課程設(shè)計(jì)報(bào)告X62W萬(wàn)能銑床改造

1、第一章 x62w萬(wàn)能銑床的構(gòu)成及控制要求第一節(jié) x62w萬(wàn)能銑床的構(gòu)成 萬(wàn)能銑床是種通用的多用途機(jī)床，它能對(duì)各種零件進(jìn)行平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工，還可以加裝萬(wàn)能銑頭和圓工作臺(tái)來(lái)擴(kuò)大加工范圍。1x62w型萬(wàn)能銑床的型號(hào)及含義2x62w型萬(wàn)能銑床的結(jié)構(gòu)x62w萬(wàn)能銑床主要由床身、主軸、刀桿、橫梁、刀桿掛腳、工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)盤、橫滑板、升降臺(tái)和底座等幾部分組成，它的外型如圖1所示。圖1：銑床的結(jié)構(gòu) 箱型的床身固定在底座上，在床身內(nèi)裝有主軸的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和變速操縱機(jī)構(gòu)。在床身的頂部有對(duì)平導(dǎo)軌，上面裝著帶有一個(gè)或兩個(gè)刀桿支架的懸梁。刀桿支架用來(lái)?yè)毋姷缎妮S的一端，心軸另一端則固定在主軸上，由主軸電動(dòng)機(jī)通

2、過(guò)彈性聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)主軸，帶動(dòng)銑刀切削。工作臺(tái)面的移動(dòng)是由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。它通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)使工作臺(tái)能三種形式六個(gè)方向移動(dòng)，即：工作臺(tái)面能直接在溜板上部可轉(zhuǎn)動(dòng)部分的導(dǎo)軌上作左右移動(dòng)；工作臺(tái)面借助橫溜板作前后移動(dòng)；工作臺(tái)面還能借助升降臺(tái)作上下移動(dòng)。工作臺(tái)上有t型槽來(lái)固定工件。這樣安裝在工作臺(tái)上的工件就可以在3個(gè)坐標(biāo)軸的6個(gè)方向上調(diào)整位置或進(jìn)給。 此外，由于回轉(zhuǎn)盤可以繞中心轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度（通常是45），因此工作臺(tái)在水平面上除了能在平行或主軸線方向進(jìn)給外，還能在傾斜方向進(jìn)給，可以加工螺旋槽，故稱萬(wàn)能銑床。 第二節(jié) x62w萬(wàn)能銑床的控制要求 1.控制要求: (1)洗削有順銑和逆銑兩種加工方式，所以要求主軸電動(dòng)

3、機(jī)能正反轉(zhuǎn)，但由于正反轉(zhuǎn)操的操作并不是很頻繁，大多數(shù)情況下是用一種方向銑削，并不需要經(jīng)常改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向。因此，可以用萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)實(shí)現(xiàn)主軸電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。 （2）銑刀是一種不連續(xù)的切削，在工作的時(shí)候，容易使機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生某些振動(dòng)，為了避免發(fā)生這種現(xiàn)象，在主軸系統(tǒng)中裝有慣性輪，為了解決停車費(fèi)時(shí)間的問(wèn)題所以在高速切削時(shí)故采用電磁離合器制動(dòng)以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車。 （3）工作臺(tái)要求有前后、左右、上下六個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和快速移動(dòng)，所以要求進(jìn)給電動(dòng)機(jī)能正反轉(zhuǎn)，并通過(guò)操縱手柄和機(jī)械離合器相配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了擴(kuò)大加工能力，在工作臺(tái)上可以加裝圓形工作臺(tái)，圓形工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。 2.電氣聯(lián)鎖措施

4、 （1）為了防止機(jī)械的損壞，要求只有主軸旋轉(zhuǎn)后，才允許有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給方向的快速移動(dòng)。 （2）為了提高加工表面的光滑度，只有進(jìn)給停止后主軸才能停止。本機(jī)床在電氣上采用了主軸和進(jìn)給同時(shí)停止的方式，但由于主軸運(yùn)動(dòng)的慣性很大，實(shí)際上就保證了進(jìn)給運(yùn)動(dòng)先停止，主軸運(yùn)動(dòng)后停止的要求。 （3）六個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)中只能有一種運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，本機(jī)床采用了機(jī)械操縱手柄和位置開關(guān)相配合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)六個(gè)方向的聯(lián)鎖。 （4）主軸和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用變速盤來(lái)進(jìn)行速度選擇，為了保證變速齒輪進(jìn)入良好嚙合狀態(tài)，兩種運(yùn)動(dòng)都要求變速后作瞬時(shí)沖動(dòng)。 （5）主軸電動(dòng)機(jī)或冷卻泵電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)必須立即停止，以免損壞工具。 （6）要求有冷卻系統(tǒng)

5、、照明設(shè)備及各種保護(hù)措施。第三節(jié) x62w萬(wàn)能銑床的硬件1.lw5系類萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān) 萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)主要作為控制線路的轉(zhuǎn)換、電氣測(cè)量?jī)x表的轉(zhuǎn)換，以及配電設(shè)備的遠(yuǎn)距離控制，也可以作為小容量電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)、換向及變速控制。由于開關(guān)的觸頭檔數(shù)多，換接線路多、用途又廣泛，所以叫他萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)。圖2 萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)由很多層觸頭底座疊裝而成，每層觸頭底座裝有一副或三副觸頭和一個(gè)裝在轉(zhuǎn)軸上的凸輪，操作時(shí)，手柄帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸和凸輪一塊旋轉(zhuǎn)，凸輪就可以接通或分?jǐn)嘤|頭。萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)的電氣圖形及文字符號(hào)如圖3，圖示“”代表一路觸頭，橫的虛線表示手柄的位置，“0”、“1” 、“2”表示手柄的檔位。在每一個(gè)位置上哪

6、一路接通，就在下面用黑點(diǎn)表示。 x62w萬(wàn)能銑床有順銑和逆銑兩種加工方式，要求電機(jī)正反轉(zhuǎn)，選用萬(wàn)能數(shù)字轉(zhuǎn)換開關(guān)，是因?yàn)槭褂貌皇呛茴l繁 圖2 圖3 2.電磁離合器 dlmx-5濕式多片電磁離合器主要是用于機(jī)械傳動(dòng)部分，可在主動(dòng)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，使從動(dòng)部分與主動(dòng)部分結(jié)合或分離。工作原理：當(dāng)線圈通電時(shí)，磁力線穿過(guò)摩擦片將銜鐵吸住，銜鐵將摩擦片壓緊，內(nèi)外摩擦片通過(guò)聯(lián)結(jié)及花鍵套進(jìn)行扭矩傳遞。圖4第二章 x62w萬(wàn)能銑床的工作原理第一節(jié) 主電路的工作原理 x62w萬(wàn)能銑床電氣控制線路圖 1.主電路中共有三臺(tái)電動(dòng)機(jī)，m1是主電機(jī)，拖動(dòng)主軸帶動(dòng)銑刀進(jìn)行銑削加工；m2是冷卻泵電動(dòng)機(jī)，供應(yīng)冷卻液；m3是工作臺(tái)進(jìn)給

7、電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)升降臺(tái)及工作臺(tái)進(jìn)給。三臺(tái)電動(dòng)機(jī)共用一組熔斷器fu1做短路保護(hù)。過(guò)載保護(hù)是主電動(dòng)機(jī)和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)設(shè)有熱繼電器的作用。只有主電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后冷卻泵電動(dòng)機(jī)才可開動(dòng)。其中sq2是由手動(dòng)開關(guān)控制。進(jìn)給電動(dòng)機(jī)是用接觸器km3和km4進(jìn)行換向來(lái)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的。 第二節(jié) 控制電路的工作原理 1.主軸電動(dòng)機(jī)的控制 sb1和sb2是控制線路中的啟動(dòng)按鈕、sb5和sb6是停止按鈕是兩地控制按鈕，分別裝在機(jī)床兩處，方便操作。km1是主電動(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?zèng)_動(dòng)的行程開關(guān)。主軸電動(dòng)機(jī)是經(jīng)過(guò)彈性聯(lián)軸器和變速機(jī)構(gòu)的齒輪傳動(dòng)鏈來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的，可使主軸獲得十八級(jí)不同的轉(zhuǎn)速。

8、（1）主軸電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) 啟動(dòng)前先合上電源開關(guān)qs1，然后按啟動(dòng)按鈕sb1，接觸器km1線圈得電吸合，主觸頭閉合，主軸電動(dòng)機(jī)m1連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 （2）主軸電動(dòng)機(jī)的停車制動(dòng) 當(dāng)銑削完畢，需要主軸電動(dòng)機(jī)m1停車時(shí)，按停止按鈕sb5，接觸器km1線圈斷電釋放，主軸電動(dòng)機(jī)m1失電，同時(shí)由于sb5-2或sb6-2接通電磁離合器yc1，對(duì)主軸電機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。當(dāng)主軸停車后方可松開停止按鈕。 （3）主軸變速的沖動(dòng)控制 主軸變速時(shí)的沖動(dòng)控制，是利用變速手柄與沖動(dòng)行程開關(guān)sq1通過(guò)機(jī)械上的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制的。 將變速手柄拉開，嚙合好的齒輪脫離，可以用變速盤調(diào)整所需要的轉(zhuǎn)速（實(shí)質(zhì)是改變齒輪傳動(dòng)比），然后將變速手柄推回原位，

9、使變了傳動(dòng)比的齒輪組重新嚙合。由于齒與齒之間的位置不能剛好對(duì)上，因而造成嚙合困難。若嚙合時(shí)齒輪系統(tǒng)能沖動(dòng)一下，嚙合將十分方便。當(dāng)手柄推進(jìn)時(shí)，手柄上裝的凸輪將彈簧桿推動(dòng)一下位置開關(guān)sq1，sq1的常閉觸頭sq1-2先斷開，然后常開觸頭sq1-1閉合使接觸器km1通電吸合，電動(dòng)機(jī)m1啟動(dòng)，但緊接著凸輪放開彈簧桿，sq1復(fù)位，常開觸頭sq1-1先斷開，常閉觸頭sq1-2閉合，電動(dòng)機(jī)m1斷電。此時(shí)并未采取制動(dòng)措施，故電動(dòng)機(jī)m1沖動(dòng)使齒輪系統(tǒng)抖動(dòng)，保證了齒輪的順利嚙合。 2.工作臺(tái)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)的控制 （1）圓形工作臺(tái)的控制 為了擴(kuò)大機(jī)床的加工能力，可在機(jī)床上安裝附件圓形工作臺(tái)，這樣可以進(jìn)行圓弧或凸輪的銑削

10、加工。當(dāng)需要圓工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)，將轉(zhuǎn)換開關(guān)sa2扳倒接通位置，則觸頭sa2-1和sa2-3斷開，sa2-2閉合。接觸器km3通電吸合，電動(dòng)機(jī)m2連續(xù)正傳。 在圓工作臺(tái)開動(dòng)時(shí)，其余進(jìn)給一律不準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)，若有誤操作，撥動(dòng)了進(jìn)給手柄中的任意一個(gè)，則必然會(huì)使位置開關(guān)sq3sq6中的某一個(gè)被壓動(dòng)，則其常閉觸頭將斷開，使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，從而避免了機(jī)床事故。 按下主軸停止按鈕sb5或sb6，主軸停轉(zhuǎn)，圓工作臺(tái)也停轉(zhuǎn)。 當(dāng)不需要圓工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)換開關(guān)sa2扳到斷開位置，此時(shí)觸頭sa2-1和sa2-3閉合，sa2-2斷開，以保證工作臺(tái)6個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，可見圓工作臺(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。 （2）工作臺(tái)

11、左右進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 工作臺(tái)的左右運(yùn)動(dòng)是由左右進(jìn)給操縱手柄來(lái)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。 手柄扳向左或右位置時(shí)，手柄壓下位置開關(guān)sq5，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通電吸合，電動(dòng)機(jī)m3連續(xù)正轉(zhuǎn)或連續(xù)反轉(zhuǎn)，拖動(dòng)工作臺(tái)向左或右運(yùn)動(dòng)。 （3）工作臺(tái)上下和前后進(jìn)給 操縱工作臺(tái)上下和前后運(yùn)動(dòng)是用一個(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。 當(dāng)手柄扳至下或前位置時(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通電吸合，電動(dòng)機(jī)m3連續(xù)

12、反轉(zhuǎn)，拖動(dòng)工作臺(tái)向下或向前運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)手柄扳至上或后位置時(shí)，手柄壓下位置開關(guān)sq3，使常閉觸頭sq3-2分?jǐn)啵ｉ_觸頭sq3-1閉合，接觸器km3通電吸合，電動(dòng)機(jī)m3連續(xù)正轉(zhuǎn)；拖動(dòng)工作臺(tái)向上或向后運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)手柄扳到中間位置時(shí)，位置開關(guān)sq3和位置開關(guān)sq4均未被壓合，工作臺(tái)無(wú)任何進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 （4）左右進(jìn)給手柄與上下前后進(jìn)給手柄的聯(lián)鎖控制 在兩個(gè)手柄中，只能進(jìn)行其中以個(gè)進(jìn)給方向上的操作，這是因?yàn)樵诳刂齐娐分袑?duì)兩者實(shí)現(xiàn)了聯(lián)鎖保護(hù)。如當(dāng)把左右進(jìn)給手柄扳向左時(shí)，若又將另一個(gè)手柄扳到向下進(jìn)給方向，則位置開關(guān)sq5和sq4均被壓下，觸頭sq5-2和sq4-2均分?jǐn)?，斷開了接觸器km3和km4的通路，電動(dòng)機(jī)m

13、3只能停轉(zhuǎn)，保證操作安全。 （5）進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)的控制 和主軸變速一樣，為使齒輪進(jìn)入良好的嚙合狀態(tài)，也要做變速后的瞬時(shí)電動(dòng)，在進(jìn)給變速時(shí)，必須先把進(jìn)給操縱手柄放在中間位置，然后將變速盤往外拉，使進(jìn)給齒輪松開，待轉(zhuǎn)動(dòng)變速盤選擇好以后，將變速盤向里面推。在推進(jìn)時(shí)，擋塊壓動(dòng)位置開關(guān)sq2，是常閉觸頭sq2-2斷開，常開觸頭sq2-1閉合，接觸器km3通電吸合，電動(dòng)機(jī)m2啟動(dòng)。但隨著變速盤復(fù)位，位置開關(guān)sq2復(fù)位，接觸器km3失電，電動(dòng)機(jī)失電停轉(zhuǎn)。這樣以來(lái)，使電動(dòng)機(jī)接通一下電源，齒輪系統(tǒng)產(chǎn)生一次抖動(dòng)，使齒輪嚙合順利進(jìn)行。 （6）工作臺(tái)的快速移動(dòng) 6個(gè)進(jìn)給方向的快速移動(dòng)是通過(guò)兩個(gè)進(jìn)給操作手柄和快速移動(dòng)按鈕

14、配合實(shí)現(xiàn)的。安裝好工件后，按下按鈕sb3或sb4接觸器km2通電吸合，常閉觸頭分?jǐn)?，切斷電磁離合器yc2，兩對(duì)常開觸頭同時(shí)閉合，接通電磁離合器yc3和接通進(jìn)給控制電路。離合器yc2使齒輪傳動(dòng)鏈與進(jìn)給絲杠分離，離合器yc3使電動(dòng)機(jī)m3與進(jìn)給絲杠直接搭合。進(jìn)給的方向，由進(jìn)給操作手柄來(lái)決定。當(dāng)快速移動(dòng)到預(yù)定位置時(shí)，松開sb3或sb4，接觸器km2斷電釋放，yc3斷開,yc2吸合，工作臺(tái)的快速移動(dòng)停止，仍按原來(lái)方向做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。第三章 plc的控制技術(shù)第一節(jié) plc的構(gòu)成雖然plc的制造廠家很多，其系列型號(hào)琳瑯滿目，但一般而言，plc的基本組成可用圖5表示，由中央處理器單元（cpu板）、輸入接口部件、輸

15、出接口部件、輸出接口部件和電源部件等四部分組成。 圖5：plc基本組成cpu板是控制器的核心，許多廠家的plc的都采用單片機(jī)作為cpu板，其內(nèi)部一般包括cpu單元、儲(chǔ)存起去、內(nèi)部i/o通道等。為了減少對(duì)機(jī)內(nèi)單片機(jī)內(nèi)存容量要求的壓力，許多plc的cpu內(nèi)部除數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器外，其程序儲(chǔ)存器通常僅儲(chǔ)存plc系統(tǒng)管理程序，而用戶程序則采用單片機(jī)片外擴(kuò)展的方法來(lái)解決。輸入輸出（i/o）部件是連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與cpu板之間的接口電路。由于plc要滿足工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境的要求，i/o部件通常需要針對(duì)工業(yè)環(huán)境等實(shí)際情況來(lái)采取必要的措施進(jìn)行設(shè)計(jì)，以滿足抗干擾方面的要求。電源部件為plc內(nèi)部其他各部件提供合適的電壓穩(wěn)定

16、的電源。從結(jié)構(gòu)形式上看，plc可分為整體形式結(jié)喉和模塊形式結(jié)構(gòu)。對(duì)于整體形式結(jié)構(gòu)，四個(gè)基本部件部分安裝在同一機(jī)殼內(nèi)；對(duì)于模塊式結(jié)構(gòu)，四個(gè)基本部件各自獨(dú)立封裝，成為獨(dú)立的模塊，各模塊之間通過(guò)機(jī)架和總線連接。小型plc一般為整體式結(jié)構(gòu)，大、中型plc則多為模塊式結(jié)構(gòu)。不管是整體式或模塊式plc，由于總線都是可對(duì)外開放的，其i/o在總點(diǎn)數(shù)不超過(guò)選定機(jī)型規(guī)定的條件下，都可根據(jù)用戶的需要進(jìn)行組合和擴(kuò)展。第二節(jié) plc的分類及特點(diǎn)1.分類（1）從組成結(jié)構(gòu)形式分可分為一體化整體式plc和模塊式結(jié)構(gòu)化plc（2）按i/o點(diǎn)數(shù)及內(nèi)存容量分：1）超小型plc 2）小型plc 3）中型plc 4）大型plc 5）超

17、大型plc（3）按輸出形式分1）繼電器輸出為有觸點(diǎn)輸出方式，適用于低頻大功率直流或交流負(fù)載圖6：繼電器輸出型2)晶體管輸出為無(wú)觸點(diǎn)輸出方式，適用于高頻小功率直流負(fù)載圖7：晶體管輸出型（npn集電極開路）3)晶閘管輸出為無(wú)觸點(diǎn)輸出方式，適用于高速大功率交流負(fù)載圖8：晶體管輸出型（pnp集電極開路）2.特點(diǎn)（1）可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)（2）編程簡(jiǎn)單、使用方便（3）設(shè)計(jì)、安裝容易，維護(hù)工作量少（4）功能完善、通用性好，可實(shí)現(xiàn)三電一體化 plc將電控（邏輯控制）、電儀（過(guò)程控制）和電結(jié)（運(yùn)動(dòng)控制）這三電集于一體。（5）體積小、能耗低（6）性能價(jià)格比高第三節(jié) 輸入輸出接口plc輸入輸出接口的主要功能是與

18、外部設(shè)備聯(lián)系。i/o接口技術(shù)對(duì)plc能否在惡劣的工作環(huán)境中可靠工作起著關(guān)鍵的作用。plc的i/o接口可分為開關(guān)i/o和模擬i/o兩類。1.開關(guān)量輸入輸出接口開關(guān)量i/o又稱為數(shù)字量i/o或離散量i/o。plc以開關(guān)量順序控制見長(zhǎng)。任何一個(gè)生產(chǎn)設(shè)備或過(guò)程的控制與管理，幾乎都是按步驟順序進(jìn)行的，工業(yè)控制中80%以上的工作都可以有開關(guān)量控制完成。2.模擬量輸入輸出接口模擬量i/o接口模板的主要功能是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。輸入數(shù)據(jù)有多路選擇開關(guān)選定，經(jīng)過(guò)a/d轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量，再經(jīng)過(guò)光電隔離后送到輸入鎖存器供plc調(diào)用。plc處理的數(shù)字量由輸出鎖存器經(jīng)光電隔離、d/a轉(zhuǎn)換變成模擬量信號(hào)，再經(jīng)過(guò)放大驅(qū)動(dòng)輸出到外接設(shè)備

19、，其原理如圖所示。 模擬量輸入模塊的信號(hào)范圍通常是：電壓信號(hào)1-5v，+10v，0-10v；電信號(hào)0-20ma。模擬量輸入模塊的分辨力多為12位，有的可達(dá)13位，其點(diǎn)密度常見的有2、4、8和16點(diǎn)。使用模擬量輸入輸出接口摸班時(shí)都應(yīng)注意所選plc的特殊限制，如模板總數(shù)限制、i/o總點(diǎn)數(shù)限制等，模塊式plc還應(yīng)注意模板安裝位置的限制。3.功能模板和智能模板功能模板通常指構(gòu)成系統(tǒng)特殊功能所需的模板，主要有：人機(jī)對(duì)話、遠(yuǎn)程i/o、串行通訊、與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)、高級(jí)語(yǔ)言、熱備模板等。智能模板則是帶自己獨(dú)立的cpu芯片或相應(yīng)控制的專用模板，有些智能模板還能在脫離plc后正常工作，這類模板有：溫度傳感器輸入、高速

20、計(jì)算器、pid調(diào)節(jié)、凸輪模擬器、閥位控制、位置控制、電動(dòng)機(jī)軸定位控制等。第四節(jié) 可編程控制器的工作過(guò)程 cpu不能同時(shí)處理多個(gè)操作任務(wù)，而只能按分時(shí)操作原理，每一時(shí)刻執(zhí)行一個(gè)操作，一個(gè)操作完成后再接著執(zhí)行下一個(gè)操作。這種分時(shí)操作過(guò)程稱為cpu對(duì)程序的掃描過(guò)程。plc的工作過(guò)程就是cpu掃描程序的過(guò)程，典型的plc工作過(guò)程如圖9所示。接通電源經(jīng)過(guò)復(fù)位和初始化程序后，plc開始進(jìn)入正常的循環(huán)掃描工作。首先，plc進(jìn)行自診斷查錯(cuò)，檢查系統(tǒng)硬件和用戶程序存儲(chǔ)器。若發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，plc將切斷一切輸入，停止運(yùn)行用戶程序，并通過(guò)指示燈發(fā)出警報(bào)；如果屬于一般性錯(cuò)誤，則只要發(fā)出警報(bào)，等待處理，但不停機(jī)。當(dāng)檢查未發(fā)現(xiàn)

21、錯(cuò)誤時(shí)，plc將輸入接口采樣的輸入信號(hào)從輸入緩沖器讀入，存放在映像存儲(chǔ)器備用。接著，plc從第一條指令開始，逐條執(zhí)行用戶程序，直到最后一條（通常是end指令，是plc判斷用戶程序是否執(zhí)行完的標(biāo)志）。執(zhí)行完用戶程序后，再次復(fù)位wdt。設(shè)置wdt的目的是確保系統(tǒng)正常工作，如果在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)，wdt不能復(fù)位，則發(fā)出錯(cuò)誤信號(hào)。然后，將存放在輸出映像存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù) 送到輸出鎖存器鎖存（由輸出驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)輸出端子輸出給外設(shè)）。刷新i/o數(shù)據(jù)后，復(fù)位監(jiān)控定時(shí)wdt（watchdog timer）。最后，plc進(jìn)入服務(wù)外設(shè)命令的操作。設(shè)置外設(shè)服務(wù)是為了方便操作人員的介入，有利于系統(tǒng)的控制和管理，但并不影響系統(tǒng)的

22、正常工作。若沒(méi)有外設(shè)命令或外設(shè)命令處理完畢后，plc自動(dòng)再次進(jìn)入自診斷操作，自動(dòng)循環(huán)掃描運(yùn)行。第五節(jié) 輸入輸出（i/o）分配表根據(jù)x62w萬(wàn)能銑床的電氣控制要求，定義plc的i/o分配，如下表所示。編號(hào)功能輸入繼電器sb1主軸電機(jī)啟動(dòng)按鈕x001sb5主軸電機(jī)停止及制動(dòng)按鈕x000sb3快速進(jìn)給按鈕x002fr1主軸電機(jī)過(guò)載保護(hù)x003fr2進(jìn)給電機(jī)過(guò)載保護(hù)x004sa2-1正常進(jìn)給轉(zhuǎn)換開關(guān)x013sa2-2園工作臺(tái)進(jìn)給轉(zhuǎn)換開關(guān)x014sa2-3正常進(jìn)給轉(zhuǎn)換開關(guān)x015sq1主軸變速?zèng)_動(dòng)x005sq2進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)x006sq3工作臺(tái)向下、前進(jìn)給x007sq4工作臺(tái)向后、上進(jìn)給x010sq5工作

23、臺(tái)向右進(jìn)給x011sq6工作臺(tái)向左進(jìn)給x012三相電源開關(guān)sa1作為總電源開關(guān)裝在控制面板上。yc1為制動(dòng)電磁鐵，yc2為工作臺(tái)正常速度電磁離合器，yc3為工作臺(tái)快速電磁離合器。三個(gè)yc用通用繼電器代替指示。編號(hào)功能輸出繼電器km1 控制主軸電動(dòng)機(jī)運(yùn)行交流接觸器y000km2控制進(jìn)給電動(dòng)機(jī)快速交流接觸器y001km3控制進(jìn)給電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)交流接觸器y002km4控制進(jìn)給電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)交流接觸器y003yc1主軸制動(dòng)電磁鐵y005yc2工作臺(tái)正常速度電磁離合器y006yc3工作臺(tái)快速電磁離合器y007圖9 plc接線圖第四章 x62w萬(wàn)能銑床的改造第一節(jié) x62w萬(wàn)能銑床繼電器控制的缺點(diǎn)傳統(tǒng)的x62w萬(wàn)

24、能銑床進(jìn)給電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)頻繁，所以是用接觸器控制進(jìn)給電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，因而電氣控制部分使用了很多交流接觸器，這樣就造成了接線復(fù)雜這一問(wèn)題，線路復(fù)雜在日常檢修中十分的不方便。同時(shí)交流接觸器在機(jī)床日常生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)一些問(wèn)題，導(dǎo)致機(jī)床出現(xiàn)故障影響生產(chǎn)，它動(dòng)作速度慢、可靠性差，故障診斷與排除困難，所以會(huì)使工廠的生產(chǎn)力大打折扣。plc具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、設(shè)計(jì)、安裝容易，維護(hù)工作量少、性能價(jià)格比高。所以本次課題利用可編程控制器控制來(lái)對(duì)機(jī)床進(jìn)行改造。 第二節(jié) 機(jī)床的改造與plc的選型1.機(jī)床改造 保留原有電氣控制主電路，所有的輸入、輸出設(shè)備不變，將控制電路接入plc作為可編程控制的輸入信號(hào)，按照銑床的工

25、作流程進(jìn)行程序編寫。編寫程序見附錄1 2plc的選型 這次改造的機(jī)床是x62w萬(wàn)能銑床它有12個(gè)輸入點(diǎn)，加上兩個(gè)熱繼電器保護(hù)共14個(gè)輸入點(diǎn)，7個(gè)輸出點(diǎn)，所以選用了三菱fx2-32mr可編程繼電器。第三節(jié) 改造后的機(jī)床工作原理及優(yōu)點(diǎn)1. 工作原理 （1）主軸電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)：接通電源，按下x1，m2得電自鎖，y0得電主軸電動(dòng)機(jī)工作。（2）主軸電動(dòng)機(jī)的停止：按下x0，m2控制主軸電動(dòng)機(jī)自鎖線圈失電，電機(jī)停止。（3）主軸變速?zèng)_動(dòng)控制：按下x5，控制主軸變速?zèng)_動(dòng)的m3得電，m3接通主軸電機(jī)開始變速?zèng)_動(dòng)。（4）圓形工作臺(tái)的控制：按下x14，m11得電用時(shí)接通y2是進(jìn)給電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。在圓工作臺(tái)開動(dòng)時(shí)，其余進(jìn)給一律不準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)，若撥動(dòng)了進(jìn)給手柄中的任