《基于X68W万能铣床的PLC改造25042》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于X68W万能铣床的PLC改造25042（112页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、铣床课题来源及简介随着科学技术的不断发展，生产工艺的不断发展改进，特别是计算机技术的应用，新型控制策略的出现，不断 改变着电气控制技术的面貌。在控制方法上，从手动控制发展到自 动控制;在控制功能上，从简单控制发展到智能化控制；在操作上， 从策重发展到信息化处理；在控制原理上，从单一的有触头硬接线 继电器逻辑控制系统发展到以微处理器或微型计算机为中心的网络 化自动控制系统。所以我将 X62W 万能铣床电气控制线路改造为可编 程控制器控制，来提高整个电气控制系统的工作性能，减少维护、 维修的工作量。 毕业设计（论文）任务的内容及要求 （包括原始数据、技术要求、工作要求）该铣床共用 3 台异步电动机
2、拖动，它们分别是主轴电动机 M1、进给 电动机 M2 和冷却泵电动机 M3。主轴电动机 M1 拖动主轴带动铣刀进 行铣削加工，通过组合开关 SA3 来实现正反转；进给电动机 M2 通过 操纵手柄和机械离合器的配合拖动工作台前后、左右、上下 6 个方 向的进给运动和快速移动，其正反转由接触器 KM3、KM4 来实现；冷 却泵电动机 M3 供应切削液，且当 M1 启动后，用手动开关 QS2 控制； 3 台电动机共用熔断器 FU1 作短路保护，3 台电动机分别用热继电器 FR1、FR2、FR3 作过载保护。目 录一摘要41.1 铣床国内外研究状况和发展趋势4 1.2 铣床简单介绍6 1.2.1 铣床
3、的选型6 二 X62W 万能铣床硬件设计62.1 X62W 万能铣床的主要结构及运动形式6 2.2 X62W 能铣床电力拖动的特点及控制要求8 三 3.1 3.2 3.3 3.4 四 4.1 4.2 4.3 五 电气控制原理 9 电气原理图9 主电路分析 9 控制电路分析9 X62W 元件选型13 X62W 万能铣床软件设计14 PLC 的基本定义和 PLC 的主要特点14 X62W 万能铣床电气控制线路的 PLC 设计17 PLC 梯形图设计18 小结20谢辞21 参考文献22一摘要本设计讲述了 X62W 万能铣床电气控制线路的工作原理，说明了用 PLC 改造的具体方法，从而可以提高整个电气
4、控制系统的工作性能，铣 床是用铣刀工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮 齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在 机械制造和修理部门得到广泛应用。最早的铣床是美国人惠特尼于 1818 年创制的卧式铣床：为了铣削麻花钻头的螺旋槽，美国人布朗于 1826 年创造了第一台万能铣床，这是升降台铣床的雏形；1884 年前后 出现了龙门铣床；二十世纪 20 年代出现了半自动铣床，工作台利用挡 块可完成“进给-快速”或“快速-进给”的自动转换。1950 年以后， 铣床在控制系统方面发展很快，数字控制的应用大大提高了铣床的自 动化程度。尤其是 70 年代以后，微处理的数字控制
5、系统和自动换刀系 统在铣床上得到应用，扩大了铣床的加工范围，提高了加工精度与效 率。 关键词万能铣床；电气控制系统；PLC；梯形图 关键词 1.1 铣床国内外研究状况和发展趋势 从上世纪 80 年代起铣床制造业的发展虽有起伏但对自动控制技 术和自动铣床床一直给予较大的关注。经过九五自动车床和加工中心 包括自动铣床的产业化生产基地的形成，所生产的中档普及型自动铣 床的功能性能和可靠性方面已具有较强的市场竞争力。但在中高档自 动铣床方面与国外一些先进产品相比仍存在较大差距。这是由于欧美 日等先进工业国家于 80 年代先后完成了自动机床产业进程，其中一些 著名机床公司致力于科技创新和新产品的研发引导
6、着数控机床技术发展，如美国英格索尔公司和德国惠勒喜乐公司对用于汽车工业和航空 工业高速数控铣床的发展日本牧野公司对高效精密加工中心所作的贡 献，德国瓦德里希公司在重型龙门五面加工铣床方面的开发以及日本 马扎克公司研发的车铣中心对高效复合加工的推进等等。相比之下， 我国大部分数近代机床产品在技术处于跟踪阶段。 随着科学技术的不断发展，生产工艺的不断发展改进，特别是计 算机技术的应用，新型控制策略的出现，不断改变着电气控制技术的 面貌。在控制方法上，从手动控制发展到自动控制;在控制功能上，从 简单控制发展到智能化控制；在操作上，从策重发展到信息化处理； 在控制原理上，从单一的有触头硬接线继电器逻辑
7、控制系统发展到以 微处理器或微型计算机为中心的网络化自动控制系统。X62W 铣床综合 了计算机技术、微电子技术、检测技术、自动控制技术、智能技术、 通信技术、网络技术等先进的科学技术成果。 利用刀具对金属毛坯进行切削，从而加工出机械零件的工作机械 称为金属切削机床，简称机床。机床是现代机械制造业中最重要的加 工设备，在一般机械制造厂中，机床所担负的加工工作量约占机械制 造总工作量的 40%60%。 机床的性能直接影响机械产品的性能、质量和经济性。因此，它 是国民经济中具有战略意义的基础工业，机床的拥有量及其先进程度 将直接影响到国民经济各部门生产发展和技术进步的能力。 X62W 铣床是由普通机
8、床发展而来。它集于机械、液压、气动、伺 服驱动、精密测量、电气自动控制、现代控制理论、计算机控制等技 术于一体，是一种高效率、高精度能保证加工质量、解决工艺难题，而且又具有一定柔性的生产设备。万能铣床的广泛应用，给机械制造 业的生产方式、产品机构和产业机构带来了深刻的变化，其技术水平 高低和拥有量多少，是衡量一个国家和企业现代化水平的重要标志。 1.2 铣床的简单介绍 X62W 万能铣床是一种通用的多用途机床，它可以用圆柱铣刀、圆 片铣刀、角度铣刀、成型铣刀及端面铣刀等刀具对各种零件进行平面、 斜面、螺旋面及成型表面的加工，还可以加装万能铣头、分度头和圆 工作台等机床附件来扩大加工范围。PLC
9、 专为工业环境应用而设计，其 显著的特点之一就是可靠性高，抗干扰能力强。将 X62W 万能铣床电气 控制线路改造为可编程控制器控制，可以提高整个电气控制系统的工 作性能，减少维护、维修的工作量。 1.2.1 铣床的选型 常用的万能铣床有两种，一种是 X62W 型卧式万能铣床，铣头水平 方向放置；另一种是 X52K 型立式万能铣床，铣头垂直方向放置。这两 种铣床在结构上大体相似，差别在于铣头的放置方向不同，而工作台 的进给方式、主轴变速的工作原理等都一样，电气控制线路经过系列化以后也基本X62万能铣床硬件设计2.12X62W 万能铣床的主要结构及运动形式 X62W 型万能铣床的外形结构如图 1
10、所示，它主要由床身、主轴、 刀杆、悬梁、工作台、回转盘、横溜板、升降台、底座等几部分组成。在床身的前面有垂直导轨，升降台可沿着它上下移动。在升降台上面 的水平导轨上，装有可在平行主轴轴线方向移动（前后移动）的溜板。 溜板上部有可转动的回转盘，工作台就在溜板上部回转盘上的导轨上 作垂直于主轴轴线方向移动（左右移动）。工作台上有 T 形槽用来固 定工件。这样，安装在工作台上的工件就可以在三个坐标上的六个方 向调整位置或进给。图 1 X62W 万能铣床外形结构图 1床身 床身 2主轴 主轴 3铣刀心轴 4悬梁 铣刀心轴 悬梁 5刀杆支架 刀杆支架6纵向工作台 7横向工作台 8-溜板 9升降台 10-
11、底座 纵向工作台 横向工作台 溜板 升降台 10此外， 由于回转盘相对于溜板可绕中心轴线左右转过一个角度 （通 常铣削是一种高效率的加工方式。铣床主轴带动铣刀的旋转运动是主运动；铣床工作台的前后（横向）、左右（纵向）和上下（垂直）6 个方向的运动是进给运动；铣床其他的运动，如工作台的旋转运动则 属于辅助运动。 2.2 X62W 万能铣床电力拖动的特点及控制要求 1、铣削加工有顺铣和逆铣两种加工方式，要求主轴电动机能正反 转，因正反操作并不频繁，所以由床身下侧电器箱上的组合开光来改 变电源相序实现。 2、由于主轴传动系统中装有避免震荡的惯性轮，故主轴电动机采 用电磁离合器制动以实现准确停车。 3
12、、铣床的工作台要求有前后、左右、上下 6 个方向的 进给运动 和快速移动，所以也要求进给电动机能正反转，并通过操作手柄和机 械离合器相配合来实现。进给的快速移动通过电磁铁和机械挂挡来完 成。圆形工作台的回转运动是由进给电动机经传动机构驱动的。 4、根据加工工艺的要求，该铣床应具有以下的电气联锁措施：为 了防止刀具和铣床的损坏，只有主轴旋转后才允许有进给运动和进给 方向的快速运动。为了减小加工表面的粗糙度，只有进给停止后主轴 才能停止或同时停止。该铣床采用机械操纵手柄和位置开关相配合的 方式实现进给运动 6 个方向的连锁。主轴运动和进给运动采用变速盘 来进行速度选择，为保证变速齿轮进入良好的啮合
13、状态，两种运动都 要求变速后顺时点动。当主轴电动机或冷却泵过载时，进给运动必须 立即停止，以免损坏刀具和铣床。 5、要求有冷却系统、照明设备及各种保护措施。三电气控制原理3.1 电气原理图 该铣床共用 3 台异步电动机拖动，它们分别是主轴电动机 M1、进 给电动机 M2 和冷却泵电动机 M3。X62W 万能铣床的电路如附图 1 所示， 该线路分为主电路、控制电路和照明电路三部分。 3.2 主电路分析 主轴电动机 M1 拖动主轴带动铣刀进行铣削加工，通过组合开关 SA3 来实现正反转；进给电动机 M2 通过操纵手柄和机械离合器的配合 拖动工作台前后、左右、上下 6 个方向的进给运动和快速移动，其
14、正 反转由接触器 KM3、KM4 来实现；冷却泵电动机 M3 供应切削液，且当 M1 启动后，用手动开关 QS2 控制；3 台电动机共用熔断器 FU1 作短路 保护，3 台电动机分别用热继电器 FR1、FR2、FR3 作过载保护。 3.3 控制电路分析 控制电路的电源由控制变压器 TC 输出 110V 电压供电。 1、主轴电动机 M1 的控制 主轴电动机 M1 采用两地控制方式，SB1 和 SB2 是两组启动按钮， SB5 和 SB6 是两组停止按钮。KM1 是主轴电动机 M1 的启动接触器，YC1 是主轴制动用的电磁离合器，SQ1 是主轴变速时瞬时点动的位置开关。 （1）主轴电动机 M1 启
15、动前，应首先选择好主轴的转速，然后合上 电源开关 QS1，再把主轴换向开关 SA3 扳到所需要的转向。按下启动按 钮 SB1（或 SB2），接触器 KM1 线圈得电，KM1 主触头和自锁触头闭合， 主轴电动机 M1 启动运转，KM1 常开辅助触头（9-10）闭合，为工作台进给电路提供了电源。按下停止按钮 SB5（或 SB6），SB5-1（或 SB6-1） 常闭触头分断，接触器 KM1 线圈失电，KM1 触头复位，电动机 M1 断电 惯性运转，SB5-2（或 SB6-2）常开触头闭合，接通电磁离合器 YC1， 主轴电动机 M1 制动停转。 （2）主轴换铣刀时将转换开关 SA1 扳向换刀位置，这时常开触头 SA1-1 闭合，电磁离合器 YC1 线圈得电，主轴处于制动状态以便换刀； 同时常闭触头 SA1-2 断开，切断了控制电路，保证了人身安全。 （3）主轴变速时，利用变速手柄与冲
