在溜板上部回轉(zhuǎn)盤上的導(dǎo)軌上作垂直于主軸軸線方向移動(左右移動)。工作臺上有T形槽用來固定工件.這樣,安裝在工作臺上的工件就可以在三個(gè)坐標(biāo)上的六個(gè)方向調(diào)整位置或進(jìn)給.銑床主軸帶動銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動是主運(yùn)動;銑床工作臺的前后(橫向)、左右(縱向)和上下(垂直)6個(gè)方向的運(yùn)動是進(jìn)給運(yùn)動;銑床其他的運(yùn)動,如工作臺的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動、在各個(gè)方向的快速移動則屬于幫助運(yùn)動.1—床身(立柱)2—主軸3—刀桿4—懸梁5—支架6—工作臺7-回轉(zhuǎn)盤8—橫溜板9—升降臺10—底座圖2-1銑床外部結(jié)構(gòu)圖2.4掌握要求(1)主軸電動機(jī)M1有三種掌握:正反轉(zhuǎn)起動,反接制動和變速沖動。(2)工作臺進(jìn)給電動機(jī)M2有三種掌握:進(jìn)給、快速移動和變速沖動。(3)M3拖動冷卻泵供應(yīng)冷卻液,只需單向運(yùn)行。(4)為了能準(zhǔn)時(shí)實(shí)現(xiàn)掌握,機(jī)床設(shè)置了兩套操縱系統(tǒng),再機(jī)床正面及側(cè)都安裝了相同的按鈕、手輪和手柄,操作方面,以實(shí)現(xiàn)兩地掌握.(5)為了保證平安,防止事故,機(jī)床有挨次的動作,采納了聯(lián)鎖。(6)三臺電動機(jī)都設(shè)有過載保護(hù),掌握線路設(shè)有短路保護(hù),工作臺的六個(gè)方向,都設(shè)有終端保護(hù)。第三章電氣掌握原理3.1電氣原理圖圖3-1X62W臥式銑床電氣原理圖該銑床共用3臺異步電動機(jī)拖動,它們分別是主軸電動機(jī)M1、進(jìn)給電動機(jī)M2和冷卻泵電動機(jī)M3。X62W萬能銑床的電路如圖3-1所示,該線路分為主電路、掌握電路和照明電路三部分.3.2主電路分析主軸電動機(jī)M1拖動主軸帶動銑刀進(jìn)行銑削加工,通過組合開關(guān)SA3來實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn);進(jìn)給電動機(jī)M2通過操縱手柄和機(jī)械離合器的協(xié)作拖動工作臺前后、左右、上下6個(gè)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);冷卻泵電動機(jī)M3供應(yīng)切削液,且當(dāng)M1啟動后,用手動開關(guān)QS2掌握;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)。3。3掌握電路分析掌握電路的電源由掌握變壓器TC輸出110V電壓供電.(1)主軸電動機(jī)M1的掌握主軸電動機(jī)M1采納兩地掌握方式,SB1和SB2是兩組啟動按鈕,SB5和SB6是兩組停止按鈕。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(shí)瞬時(shí)點(diǎn)動的位置開關(guān)。1)主軸電動機(jī)M1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,主軸電動機(jī)M1啟動運(yùn)轉(zhuǎn),KM1常開幫助觸頭(9-10)閉合,為工作臺進(jìn)給電路供應(yīng)了電源.按下停止按鈕SB5(或SB6),SB5-1(或SB6-1)常閉觸頭分?jǐn)?接觸器KM1線圈失電,KM1觸頭復(fù)位,電動機(jī)M1斷電慣性運(yùn)轉(zhuǎn),SB5-2(或SB6-2)常開觸頭閉合,接通電磁離合器YC1,主軸電動機(jī)M1制動停轉(zhuǎn).2)主軸換銑刀時(shí)將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1扳向換刀位置,這時(shí)常開觸頭SA1-1閉合,電磁離合器YC1線圈得電,主軸處于制動狀態(tài)以便換刀;同時(shí)常閉觸頭SA1-2斷開,切斷了掌握電路,保證了人身平安。3)主軸變速時(shí),利用變速手柄與沖動位置開關(guān)SQ1,通過M1點(diǎn)動,使齒輪系統(tǒng)產(chǎn)生一次抖動,以便于齒輪順利嚙合,且變速前應(yīng)先停車。(2)進(jìn)給電動機(jī)M2的掌握工作臺的進(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(gè)坐標(biāo)的6個(gè)方向運(yùn)動,進(jìn)給運(yùn)動是通過兩個(gè)操作手柄和機(jī)械聯(lián)動機(jī)構(gòu)掌握相應(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(gè)方向的運(yùn)動是聯(lián)鎖的,不能同時(shí)接通。1)當(dāng)需要圓形工作臺旋轉(zhuǎn)時(shí),將開關(guān)SA2扳到接通位置,這時(shí)觸頭SA2-1和SA2-3斷開,觸頭SA2—2閉合,電流經(jīng)10-13—14-15-20-19—17-18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作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2扳到斷開位置,這時(shí)觸頭SA2-1和SA2-3閉合,觸頭SA2-2斷開,以保證工作臺在6個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動,由于圓形工作臺的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和6個(gè)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)動由左右進(jìn)給操作手柄掌握。操作手柄與位置開關(guān)SQ5和SQ6聯(lián)動,有左、中、右三個(gè)位置,其掌握關(guān)系見表1。當(dāng)手柄扳向中間位置時(shí),位置開關(guān)SQ5和SQ6均未被壓合,進(jìn)給掌握電路處于斷開狀態(tài);當(dāng)手柄扳向左或右位置時(shí),手柄壓下位置開關(guān)SQ5或SQ6,使常閉觸頭SQ5—2或SQ6-2分?jǐn)?常開觸頭SQ5-1或SQ6-1閉合,接觸器KM3或KM4得電動作,電動機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。由于在SQ5或SQ6被壓合的同時(shí),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。表3—1工作臺左右進(jìn)給手柄位置及其掌握關(guān)系手柄位置位置開關(guān)動作接觸器動作電動機(jī)M2轉(zhuǎn)向傳動鏈搭合絲杠工作臺運(yùn)動方向左SQ5KM3正轉(zhuǎn)左右進(jìn)給絲杠向左中—-停止—停止右SQ6KM4反轉(zhuǎn)左右進(jìn)給絲杠向右工作臺的上下和前后進(jìn)給運(yùn)動是由一個(gè)手柄掌握的。該手柄與位置開關(guān)SQ3和SQ4聯(lián)動,有上、下、前、后、中5個(gè)位置,其掌握關(guān)系見表2。當(dāng)手柄扳至中間位置時(shí),位置開關(guān)SQ3和SQ4均未被壓合,工作臺無任何進(jìn)給運(yùn)動;當(dāng)手柄扳至下或前位置時(shí),手柄壓下位置開關(guān)SQ3使常閉觸頭SQ3—2分?jǐn)?,常開觸頭SQ3—1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(shí),手柄壓下位置開關(guān)SQ4,使常閉觸頭SQ4—2分?jǐn)?,常開觸頭SQ4—1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。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、SQ5、SQ6中的一個(gè)開關(guān),接通電動機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)電路,同時(shí)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。表3—2工作臺上、下、中、前、后進(jìn)給手柄位置及其掌握關(guān)系手柄位置位置開關(guān)動作接觸器動作電動機(jī)M2轉(zhuǎn)向傳動鏈搭合絲杠工作臺運(yùn)動方向上下中前后SQ4SQ3—SQ3SQ4KM4KM3—KM3KM4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左右進(jìn)給手柄與上下前后手柄實(shí)行了聯(lián)鎖掌握,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)啵瑪嚅_了接觸器KM3和KM4的通路,電動機(jī)M2只能停轉(zhuǎn),保證了操作平安。3)6個(gè)進(jìn)給方向的快速移動是通過兩個(gè)進(jìn)給操作手柄和快速移動按鈕協(xié)作實(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(兩地掌握),接觸器KM2得電,KM2常閉觸頭分?jǐn)?電磁離合器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。由于工作臺的快速移動采納的是點(diǎn)動掌握,故松開SB3或SB4,快速移動停止.4)進(jìn)給變速時(shí)與主軸變速時(shí)相同,利用變速盤與沖動位置開關(guān)SQ2使M1產(chǎn)生瞬時(shí)點(diǎn)動,齒輪系統(tǒng)順利嚙合。第四章X62W萬能銑床軟件設(shè)計(jì)4.1PLC的基本定義可編程掌握器(ProgrammableController)是計(jì)算機(jī)家族中的一員,是為工業(yè)掌握應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程掌握器稱作可編程規(guī)律掌握器(ProgrammableLogicController),簡稱PLC,它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)規(guī)律掌握.隨著技術(shù)的進(jìn)展,這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了規(guī)律掌握的范圍,因此,今日這種裝置稱作可編程掌握器,簡稱PC。但是為了避開與個(gè)人計(jì)算機(jī)(PersonalComputer)的簡稱混淆,所以將可編程掌握器簡稱PLC.PLC的主要特點(diǎn):1、高牢靠性(1)全部的I/O接口電路均采納光電隔離,使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離。(2)各輸入端均采納R—C濾波器,其濾波時(shí)間常數(shù)一般為10~20ms。(3)各模塊均采納屏蔽措施,以防止輻射干擾.(4)采納性能優(yōu)良的開關(guān)電源。(5)對采納的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選.(6)良好的自診斷功能,一旦電源或其他軟,硬件發(fā)生特別情況,CPU立即采納有效措施,以防止故障擴(kuò)大。(7)大型PLC還可以采納由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU構(gòu)成表決系統(tǒng),使牢靠性更進(jìn)一步提高。2、豐富的I/O接口模塊PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號,如:溝通或直流;開關(guān)量或模擬量;電壓或電流;脈沖或電位;強(qiáng)電或弱電等.有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備,如:按鈕;行程開關(guān);接近開關(guān);傳感器及變送器;電磁線圈;掌握閥等直接連接。另外為了提高操作性能,它還有多種人—機(jī)對話的接口模塊;為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò),它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊,等等。3、采納模塊化結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)各種工業(yè)掌握需要,除了單元式的小型PLC以外,絕大多數(shù)PLC均采納模塊化結(jié)構(gòu)。PLC的各個(gè)部件,包括CPU,電源,I/O等均采納模塊化設(shè)計(jì),由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來,系統(tǒng)的規(guī)模和功能可依據(jù)用戶的需要自行組合。4、編程簡潔易學(xué)PLC的編程大多采納類似于繼電器掌握線路的梯形圖形式,對使用者來說,不需要具備計(jì)算機(jī)的專門知識,因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。5、安裝簡潔,維修便利PLC不需要專門的機(jī)房,可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行.使用時(shí)只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接,即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置,便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障.由于采納模塊化結(jié)構(gòu),因此一旦某模塊發(fā)生故障,用戶可以通過更換模塊的方法,使系統(tǒng)飛快恢復(fù)運(yùn)行.4.2X62W萬能銑床電氣掌握線路的PLC設(shè)計(jì)X62W萬能銑床電氣掌握線路中的電源電路、主電路及照明電路保持不變,在掌握電路中,變壓器TC的輸出及整流器VC的輸出部分去掉。用可編程掌握器改造后的PLC硬接線如圖4-2所示,為了保證各種聯(lián)鎖功能,將SQ1~SQ6,SB1~SB6按圖示分別接入PLC的輸入端,換刀開關(guān)SA1和圓形工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2分別用其一對常開和常閉觸頭接入PLC的輸入端子。輸出器件分兩個(gè)電壓等級,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,這樣也將PLC的輸出口分為兩組連接點(diǎn)。依據(jù)輸入輸出口的數(shù)量,可選擇三菱FX2N-32MR型PLC。X62W型萬能銑床電器位置圖如圖4-1所示,全部的電器元件均可采納改造前的型號。依據(jù)X62W萬能銑床的掌握要求,設(shè)計(jì)該電氣掌握系統(tǒng)的PLC掌握梯形圖,如圖4—3所示。該程序共有8條支路,反映了原繼電器電路中的各種規(guī)律內(nèi)容。在第1支路中,因SQ1和SB5、SB6都采納常閉觸頭分別接至輸入端子X13、X2,則X13、X2的常開觸點(diǎn)閉合,按下啟動按鈕SB1或SB2時(shí),X0常開觸點(diǎn)閉合,Y0、M0線圈得電并自鎖,第3支路中Y0常開觸點(diǎn)閉合,幫助繼電器M1線圈得電,其常開觸點(diǎn)閉合,為第4支路以下程序執(zhí)行做好籌備,保證了只有主軸旋轉(zhuǎn)后才有進(jìn)給運(yùn)動。Y0的輸出信號使主軸電動機(jī)M1啟動運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)按停止按鈕SB5或SB6時(shí),X2常開觸點(diǎn)復(fù)位,Y0線圈失電,主軸慣性運(yùn)轉(zhuǎn),同時(shí)X3常開觸點(diǎn)閉合,Y4線圈得電接通電磁離合器YC1,主軸制動停轉(zhuǎn)。第2支路表達(dá)了KM2及YC3的工作規(guī)律,當(dāng)按下快速移動按鈕SB3或SB4時(shí),X1常開觸點(diǎn)閉合,則Y1及Y5線圈得電,KM2常閉觸頭斷開,電磁離合器YC2失電,YC3得電,工作臺沿選定方向快速移動;松開SB3或SB4則YC2得電,YC3失電,快速移動停止.第4、5、6、8支路表達(dá)了工作臺六個(gè)方向的進(jìn)給、進(jìn)給沖動及圓工作臺的工作規(guī)律關(guān)系.當(dāng)圓形工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2動作,4、5支路中X5的常開觸點(diǎn)分?jǐn)?第6支路中X5常閉觸頭復(fù)位,M4及Y2線圈得電,使KM3得電,電動機(jī)M2啟動,圓形工作臺旋轉(zhuǎn);當(dāng)SA2復(fù)位時(shí),M4、Y2線圈失電,圓形工作臺停止旋轉(zhuǎn)。左右進(jìn)給時(shí),SQ5或SQ6被壓合,X6常開觸點(diǎn)復(fù)位,第5、6支路被分?jǐn)?,而X10或X11常開觸點(diǎn)閉合,M2(其常開觸點(diǎn)使Y2線圈得電)或Y3線圈得電,電動機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn),拖動工作臺向左或向右運(yùn)動。同樣,工作臺上下、前后進(jìn)給時(shí),SQ3或SQ4被壓合,X7常開觸點(diǎn)復(fù)位,第5、6支路被分?jǐn)?,M2或Y3線圈得電,電動機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn),拖動工作臺按選定的方向(上、下、前、后中某一方向)作進(jìn)給運(yùn)動。該程序及PLC的硬接線不僅保證了原電路的工作規(guī)律關(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。圖4-1X62W型萬能銑床電器位置圖4-2PLC外部接線圖4。3現(xiàn)場信號與PLC軟繼電器對比表分類信號名稱現(xiàn)場信號PLC線圈編號輸入信號M1啟動按鈕SB1、SB2X0快速進(jìn)給點(diǎn)動SB3、SB4X1停止制動按鈕常閉SB5、SB6X2常開SB5、SB6X3信號名稱現(xiàn)場信號PLC線圈編號輸入信號換刀開關(guān)SA1X4圓工作臺開關(guān)SA2X5左右進(jìn)給SQ5、SQ6X6上下前后進(jìn)給SQ3、SQ4X7常開SQ3、SQ5X10常開SQ4、SQ6X11進(jìn)給沖動SQ2X12主軸沖動SQ1X13輸出信號主軸啟動接觸器KM1、KM2Y0、Y1M2正轉(zhuǎn)接觸器KM3Y2M2反轉(zhuǎn)接觸器KM4Y3正常進(jìn)給電磁閥YC2COM主軸制動電磁閥YC1Y4快速進(jìn)給電磁閥YC3Y5圖4-3PLC梯形圖4.4PLC梯形圖PLC指令表序號指令名稱數(shù)據(jù)序號指令名稱數(shù)據(jù)0000LDX00018ORX60001ORM00019ANDX50002ANDX20020ANDM10003ANIX130021MPS0004ANIX40022ANDX100005OUTY00023OUTM20006ANDX130024MPP0007OUTM00025ANDX110008LDX10026OUTY30009ANDX20027LDIX120010OUTY10028ANDX60011OUTY50029ANDX70012LDY10030ANDX50013ORY00031ANDM10014ANDX20032OUTM30015OUTM10033LDX120016LDX120034ANDX60017ANDX70035ANDX7序號指令名稱數(shù)據(jù)序號指令名稱數(shù)據(jù)0036ANIX50042LDM20037ANDM10043ORM30038OUTM40044ORM40039LDX30045OUTY20040ORX400460041OUTY40047第五章總結(jié)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,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型臥式萬能銑床的電氣掌握系統(tǒng),存在線路簡潔、故障率高、維護(hù)工作量大、牢靠性差、靈敏性差等缺點(diǎn),本文提出了用PLC對X62W型萬能銑床的繼電器接觸式掌握系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造,從而保證了電控系統(tǒng)的快速性、精準(zhǔn)性、合理性,更好地滿意了實(shí)際生產(chǎn)的需要,提高了經(jīng)濟(jì)效益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(shí)操作電氣與機(jī)械,是機(jī)械與電氣結(jié)構(gòu)聯(lián)合動作的典型掌握。但是在電氣掌握系統(tǒng)中,故障的查找與排解是格外困難的,這給生產(chǎn)與維護(hù)帶來諸多不便。隨著工業(yè)自動化的進(jìn)展,生產(chǎn)設(shè)備和自動生產(chǎn)線的掌握系統(tǒng)必需具有極高的牢靠性與靈敏性,這就需要使用智能化程度高的掌握系統(tǒng)來取代傳統(tǒng)的掌握系統(tǒng)?;谶@

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