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1、1 X62W万能铣床工作原理及继电器接线图工作原理见图1。电路得到了简化，工作更加可靠，提高了机床工作效率。图1 工作原理图主电路中有三台电动机，M1是主电动机，拖动主轴带动铣刀进行铣削加工；M2是进给电动机，拖动升降台及工作台进给；M3是冷却泵电动机，供应冷却液。三台电动机共用一组熔断器FU1作短路保护。每台电动机均有热继电器FR作过载保护。其中以主电动机的热继电器FU1和冷却泵电机的热继电器FU2作总的保护，它们的常闭触头串在控制电路的总线上，而进给电动机的热继电器FR3只作进给系统的保护，其常闭触头接在进给控制电路中。因为主电动机要求不频繁的正反转，用组合开关SA5控制倒相。进给电动机的
2、正反转频繁，用接触器KM3和KM4进行倒相。冷却泵在主电动机起动后方可开动，另有手动开关SA1控制。主电机采用两组起动按钮SB3和SB4并联，两组停止按钮SB1和SB2串联。接触器KM1是电动机M1的控制接触器，SQ7是位置开关，用作主轴变速的冲动开关。主轴的起动，按下起动按钮SB3或SB4，接触器KM1通电吸合并自锁，主电动机M1起动。当主电动机起动后，KM1的辅助触头接通控制电路的进给控制部分，才可以开动进给电动机。 电机的转速达到一定速度时接通速度继电器，当按下停止按钮SB1或SB2时，接触器KM2得电，主轴电机反转。工作台向右进给，当主轴起动后，工作台控制电源接通。将位置开关SQ1旋转
3、，SQ1-1常开触头闭合，接触器KM3通电吸合，电动机M2正转。当运行到预定位置时，位置开关SQ1复位，电动机M2停止转动。工作台向左进给，将位置开关SQ2旋转，SQ2-1闭合，SQ2-2断开，接触器KM4通电吸合，电动机反转，工作台向左移动。当SA3-1、SA3-3闭合SA3-2断开时，电流通过11、SQ6、15、SQ4-2、16、SQ3-2、17、SA3-1、18、SQ1-1（或11、SA3-3、21、SQ2-2、22、SQ1-2、17、SA3-1、18、SQ3-1）、19、KM4、20 ，KM3得电M2正转，工作台向下运动。当SA3-1、SA3-3闭合SA3-2断开时，电流通过11、SQ
4、6、15、SQ4-2、16、SQ3-2、17、SA3-1、18、SQ2-1（或11、SA3-3、21、SQ2-2、22、SQ1-2、17、SA3-1、18、SQ4-1）、24、KM3、25， KM4得电M2反转，工作台向上运动。当SA3-2闭合 SA3-1、SA3-3断开时，电流通过11、SQ6、15、SQ4-2、16、SQ3-2、17、SQ1-2、22、SQ2-2、21、SA3-2、19、KM4、20， KM3得电。当SA3-2闭合，SA3-1、SA3-3断开时，进给电机M2正反转就组成了互锁，SQ1，SQ2，SQ3，SQ4位置开关控制圆盘旋转不同的位置。不论电动机正反转，接触器KM3和KM
5、4的线圈电流都由SQ1-2和SQ3-2接通。若机床正在向左进给机床的联锁问题，当SQ2或SQ4被旋转时，它们的常闭触头SQ2-2或SQ4-2是断开的，所或向右进给时，发生误操作，压着上下前后手柄，则一定使SQ3-2或SQ4-2中的一个断开，使KM3或KM4断电释放，电动机M2停止运转，以确保安全。位置开关SQ6为进给变速冲动开关。冷却和照明控制，冷却泵只有在主电动机起动后才能起动，所以主电路中将M3接在主接触器KM1触头后面， SA1控制冷却泵。照明电路用安全电压36伏用开关SA4控制。nextpage2 X62W型万能铣床控制系统的硬件构成2.1 PLC 的选择和硬件设计根据X62W万能铣床
6、电气控制要求，输入输出均为开关量，需要PLC监测的输入信号有8个按钮，5个行程开关，两个选择开关，输入点为 21点，PLC输出控制信号有6个继电器，1个照明灯，共7点。因此，选用了西门子S7-200PLC，具体配 置 如 下 ：CPU226CN AC/DC/DC型（6ES7 216-2BD23-0XB8），自带24点输入，16点输出，自带两个接口2个RS-485接口 PORT0和POT1，一个通讯接口，能满足控制要求。PLC的I/O口分配是根据其控制对象的特点和控制要求，将I/O口的输入输出口与相应的电气设备相连，达到控制和检测的功能，具体I/O分配如表1。进行完I/O分配后，进行PLC硬件设
7、计，PLC外接硬件电路如图2。表1 I/O分配表图2 PLC外接硬件电路图表2 内部寄存器I/O分配表 2.2 PLC编程根据机床控制要求，PLC语句表如程序1。程序1 手动控制程序在程序设计过程中，用了6个内部辅助继电器来简化程序设计，主轴电机正反转互锁和进给电机正反转互锁提高了系统运行的可靠性。在程序中将不同的控制方式均分开设计，这样程序结构简洁、清晰。由于整个系统用触摸屏控制，它可替代物理按钮和开关及其指示灯，所以在编程序是这些按钮和开关均使用了内部寄存器M0.6-M3.1， 把下面程序的输入寄存器改成相应的内部寄存器即可。内部寄存器程序，如程序2。程序2 自动控制程序图1万能铣床电气原
8、理图 1.1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，其正反转由接触器KM3、KM4来实现；冷却泵电动机M3供给切削液，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。 1.2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。 主轴电动机M1的控制 主轴电动机M1的两地控制由启动停止按钮SB1、SB2与SB5、SB6完成。KM1是主轴电动机启动接触器
9、，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。 进给电动机M2的控制 工作台的进给运动在主轴启动后方可进行。工作台的进给可在3个坐标的6个方向运动，进给运动是通过两个操作手柄和机械联动机构控制相应的位置开关使进给电动机M2正转或反转来实现的，并且6个方向的运动是联锁的，不能同时接通。 当需要圆形工作台旋转时，将开关SA2扳到接通位置，这时触头SA2-1和SA2-3断开，触头SA2-2闭合，电流经1013141520191718路径，使接触器KM3得电，电动机M2启动，通过一根专用轴带动圆形工作台作旋转运动。转换开关SA2扳到断开位置，这时触头SA2-1和SA2-3闭合
10、，触头SA2-2断开，以保证工作台在6个方向的进给运动，因为圆形工作台的旋转运动和6个方向的进给运动也是联锁的。 2X62W万能铣床电气控制线路的PLC改造 2.1改造方法 进行电气控制线路改造时，X62W万能铣床电气控制线路中的电源电路、主电路及照明电路保持不变，在控制电路中，变压器TC的输出及整流器VC的输出部分去掉，用可编程控制器实现，为了保证各种联锁功能，将SQ1SQ6,SB1SB6分别接入PLC的输入端，换刀开关SA1和圆形工作台转换开关SA2分别用其一对常开和常闭触头接入PLC的输入端子。输出器件分三个电压等级，一个是接触器使用的110V交流电压，另一个是电磁离合器使用的36V直流
11、电，还有一个是照明使用的24V交流电压，这样也将PLC的输出口分为三组连接点。 2.2PLC硬件设计 经过对X62W万能铣床的控制系统进行具体的分析可知，该系统需要输入点数为16点，输出点数为7点，根据输入输出口的数量，可选择三菱FX2N32MR型PLC。所有的电器元件均可采用改造前的型号。 万能铣床各个输入/输出点的PLCI/O地址分配入下表1所示：经实际运行证明该PLC控制系统无论是硬件还是软件控制稳定可靠具有极高的可靠性与灵活性更容易维修更能适应经常变动的工艺条件取得了较好的经济效益PLC在X62W万能铣床改造中的应用的论文来源于文秘站欢迎阅读PLC在X62W万能铣床改造中的应用的论文表
12、1万能铣床PLCI/O地址分配 序号 输入器件 输入地址 序号 输出器件 输出地址 1 SB1、SB2主轴启动 X0 1 EL照明 Y0 2 SB3、SB4快速进给 X1 2 KM1主轴启动 Y1 3 SB5-1、SB6-1制动 X2 3 KM2主轴启动 Y2 4 SB5-2、SB6-2制动 X3 4 KM3M2正转 Y3 5 SA1换刀开关 X4 5 KM4M2反转 Y4 6 SA2圆工作台开关 X5 6 YC1主轴制动 Y5 7 SA4照明开关 X6 7 YC3快速进给 Y6 8 SQ1主轴冲动 X7 9 SQ2进给冲动 X10 10 SQ3-1、SQ5-1 X11 11 SQ3-2、SQ
13、4-2 X12 12 SQ4-1、SQ6-1 X13 13 SQ5-2、SQ6-2左右进给 X14 14 FR1热保护触点 X15 15 FR2热保护触点 X16 16 FR3热保护触点 X17 万能铣床的I/O接线如图2所示： 图2万能铣床的I/O接线图 2.3PLC程序设计 根据X62W万能铣床的控制要求，设计该电气控制系统的PLC控制梯形图，如图3所示。该程序共有9条支路，反映了原继电器电路中的各种逻辑内容。在第1支路中，因SQ1和SB5、SB6都采用常闭触头分别接至输入端子X7、X2，则X7、X2的常开触点闭合，按下启动按钮SB1或SB2时，X0常开触点闭合，Y1、M0线圈得电并自锁，
14、第4支路中Y1常开触点闭合，辅助继电器M1线圈得电，其常开触点闭合，为第5支路以下程序执行做好预备，保证了只有主轴旋转后才有进给运动。Y1的输出信号使主轴电动机M1启动运转。当按停止按钮SB5或SB6时，X2常开触点复 图3电气控制系统的PLC控制梯形图 位，Y1线圈失电，主轴惯性运转，同时X3常开触点闭合，Y5线圈得电接通电磁离合器YC1，主轴制动停转。第2支路表达了KM2及YC3的工作逻辑，当按下快速移动按钮SB3或SB4时，X1常开触点闭合，则Y2及Y6线圈得电，KM2常闭触头断开，电磁离合器YC2失电，YC3得电，工作台沿选定方向快速移动；松开SB3或SB4则YC2得电，YC3失电，快
15、速移动停止。第5、6、7、8支路表达了工作台六个方向的进给、进给冲动及圆工作台的工作逻辑关系。当圆形工作台转换开关SA2动作，5、7支路中X5的常开触点分断，第7支路中X5常闭触头复位，M4及Y3线圈得电，使KM3得电，电动机M2启动，圆形工作台旋转；当SA2复位时，M4、Y3线圈失电，圆形工作台停止旋转。左右进给时，SQ5或SQ6被压合，X14常开触点复位，第6、7支路被分断，而X11或X13常开触点闭合，M2（其常开触点使Y3线圈得电）或Y4线圈得电，电动机M2正转或反转，拖动工作台向左或向右运动。同样，工作台上下、前后进给时，SQ3或SQ4被压合，X12常开触点复位，第6、7支路被分断，M2或Y4线圈得电，电动机M2正转或反转，拖动工作台按选定的方向（上、下、前、后中某一方向）作进给运动。该程序及PLC的硬接线不仅保证了原电路的工作逻辑关系，而且具有各种联锁措施，电气改造的投资少、工作量较小。 X62W型万能铣床是由三台电动机共同完成各种加工时的动作功能。M1为主轴电动机，M2为工作给进电动机，M3是冷却泵电动机。主轴电动机是通过换向开关Q
