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1、西南科技大学毕业设计题目：C650卧式车床电气控制系统的PLC改造摘 要 车床是机床中应用最广泛的一种，它可以用于切削各种工件的外圆、内孔、端面及螺纹。车床在加工工件时，随着工件材料和材质的不同，应选择合适的主轴转速及进给速度。但目前中小型车床多采用不变速的异步电动机拖动，它的变速是靠齿轮箱的有级调速来实现的，所以它的控制电路比较简单。为满足加工的需要，主轴的旋转运动有时需要正转或反转，这个要求一般是通过改变主轴电动机的转向或采用离合器来实现的。有的为了提高效率，刀架的快速运动由一台进给电动机单独拖动。更新改造旧机床是最近几年发展起来的一个新兴产业，该设计是对C650卧式车床的控制系统的PLC
2、控制改造的研究设计。采用连线少、体积小、功耗小、控制速度快、可靠性高、功能完善的PLC控制系统，来代替电气控制系统中继电器控制逻辑，配以合适的数控系统，可使机床控制功能更加丰富，自动化水平大大提高。此次设计从被控队象的I/O点数和性价比高、综合成本低这几个主要原则出发，主要进行了控制装置选型，PLC的地址分配和用梯形图编辑的PLC控制程序设计。改造后的机床在实现机床原有功能的基础上还增加了自动加工、自动换刀等多种功能。【关键词】C650卧式车床；PLC控制；继电器；梯形图Abstract Research and Design for C650 horizontal type lathe Re
3、construction on PLC Control ABSTRACT Retrofitting obsolete old machine tools is an industry developed in the recent years this design makes a reconstruction towards Research and Design for C650 horizontal type lathe Reconstruction on PLC Control My purpose is to use the state of PLC memorizer unit t
4、o replace the relay mechanical touch in series or parallel connection in electric control system Systems controlled by PLC have few line connected and small cubage little power cost and high control speed as well as precision and that PLC have count function which the electric control system dont ha
5、ve comm. only. This design on the principle of the number of I/O spot in object controlled and high performance to price ratio and low comprehensive cost. PLCs address distribution and PLC control edited by ladder diagram is mainly designed. On the basis of carrying out machine tools intrinsic funct
6、ions other functions such as automatic machining and automatic tool change is added after reconstruction.【Key words】C650 horizontal；relay；PLC; ladder program目 录前言 1一、项目介绍 2 1.1项目设计内容 2 概述 2 1.1.2 PLC 简介 3 1.2项目设计具体要求 4 1.2.1 C650 车床的控制要求 4 1.2.2 PLC 控制系统的设计基本要求 6二、总体方案设计 8 2.1 方案的提出与比较 8 2.2 方案的选择与论
7、证 9 2.3 系统总体设计 11三、控制系统的总体设计 13 3.1系统工作流程分析 13 3.2 I/O信号分析 13 3.3 PLC选型 14 3.4 PLC输入输出线路设计 14四、控制系统的软件设计 16 4.1系统程序流程分析 16 4.2梯形图程序设计及说明 22五、控制系统的硬件设计 25 5.1主电路的设计及元件选型 25 5.2控制电路的设计及元件选型 28 5.3控制柜及面板图的设计 32六、系统调试 33 6.1程序的调试 33 6.2 控制系统的调试 33七、设计总结 39参考文献 41附录1 42前 言 更新改造旧机床是最近几年发展起来的一个新兴产业，在国外己形成一
8、定规模和市场，涌现出了许多专门从事机床改造的公司。国外旧机床改造费用大约为同类型新机床价格的60倍，尽管费用较高，但由于机床改造后使用效果好，所以仍然受到机床用户的欢迎。随着科学生产力的发展，机床设备数控化率的提高已是衡量一个国家机械制造业现代化水平的重要标志。据最近有关资料表明，我国机床总量为380余万台，其中数控机床总数只有11.34万台，即我国机床数控化率还不到3，而一些发达国家早己达到20以上。因此，我国机械制造水平与发达国家相比差距很大，设备陈旧，技术水平落后，严重地影响了生产力的发展。对于一个企业要想在竞争激烈的市场中赢得生存，适应当前产品更新日新月异的发展，要求在最短时间生产出优
9、质、高产、低价的新产品。采用先进的工艺设备，包括采用数控机床，已显得越来越重要。这对于我国一个机床拥有量极大其中大部分机床役龄较长，而当前经济财力又不足的发展中国家来说，采用旧机床改造来提高设备的先进性和数控化率，是一个极其有效和实用的途径.即使在发达的工业国家，在大量制造数控机床的同时，也在组建维修改造专业公司，专门从事旧机床的维修和数控化改造，尤其在美国、日本和德国等发达国家机床工业处于不景气的今天，它们的机床改造却是为新的经济增长行业，生意盎然，处在黄金时代。用数控技术改造机床和生产线具有广阔的市场，已形成了机床和生产线数控改造的新行业。 因此，我选择对经典的C650卧式车床电气控制系统
10、进行关于PLC的改造，由于我们的水平有限，时间仓促，设计中难免有错误和不足之处，恳请老师批评指正。 作者：张原雪 2012年8月9日一、 项目介绍1.1项目设计内容 概述C650车床用的是通过电器设备控制液压系统，再有液压系统操纵离合器、刹车器，以控制主轴的正转、反转和停止运动。主要组成部件有：主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身 ，如图1所示。图1-1 C650卧式车床示意图主轴箱：又称床头箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。主轴箱中等主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转
11、的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值就会降低。进给箱：又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的变速机构，调整其变速机构，可得到所需的进给量或螺距，通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。丝杠与光杠：用以联接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进行工件的其他表面车削时，只用光杠，不用丝杠。同学们要结合溜板箱的内容区分光杠与丝杠的区别。溜板箱：是车床进给运动的操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构，通过光杠传动实现刀架的纵向进给运动、横向进给运动和快速移动，通过丝杠带动刀
12、架作纵向直线运动，以便车削螺纹。 刀架：装夹刀具的夹具。尾架：装夹锥柄工具加工、辅助加工工件的装置。如：钻头、顶尖等床身：车床的主要部分。工作过程和其它类型的车床基本一致。为了加工出各种表面，车床刀具之间要保持必要的相对运动。车床必须具备下列运动。(1)工件的旋转运动。 车床通常以工件的旋转运动作为主运动，用n(rmin)表示。主运动是实现切削最基本的运动，其特点是速度高且消耗的动力较大。(2)刀具的移动。 这是车床的进给运动，常用贝mmr)表示。进给运动方向可以是平行于工件的轴线或垂直于工件轴线，也可以是与中心线成一定角度或做曲线运动。进给运动速度较低，所消耗的动力也较少。主运动和进给运动是形成被加工表面形状所必需的运动，称为机床的表面成形运动。此外，机床上还有一些其他运动，如切入运动和分度运动。卧式车床上的切入运动通常与进给运动的方向相垂直，且由工人手动操纵刀架来实现。为了减轻工人的劳动强度和节省空行程，时间，CA6140型车床还具有刀架纵向及横向的快速移动。机床中除了成形运动、切入运动和分度运动等直接影响加工表面和质量的运动外，还有辅助运动(为成形运动创造条件的运动称为辅助运动)。1.1.2 PLC 简介 PLC Programmable Logic Controll
