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1、 学校代码： 11059 学 号： 0806014015Hefei University本科毕业设计BACHELOR DISSERTATION 论文题目： X52K型立式升降铣床电气控制系统的PLC改造 学科专业： 机械设计制造及其自动化 作者姓名： 导师姓名： 完成时间： 20120525 X52K型立式升降铣床电气控制系统的PLC改造摘要继电器接触器控制在工业控制领域中曾占有主导地位，该系统采用固定接线的硬件实现逻辑控制。如生产任务或工艺发生变化，需改变硬件结构，从而造成时间和资金的浪费。PLC是一种新型的工业自动化控制装置，其控制功能是通过软件编程来实现的。当生产工艺和任务发生变化时，不
2、必改变PLC硬件设备，只需改变PLC中的程序，因而该控制系统更具灵活性。且PLC控制系统体积小、可靠性高、更易于维护。通过对X52K型立式升降台铣床进行改造,并用MCGS软件仿真，实现了自动化控制,从而可以提高整个电气控制系统的工作性能。关键词：PLC；电气控制系统；X52K；立式升降台铣床：MCGSThe transformation about X52K vertical milling machine s electrical control system with PLCABSTRACT Relay and contactor control had a dominant positi
3、on in the field of industrial control,The system uses fixed wiring hardware to realize logic control. if the production task or the technology has changed,It is need to change the structure of the hardware . PLC is a new type of industrial automation control devices,it uses software programming to r
4、ealize the function of control.When the production task or the technology has changed,it is not needed to change the hardware device of PLC ,just change the program.so the control system is more flexible，and the system has small volume,high reliability,easy to repair. By change the system of the X52
5、K vertical milling machine with the PLC ,realize the automatic control and improve the work performance of the electrical control system.KEY WORD：PLC；electrical control system ；X52K ；vertical milling machine；MCGS目录一 绪论111铣床11.1.1铣床的介绍11.1.2铣床的种类11.1.3 X52K立式铣床的简介11.1.4 X52K立式铣床的结构及特点21.1.5.X52K立式铣床电
6、器元件明细表41.2 可编程序控制器51.2.1 PLC的简史51.2.2 PLC的特点LC的特点：61.2.3 PLC的基本组成61.2.4 PLC的基本工作原理7第二章 X52K型立式升降铣床控制系统分析9 2.1电气原理图92.2主电路分析102.3控制电路分析102.3.1主轴电动机M1的控制112.3.2工作台进给电动机M3的控制112.3.3冷却泵电动机M2的控制11第三章PLC设计123.1 改造的目的123.2 PLC设计方案的确定123.3 PLC的选择133.3.1 FX特点133.3.2 FX系列PLC型号命名方式143.3.3 FX系列PLC的内部资源14第四章 PLC
7、接线图及程序174.1 输入输出地址分配及PLC的选择184.1.1输入输出地址分配184.1.2 输出地址分配184.1.3 PLC的选择184.2 PLC接线图194.3 梯形图及指令194.3.1 FX系列PLC的指令194.3.2 梯形图语言简介204.3.3 梯形图及指令语句21第五章 MCGS动画模拟245.1 MCGS介绍245.2 组态动画27第六章 结论30参考文献30致 谢32第一章 绪论铣床1.1.1铣床的介绍在机器的的制造业中用锻造、铸造、压力加工等方法制成的金属毛坯都是很粗糙的，而且形状和尺寸也不太准确。但是在实际应用中，绝大多数的机器零件都是有形状和尺寸要求的，以及
8、高的精度和表面光洁度这就需要我们再次切削加工。 在现代机器制造厂的金工车间里，机械加工的种类有很多，有车削包削，钻削以及铣削等。 用铣刀在铣床上面加工工件，就叫铣削。 在铣床上能够加工出，如铣平面、沟槽、成型表面、螺纹、齿轮以及隔断材料等等、而每一种铣削、往往还可以用不同的铣刀来加工。例如铣平面时可以用圆柱铣刀来加工、但也可以用高速端面铣刀来进行并且后面一种铣削的效率更高。 由于铣削加工具有上述很多优点，所以机械制造业中，铣削被越来越广泛地使用，特别是在大量生产和大批生产中，铣削差不多完全取代了刨削。 因此，如何进一步掌握铣削技术，提高铣削的生产率和精度对实现社会主义现代化具有非常重要的意义。
9、1.12 铣床的种类 因为铣削的加工范围很广，因此在进行不同性质的加工时，所以的铣床的构造形式也不一样。 床按用途和形式的不同，可以将其分为一下几个种类： 1 卧室铣、2万能铣床、3立式铣床、4工具铣床、5仿形铣床、6龙门铣床、7齿轮铣床、8螺纹铣床。1.1.3 X52K立式铣床的简介本机床是一种强力金属切削机床，机床的主轴传动系统由功率为7.5kw的电动机驱动，能承受重负荷切屑。主轴锥孔可直接或通过附件安装各种圆柱铣刀、圆片铣刀、成型铣刀、端面铣刀等刀具，适于加工各种零件的平面、斜面、沟槽、孔等，是机械制造、模具、仪器、仪表、汽车、摩托车等行业的理想加工设备图1-1 X52K立式铣床实物图1
10、.1.4 X52K立式铣床的结构 X52K为立式升降台铣床，其主轴轴线垂直于工作台面，外形如图1-2所示，主要由床身、立铣头、主轴、工作台、升降台、底座组成。图1-2 X52K立式铣床结构图(1) 床身固定和支承铣床各部件；(2) 立铣头支承主轴，可左右倾斜一定角度；(3 )主轴为空心轴，前端为精密锥孔，用于安装铣刀并带动铣刀旋转；(4 )工作台承载、装夹工件，可纵向和横向移动，还可水平转动；（5） 升降台通过升降丝杠支承工作台，可以使工作台垂直移动；（6） 变速机构主轴变速机构在床身内，使主轴有18种转速，进给变速机构在升降台内，可提供18种进给速度；（7） 底座支承床身和升降台，底部可存储
11、切削液。 X52K立式铣床的特点(1) 立铣头可在垂直平面内顺、逆回转调整 45，拓展机床的加工范围；主轴轴承为圆锥滚子轴承，承载能力强，且主轴采用能耗制动，制动转矩大，停止迅速、可靠。(2) 工作台X/Y/Z向有手动进给、机动进给和机动快进三种，进给速度能满足不同的加工要求；快速进给可使工件迅速到达加工位置，加工方便、快捷，缩短非加工时间。(3) X、Y、Z三方向导轨副经超音频淬火、精密磨削及刮研处理，配合强制润滑，提高精度，延长机床的使用寿命。(4) 润滑装置可对纵、横、垂向的丝杠及导轨进行强制润滑，减小机床的磨损，保证机床的高效运转；同时，冷却系统通过调整喷嘴改变冷却液 流量的大小，满足
12、不同的加工需求。(5) 机床设计符合人体工程学原理，操作方便；操作面板均使用形象化符号设计，简单直观。1.1.5. X52K立式铣床参数 表1.1 X52K立式升降铣床参数X52K立式铣床主要技术参数X52K主轴端面至工作台距离(mm)45415主轴中心线到床身垂直导轨的距离(mm)350主轴孔锥度7：24 ISO50主轴孔径(mm)29主轴转速(r.p.m)301500/18极立铣头最大回转角度45主轴轴向移动距离(mm)85工作台工作面(宽度长度)(mm)1325320工作台行程纵向/横向/垂向（手动/机动)(mm)720/700、255/240、370/350工作台进给范围纵向/横向/垂
13、向(mm/min)23.51180/23.51180/8394工作台快速移动速度纵向/横向/垂向(mm/min)2300/2300/770T型槽槽数/槽宽/槽距(mm/)3/18/70主电机功率(mm) 7.5进给电机功率(kw)1.5外形尺寸(mm)2530189023801.2 可编程序控制器1.2.1 PLC的简史 起源：1968年美国通用汽车公司提出取代继电器控制装置的要求。1969 年，美国数字设备公司研制出了第一台可编程控制器 PDP14 ，在美国通用汽车公司的生产线上试用成功，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这是第一代可编程序控制器，称Programmable，是世界上公认的
14、第一台PLC。 1969年，美国研制出世界第一台PDP-14 1971年，日本研制出第一台DCS-8 1973年，德国研制出第一台PLC 1974年，中国研制出第一台PLC 发展：20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机发展起来后，为了方便和反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。 20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面
