畢業(yè)設(shè)計---x62w萬能銑床電控系統(tǒng)的plc設(shè)計

1、<p>　　X62W萬能銑床電控系統(tǒng)的PLC設(shè)計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計講述了X62W萬能銑床電氣控制線路的工作原理，說明了用PLC改造的具體方法，從而可以提高整個電氣控制系統(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，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，

2、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年前后又出現(xiàn)了龍門銑床；二十世紀(jì)20年代出現(xiàn)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，銑床在控制系統(tǒng)方面發(fā)展很快，數(shù)字控制的應(yīng)用大大提高了銑床的自動化程度。尤其是70年代以后，微處理機(jī)的數(shù)字控制系統(tǒng)和

3、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。 </p><p>　　第一章主要介紹銑床國內(nèi)外研究狀況和發(fā)展趨勢和銑床簡單介紹，包括銑床的選型和特點。第二章X62W萬能銑床硬件設(shè)計主要包括X62W萬能銑床電力拖動的特點及控制要求和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。</p>

4、<p><b>　　關(guān)鍵詞</b></p><p>　　X62W萬能銑床；電氣控制系統(tǒng)；PLC；梯形圖 </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 概述</b></p><p>　　1.1銑床國內(nèi)外研究狀況和發(fā)展趨勢…………

5、………………4</p><p>　　1.2銑床簡單介紹……………………………………………………………………5</p><p>　　1.2.1 銑床的選型</p><p>　　1.2.2 X62W機(jī)床特點</p><p>　　第二章X62W萬能銑床硬件設(shè)計</p><p>　　2.1 X62W萬能銑床電力拖動的特點及

6、控制要求</p><p>　　2.2 X62W萬能銑床元件選型</p><p>　　2.3 X62W萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)及運動形式</p><p>　　第三章 電氣控制原理</p><p><b>　　3.1 電氣原理圖</b></p><p>　　3.2 主電路分析 </p>&l

7、t;p><b>　　3.3控制電路分析</b></p><p>　　第四章X62W萬能銑床軟件設(shè)計</p><p>　　4.1 PlC的基本定義和PLC的主要特點</p><p>　　4.2 X62W萬能銑床電氣控制線路的PLC設(shè)計</p><p>　　4.3 現(xiàn)場信號與PLC軟繼電器對照表</p>

8、<p>　　4.4 PLC梯形圖和 PLC指令表</p><p><b>　　第五章 總結(jié)</b></p><p><b>　　致謝</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　第1章 概述</b>&

9、lt;/p><p>　　1.1銑床國內(nèi)外研究狀況和發(fā)展趨勢</p><p>　　自從1969年第一臺可編程控制器在美國問世以來，在工業(yè)控制中得到廣泛的應(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)備的電氣控制中，越來越多地采用PLC機(jī)控制，并取得了顯著的效果，深受各行業(yè)的歡迎。銑銑床是以各類電動機(jī)為動力的傳動裝置與系統(tǒng)的對象以實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的技術(shù)裝置。隨

10、著電子技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器日益廣泛的應(yīng)用于機(jī)械、電子加工與設(shè)備電氣改造中。 </p><p>　　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用。自動銑床具有工作平穩(wěn)可靠，操作維護(hù)方便，運轉(zhuǎn)費用低的特點，已成為現(xiàn)代生產(chǎn)中的主要設(shè)備。自動銑床控制系統(tǒng)的設(shè)計是一個很傳統(tǒng)的課題，現(xiàn)在隨著各種先進(jìn)精確的諸多控制儀器的出現(xiàn)，銑床控制的設(shè)計方案也越來越先進(jìn)，越來越趨于完美。在我國70～80年代大多

11、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,也有相當(dāng)一部分輔機(jī)系統(tǒng)是采用繼電控制。因此,繼電器本身固有的缺陷,給銑床的安全和經(jīng)濟(jì)運行帶來了不利影響,用PLC對銑床的繼電器式控制系統(tǒng)進(jìn)行改造已是大勢所趨。</p><p>　　自動銑床的發(fā)展及現(xiàn)狀：</p><p>　　從上世紀(jì)80 年代起銑床制造業(yè)的發(fā)展雖有起伏但對自動控制技術(shù)和自動銑床床一直給予較大的關(guān)注。經(jīng)過九五自動車床和加工中

12、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可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 年代先后完成了自動機(jī)床產(chǎn)業(yè)進(jìn)程，其中一些著名機(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)發(fā)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)控銑床的發(fā)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

13、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)合加工的推進(jìn)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可靠性等方面均有明顯差。</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展改進(jìn)，特別是計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，新型控制策略的出現(xiàn)，不斷改變著電氣控制技術(shù)的面貌。在控制方法上，從手動控制發(fā)

14、展到自動控制;在控制功能上，從簡單控制發(fā)展到智能化控制；在操作上，從策重發(fā)展到信息化處理；在控制原理上，從單一的有觸頭硬接線繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展到以微處理器或微型計算機(jī)為中心的網(wǎng)絡(luò)化自動控制系統(tǒng)。X62W銑床綜合了計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、檢測技術(shù)、自動控制技術(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。</p><p>　　X62W銑床是由普通機(jī)床發(fā)展而來。它集于機(jī)械、液壓、氣動、伺服驅(qū)動、精密測量、電

15、氣自動控制、現(xiàn)代控制理論、計算機(jī)控制等技術(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，而且又具有一定柔性的生產(chǎn)設(shè)備。</p><p>　　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)水平高低和擁有量多少，是衡量一個國家和企業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。一種新型的控制裝置，一項先進(jìn)的應(yīng)用技術(shù)，總是根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的實際需要而產(chǎn)生的。</p><p&g

16、t;　　可編程序控制器產(chǎn)生以前，以各種繼電器為主要元件的電氣控制線路，承擔(dān)著生產(chǎn)過程自動控制的艱巨任務(wù)，可能有成百上千只各種繼電器構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(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控制柜，且占據(jù)大量的空間。當(dāng)這些繼電器運行時，又產(chǎn)生大量的噪聲，消耗大量的電能。為保證控制系統(tǒng)的正常運行，需要安排大量的電氣技術(shù)人員進(jìn)行維護(hù)，有時某個繼電器損壞，甚至某個繼電器觸頭接觸不良，都回影響整個系統(tǒng)的正常運行。如果系統(tǒng)出現(xiàn)

17、故障，要進(jìn)行檢查排除故障又是非常困難的，全靠電氣技術(shù)人員長期積累經(jīng)驗。尤其是在生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時，可能需要增加很多的繼電器或繼電器控制柜，重新接線或改線的工作量很大，甚至需要重新設(shè)定控制系統(tǒng)。盡管如此，這種控制系統(tǒng)的功能僅僅局限在能實現(xiàn)具有粗略定時、計數(shù)功能的順序邏輯控制。因此，人們迫切需要一種新的工業(yè)控制裝置來取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，是電氣控制系統(tǒng)工作更可靠，更容易維修，更能適應(yīng)經(jīng)常變化的生產(chǎn)工藝要求。</p><

18、;p>　　可編程控制器(Programmable Controller)簡稱PC，在辦公自動化和工業(yè)自動化中廣泛使用的個人計算機(jī)（Personal Computer）也簡稱PC，為了避免混搖，現(xiàn)在一般將可編程序控制器簡稱為PLC(Programmable Logic Controller).隨著可編程控制器在國內(nèi)的運用和推廣，人們找到了萬能銑床較理想的控制系統(tǒng)，即PLC控制系統(tǒng)。由于其具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，維修檢測方便等優(yōu)點

19、，適合于對萬能銑床的控制，獲得廣泛的推廣?，F(xiàn)在萬能銑床已全部采用PLC控制，結(jié)束了近二十年使用繼電控制的歷史。本文主要以該廠對PLC控制系統(tǒng)的研究，推廣介紹可編程控器在萬能銑床上的應(yīng)用。</p><p>　　自從1969年第一臺可編程控制器在美國問世以來，在工業(yè)控制中得到廣泛的應(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)備的電氣控制中，越來越多地采用PLC機(jī)控制，并取得了顯著

20、的效果，深受各行業(yè)的歡迎。1988年開始將可編程序控制器應(yīng)用在萬能銑床上，至今使用情況一直良好。 國外生產(chǎn)PLC的廠家很多，最著名的有美國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點均在128點以下。主要廠家有上海工業(yè)自動化儀表研究所，蘇州電

21、子計算機(jī)廠，北京機(jī)械工業(yè)自動化研究所，無錫華光電子工業(yè)公司中科院自動化研究所究上海香島機(jī)電制造公司。一般只處理開關(guān)量，進(jìn)行邏輯運算，順序運算 </p><p>　　1.2 銑床簡單介紹</p><p>　　1.2.1銑床的選型</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、螺旋面及成型表面的加工，是一種較為精密的加工設(shè)備，它采用繼

22、電接觸器電路實現(xiàn)電氣控制。PLC專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計，其顯著的特點之一就是可靠性高，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，可以提高整個電氣控制系統(tǒng)的工作性能，減少維護(hù)、維修的工作量。</p><p>　　1.2.2 X62W機(jī)床特點</p><p>　　(1) 能完成很多普通機(jī)床難以加工或者根本不能加工的復(fù)雜型面的加工。</p><p&g

23、t;　　(2) 采用X62W銑床可以提高零件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品的質(zhì)量。</p><p>　　(3) 采用X62W可以比普通機(jī)床提高2~3倍生產(chǎn)率，對復(fù)雜零件的加工，生產(chǎn)率可以提高十幾倍甚至幾十倍。</p><p>　　(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。</p><p>　　(5) 大大的減輕了工人的勞動強(qiáng)度。<

24、/p><p>　　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操作電氣與機(jī)械,以達(dá)到機(jī)電緊密配合完成預(yù)定的操作,是機(jī)械與電氣結(jié)構(gòu)聯(lián)合動作的典型控制,是自動化程度較高的組合機(jī)床。但是在電氣控制系統(tǒng)中,故障的查找與排除是非常困難的,特別是在繼電器接觸式控制系統(tǒng)，由于電氣控制線路觸點多、線路復(fù)雜、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

25、案是對原來的繼電器接觸式模擬控制系統(tǒng)進(jìn)行PLC改造而成,經(jīng)實際運行證明該PLC控制系統(tǒng)無論是硬件還是軟件,控制穩(wěn)定可靠, 具有極高的可靠性與靈活性, 更容易維修,更能適應(yīng)經(jīng)常變動的工藝條件，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　第2章 X62W萬能銑床硬件設(shè)計</p><p>　　2.1 X62W萬能銑床電力拖動的特點</p><p>　?。?）銑削加工

26、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改變電源相序?qū)崿F(xiàn)。</p><p>　　（2）由于主軸傳動系統(tǒng)中裝有避免震蕩的慣性輪，故主軸電動機(jī)采用電磁離合器制動以實現(xiàn)準(zhǔn)確停車。</p><p>　?。?）銑床的工作臺要求有前后、左右、上下6個方向的 進(jìn)給運動和快速移動，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)械離合器相配合

27、來實現(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)運動是由進(jìn)給電動機(jī)經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動的。</p><p>　　（4）根據(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：</p><p>　　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)給運動和進(jìn)給方向的快速運動。</p><p>　　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停止。

28、</p><p>　　該銑床采用機(jī)械操縱手柄和位置開關(guān)相配合的方式實現(xiàn)進(jìn)給運動6個方向的連鎖。</p><p>　　主軸運動和進(jìn)給運動采用變速盤來進(jìn)行速度選擇，為保證變速齒輪進(jìn)入良好的嚙合狀態(tài)，兩種運動都要求變速后順時點動。</p><p>　　當(dāng)主軸電動機(jī)或冷卻泵過載時，進(jìn)給運動必須立即停止，以免損壞刀具和銑床。</p><p>　?。?）

29、要求有冷卻系統(tǒng)、照明設(shè)備及各種保護(hù)措施。</p><p>　　2.2 X62W萬能銑床元件選型</p><p>　　表2-1銑床的電機(jī)參數(shù)參照表</p><p>　　表2-2銑床的基本元件一覽表</p><p>　　2.3 X62W萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)及運動形式</p><p>　　X62W型萬能銑床的外形結(jié)構(gòu)如圖2-1

30、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坐標(biāo)上的六個方向調(diào)整位置或進(jìn)給。</p><

31、p>　　銑床主軸帶動銑刀的旋轉(zhuǎn)運動是主運動；銑床工作臺的前后（橫向）、左右（縱向）和上下（垂直）6個方向的運動是進(jìn)給運動；銑床其他的運動，如工作臺的旋轉(zhuǎn)運動、在各個方向的快速移動則屬于輔助運動。</p><p>　　床身（立柱） 2—主軸 3—刀桿 4—懸梁 5—支架 6—工作臺</p><p>　　7—回轉(zhuǎn)盤8—橫溜板 9—升降臺 10—底座</p>&l

32、t;p>　　圖2-1銑床外部結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　2.4 控制要求</b></p><p>　?。?）主軸電動機(jī)M1有三種控制：正反轉(zhuǎn)起動，反接制動和變速沖動。</p><p>　　（2）工作臺進(jìn)給電動機(jī)M2有三種控制：進(jìn)給、快速移動和變速沖動。</p><p>　?。?）M3拖動冷卻泵提供冷卻液，只

33、需單向運行。</p><p>　?。?）為了能及時實現(xiàn)控制，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，以實現(xiàn)兩地控制。</p><p>　　（5）為了保證安全，防止事故，機(jī)床有順序的動作，采用了聯(lián)鎖。</p><p>　?。?）三臺電動機(jī)都設(shè)有過載保護(hù)，控制線路設(shè)有短路保護(hù)，工作臺的六個方向，都設(shè)有終端保護(hù)。<

34、/p><p>　　第三章 電氣控制原理</p><p><b>　　3.1 電氣原理圖</b></p><p>　　圖3-1 X62W臥式銑床電氣原理圖</p><p>　　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、控制

35、電路和照明電路三部分。</p><p><b>　　3.2 主電路分析</b></p><p>　　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)械離合器的配合拖動工作臺前后、左右、上下6個方向的進(jìn)給運動和快速移動，其正反轉(zhuǎn)由接觸器KM3、KM4來實現(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)Q

36、S2控制；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)。</p><p><b>　　3.3控制電路分析</b></p><p>　　控制電路的電源由控制變壓器TC輸出110V電壓供電。</p><p>　　⑴主軸電動機(jī)M1的控制</p><p>　　主軸電動機(jī)M1采用兩

37、地控制方式，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是主軸變速時瞬時點動的位置開關(guān)。</p><p>　　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

38、轉(zhuǎn)，KM1常開輔助觸頭（9-10）閉合，為工作臺進(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，電動機(jī)M1斷電慣性運轉(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)。</p><p>　　2)主軸換銑刀時將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1扳向換刀位置，這時常開觸頭SA1-1閉合，電磁離合器YC1線圈得電，主軸處

39、于制動狀態(tài)以便換刀；同時常閉觸頭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，利用變速手柄與沖動位置開關(guān)SQ1，通過M1點動，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。</p><p>　　⑵進(jìn)給電動機(jī)M2的控制</p><p>　　工作臺的進(jìn)給運動在主軸啟動后方可進(jìn)行。工作臺的進(jìn)給可在3個坐標(biāo)的6個方向運

40、動，進(jìn)給運動是通過兩個操作手柄和機(jī)械聯(lián)動機(jī)構(gòu)控制相應(yīng)的位置開關(guān)使進(jìn)給電動機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的，并且6個方向的運動是聯(lián)鎖的，不能同時接通。</p><p>　　1）當(dāng)需要圓形工作臺旋轉(zhuǎn)時，將開關(guān)SA2扳到接通位置，這時觸頭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)運動。轉(zhuǎn)換開關(guān)S

41、A2扳到斷開位置，這時觸頭SA2-1和SA2-3閉合，觸頭SA2-2斷開，以保證工作臺在6個方向的進(jìn)給運動，因為圓形工作臺的旋轉(zhuǎn)運動和6個方向的進(jìn)給運動也是聯(lián)鎖的。</p><p>　　2）工作臺的左右進(jìn)給運動由左右進(jìn)給操作手柄控制。操作手柄與位置開關(guān)SQ5和SQ6聯(lián)動，有左、中、右三個位置，其控制關(guān)系見表1。當(dāng)手柄扳向中間位置時，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

42、，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，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動。 </p><p>　　表3—1工作臺左右進(jìn)給手柄位置及其控制關(guān)系</p>

43、<p>　　工作臺的上下和前后進(jìn)給運動是由一個手柄控制的。該手柄與位置開關(guān)SQ3和SQ4聯(lián)動，有上、下、前、后、中5個位置，其控制關(guān)系見表2。當(dāng)手柄扳至中間位置時，位置開關(guān)SQ3和SQ4均未被壓合，工作臺無任何進(jìn)給運動；當(dāng)手柄扳至下或前位置時，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動；當(dāng)手柄扳向上或后時，手柄壓下位置開關(guān)SQ4，使常

44、閉觸頭SQ4-2分?jǐn)啵ｉ_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動。</p><p>　　當(dāng)兩個操作手柄被置定于某一進(jìn)給方向后，只能壓下四個位置開關(guān)SQ3、SQ4、SQ5、SQ6中的一個開關(guān)，接通電動機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)電路，同時通過機(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)給方向運動，而不會沿其

45、他方向運動。</p><p>　　表3—2工作臺上、下、中、前、后進(jìn)給手柄位置及其控制關(guān)系</p><p>　　左右進(jìn)給手柄與上下前后手柄實行了聯(lián)鎖控制，如當(dāng)把左右進(jìn)給手柄扳向左時，若又將另一個進(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，電動機(jī)M2只能停轉(zhuǎn)，保證了操作安全。</p><p

46、>　　3）6個進(jìn)給方向的快速移動是通過兩個進(jìn)給操作手柄和快速移動按鈕配合實現(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

47、。由于工作臺的快速移動采用的是點動控制，故松開SB3或SB4，快速移動停止。</p><p>　　4）進(jìn)給變速時與主軸變速時相同，利用變速盤與沖動位置開關(guān)SQ2使M1產(chǎn)生瞬時點動，齒輪系統(tǒng)順利嚙合。</p><p>　　第四章X62W萬能銑床軟件設(shè)計</p><p>　　4.1 PlC的基本定義</p><p>　　可編程控制器(Progr

48、ammable Controller)是計算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機(jī)(Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱

49、PLC。</p><p><b>　　PLC的主要特點：</b></p><p><b>　　1、高可靠性</b></p><p>　?。?）所有的I/O接口電路均采用光電隔離，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。</p><p>　　（2）各輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時間常數(shù)一

50、般為10~20ms.</p><p>　　（3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。</p><p>　?。?）采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。</p><p>　?。?）對采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。</p><p>　?。?）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴(kuò)大。</p>&l

51、t;p>　　（7）大型PLC還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU構(gòu)成表決系統(tǒng),使可靠性更進(jìn)一步提高。</p><p>　　2、豐富的I/O接口模塊</p><p>　　PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如：交流或直流；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；控制閥等直接

52、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。</p><p><b>　　3、采用模塊化結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數(shù)PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。PLC的各個部件，包括CPU，電源，I/O等均采用模塊化設(shè)計，由機(jī)架及電纜將各模塊連

53、接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。</p><p><b>　　4、編程簡單易學(xué)</b></p><p>　　PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說，不需要具備計算機(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。</p><p>　　5、安裝簡單，維修方便</p><p&g

54、t;　　PLC不需要專門的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行。使用時只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運行。各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障。由于采用模塊化結(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)迅速恢復(fù)運行。</p><p>　　4.2 X62W萬能銑床電氣控制線路的PLC設(shè)計 </p><p>　　X62

55、W萬能銑床電氣控制線路中的電源電路、主電路及照明電路保持不變，在控制電路中，變壓器TC的輸出及整流器VC的輸出部分去掉。用可編程控制器改造后的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</p><p>　　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。輸出器件分兩個電壓等級，一個是接觸器使用的110V電

56、壓，另一個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。根據(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，所有的電器元件均可采用改造前的型號。</p><p>　　根據(jù)X62W萬能銑床的控制要求，設(shè)計該電氣控制系統(tǒng)的PLC控制梯形圖，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邏輯內(nèi)容。在第1支路中，因SQ1和SB5、

57、SB6都采用常閉觸頭分別接至輸入端子X13、X2，則X13、X2的常開觸點閉合，按下啟動按鈕SB1或SB2時，X0常開觸點閉合，Y0、M0線圈得電并自鎖，第3支路中Y0常開觸點閉合，輔助繼電器M1線圈得電，其常開觸點閉合，為第4支路以下程序執(zhí)行做好準(zhǔn)備，保證了只有主軸旋轉(zhuǎn)后才有進(jìn)給運動。Y0的輸出信號使主軸電動機(jī)M1啟動運轉(zhuǎn)。當(dāng)按停止按鈕SB5或SB6時，X2常開觸點復(fù)位，Y0線圈失電，主軸慣性運轉(zhuǎn)，同時X3常開觸點閉合，Y4線圈得電接

58、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的工作邏輯，當(dāng)按下快速移動按鈕SB3或SB4時，X1常開觸點閉合，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)了工作臺六個方向的進(jìn)給、進(jìn)給沖動及圓工作臺的工作邏輯關(guān)系。當(dāng)圓形工作臺轉(zhuǎn)換</p><p>　　圖4-1

59、 X62W型萬能銑床電器位置圖</p><p>　　4-2 PLC外部接線圖</p><p>　　4.3 現(xiàn)場信號與PLC軟繼電器對照表</p><p>　　4.4 PLC梯形圖</p><p><b>　　PLC指令表</b></p><p><b>　　第五章 總結(jié)<

60、/b></p><p>　　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。</p><p>　　X62W型臥式萬能銑床的電氣控制系統(tǒng),存在線路復(fù)雜、故障率高、維護(hù)工作量大、可靠性差、靈活性差等缺點,本文提出了用PLC對X62W型萬能銑床的繼電器接觸式控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造,

61、從而保證了電控系統(tǒng)的快速性、準(zhǔn)確性、合理性,更好地滿足了實際生產(chǎn)的需要,提高了經(jīng)濟(jì)效益</p><p>　　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)合動作的典型控制。但是在電氣控制系統(tǒng)中，故障的查找與排除是非常困難的，這給生產(chǎn)與維護(hù)帶來諸多不便。隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，生產(chǎn)設(shè)備和自動生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必需具有極高的可靠性與靈活性，這就需要使用智能化程度高

62、的控制系統(tǒng)來取代傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)?；谶@些問題，本文提出了利用三菱PLC和對X62W型臥式萬能銑床的繼電接觸式電控系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造的方案。</p><p>　　系統(tǒng)的分析與設(shè)計過程也是對學(xué)習(xí)的總結(jié)過程，更是進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探索的過程。在這個過程中我對利用可編程控制器進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)有了深刻的認(rèn)識，對機(jī)械的工作原理有了進(jìn)一步的掌握，對控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計有了切身的認(rèn)識與體會，并在學(xué)習(xí)和實踐過程中增長了知識。豐富了

63、經(jīng)驗?？刂葡到y(tǒng)的開發(fā)設(shè)計是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，必須嚴(yán)格按照系統(tǒng)分析，系統(tǒng)設(shè)計，系統(tǒng)實施，系統(tǒng)運行與調(diào)試的過程來進(jìn)行。系統(tǒng)的分析與設(shè)計是一項很辛苦的工作，同時也是一個充滿樂趣的過程。在設(shè)計過程中，要邊學(xué)習(xí)邊實踐，遇到新的問題就不斷探索和努力，即可使問題得到解決。</p><p>　　在設(shè)計中體會到理論必須和實踐相結(jié)合。雖然收集了大量的資料，但在實際應(yīng)用中卻有很多的差異，出現(xiàn)了很多意想不到的問題。許多問題在書本上是這

64、樣，而在實際運用中卻很不一樣，在經(jīng)過多次分析修改后，才設(shè)計出達(dá)到控制要求的系統(tǒng)。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在理論知識學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，對X62W臥式銑床的結(jié)構(gòu)及運動形式進(jìn)行了分析，通過細(xì)致的分析銑床的電氣原理圖，制定出了初步的元件替換方案，對原繼電器進(jìn)行PLC軟繼電器代換，畫出其梯形圖與外部接線圖，并列出指令表。</p>

65、<p>　　通過此設(shè)計，可以使我們了解到X62W萬能銑床的電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和PLC控制的原理，簡單工作原理。也可以對以前所學(xué)的電機(jī)與電氣控制更系統(tǒng)更全面的復(fù)習(xí)一遍，對遺忘的知識點又有了更深一層的認(rèn)識,經(jīng)過幾周的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。在這里首先要感謝我的導(dǎo)師。他平日

66、里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從設(shè)計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計，設(shè)計草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計較為復(fù)雜煩瑣，但是老師仍然細(xì)心地糾正設(shè)計中的錯誤。除了敬佩老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1

67、] 李敬梅.電力拖動控制線路與技能訓(xùn)練.北京：中國勞動社會保障出版社，2001.</p><p>　　[2] 王國海,沈蓬.可編程序控制器及其應(yīng)用.北京:中國勞動社會保障出版社,2001.</p><p>　　[3] 廖常初，《設(shè)備改造中的PLC梯形圖設(shè)計方法》，電工技術(shù)雜志 2001.9</p><p>　　[4] 張萬忠，《可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)》，北京：化學(xué)工

68、業(yè)出版社 2002</p><p>　　[5] 譚維瑜，《電機(jī)與電氣控制》，北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2003 .12</p><p>　　[6]工廠電器控制技術(shù)             清華大學(xué)出版社</p><p>　　[7]電子技術(shù)與應(yīng)用

69、0;              機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　[8]PLC編程及應(yīng)用               機(jī)械工業(yè)出版社</p

70、><p>　　[9]流行PLC實用程序及設(shè)計      西安電子科技大學(xué)出版社</p><p>　　[10]數(shù)控機(jī)床電氣控制             高等教育出版社</p><p>　　[11]機(jī)電類專

71、業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南        機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　[12]模擬電路                    機(jī)械工業(yè)出版社</p>

72、<p>　　[13]數(shù)字電路                    機(jī)械工業(yè)出版社 </p><p>　　[14]陳遠(yuǎn)齡.機(jī)床電氣自動控制[M].重慶大學(xué)出版社，1997.</p><