X62W銑床的PLC改造設(shè)計(jì)

1、目目 錄錄1 緒論.12 x62w 銑床改造設(shè)計(jì)思路.12.1 銑床改造設(shè)計(jì)要求.12.2 方案選擇.13 x62w 銑床的分析.23.1 銑床的結(jié)構(gòu).23.2 銑床的運(yùn)動(dòng)形式.33.3 銑床的電力拖動(dòng)及控制要求.33.3.1 主電動(dòng)機(jī)的控制線路.33.3.2 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制.43.3.3 圓形工作臺(tái)的控制.63.3.4 x62w 萬(wàn)能銑床存在的故障.74 整體改造設(shè)計(jì)思路.84.1 主電路部分.84.2 控制電路部分改造的具體要求.95 硬件電路設(shè)計(jì).95.1 電器元件選擇.95.2 可編程控制器 plc 的介紹及選型.95.2.1 可編程控制器 plc 的介紹.95.2.2 可編程控制器的

2、選型.115.3 plc 的 i/o 地址分配 .115.4 i/o 接線.126 軟件設(shè)計(jì).126.1 x62w 銑床的基本功能控制 .126.2 一例特殊故障的解決.156.3 故障自診斷.167 結(jié)束語(yǔ).17致謝.17參考文獻(xiàn).18附錄 1 總體電路圖.19附錄 2 總程序.201 緒論緒論一般常用的萬(wàn)能銑床有兩種：一是臥式萬(wàn)能銑，型號(hào)為x62w；另一種為立式萬(wàn)能銑，型號(hào)為x53k。萬(wàn)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(wàn)能銑床的操作是通過(guò)操作控制手柄與控制按鈕，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(dòng)作的典型控制，是自動(dòng)化程度較高的組合機(jī)

3、床。但是在電氣控制系統(tǒng)中，故障的查找與排除非常困難，特別是繼電器接觸式的控制系統(tǒng)，由于電氣控制線路觸點(diǎn)多、線路復(fù)雜、故障率高、檢修周期長(zhǎng)，給生產(chǎn)與維護(hù)帶來(lái)諸多不便，嚴(yán)重地影響生產(chǎn)。隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，對(duì)工業(yè)智能化程度的要求也越來(lái)越高，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)要求制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求作出迅速反應(yīng)生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品。為滿足這一要求，生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性與靈活性。這就需要使用智能化程度高的控制系統(tǒng)來(lái)取代傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，使電氣控制系統(tǒng)的工作更加靈活、可靠，更容易維修，更能適應(yīng)經(jīng)常變動(dòng)的工藝條件。基于這些問(wèn)題，本文提出了利用松下可編程控制器對(duì)x62w型臥式萬(wàn)能

4、銑床的繼電接觸式電控系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造?？删幊炭刂破魇且环N在傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，與3c（computer,control,communication）技術(shù)相結(jié)合而不斷發(fā)展完善起來(lái)的新型工業(yè)控制裝置，具有使用方便、編程簡(jiǎn)單、可靠性高、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。目前已從小規(guī)模的單機(jī)順序控制發(fā)展到過(guò)程控制、運(yùn)動(dòng)控制等諸多領(lǐng)域。通過(guò)使用plc設(shè)計(jì)機(jī)床控制系統(tǒng)，可以減少?gòu)?qiáng)電元器件數(shù)目，提高電氣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，從而提高產(chǎn)品的品質(zhì)和生產(chǎn)效率。通過(guò)應(yīng)用plc技術(shù)，還可以使機(jī)床具有故障自診斷功能，可以保護(hù)機(jī)床和方便維修1。2 x62w銑床改造設(shè)計(jì)思路銑床改造設(shè)計(jì)思路2.1 銑

5、床改造設(shè)計(jì)要求銑床改造設(shè)計(jì)要求（1）改造設(shè)計(jì)電氣控制原理圖。（2）銑床工作原理分析。（3）plc選型及i/o分配。（4）plc程序的編寫。2.2 方案選擇方案選擇對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)x62銑床的基本功能和它存在的缺陷等問(wèn)題提出兩種改造方案。第一種就是對(duì)原先的控制線路增加一些行程開關(guān)，接觸器等器件讓它實(shí)現(xiàn)連鎖。從而來(lái)解決原來(lái)銑床存在的問(wèn)題。第二種就是用可編程控制器plc進(jìn)行改造，把原來(lái)的繼電接觸式電控系統(tǒng)改造為plc控制。不僅可以消除掉它原來(lái)存在的所有缺陷，而且增加了故障檢修功能，可以在發(fā)生故障的部位進(jìn)行報(bào)警。第一個(gè)方案雖然可以改進(jìn)缺陷，但是使銑床的控制線路觸點(diǎn)增多、線路更加復(fù)雜，從而使機(jī)器故障率高、檢

6、修周期長(zhǎng)，給生產(chǎn)與維護(hù)帶來(lái)諸多不便，嚴(yán)重地影響生產(chǎn)。第二個(gè)方案用plc對(duì)x62w型萬(wàn)能銑床的繼電接觸式電控系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，改造后可以減少?gòu)?qiáng)電元?dú)饧?shù)目，而且增加了一些故障自診斷功能。提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可靠性，安全性。使電氣控制系統(tǒng)的工作更加靈活，更容易維修，更能適應(yīng)經(jīng)常變動(dòng)的工藝條件。因此我們選擇第二種方案。3 x62w銑床的分析銑床的分析3.1 銑床的結(jié)構(gòu)銑床的結(jié)構(gòu)如圖1所示x62w萬(wàn)能銑床主要由床身、主軸、刀桿、工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)盤、橫溜板和升降臺(tái)等幾部分組成。箱型床身固定在底座上，床身內(nèi)裝有主軸的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和變速機(jī)構(gòu)，在床身頂部有水平導(dǎo)軌，上面帶有12個(gè)刀桿支架懸梁，刀桿支架支承銑刀中心軸的

7、一端，中心軸另一端固定在主軸上，由主軸可帶銑刀切削。圖1 x62w銑床外觀圖3.2 銑床的運(yùn)動(dòng)形式銑床的運(yùn)動(dòng)形式懸梁可以水平移動(dòng)，刀桿支架可以在懸梁上水平移動(dòng)，以便安裝不同的心軸。在機(jī)床架前有垂直導(dǎo)軌，升降臺(tái)可沿它上下移動(dòng)。在升降臺(tái)上面的水平導(dǎo)軌裝有可在平行主軸軸線方向移動(dòng)(橫向或前后)的溜板，溜板上部有可轉(zhuǎn)動(dòng)的回軸盤，工作臺(tái)就在溜板上部回轉(zhuǎn)盤的導(dǎo)軌上作垂直于主軸軸線方向(縱向或左右)移動(dòng)。工作臺(tái)上有t型槽，可固定工件。這樣安裝在工作臺(tái)上的工件就可以在三個(gè)坐標(biāo)軸上的六個(gè)方向上進(jìn)給了。即前后(橫向),左右(縱向)和上下(垂直)六種運(yùn)動(dòng)形式。此外，由于回轉(zhuǎn)盤可繞過(guò)中心轉(zhuǎn)過(guò)45度角，因此工作臺(tái)在水平

8、面上除了能在平行于或垂直于主軸軸線的方向進(jìn)給外，還能在傾斜方向進(jìn)給，故稱萬(wàn)能銑2。為了擴(kuò)大機(jī)床的加工能力，可在機(jī)床工作臺(tái)上安裝圓形工作臺(tái)，這樣就可以進(jìn)行圓弧或凸輪的銑削加工。圓工作臺(tái)可以加工螺旋槽，弧行槽。3.3 銑床的電力拖動(dòng)及控制要求銑床的電力拖動(dòng)及控制要求為充分發(fā)揮機(jī)床潛力，提高生產(chǎn)效率，要求小進(jìn)刀量采用高速度銑削，大進(jìn)刀量采用低速銑削。隨著加工精度，工件材料和銑刀直徑的不同，要求主傳動(dòng)系統(tǒng)不僅能調(diào)速而且在各種銑削速度下功率恒定，為此，采用鼠籠型感應(yīng)電機(jī)拖動(dòng)通過(guò)齒輪變速。3.3.1 主電動(dòng)機(jī)的控制線路主電動(dòng)機(jī)的控制線路（1）主電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)主電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前應(yīng)選擇好主軸的轉(zhuǎn)速，然后將組合開關(guān)q

9、1搬到接通位置。這時(shí)按下啟動(dòng)按鈕sb1或者sb2，km1得電吸和，km1的主觸點(diǎn)閉合接通了電動(dòng)機(jī)的定子繞組，主電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。如圖2所示km1的輔助動(dòng)和觸點(diǎn)（7-9）的閉和將線圈自鎖，輔助動(dòng)和觸點(diǎn)（17-7）的閉合為工作臺(tái)進(jìn)給線路提供了電源。（2）主電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)為了使主軸能準(zhǔn)確停車又減少電能的損耗，主軸制動(dòng)采用了電磁離合器的制動(dòng)方式。電磁離合器的直流有整流變壓器tr的二次側(cè)經(jīng)橋式整流獲得。當(dāng)主軸制動(dòng)停車時(shí)，按下sb3或sb4，這時(shí)接觸器km1釋放，m1的定子繞組脫離電源，離合器yc1線圈通電，主軸制動(dòng)停車。（3）主軸變速時(shí)的瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)選好轉(zhuǎn)速后，將變速手柄復(fù)位，在手柄復(fù)位的過(guò)程中，壓動(dòng)行程開關(guān)st7

10、，接觸器km1線圈通過(guò)1-31-9瞬時(shí)通電，主電動(dòng)機(jī)瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)，以達(dá)到齒輪的良好嚙合。當(dāng)手柄復(fù)位后st7恢復(fù)到常態(tài)，斷開了主軸瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)線路。在手柄復(fù)位時(shí)要迅速、連續(xù)，以免電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速升高，在齒輪沒(méi)有嚙合好時(shí)可能使齒輪打牙。當(dāng)瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)一次沒(méi)有實(shí)現(xiàn)良好嚙合時(shí)，可以重復(fù)進(jìn)行瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)動(dòng)作。（4）主軸換刀制動(dòng)在主軸上刀或換刀時(shí)，主軸意外轉(zhuǎn)動(dòng)都將造成人身事故。因此在上、換刀時(shí)，應(yīng)使主軸處于制動(dòng)狀態(tài)。控制線路中采用了在停止按鈕動(dòng)和觸點(diǎn)112-105兩端并聯(lián)一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)sa2-2觸點(diǎn)，在換刀時(shí)使它處于接通狀態(tài)，電磁離合器yc1線圈通電，主軸處于制動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)上、換刀結(jié)束后，將sa2扳到斷開位置，這時(shí)sa2-2觸點(diǎn)

11、斷開，1-31的sa2-1觸點(diǎn)閉和，主軸啟動(dòng)作好準(zhǔn)備。表 1 主軸上刀制動(dòng)開關(guān)說(shuō)明接通斷開sa2-11-31+sa2-233-34+3.3.2 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制銑削加工時(shí)，根據(jù)加工工藝的不同，進(jìn)給量的大小也不同，所以要求拖動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍。銑床進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)功率較小，因其主要負(fù)載是工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩檫力，這個(gè)摩擦轉(zhuǎn)矩在工作臺(tái)不同移動(dòng)速度時(shí)都是恒定的，這就給拖動(dòng)系統(tǒng)提出恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速要求。x62w銑床的進(jìn)給拖動(dòng)也采用鼠籠型電動(dòng)機(jī)，并經(jīng)齒輪變速有級(jí)調(diào)速，可獲得十八種速度。這種調(diào)速方法是恒功率的，沒(méi)很好滿足進(jìn)給拖動(dòng)的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速要求，但基于一般中小型銑床的進(jìn)給功率都較小，故以高速進(jìn)

12、給時(shí)所需功率為準(zhǔn)來(lái)選擇進(jìn)給電動(dòng)機(jī)功率，x62w萬(wàn)能銑床進(jìn)給電動(dòng)機(jī)功率為1.5kw3。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)在主軸啟動(dòng)后方可進(jìn)行，工作臺(tái)的左、右、上、下、前、后運(yùn)動(dòng)是通過(guò)操縱手柄和機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制相應(yīng)的行程開關(guān)使進(jìn)給電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。行程開關(guān)st1和st2控制工作臺(tái)向右和向左運(yùn)動(dòng)，st3和st4控制工作臺(tái)的向前、向下和向后、向上運(yùn)動(dòng)。（1）工作臺(tái)的左右運(yùn)動(dòng)表 2 工作臺(tái)縱向進(jìn)給行程開關(guān)說(shuō)明向左進(jìn)給停止向右進(jìn)給st1-1 13-25+st1-2 23-29+st2-1 15-25+位置觸點(diǎn)位置觸點(diǎn)st2-2 27-29+工作臺(tái)的左右運(yùn)動(dòng)由縱向手柄操縱，當(dāng)手柄搬向右側(cè)時(shí)，手柄通過(guò)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)接通了縱向進(jìn)給離合

13、器，同時(shí)壓下了行程開關(guān)st1、st2的動(dòng)和觸點(diǎn)13-25閉和，使進(jìn)給電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)接觸器km2線圈通過(guò)17-19-21-23-25-13得電，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工作臺(tái)向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)縱向進(jìn)給手柄搬向左側(cè)時(shí)，行程開關(guān)st2被壓下，行程開關(guān)st1復(fù)位，進(jìn)給電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器km2線圈17-19-21-23-25-15得電，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工作臺(tái)向左運(yùn)動(dòng)。sa1為圓形工作臺(tái)轉(zhuǎn)換開關(guān)，這時(shí)的sa1要處于斷開位置，它的sa1-1，sa1-3接通，sa1-2斷開。（2）工作臺(tái)上下運(yùn)動(dòng)和前后運(yùn)動(dòng)表3 工作臺(tái)橫向及升降進(jìn)給行程開關(guān)說(shuō)明位置觸點(diǎn)向左進(jìn)給停止向右進(jìn)給sa3-1 13-25+sa3-2 21-23+sa

14、4-1 15-25+sa4-2 19-21+工作臺(tái)的上下和前后運(yùn)動(dòng)由垂直和橫向進(jìn)給手柄操縱。該手柄搬向上或搬向下時(shí)，機(jī)械上接通了垂直進(jìn)給離合器，當(dāng)手柄向前或向后時(shí)，機(jī)械上接通了橫向進(jìn)給離合器，手柄在中間位置時(shí)，橫向和垂直離合器均不接通。開關(guān)通斷如表2所示。在手柄扳到向下或向前位置時(shí)，手柄通過(guò)機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)使st3被壓下，st3的動(dòng)和觸點(diǎn)13-25接通，動(dòng)斷觸點(diǎn)21-23斷開。這時(shí)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器線圈通過(guò)17-27-29-23-25-13得電，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)向下或向前運(yùn)動(dòng)。當(dāng)手柄扳到向上或向后位置時(shí)st4被壓下，st3復(fù)位，st4的常開觸點(diǎn)15-25接通，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器線圈通過(guò)1

15、7-27-29-23-25-15得電，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)帶動(dòng)工作臺(tái)向上或向右運(yùn)動(dòng)。手柄扳到向下或向前壓動(dòng)行程開關(guān)st3與扳到向下或向后壓動(dòng)行程開關(guān)st4均是通過(guò)機(jī)械連動(dòng)手柄實(shí)現(xiàn)的。（3）進(jìn)給變速時(shí)的瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)進(jìn)給變速必須在操縱手柄零位時(shí)進(jìn)行。它和主軸變速一樣，進(jìn)給變速時(shí)為使齒輪進(jìn)入良好嚙合狀態(tài)，也要做變速后的瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)。在進(jìn)給變速時(shí)首先將變速的蘑菇型手柄拉出，在拉出時(shí)行程開關(guān)st6被壓動(dòng)，st6的常開觸點(diǎn)13-19接通，常閉觸點(diǎn)17-19斷開，這時(shí)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器km2線圈通過(guò)17-27-29-23-21-19-13得電，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)瞬時(shí)正轉(zhuǎn)。在手柄推回原位時(shí)st6復(fù)位進(jìn)給電動(dòng)機(jī)停止。一次瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)齒輪仍

16、未進(jìn)入嚙合狀態(tài)，可以再重復(fù)進(jìn)行一次，直到進(jìn)入良好的嚙合狀態(tài)為止。（4）進(jìn)給方向的快速移動(dòng)六個(gè)方向的進(jìn)給快速運(yùn)動(dòng)是通過(guò)相應(yīng)的手柄和快速按鈕配合實(shí)現(xiàn)的。分別按fu 4fu 6sa 2 -2sa 2 -1sa 1 -1sa 1-3sa 1-2fu 3st 7-2st 3-2st 4-2st 6-2st 2-2st 1-2sb4 -1sb3 -1sb1sb2sb5sb6st 6-1st 1-1st 3-1st 2-1st 4-1st 7 -1k r 2k r 3k r 12108911121315132325 19212729177313334110 vk m 4sb3 -3sb4-3sb 4-2sb

17、 3-2k m 1k m 2k m 3k m 4k m 1k m 1k m 4k m 3k m 2y c 1y c 2y c 3k m 1圖2 x62w銑床的電氣控制部分電路圖下st1、st2、st3、st4中的任何一個(gè)，再按下sb5或者sb6，即可實(shí)現(xiàn)進(jìn)給電機(jī)在某一方向上的進(jìn)給快速運(yùn)動(dòng)，松開sb5或者sb6則為正常進(jìn)給。如圖2所示此時(shí)的通電回路是：分別按下st1、st2、st3、st4時(shí)的通電回路與正常進(jìn)給時(shí)的通電回路相同。按下sb5或者sb6，km4得電的通電回路是：11-21-22km4線圈。通過(guò)以上分析，這里只能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)快速進(jìn)給，設(shè)計(jì)電路在功能上存在缺陷，不夠完善。（5）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上

18、的極限位置保護(hù)工作臺(tái)在進(jìn)給方向上的運(yùn)動(dòng)必須具有可靠的極限位置保護(hù)，否則將造成設(shè)備或人身事故。x62w臥式萬(wàn)能升降臺(tái)銑床的的極限位置保護(hù)采用的是機(jī)械和電氣相配合的方式。由擋塊確定各進(jìn)給方向上的極限位置時(shí)，擋塊將操縱手柄自動(dòng)回到零位。電氣上就使在相應(yīng)進(jìn)給方向上的行程開關(guān)復(fù)位，切斷了進(jìn)給電動(dòng)機(jī)的控制線路，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)停止。保證了工作臺(tái)在規(guī)定的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。3.3.3 圓形工作臺(tái)的控制圓形工作臺(tái)的控制為了擴(kuò)大機(jī)床的加工能力，可在機(jī)床工作臺(tái)上安裝附件圓形工作臺(tái)，這樣就可以進(jìn)給圓弧或凸輪的銑銷加工。圓形工作臺(tái)可以手動(dòng)也可以自動(dòng)，當(dāng)需要用電氣方法自動(dòng)控制時(shí)，應(yīng)該首先將圓工作臺(tái)開關(guān)sa1扳到接通位置，這時(shí)sa1-1

19、的23-25觸點(diǎn)斷開，sa1-3的17-27觸點(diǎn)斷開，sa1-2的23-27觸點(diǎn)接通。這時(shí)按下啟表 4 圓工作臺(tái)轉(zhuǎn)換開關(guān)說(shuō)明圓形工作臺(tái)位置觸點(diǎn)接通斷開sa1-123-25+sa1-213-27+sa1-317-27+動(dòng)按鈕sb1或sb2，主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。接著進(jìn)給電動(dòng)機(jī)m2的正轉(zhuǎn)接觸器m2線圈經(jīng)17-19-21-23-29-27-13得電，m2電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，帶動(dòng)圓形工作臺(tái)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。圓形工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)有可靠的互鎖，否則會(huì)造成刀具或機(jī)床的損壞。為避免這種事故發(fā)生，從電氣上保證了只有縱向、橫向及垂直手柄放在零位時(shí)才可以進(jìn)行圓形工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。如果某一手柄不在零位，行程開關(guān)st1到st4就有一個(gè)被壓下，

20、它所對(duì)應(yīng)的動(dòng)斷觸點(diǎn)就要斷開，破壞了km2線圈的通過(guò)回路。所以在圓工作臺(tái)工作時(shí)，如果扳動(dòng)了任何一個(gè)進(jìn)給手柄，km2線圈將斷電，m2電動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止。3.3.4 x62w萬(wàn)能銑床存在的故障萬(wàn)能銑床存在的故障通過(guò)對(duì)以上萬(wàn)能銑床的控制電路的詳細(xì)分析，我們發(fā)現(xiàn)它還存在許多缺陷。這樣給銑床的運(yùn)行帶來(lái)了很多的不方便，甚至?xí)斐墒鹿省＃?）該銑床只能進(jìn)行手動(dòng)快速進(jìn)給，沒(méi)有自動(dòng)快速進(jìn)給。例如向左快速進(jìn)給時(shí)，必須同時(shí)按下左進(jìn)給開關(guān)和快速進(jìn)給開關(guān)。設(shè)計(jì)電路在功能上存在缺陷，設(shè)計(jì)不夠完善。這樣操作起來(lái)是很麻煩的。（2）當(dāng)按下st6實(shí)現(xiàn)進(jìn)給電機(jī)瞬時(shí)變速?zèng)_動(dòng)時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)完整的電氣聯(lián)鎖保護(hù)功能。也就是說(shuō)，當(dāng)按下st6時(shí)，只能

21、實(shí)現(xiàn)與st1、st2之間的電氣聯(lián)鎖，而不能實(shí)現(xiàn)與st3、st4之間的電氣聯(lián)鎖。若st3,st4有誤操作即按下其中的任何一個(gè)，則有可能對(duì)機(jī)床的機(jī)械部件造成損壞，直接影響機(jī)床的加工效率與效能。（3）在操縱手柄復(fù)位的情況下，如果控制進(jìn)給電機(jī)的任何一個(gè)接觸器(例如km3)由于故障原因主觸頭不能分?jǐn)?，則雖然工作臺(tái)不作進(jìn)給，但是進(jìn)給電機(jī)仍在以原方向運(yùn)轉(zhuǎn)。這時(shí)操作者想讓工作臺(tái)向某方向運(yùn)動(dòng)(例如向右行)，雖然操作手柄撥在右向，齒輪系和x軸絲杠嚙合，由于電機(jī)仍以原來(lái)的方向帶動(dòng)絲杠運(yùn)轉(zhuǎn)，工作臺(tái)不是右行而是向左運(yùn)動(dòng)，這時(shí)是非常危險(xiǎn)的。操作工人反映在生產(chǎn)實(shí)踐中遇到多次這種情況，一次由于位置開關(guān)撞碎，使sq5常開觸頭呈

22、常閉狀態(tài)，造成km3觸頭不釋放，操作者欲后退工作臺(tái)，工作臺(tái)反而前進(jìn)，結(jié)果是撞碎了前端法蘭盤，造成了設(shè)備事故4。4 整體改造設(shè)計(jì)思路整體改造設(shè)計(jì)思路針對(duì)以上的銑床的功能分析，以及存在的故障，提出如下改造設(shè)計(jì)思路。4.1 主電路部分主電路部分（1）主電路部分和照明設(shè)施接線不做變動(dòng)，如圖3所示。m 2fu 2m 3m 1fu 5kr 3kr 1kr 2tdtctrq 1km 1km 3km 2sa 4u vw圖 3 主電路和照明電路（2）原主軸和進(jìn)給變速箱操作方法和結(jié)構(gòu)不變。由于該銑床原有的調(diào)速裝置是由一個(gè)手柄撥轉(zhuǎn)18個(gè)位置控制4個(gè)電磁離合器來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速的，這種調(diào)速方法以及調(diào)速時(shí)的操作方法不做改變。在

23、銑床開始工作之前，選好所需要的速度。為了讓工人能更快適應(yīng)改編后的機(jī)器使用操作，所以原銑床的操作手柄的操作方法不做改變5。（3）原銑床的工藝加工方法不變。4.2 控制電路部分改造的具體要求控制電路部分改造的具體要求（1）主電動(dòng)機(jī)空載時(shí)要能直接起動(dòng)，為提高生產(chǎn)率，采用電磁制動(dòng)器進(jìn)行停車制動(dòng)：同時(shí)從安全和操作方便考慮，換刀時(shí)主軸也處于制動(dòng)狀態(tài)，主軸電動(dòng)機(jī)可在兩處實(shí)行起停等控制操作。（2）工作臺(tái)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)m2要能直接起動(dòng)；為滿足縱向、橫向、垂直方向的往返運(yùn)動(dòng)，要求電動(dòng)機(jī)能正反轉(zhuǎn)；為提高生產(chǎn)效率，要求空行程時(shí)可快速移動(dòng)；從設(shè)備使用安全考慮，各進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之間必須聯(lián)鎖，并可由手柄操作機(jī)械離合器來(lái)選擇進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的

24、方向。（3）電動(dòng)機(jī)m3拖動(dòng)冷卻泵，在銑削加工時(shí)能為其提供切削液。（4）主軸與工作臺(tái)的變速由機(jī)械變速系統(tǒng)完成。變速過(guò)程中，當(dāng)選定嚙合的齒輪沒(méi)能進(jìn)入正常嚙合時(shí)，電動(dòng)機(jī)要能點(diǎn)動(dòng)至合適的位置，以保證齒輪能正常嚙合。加工零件時(shí)，為保證設(shè)備安全，應(yīng)在主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，工作臺(tái)電動(dòng)機(jī)方能起動(dòng)工作。（5）對(duì)以前容易出現(xiàn)的故障進(jìn)行設(shè)計(jì)針對(duì)銑床出現(xiàn)的第三種故障，用plc進(jìn)行改造時(shí)采用冗余思想用程序功能配合兩個(gè)輸人點(diǎn)和一個(gè)輸出點(diǎn)就可以有效地避免該類故障引起的設(shè)備事故。以下對(duì)進(jìn)給部分和冗余保護(hù)部分程序做了詳細(xì)地分析。（6）增加了故障診斷設(shè)計(jì)利用plc的邏輯或運(yùn)算功能，來(lái)把連續(xù)獲得被控過(guò)程的各種狀態(tài)不斷的與所存儲(chǔ)的理想狀

25、態(tài)進(jìn)行比較，一旦發(fā)現(xiàn)差異則檢查差異是否在所允許的范圍內(nèi)。如果超過(guò)范圍，即按設(shè)定的程序進(jìn)行報(bào)警。在被控設(shè)備工作正常的情況下，控制系統(tǒng)的各個(gè)輸入輸出信號(hào)和內(nèi)部繼電器的信號(hào)之間都會(huì)存在確定的邏輯關(guān)系。5 硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路設(shè)計(jì)5.1 電器元件選擇電器元件選擇銑床的三臺(tái)電機(jī)的功率，以及其它元件的規(guī)格如表5所示。5.2 可編程控制器可編程控制器plc的介紹及選型的介紹及選型5.2.1 可編程控制器可編程控制器plc的介紹的介紹（1）早期的plc（60年代末70年代中期）早期的plc一般稱為可編程邏輯控制器。這時(shí)的plc多少有點(diǎn)繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只表5 電器元件規(guī)格符號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格

26、用途數(shù)量m1電動(dòng)機(jī)j02-51-4 75kw 1450r/min驅(qū)動(dòng)主軸1m2電動(dòng)機(jī)j02-22-4 1.5kw 1450r/min驅(qū)動(dòng)進(jìn)給1m3電動(dòng)機(jī)j02-22-0 0.125kw 2790kw驅(qū)動(dòng)冷卻泵1fu1熔斷器rl1-60 60a電源總保險(xiǎn)1fu2熔斷器rl1-15 5a整流電源保險(xiǎn)1fu3熔斷器rl1-15 5a直流電路保險(xiǎn)1fu4熔斷器rl1-15 5a控制回路保險(xiǎn)1fu5熔斷器rl1-15 1a照明保險(xiǎn)1fr1熱繼電器jr0-20/3 10am1 過(guò)載保護(hù)1fr2熱繼電器jr0-20/3 0.5am3 過(guò)載保護(hù)1fr3熱繼電器jr0-20/3 1.5am2 過(guò)載保護(hù)1tc1變

27、壓器bk-150 380/110v控制回路電源1tc2變壓器bk-50 380/24v照明電源1tc3變壓器bk-100 380/36v整流電源保險(xiǎn)1km1接觸器cj0-20 20a 110v主軸啟動(dòng)1km2接觸器cj0-10 10a 110vm2 正轉(zhuǎn)1km3接觸器cj0-10 10a 110vm2 反轉(zhuǎn)1km4接觸器cj0-10 10a 110v快速進(jìn)給1km5接觸器cj0-10 10a 110v冷卻泵接觸器1sb1 sb2按鈕la2m1 啟動(dòng)2sb3 sb4按鈕la2停止制動(dòng)2sb5 sb6按鈕la2快速進(jìn)給2是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制，定時(shí)等。它在硬件上以準(zhǔn)計(jì)算機(jī)的形式出現(xiàn)，在i

28、/o接口電路上作了改進(jìn)以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的要求。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲(chǔ)器采用磁芯存儲(chǔ)器。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。在軟件編程上，采用廣大電氣工程技術(shù)人員所熟悉的繼電器控制線路的方式梯形圖。因此，早期的plc的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點(diǎn)包括簡(jiǎn)單易懂，便于安裝，體積小，能耗低，有故障指示，能重復(fù)使用等。其中plc特有的編程語(yǔ)言梯形圖一直沿用至今。（2）中期的plc（70年代中期80年代中，后期）在70年代，微處理器的出現(xiàn)使plc發(fā)生了巨大的變化。美國(guó)，日本，德國(guó)等一些廠家先后開始采用微處理器作為plc的中央處理單元(cpu)。這樣，使plc得功

29、能大大增強(qiáng)。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能以外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。在硬件方面，除了保持其原有的開關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程i/o模塊、各種特殊功能模塊。并擴(kuò)大了存儲(chǔ)器的容量，使各種邏輯線圈的數(shù)量增加，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，使plc得應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大。（3）近期的plc（80年代中、后期至今）進(jìn)入80年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場(chǎng)價(jià)格大幅度下跌，使得各種類型的plc所采用的微處理器的檔次普遍提高。而且，為了進(jìn)一步提高plc的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片。這樣使得

30、plc軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化6。隨著可編程控制器的功能逐漸增多?，F(xiàn)在把它對(duì)銑床的電氣控制系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)，就是希望借鑒國(guó)外先進(jìn)的工業(yè)控制技術(shù)，應(yīng)用到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，以提高銑床的工作能力，以及安全性。5.2.2 可編程控制器的選型可編程控制器的選型該銑床系統(tǒng)的i/o以開關(guān)量為主，而且開關(guān)量i/o點(diǎn)數(shù)較多；控制系統(tǒng)使用環(huán)境較差，對(duì)控制系統(tǒng)可靠性要求較高；系統(tǒng)控制要求較復(fù)雜，用常規(guī)的繼電接觸器控制實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜。采用plc改造，對(duì)系統(tǒng)工藝有可能改進(jìn)以及對(duì)系統(tǒng)的控制要求進(jìn)行了擴(kuò)充。fpo系列plc是松下電工推出的一種超小型的產(chǎn)品，體積小，功能強(qiáng)，增加了一些大型機(jī)的功能和指令，如pid和pwm指令，對(duì)于控制器體

31、積要求較高的應(yīng)用系統(tǒng)是一種很好的選擇。其編程口為rs-232c，可以直接和編程器或者計(jì)算機(jī)連接，使用非常方便。本設(shè)計(jì)有19個(gè)輸入，16個(gè)輸出，因此選用松下fp0可編程控制器。主控單元選用fp0-c16，它有8個(gè)輸入點(diǎn)和8個(gè)輸出點(diǎn)，因此需采用端口擴(kuò)展。擴(kuò)展系列采用fp0-e8和fp0-e16，它們分別有4個(gè)輸入點(diǎn)和4個(gè)輸出點(diǎn)，8個(gè)輸入點(diǎn)和8個(gè)輸出點(diǎn)。主控單元和擴(kuò)展單元的規(guī)格如表6所示。表6 fp0的規(guī)格規(guī)格系列連接方法工作電壓輸入類型輸出類型程序容量i/o點(diǎn)型號(hào)主控單元的產(chǎn)品規(guī)格fp0-c16端子型24vdc24vdcnpn 晶體管（0.1a）2.7k步16 點(diǎn)8i/8ofp0-c16p擴(kuò)展單元

32、的產(chǎn)品規(guī)格fp0-e8molex連接器型24vdc24vdc繼電器8 點(diǎn)4i/4ofp0-e8rs擴(kuò)展單元的產(chǎn)品規(guī)格fp0-e16mil 連接器型24vdc24vdc繼電器16 點(diǎn)8i/8ofp0-e16rs5.3 plc的的i/o地址分配地址分配根據(jù)升降臺(tái)銑床電氣控制要求，其輸入輸出均為開關(guān)量。需要plc檢測(cè)的輸人信號(hào)包括6個(gè)按鈕、7個(gè)行程開關(guān)、4個(gè)選擇開關(guān)、3個(gè)熱繼電器輸入信號(hào)，2個(gè)觸點(diǎn)輸入信號(hào)，共計(jì)19個(gè)。而plc的輸出控制信號(hào)包括3個(gè)電磁離合器、5個(gè)繼電器、7個(gè)指示燈，等共16個(gè)。該plc的io通道分配根據(jù)其控制對(duì)象的特點(diǎn)和控制要求，將io的輸入輸出口與相應(yīng)的電氣設(shè)備連接。io分配如表

33、7所示。表 7 i/o 分配i輸入o輸出x0sb1、sb2主軸啟動(dòng)按扭y0ya 閉和報(bào)警x1sb3、sb4主軸停止按扭y1hl1主軸電動(dòng)機(jī)過(guò)載報(bào)警x2sb5、sb6工作臺(tái)快速按扭y2hl2進(jìn)給電動(dòng)機(jī)過(guò)載報(bào)警x3st1工作臺(tái)向右進(jìn)給行程開關(guān)y3hl3冷卻泵異常報(bào)警x4st2工作臺(tái)向左進(jìn)給行程開關(guān)y4hl4工作臺(tái)左右行程開關(guān)報(bào)警x5st3工作臺(tái)向前向下進(jìn)給行程開關(guān)y5hl5工作臺(tái)前后沙上下行程開關(guān)報(bào)警x6st4工作臺(tái)向后、向上進(jìn)給行程開關(guān)y6hl6接觸器故障報(bào)警x7st5行程開關(guān)y20km1主電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)接觸器x20st6進(jìn)給變速瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)開關(guān)y21km2正向進(jìn)給電動(dòng)機(jī)接觸器x21st7主軸變速瞬時(shí)點(diǎn)

34、動(dòng)開關(guān)y22km3反向進(jìn)給電動(dòng)機(jī)接觸器x22sa1圓工作臺(tái)轉(zhuǎn)換開關(guān)y23km4快速接觸器x23sa2主軸上刀制動(dòng)y40km5冷卻泵接觸器x40sa3手動(dòng)自動(dòng)快速進(jìn)給開關(guān)y41yc1主軸制動(dòng)電磁離合器x41sa4冷卻泵開關(guān)y42yc2進(jìn)給電磁離合器x42km2 常開觸點(diǎn)y43yc3快速電磁離合器x43km3 常開觸點(diǎn)y44ya冗余保護(hù)繼電器x44fr1主電機(jī)熱繼電器x45fr2進(jìn)給電機(jī)熱繼電器x46fr3冷卻泵熱繼電器5.4 i/o接線接線i/o接線圖如圖4所示。6 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)6.1 x62w銑床的基本功能控制銑床的基本功能控制（1）主電動(dòng)機(jī)的控制程序如圖邏輯行0和邏輯行4是主電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

35、和點(diǎn)動(dòng)。把主軸起動(dòng)按鈕x0和主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)接觸器并接，這樣只要x0閉合就可以自鎖。同時(shí)還串接了主軸停止按鈕x1、主軸變速瞬時(shí)電動(dòng)開關(guān)x21的常閉觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了電氣連鎖。所以當(dāng)x0閉和就可以起動(dòng)主電動(dòng)機(jī)。sb1sb2sb3sb4sb5sb6st 1st 2st 3st 4st 5st 6st 7sa 1sa 2sa 3sa 4km 2km 3fr1fr2fr3x0y20x2x1x3x4x5x6x7x20x21x22x23x40x41x42x43x44x45x46co m2y43y22y42y23y41y40y21y0y1y2y3y4y5plcy6km 1km 4yc1yc3km 2yc2yakm

36、3220vco m1km 5y44220vyahl 1hl 2hl 3hl 4hl 5hl 624v24vco m3co m圖4 i/o接線圖圖5 主電機(jī)啟動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)程序邏輯行88是主電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)，如圖6所示。只要主軸停止按鈕x1和主軸上刀制動(dòng)開關(guān)x20閉合，就接通了主軸制動(dòng)電磁離合器。就可以達(dá)到制動(dòng)的目的。（2）進(jìn)給電動(dòng)機(jī)的控制程序如圖7所示程序?yàn)檫M(jìn)給電機(jī)正轉(zhuǎn)程序，在主電機(jī)啟動(dòng)后手柄扳向右側(cè)時(shí)，x3常開觸點(diǎn)閉和，從而y1接通，進(jìn)給電機(jī)正轉(zhuǎn)。從而使工作臺(tái)向右進(jìn)給。圖6 主電機(jī)制動(dòng)手柄扳到下方或著前方的時(shí)，y21均接通，進(jìn)給電機(jī)正轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)向前或者向下的正常進(jìn)給。圖7 進(jìn)給電機(jī)正轉(zhuǎn)程序如圖8所示，把

37、手柄扳向左面，x4閉和，當(dāng)r1滿足條件閉和時(shí)，y22接通，進(jìn)給電機(jī)反轉(zhuǎn)，從而推動(dòng)工作臺(tái)向右上運(yùn)動(dòng)。圖8 進(jìn)給電機(jī)反轉(zhuǎn)程序工作臺(tái)向前與向下進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，將垂直與橫向進(jìn)給手柄扳到“向前”或“向下”位置，x6閉和，當(dāng)r2常開觸點(diǎn)滿足條件閉和時(shí)，進(jìn)給電機(jī)反轉(zhuǎn)從而使工作臺(tái)向前或想下運(yùn)動(dòng)。左右上下前后六個(gè)方向進(jìn)給實(shí)現(xiàn)了很好的互鎖功能。（3）自動(dòng)和手動(dòng)快速進(jìn)給圖9 自動(dòng)快速進(jìn)給程序邏輯行71是自動(dòng)快速進(jìn)給程序。x3是左進(jìn)快速按鈕，x4是右進(jìn)給快速按鈕，x5是向前和向下快速進(jìn)給按鈕，x6向后和向上快速進(jìn)給按鈕。r5為快速進(jìn)給中間繼電器。當(dāng)sa3閉和時(shí)，銑床處于自動(dòng)快速進(jìn)給狀態(tài)，同時(shí)x40閉合該銑床處于自動(dòng)快速進(jìn)給

38、狀態(tài)，這時(shí)按前面四個(gè)按鈕，就可以實(shí)現(xiàn)六個(gè)方向的快速進(jìn)給。在前后上下快速進(jìn)給時(shí)，左右進(jìn)給就會(huì)斷開；左右快速進(jìn)給時(shí)，前后上下就會(huì)斷開，形成互鎖。手動(dòng)進(jìn)給和原來(lái)銑床的操作方法一樣，那就是當(dāng)sa3斷開時(shí)銑床處于手動(dòng)快速進(jìn)給狀態(tài)，例如左快速進(jìn)給，首先把操作手柄扳向左面，x3常開觸點(diǎn)閉和，同時(shí)按下快速進(jìn)給按扭sb5或者sb6，x2閉和，這時(shí)r4中間繼電器接通，實(shí)現(xiàn)左快速進(jìn)給。其他方向同左進(jìn)給。圖10 手動(dòng)進(jìn)給程序手動(dòng)快速進(jìn)給和自動(dòng)快速進(jìn)給為同一開關(guān)，sa3閉和為自動(dòng)快速進(jìn)給，斷開為手動(dòng)快速進(jìn)給，所以進(jìn)給時(shí)只能選擇其中一種。（4）冷卻泵電機(jī)的控制程序冷卻泵電動(dòng)機(jī)的控制采用選擇開關(guān)，故電路不需自鎖，用基本的點(diǎn)

39、動(dòng)控制電路即可。梯形圖如圖11所示。圖11 冷卻電機(jī)控制程序6.2 一例特殊故障的解決一例特殊故障的解決通用銑床x62w工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，是在三個(gè)坐標(biāo)軸上作六個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。左右進(jìn)給由床前操作手柄撞擊st1或st2，使接觸器km2或km3線圈得電，主觸頭閉合使進(jìn)給電機(jī)作不同方向運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)操縱離合器，使齒輪系帶動(dòng)左右滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)橫向(x軸方向)運(yùn)動(dòng)；上下和前后的進(jìn)給控制則由下方的十字操作手柄撞壓位置開關(guān)st3或st4，使接觸器km2或km3通電，同時(shí)操縱離合器使齒輪系與y軸或z軸的滾珠絲杠相嚙合以實(shí)現(xiàn)縱向(y軸)或垂向(z軸)的進(jìn)給。這種控制方式利用兩個(gè)操作手柄使齒輪系分別與三條絲杠相嚙合，

40、同時(shí)配合以四個(gè)位置開關(guān)成功實(shí)現(xiàn)了六個(gè)進(jìn)給方向的互鎖。上述控制方式帶來(lái)這樣一個(gè)問(wèn)題：在操縱手柄復(fù)位的情況下，如果控制進(jìn)給電機(jī)的任何一個(gè)接觸器(例如km2)由于故障原因主觸頭不能分?jǐn)?，則雖然工作臺(tái)不作進(jìn)給，但是進(jìn)給電機(jī)仍在以原方向運(yùn)轉(zhuǎn)。這時(shí)操作者想讓工作臺(tái)向某方向運(yùn)動(dòng)(例如向右行)，雖然操作手柄撥在右向，齒輪系和x軸絲杠嚙合，由于電機(jī)仍以原來(lái)的方向帶動(dòng)絲杠運(yùn)轉(zhuǎn)，工作臺(tái)不是右行而是向左運(yùn)動(dòng)，這時(shí)是非常危險(xiǎn)的。在生產(chǎn)實(shí)踐中遇到多次這種情況，一次由于位置開關(guān)撞碎，使st3常開觸頭呈常閉狀態(tài)，造成km2觸頭不釋放，操作耆欲后退工作臺(tái)，工作臺(tái)反而前進(jìn)，結(jié)果是撞碎了前端法蘭盤，造成了設(shè)備事故。針對(duì)以上所述，用

41、plc對(duì)銑床進(jìn)行改造時(shí)引人冗余保護(hù)的思想，利用程序功能配合兩個(gè)輸人點(diǎn)和一個(gè)輸出點(diǎn)就可以有效地避免該類故障引起的設(shè)備事故。以下對(duì)進(jìn)給部分和冗余保護(hù)部分這兩部分程序做詳細(xì)地分析。在進(jìn)行plc的改造時(shí)，只是把用作進(jìn)給控制的兩個(gè)接觸器的常開觸點(diǎn)作為輸人信號(hào)接人plc的輸人點(diǎn)。設(shè)分配的輸人點(diǎn)為km2、km3常開輸人信號(hào)到x42、x43；正常進(jìn)給時(shí)，不論向何方向操作進(jìn)給手柄，r1都能接通(如附錄2邏輯行12以下程序所示)，使得y21(或y22)接通，km2(或km3)接觸器工作，機(jī)床作正常進(jìn)給。其輔助常開接點(diǎn)也接通，在st1或st3使km2接通的情況下，是x3或x5和x42同時(shí)接通，y44不能得電；同理在

42、st2或st4使km3接通的情況下，是x4或x6和x43同時(shí)接通，y44也不能得電(如圖邏輯行100所示)。所以冗余保護(hù)繼電器ka在正常進(jìn)給條件下是不會(huì)工作的。圖12 冗于保護(hù)程序在以上所分析的故障條件下，例如當(dāng)km2發(fā)生熔焊(或其他使km2不能分?jǐn)嗟脑?時(shí)，x42為閉合狀態(tài)，此時(shí)如果操作者欲向另一方向進(jìn)給，操作st2或st4，則x4或x6就會(huì)閉合，y44就會(huì)閉合，其常閉觸點(diǎn)就會(huì)及時(shí)在程序上斷開進(jìn)給輸出繼電器y21和y22，首先使進(jìn)給接觸器線圈斷電，同時(shí)接通的冗余保護(hù)繼電器ka會(huì)對(duì)主電路或電源電路作必要的切換。對(duì)于早年生產(chǎn)的舊式銑床利用ka的常閉觸點(diǎn)斷開進(jìn)給電機(jī)的主電路電源，同時(shí)ka繼電器的

43、常開觸點(diǎn)接通一個(gè)報(bào)警指示燈(或蜂鳴器)以提示操作者；對(duì)于近幾年生產(chǎn)的新產(chǎn)品，因其電源采用帶欠壓脫扣器的自動(dòng)空氣斷路器，用ka的常閉觸點(diǎn)串在門控開關(guān)sq1和欠壓脫扣器線圈支路，當(dāng)ka的線圈接通，其常閉觸點(diǎn)斷開，自動(dòng)空氣斷路器自動(dòng)跳閘，切斷機(jī)床總電源。這樣就可以避免上述事故的發(fā)生。當(dāng)km3發(fā)生熔焊(或其他使km3不能分?jǐn)嗟脑?時(shí)，則操作st1或st3時(shí)，y44也會(huì)閉合，從而起到象以上所述的保護(hù)功能。另外，在程序中有必要同時(shí)斷開主軸控制用輸出繼電器，使主軸接觸器線圈斷電，主軸停轉(zhuǎn)。特別是對(duì)早年生產(chǎn)的舊式銑床，這樣處理可以使主軸電動(dòng)機(jī)和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)都停止運(yùn)轉(zhuǎn)，增強(qiáng)了人身和設(shè)備的安全性。6.3 故障自診

44、斷故障自診斷plc故障診斷技術(shù)的基本原理是利用plc的邏輯或運(yùn)算功能，來(lái)把連續(xù)獲得的被控過(guò)程的各種狀態(tài)不斷地與所存儲(chǔ)的理想(或正確)狀態(tài)進(jìn)行比較，如果二者的比較結(jié)果是一致的，則表明設(shè)備處于正常狀態(tài)；一旦發(fā)現(xiàn)差異則檢查差異是否在所允許的范圍內(nèi)。如果差異超過(guò)范圍即按設(shè)定的程序進(jìn)行報(bào)警。在被控設(shè)備工作正常的情況下，控制系統(tǒng)的各個(gè)輸入、輸出信號(hào)和內(nèi)部繼電器的信號(hào)之間都會(huì)存在確定的邏輯關(guān)系。本控制器使用plc的邏輯功能并通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)報(bào)警。硬件中的左右行程開關(guān)，如果同時(shí)閉合，就會(huì)形成邏輯錯(cuò)誤輸出報(bào)警以表示左右行程開關(guān)中有需要維修的部件。最終通過(guò)邏輯運(yùn)算實(shí)現(xiàn)行程開關(guān)、電機(jī)、接觸器等故障報(bào)警功能。圖13 故

45、障自診斷程序圖13為故障自診斷程序，邏輯行108為冗余保護(hù)報(bào)警，一旦km2或者km3不能斷開，同時(shí)接通，ya就會(huì)閉和，y0指示燈接通，進(jìn)行報(bào)警，同斷開主電機(jī)，切斷電源，對(duì)銑床進(jìn)行保護(hù)。邏輯行110，112，114分別為主電機(jī)過(guò)載報(bào)警，進(jìn)給電機(jī)過(guò)載報(bào)警，冷卻電機(jī)過(guò)載報(bào)警。當(dāng)三臺(tái)電機(jī)中任何一臺(tái)過(guò)載時(shí)，相應(yīng)的指示燈都會(huì)亮，同時(shí)主電機(jī)接觸器也會(huì)斷開。邏輯行116為左右行程開關(guān)開關(guān)報(bào)警，當(dāng)左右操作手柄出現(xiàn)故障時(shí)，也就是x3，x4就會(huì)同時(shí)閉和，指示燈亮，同時(shí)在上面的程序中有連鎖保護(hù)，一些觸點(diǎn)就會(huì)斷開，以保護(hù)不出事故。邏輯行119為上下前后行程開關(guān)報(bào)警程序。邏輯行122為接觸器故障報(bào)警。7 結(jié)束語(yǔ)結(jié)束語(yǔ)將以上設(shè)計(jì)好的plc程序輸入到fpo主機(jī)后，連接好輸入