x62w萬能銑床電氣控制系統(tǒng)的plc課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　--X62W萬能銑床</p><p>　　院 系 工學(xué)院機(jī)械系 </p><p>　　班 級(jí) 08成本機(jī)電1班 </p><p>

2、;　　指導(dǎo)教師 何春霞 </p><p>　　學(xué)生姓名 馬文閣 </p><p>　　學(xué) 號(hào) 080205505 </p><p>　　時(shí) 間 2011年10月

3、17日至10月28日 </p><p>　　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</p><p>　　成型表面的加工，是一種較為精密的加工設(shè)備，它采用繼電接觸器電路實(shí)現(xiàn)電氣控制。PLC專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)，其顯著的特點(diǎn)之一就是可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。將X62W萬能銑床電氣控制線路改造為可編程控制器控制，可以提高整個(gè)電氣控制系統(tǒng)的工作性能，減

4、少維護(hù)、維修的工作量。一、X62W萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)形式</p><p>　　X62W型萬能銑床的外形結(jié)構(gòu)如圖1所示，它主要由床身、主軸、刀桿、懸梁、工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)盤、橫溜板、升降臺(tái)、底座等幾部分組成。在床身的前面有垂直導(dǎo)軌，升降臺(tái)可沿著它上下移動(dòng)。在升降臺(tái)上面的水平導(dǎo)軌上，裝有可在平行主軸軸線方向移動(dòng)（前后移動(dòng)）的溜板。溜板上部有可轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)盤，工作臺(tái)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(dòng)

5、（左右移動(dòng)）。工作臺(tái)上有T形槽用來固定工件。這樣，安裝在工作臺(tái)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。</p><p>　　銑床主軸帶動(dòng)銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是主運(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)；銑床其他的運(yùn)動(dòng)，如工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)則屬于輔助運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　二、X62W萬能銑床的控制要求及電氣控制線路分析</p>

6、<p>　　該銑床共用3臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，它們分別是主軸電動(dòng)機(jī)M1、進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2和冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3。X62W萬能銑床的電路如圖2所示，該線路分為主電路、控制電路和照明電路三部分。電氣控制線路的工作原理如下：</p><p><b>　　1．主電路分析</b></p><p>　　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，通過組合開關(guān)SA3來實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；

7、進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2通過操縱手柄和機(jī)械離合器的配合拖動(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，用手動(dòng)開關(guān)QS2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作過載保護(hù)。</p><p><b>　　2．控制電路分析</b></p><p>

8、;　　控制電路的電源由控制變壓器TC輸出110V電壓供電。</p><p>　　⑴主軸電動(dòng)機(jī)M1的控制</p><p>　　主軸電動(dòng)機(jī)M1采用兩地控制方式，SB1和SB2是兩組啟動(dòng)按鈕，SB5和SB6是兩組停止按鈕。KM1是主軸電動(dòng)機(jī)M1的啟動(dòng)接觸器，YC1是主軸制動(dòng)用的電磁離合器，SQ1是主軸變速時(shí)瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)的位置開關(guān)。</p><p>　　1）主軸電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)前

9、，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(dòng)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(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，KM1常開輔助觸頭（9-10）閉合，為工作臺(tái)進(jìn)給電路提供了電源。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(dòng)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

10、磁離合器YC1，主軸電動(dòng)機(jī)M1制動(dòng)停轉(zhuǎn)。</p><p>　　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(dòng)狀態(tài)以便換刀；同時(shí)常閉觸頭SA1-2斷開，切斷了控制電路，保證了人身安全。</p><p>　　3)主軸變速時(shí)，利用變速手柄與沖動(dòng)位置開關(guān)SQ1，通過M1點(diǎn)動(dòng)，使齒輪系統(tǒng)產(chǎn)生一次抖動(dòng)，以便于齒輪順利嚙合，且變速前應(yīng)先停

11、車。</p><p>　?、七M(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2的控制</p><p>　　工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)在主軸啟動(dòng)后方可進(jìn)行。工作臺(tái)的進(jìn)給可在3個(gè)坐標(biāo)的6個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是通過兩個(gè)操作手柄和機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制相應(yīng)的位置開關(guān)使進(jìn)給電動(dòng)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(dòng)是聯(lián)鎖的，不能同時(shí)接通。</p><p>　　1）當(dāng)需要圓形工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，將開關(guān)SA2扳到接通位置，這時(shí)觸頭

12、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(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)，通過一根專用軸帶動(dòng)圓形工作臺(tái)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。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(tái)在6個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，因?yàn)閳A形工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和6個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)也是聯(lián)鎖的。</p><p>　　2）工作臺(tái)的左右進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由左右進(jìn)給操作

13、手柄控制。操作手柄與位置開關(guān)SQ5和SQ6聯(lián)動(dòng)，有左、中、右三個(gè)位置，其控制關(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)給控制電路處于斷開狀態(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)啵ｉ_觸頭SQ5-1或SQ6-1閉合，接觸器KM3或KM4得電動(dòng)作，電動(dòng)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(dòng)機(jī)M2的傳動(dòng)鏈與工作臺(tái)下面的左右進(jìn)

14、給絲杠相搭合，所以電動(dòng)機(jī)M2的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)就拖動(dòng)工作臺(tái)向左或向右運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　表1 工作臺(tái)左右進(jìn)給手柄位置及其控制關(guān)系</p><p>　　手柄位置位置開關(guān)動(dòng)作接觸器動(dòng)作電動(dòng)機(jī)M2轉(zhuǎn)向傳動(dòng)鏈搭合絲杠工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向</p><p>　　左SQ5KＭ３正轉(zhuǎn)左右進(jìn)給絲杠向左</p><p>

15、;　　中——停止—停止</p><p>　　右SQ6KＭ４反轉(zhuǎn)左右進(jìn)給絲杠向右</p><p>　　工作臺(tái)的上下和前后進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是由一個(gè)手柄控制的。該手柄與位置開關(guān)SQ3和SQ4聯(lián)動(dòng)，有上、下、前、后、中5個(gè)位置，其控制關(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(tái)無任何進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；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-

16、2分?jǐn)?，常開觸頭SQ3-1閉合，接觸器KM3得電動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)著工作臺(tái)向下或向前運(yùn)動(dòng)；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)啵ｉ_觸頭SQ4-1閉合，接觸器KM4得電動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)M2反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)著工作臺(tái)向上或向后運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　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(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)電路，同時(shí)

17、通過機(jī)械機(jī)構(gòu)將電動(dòng)機(jī)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）絲杠相搭合，拖動(dòng)工作臺(tái)沿選定的進(jìn)給方向運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)沿其他方向運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　表2 工作臺(tái)上、下、中、前、后進(jìn)給手柄位置及其控制關(guān)系</p><p>　　手柄位置位置開關(guān)動(dòng)作接觸器動(dòng)作電動(dòng)機(jī)M2轉(zhuǎn)向傳動(dòng)鏈搭合絲杠工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向</p><p&g

18、t;<b>　　上</b></p><p><b>　　下</b></p><p><b>　　中</b></p><p><b>　　前</b></p><p><b>　　后SQ4</b></p><p>

19、;<b>　　SQ3</b></p><p><b>　　—</b></p><p><b>　　SQ3</b></p><p><b>　　SQ4KM4</b></p><p><b>　　KM3</b></p>&

20、lt;p><b>　　—</b></p><p><b>　　KM3</b></p><p><b>　　KM4反轉(zhuǎn)</b></p><p><b>　　正轉(zhuǎn)</b></p><p><b>　　停止</b></p>

21、;<p><b>　　正轉(zhuǎn)</b></p><p><b>　　反轉(zhuǎn)上下進(jìn)給絲杠</b></p><p><b>　　上下進(jìn)給絲杠</b></p><p><b>　　—</b></p><p><b>　　前后進(jìn)給絲杠</

22、b></p><p><b>　　前后進(jìn)給絲杠向上</b></p><p><b>　　向下</b></p><p><b>　　停止</b></p><p><b>　　向前</b></p><p><b>　　

23、向后</b></p><p>　　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。</p><p>　　3）６個(gè)進(jìn)給方向的快速移動(dòng)是通過兩個(gè)進(jìn)給操作手柄和快速移動(dòng)按鈕配合實(shí)現(xiàn)的。安裝

24、好工件后，扳動(dòng)進(jìn)給操作手柄選定進(jìn)給方向，按下快速移動(dòng)按鈕SB3或SB4（兩地控制），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(dòng)鏈與進(jìn)給絲杠分離；KM2兩對(duì)常開觸頭閉合，一對(duì)使電磁離合器YC3得電，將電動(dòng)機(jī)M2與進(jìn)給絲杠直接搭合；另一對(duì)使接觸器KM3或KM4得電動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)M2得電正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工作臺(tái)沿選定的方向快速移動(dòng)。由于工作臺(tái)的快速移動(dòng)采用的是點(diǎn)動(dòng)控制，故松開SB3或SB4，快速移動(dòng)停止。</p&