X62W萬(wàn)能銑床工作原理

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上X62W型萬(wàn)能銑床的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)講述了X62W萬(wàn)能銑床電氣控制線(xiàn)路的工作原理，說(shuō)明了用PLC改造的具體方法，從而可以提高整個(gè)電氣控制系統(tǒng)的工作性能。銑床是用銑刀對(duì)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，在機(jī)械制造和修理部門(mén)得到廣泛應(yīng)用。關(guān)鍵詞：X62W萬(wàn)能銑床/電氣控制系統(tǒng)/PLC/梯形圖X62W TYPE UNIVERSAL MILLING MACHINE OF ELECTRICAL CONTROL SYSTEM DESIGNABSTRACTThis design about X62

2、W universal milling machine working principle of electric control circuit, and explains the concrete method with PLC transformation, which can improve the electrical control systems work. Milling machine is used for milling cutter workpiece milling machine tools. Milling machines in addition to plan

3、e, groove, can milling gear, thread and spline outside, still can be processed complex type surface, cutting efficiency is high, in machinery manufacture and repair departments widely used.KEYWORDS：X62W universal milling machine，The electrical control system，PLC，ladder-diagram目 錄引言1一、附錄一：英文原文附錄二：英文譯

4、文引 言最早的銑床是美國(guó)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(guó)人布朗于1862年創(chuàng)制了第一臺(tái)萬(wàn)能銑床，這是升降臺(tái)銑床的雛形；1884年前后又出現(xiàn)了龍門(mén)銑床；二十世紀(jì)20年代出現(xiàn)了半自動(dòng)銑床，工作臺(tái)利用擋塊可完成“進(jìn)給-決速”或“決速-進(jìn)給”的自動(dòng)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(dòng)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)和自動(dòng)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。自從1969年第一臺(tái)可編程控制器在美國(guó)問(wèn)世以來(lái)，在工業(yè)控制中得到廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，我國(guó)在石油、化工、機(jī)械、輕工、發(fā)

5、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(lái)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。銑床是以各類(lèi)電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的傳動(dòng)裝置與系統(tǒng)的對(duì)象以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的技術(shù)裝置。隨著電子技術(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。 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(dòng)銑床具有工作平穩(wěn)可靠，操作維護(hù)方便，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(dòng)銑床控制系統(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)精確的諸多控制儀器的出現(xiàn)，銑床控制的設(shè)計(jì)方案也越來(lái)越先進(jìn)，越來(lái)越趨于完美。在我國(guó)7080年代大多數(shù)銑床中，

6、大多數(shù)的開(kāi)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(yùn)行帶來(lái)了不利影響,用PLC對(duì)銑床的繼電器式控制系統(tǒng)進(jìn)行改造已是大勢(shì)所趨。一、X62W萬(wàn)能銑床硬件設(shè)計(jì)(一)X62W萬(wàn)能銑床電力拖動(dòng)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(dòng)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(kāi)光來(lái)改變電源相序?qū)崿F(xiàn)。（2）由于主軸傳動(dòng)系統(tǒng)中裝有避免震蕩的慣性輪，故主軸電動(dòng)機(jī)采用電磁離合器制動(dòng)以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車(chē)。（3）銑床的工作臺(tái)要求有前后、左右、上下6個(gè)方向的 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和快速移動(dòng)，所以也要求進(jìn)給電動(dòng)機(jī)能正反轉(zhuǎn)，并通過(guò)

7、操作手柄和機(jī)械離合器相配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。進(jìn)給的快速移動(dòng)通過(guò)電磁鐵和機(jī)械掛擋來(lái)完成。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)的。（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：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(dòng)和進(jìn)給方向的快速運(yùn)動(dòng)。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。該銑床采用機(jī)械操縱手柄和位置開(kāi)關(guān)相配合的方式實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)6個(gè)方向的連鎖。主軸運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用變速盤(pán)來(lái)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(dòng)都要求變速后順時(shí)點(diǎn)動(dòng)。當(dāng)主軸電動(dòng)機(jī)或冷卻泵過(guò)載時(shí)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)必須立即停止，以免損壞刀具和銑床。（5）要求有冷卻系統(tǒng)、

8、照明設(shè)備及各種保護(hù)措施。(二)X62W萬(wàn)能銑床元件選型表2-1銑床的電機(jī)參數(shù)參照表符號(hào)名稱(chēng)型號(hào)規(guī)格件數(shù)作用M1主軸電動(dòng)機(jī)Y132M4B375KW，380V，1450r/min1主軸傳動(dòng)M2進(jìn)給電動(dòng)機(jī)Y90L415KW,380V,1400r/min1進(jìn)給傳動(dòng)M3冷卻泵電動(dòng)機(jī)JCB220125KW,380V,2790r/min1冷卻泵傳動(dòng)表2-2銑床的基本元件一覽表符號(hào)名稱(chēng)型號(hào)規(guī)格件數(shù)作用KM1接觸器CJO2020A,110V1主軸啟動(dòng)KM2接觸器CJO1010A,110V1快速進(jìn)給KM3接觸器CJO1010A,110V1M2正轉(zhuǎn)KM4接觸器CJO1010A,110V1M2反轉(zhuǎn)KS速度繼電器JY1

9、2A1反接制動(dòng)SB1、2按鈕LA2綠色2M1啟動(dòng)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(kāi)關(guān)HZ110/E16三極1換刀開(kāi)關(guān)SA2轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)HZ110/E16三極圓工作臺(tái)轉(zhuǎn)換SA3轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)HZ110/E16三極M1換向開(kāi)關(guān)SQ1限位開(kāi)關(guān)LX111K開(kāi)啟式1向右進(jìn)給SQ2限位開(kāi)關(guān)LX111K開(kāi)啟式1向左進(jìn)給SQ3限位開(kāi)關(guān)LX2131單輪，自動(dòng)復(fù)位1向前、向下進(jìn)給SQ4限位開(kāi)關(guān)LX2131單輪，自動(dòng)復(fù)位1向后、向上進(jìn)給SQ5限位開(kāi)關(guān)LX311K開(kāi)啟式1快速與進(jìn)給轉(zhuǎn)換SQ6限位開(kāi)關(guān)LX311K開(kāi)啟式1主軸變速?zèng)_動(dòng)SQ7限位開(kāi)關(guān)LX311K開(kāi)啟式1進(jìn)給變

10、速?zèng)_動(dòng)QS1轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)HZ160/E26三極1電源總開(kāi)關(guān)QS2轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)HZ160/E26三極1冷卻泵開(kāi)關(guān)FR1熱繼電器JRQ4011A、3A1M1過(guò)載保護(hù)FR2熱繼電器JR10103A、5A1M3過(guò)載保護(hù)FR3熱繼電器JR10100.415A1M2過(guò)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控制電路短路保護(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BK50380/36V1照明變壓器TC1變壓器BK150380/127V1控制電路變壓器YC1電磁離合器B1DLIII1

11、主軸制動(dòng)YC2電磁離合器B1DLII1正常進(jìn)給YC3電磁離合器B1DLII1快速進(jìn)給R電阻ZB21 .45W、15.4A2限制制動(dòng)電阻(三)X62W萬(wàn)能銑床的主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)形式X62W型萬(wàn)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(tái)、回轉(zhuǎn)盤(pán)、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(xiàn)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(pán)，工作臺(tái)就在溜板上部回轉(zhuǎn)盤(pán)上的導(dǎo)軌上作垂直于主軸軸線(xiàn)方向移動(dòng)（左右移動(dòng)）。工作臺(tái)上有T形槽用來(lái)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

12、個(gè)方向調(diào)整位置或進(jìn)給。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)、在各個(gè)方向的快速移動(dòng)則屬于輔助運(yùn)動(dòng)。1床身（立柱） 2主軸 3刀桿 4懸梁 5支架 6工作臺(tái)7回轉(zhuǎn)盤(pán)8橫溜板 9升降臺(tái) 10底座圖2-1銑床外部結(jié)構(gòu)圖(四)控制要求（1）主軸電動(dòng)機(jī)M1有三種控制：正反轉(zhuǎn)起動(dòng)，反接制動(dòng)和變速?zèng)_動(dòng)。（2）工作臺(tái)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2有三種控制：進(jìn)給、快速移動(dòng)和變速?zèng)_動(dòng)。（3）M3拖動(dòng)冷卻泵提供冷卻液，只需單向運(yùn)行。（4）為了能及時(shí)實(shí)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

13、和手柄，操作方面，以實(shí)現(xiàn)兩地控制。（5）為了保證安全，防止事故，機(jī)床有順序的動(dòng)作，采用了聯(lián)鎖。（6）三臺(tái)電動(dòng)機(jī)都設(shè)有過(guò)載保護(hù)，控制線(xiàn)路設(shè)有短路保護(hù)，工作臺(tái)的六個(gè)方向，都設(shè)有終端保護(hù)。二、電氣控制原理(一)電氣原理圖圖3-1 X62W臥式銑床電氣原理圖該銑床共用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(wàn)能銑床的電路如圖3-1所示，該線(xiàn)路分為主電路、控制電路和照明電路三部分。(二)主電路分析主軸電動(dòng)機(jī)M1拖動(dòng)主軸帶動(dòng)銑刀進(jìn)行銑削加工，通過(guò)組合開(kāi)關(guān)SA3來(lái)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2通過(guò)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)

14、動(dòng)和快速移動(dòng)，其正反轉(zhuǎn)由接觸器KM3、KM4來(lái)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(kāi)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(guò)載保護(hù)。(三)控制電路分析控制電路的電源由控制變壓器TC輸出110V電壓供電。主軸電動(dòng)機(jī)M1的控制主軸電動(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(kāi)關(guān)。1）主軸電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)前，應(yīng)首先選擇好主軸的轉(zhuǎn)速，然后合上電源開(kāi)關(guān)QS1，再把主軸換向開(kāi)關(guān)SA3扳

15、到所需要的轉(zhuǎn)向。按下啟動(dòng)按鈕SB1（或SB2），接觸器KM1線(xiàn)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(kāi)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(xiàn)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(kāi)觸頭閉合，接通電磁離合器YC1，主軸電動(dòng)機(jī)M1制動(dòng)停轉(zhuǎn)。2）主軸換銑刀時(shí)將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1扳向換刀位置，這時(shí)常開(kāi)觸頭SA1-1閉合，電磁離合器YC1線(xiàn)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(kāi)，切斷了控制電路，保證了人身安全。3）主軸

16、變速時(shí)，利用變速手柄與沖動(dòng)位置開(kāi)關(guān)SQ1，通過(guò)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)先停車(chē)。進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2的控制工作臺(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(guò)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(kāi)關(guān)使進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)來(lái)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。1）當(dāng)需要圓形工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，將開(kāi)關(guān)SA2扳到接通位置，這時(shí)觸頭SA2-1和SA2-3斷開(kāi)，觸頭SA2-2閉合，電流經(jīng)1013141520191718路徑，使接觸器KM3得電，電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)，通過(guò)一根專(zhuān)用軸帶動(dòng)圓形工作臺(tái)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2扳到

17、斷開(kāi)位置，這時(shí)觸頭SA2-1和SA2-3閉合，觸頭SA2-2斷開(kāi)，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。2）工作臺(tái)的左右進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由左右進(jìn)給操作手柄控制。操作手柄與位置開(kāi)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(jiàn)表1。當(dāng)手柄扳向中間位置時(shí)，位置開(kāi)關(guān)SQ5和SQ6均未被壓合，進(jìn)給控制電路處于斷開(kāi)狀態(tài)；當(dāng)手柄扳向左或右位置時(shí)，手柄壓下位置開(kāi)關(guān)SQ5或SQ6，使常閉觸頭SQ5-2或SQ6-2分?jǐn)?，常開(kāi)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(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)已將電動(dòng)

18、機(jī)M2的傳動(dòng)鏈與工作臺(tái)下面的左右進(jìn)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)。表31工作臺(tái)左右進(jìn)給手柄位置及其控制關(guān)系手柄位置位置開(kāi)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)方向左SQ5K正轉(zhuǎn)左右進(jìn)給絲杠向左中停止停止右SQ6K反轉(zhuǎn)左右進(jìn)給絲杠向右工作臺(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(kāi)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(jiàn)表2。當(dāng)手柄扳至中間位置時(shí)，位置開(kāi)關(guān)SQ3和SQ4均未被壓合，工作臺(tái)無(wú)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(kāi)關(guān)SQ3使常閉觸頭SQ3-2分?jǐn)啵ｉ_(kāi)觸頭SQ3-1閉合，接觸器KM3

19、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(kāi)關(guān)SQ4，使常閉觸頭SQ4-2分?jǐn)?，常開(kāi)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)。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(kāi)關(guān)SQ3、SQ4、SQ5、SQ6中的一個(gè)開(kāi)關(guān)，接通電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)電路，同時(shí)通過(guò)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)。表32工作臺(tái)上、下、中、前、后進(jìn)給手柄位置及其控制關(guān)系手柄位置位置開(kāi)關(guān)動(dòng)作接觸器動(dòng)作電動(dòng)機(jī)M

20、2轉(zhuǎn)向傳動(dòng)鏈搭合絲杠工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向上下中前后SQ4SQ3SQ3SQ4KM4KM3KM3KM4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(kāi)關(guān)SQ5和SQ3均被壓下，觸頭SQ5-2和SQ3-2均分?jǐn)?，斷開(kāi)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。3）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)按鈕配合實(shí)現(xiàn)的。安裝好工件后，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

21、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(kāi)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(kāi)SB3或SB4，快速移動(dòng)停止。4）進(jìn)給變速時(shí)與主軸變速時(shí)相同，利用變速盤(pán)與沖動(dòng)位置開(kāi)關(guān)SQ2使M1產(chǎn)生瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)，齒輪系統(tǒng)順利嚙合。三、X62W萬(wàn)能銑床軟件設(shè)計(jì)(一)PLC的基本定義可編程控制器(Programmable Controller)是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的

22、可編程控制器稱(chēng)作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡(jiǎn)稱(chēng)PLC，它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)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(guò)了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱(chēng)作可編程控制器，簡(jiǎn)稱(chēng)PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)的簡(jiǎn)稱(chēng)混淆，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱(chēng)PLC。PLC的主要特點(diǎn)：1、高可靠性（1）所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離。（2）各輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為1020ms.（3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。（4）采用性能

23、優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源。（5）對(duì)采用的器件進(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)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴(kuò)大。（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。2、豐富的I/O接口模塊PLC針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如：交流或直流；開(kāi)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(chǎng)的器件或設(shè)備，如：按鈕；行程開(kāi)關(guān)；接近開(kāi)關(guān)；傳感器及變送器；電磁線(xiàn)圈；控制閥等直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人-機(jī)對(duì)話(huà)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。

24、3、采用模塊化結(jié)構(gòu)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(gè)部件，包括CPU，電源，I/O等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái)，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶(hù)的需要自行組合。4、編程簡(jiǎn)單易學(xué)PLC的編程大多采用類(lèi)似于繼電器控制線(xiàn)路的梯形圖形式，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，不需要具備計(jì)算機(jī)的專(zhuān)門(mén)知識(shí)，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(jiǎn)單，維修方便PLC不需要專(zhuān)門(mén)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(chǎng)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(hù)了解運(yùn)行情況和查找故

25、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(hù)可以通過(guò)更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。(二)X62W萬(wàn)能銑床電氣控制線(xiàn)路的PLC設(shè)計(jì) X62W萬(wàn)能銑床電氣控制線(xiàn)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(xiàn)如圖4-2所示，為了保證各種聯(lián)鎖功能，將SQ1SQ6,SB1SB6按圖示分別接入PLC的輸入端，換刀開(kāi)關(guān)SA1和圓形工作臺(tái)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2分別用其一對(duì)常開(kāi)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(jí)，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

26、出口分為兩組連接點(diǎn)。根據(jù)輸入輸出口的數(shù)量，可選擇三菱FX2N32MR型PLC。X62W型萬(wàn)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(hào)。根據(jù)X62W萬(wàn)能銑床的控制要求，設(shè)計(jì)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、SB6都采用常閉觸頭分別接至輸入端子X(jué)13、X2，則X13、X2的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，按下啟動(dòng)按鈕SB1或SB2時(shí)，X0常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，Y0、M0線(xiàn)圈得電并自鎖，第3支路中Y0常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，輔助繼電器M1線(xiàn)圈得電，其常開(kāi)觸點(diǎn)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

27、旋轉(zhuǎn)后才有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。Y0的輸出信號(hào)使主軸電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)按停止按鈕SB5或SB6時(shí)，X2常開(kāi)觸點(diǎn)復(fù)位，Y0線(xiàn)圈失電，主軸慣性運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)X3常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，Y4線(xiàn)圈得電接通電磁離合器YC1，主軸制動(dòng)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(dòng)按鈕SB3或SB4時(shí)，X1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，則Y1及Y5線(xiàn)圈得電，KM2常閉觸頭斷開(kāi)，電磁離合器YC2失電，YC3得電，工作臺(tái)沿選定方向快速移動(dòng)；松開(kāi)SB3或SB4則YC2得電，YC3失電，快速移動(dòng)停止。第4、5、6、8支路表達(dá)了工作臺(tái)六個(gè)方向的進(jìn)給、進(jìn)給沖動(dòng)及圓工作臺(tái)的工作邏輯關(guān)系。當(dāng)圓形工作臺(tái)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2動(dòng)作，4、5支路中X5的常開(kāi)觸點(diǎn)

28、分?jǐn)啵?支路中X5常閉觸頭復(fù)位，M4及Y2線(xiàn)圈得電，使KM3得電，電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)，圓形工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)；當(dāng)SA2復(fù)位時(shí)，M4、Y2線(xiàn)圈失電，圓形工作臺(tái)停止旋轉(zhuǎn)。左右進(jìn)給時(shí)，SQ5或SQ6被壓合，X6常開(kāi)觸點(diǎn)復(fù)位，第5、6支路被分?jǐn)?，而X10或X11常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，M2（其常開(kāi)觸點(diǎn)使Y2線(xiàn)圈得電）或Y3線(xiàn)圈得電，電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，拖動(dòng)工作臺(tái)向左或向右運(yùn)動(dòng)。同樣，工作臺(tái)上下、前后進(jìn)給時(shí)，SQ3或SQ4被壓合，X7常開(kāi)觸點(diǎn)復(fù)位，第5、6支路被分?jǐn)?，M2或Y3線(xiàn)圈得電，電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，拖動(dòng)工作臺(tái)按選定的方向（上、下、前、后中某一方向）作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。該程序及PLC的硬接線(xiàn)不僅保證了原電路的工作邏輯關(guān)系

29、，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4-1 X62W型萬(wàn)能銑床電器位置圖4-2 PLC外部接線(xiàn)圖(三)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)與PLC軟繼電器對(duì)照表分類(lèi)信號(hào)名稱(chēng)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)PLC線(xiàn)圈編號(hào)輸入信號(hào)M1啟動(dòng)按鈕SB1、SB2X0快速進(jìn)給點(diǎn)動(dòng)SB3、SB4X1停止制動(dòng)按鈕常閉 SB5、SB6X2常開(kāi) SB5、SB6X3信號(hào)名稱(chēng)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)PLC線(xiàn)圈編號(hào)輸入信號(hào)換刀開(kāi)關(guān)SA1X4圓工作臺(tái)開(kāi)關(guān)SA2X5左右進(jìn)給SQ5、SQ6X6上下前后進(jìn)給SQ3、SQ4X7常開(kāi)SQ3、SQ5X10常開(kāi)SQ4、SQ6X11進(jìn)給沖動(dòng)SQ2X12主軸沖動(dòng)SQ1X13輸出信號(hào)主軸啟動(dòng)接觸器KM1、KM2Y0、Y1M2正轉(zhuǎn)接觸器KM

30、3Y2M2反轉(zhuǎn)接觸器KM4Y3正常進(jìn)給電磁閥YC2COM主軸制動(dòng)電磁閥YC1Y4快速進(jìn)給電磁閥YC3Y5(四) PLC梯形圖圖4-3 PLC梯形圖PLC指令表序號(hào)指令名稱(chēng)數(shù)據(jù)序號(hào)指令名稱(chēng)數(shù)據(jù)0000LDX00018ORX60001ORM00019ANDX50002ANDX20020ANDM10003ANIX130021MPS0004ANIX40022ANDX100005OUTY00023OUTM20006ANDX130024MPP0007OUTM00025ANDX110008LDX10026OUTY30009ANDX20027LDIX120010OUTY10028ANDX60011OUTY50

31、029ANDX70012LDY10030ANDX50013ORY00031ANDM10014ANDX20032OUTM30015OUTM10033LDX120016LDX120034ANDX60017ANDX70035ANDX7序號(hào)指令名稱(chēng)數(shù)據(jù)序號(hào)指令名稱(chēng)數(shù)據(jù)0036ANIX50042LDM20037ANDM10043ORM30038OUTM40044ORM40039LDX30045OUTY20040ORX400460041OUTY40047四、總結(jié)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

32、到廣泛的應(yīng)用。X62W型臥式萬(wàn)能銑床的電氣控制系統(tǒng),存在線(xiàn)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(diǎn),本文提出了用PLC對(duì)X62W型萬(wàn)能銑床的繼電器接觸式控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造,從而保證了電控系統(tǒng)的快速性、準(zhǔn)確性、合理性,更好地滿(mǎn)足了實(shí)際生產(chǎn)的需要,提高了經(jīng)濟(jì)效益X62W萬(wàn)能銑床是一種高效率的加工機(jī)械，萬(wàn)能銑床的操作，是通過(guò)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(dòng)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(lái)諸多不便。隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)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的控制系統(tǒng)來(lái)取代

33、傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)?；谶@些問(wèn)題，本文提出了利用三菱PLC和對(duì)X62W型臥式萬(wàn)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。系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)過(guò)程也是對(duì)學(xué)習(xí)的總結(jié)過(guò)程，更是進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探索的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中我對(duì)利用可編程控制器進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)有了深刻的認(rèn)識(shí)，對(duì)機(jī)械的工作原理有了進(jìn)一步的掌握，對(duì)控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)有了切身的認(rèn)識(shí)與體會(huì)，并在學(xué)習(xí)和實(shí)踐過(guò)程中增長(zhǎng)了知識(shí)。豐富了經(jīng)驗(yàn)?？刂葡到y(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)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(jì)，系統(tǒng)實(shí)施，系統(tǒng)運(yùn)行與調(diào)試的過(guò)程來(lái)進(jìn)行。系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很辛苦的工作，同時(shí)也是一個(gè)充滿(mǎn)樂(lè)趣的過(guò)程。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要邊學(xué)習(xí)邊實(shí)踐，遇到新的問(wèn)題

34、就不斷探索和努力，即可使問(wèn)題得到解決。在設(shè)計(jì)中體會(huì)到理論必須和實(shí)踐相結(jié)合。雖然收集了大量的資料，但在實(shí)際應(yīng)用中卻有很多的差異，出現(xiàn)了很多意想不到的問(wèn)題。許多問(wèn)題在書(shū)本上是這樣，而在實(shí)際運(yùn)用中卻很不一樣，在經(jīng)過(guò)多次分析修改后，才設(shè)計(jì)出達(dá)到控制要求的系統(tǒng)。致 謝在理論知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，對(duì)X62W臥式銑床的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)形式進(jìn)行了分析，通過(guò)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(duì)原繼電器進(jìn)行PLC軟繼電器代換，畫(huà)出其梯形圖與外部接線(xiàn)圖，并列出指令表。通過(guò)此設(shè)計(jì)，可以使我們了解到X62W萬(wàn)能銑床的電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和PLC控制的原理，簡(jiǎn)單工作原理。也可以對(duì)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(duì)遺忘的知識(shí)點(diǎn)又有了更深一層的認(rèn)識(shí),經(jīng)過(guò)幾周的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有指導(dǎo)老師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。在這里首先要感謝我的指