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1、目录1 绪论12 设计要求22.1工艺要求22.2机床的电力拖动特点和控制要求22.3 原机床的控制过程32.3.1主拖动控制电路32.3.2进给拖动控制电路52.3.3圆工作台的控制82.3.4冷却泵和机床照明的控制82.3.5控制电路的联锁与保护82.4 CPU的选型93 系统设计103.1 系统硬件设计103.2 系统软件设计114 调试过程154.1主轴电机控制电路调试154.2 进给拖动控制电路调试155 安装与维护175.1 现场环境175.2 安装175.2.1安装注意事项175.2.2 配线方面的注意事项185.3 可编程控制器的日常维护185.3.1 维护、保养的主要内容18
2、5.3.2 具体器件的检查、保养要点19结论20致谢21参考文献221 绪论 可编程序控制器(ProgrammableController)简称PLC,是近年来发展极为迅速,应用面极广的工业控制装置。PLC现已广泛用于冶金、矿业、轻工业等领域。为工业自动化提供了有力的工具，加速了机电一体化的进程。是一种专业为工业环境应用而设计的数字运行的电子系统。当今PLC吸取了微电技术和计算机技术的最新成果，以单机自动化到整条生产线的自动化乃自整个工厂的生产自动化，从柔性制造系统、工业机器到大行分散控制系统，PLC均承担着重要角色。目前在世界先进工业国家PLC已成为工业控制的标准设备，它的应用几乎覆盖了所有
3、工业企业，国外PLC发展的明显特征是产品的集成度越来越高，工作速度越来越快，功能越来越强，使用越方便，工作越来越可靠。PLC可进行模拟量控制、位置控制、并可采用多种功能的编程语言和先进指令系统，如BASIC等高级语言，能实现PLC之间和PLC与管理计算机之间的通信网络，形成多层分布控制系统，或整个工厂的自动化网络。铣床是零件加工生产中不可缺少的工具，其使用范围广泛，铣床是常用来加工台阶、平面、球面、键槽等的机器设备，它的动作由电机驱动。铣床控制系统主要采用以下三种方式：一是继电器控制系统；二是PLC控制系统；三是微机控制系统。控制系统如果采用传统的继电器接触控制，机械触点多接线复杂，因而控制装
4、置体积大，并且故障率高，可靠性差，动作精度低，控制方式不灵活等缺点，目前已经逐渐被人们所淘汰；微机控制系统虽然在智能控制方面有较强的功能，但也存在一定的不足之处即抗干扰能力差，系统设计较复杂，一般维修人员难掌握其维修技术；而PLC控制系统由于运行可靠、使用维修方便抗干扰性强等优越性，成为目前在机械控制系统中使用最广泛的控制方式。PLC以中央处理器为核心，综合了计算机和自动控制系统等先进技术，具有可靠高、功能完善、组合灵活、编程简单等优点。使PLC的自动控制系统体积小，可靠性大大提高，故障率大大降低。 2 设计要求2.1工艺要求 不变动原机床的控制操作，保留各原有按钮交流接触器，行程开关，热继电
5、器等机械动作。为保证人身财产的安全起见热继电器不接入PLC的输入端，而直接接在PLC的输出端2.2机床的电力拖动特点和控制要求 1） XA6132万能卧式铣床，主轴传动系统在床身内部，进给系统在升降台内，而且主运动与进给运动之间没有速度比例协调的要求。故采用单独传动，即主轴和工作台分别由主轴电动机，进给电动机拖动。而工作台进给与快速移动由进给电动机拖动；经电磁离合器传动来获得。2）主轴电动机处于空载下起动，为能进行顺铣和逆铣加工，要求主轴能称实现正、反轨但旋转方向不需经常改变。仅在加工前预选转动方向而在加工过程中不交换。3）铣削加工是多刀多刃不连续切削，负载波动。为减轻负载波加动的影响，往往在
6、主轴传动系统中加入飞轮，使转动惯量加大，但为实现主轴快速停车，主轴电动机应设有停车制动。同时，主轴在上刀时，也应使主轴制动，为此本铣床采用电磁离合器控制主轴停车制动和主轴上刀制动。4）工作台的垂直，横向和纵向三个方向的运动由一台进给电动机拖动，而三个方向的选择是由操纵手柄改变传动链来实现的。每个方向又有正反向的运动，这就要求进给电动机能正、反转。而且，同一时间只允许工作台只有一个方向的移动，故应有联锁保护。5）使用圆工作台时，工作台不得移动，即圆工作台的旋转运动与工作台上下，左右，前后六个方向的运动之间有联锁控制。6）为适应铣削加工需要，主轴转速与进给速度应有较宽的调节范围。XA6132万能铣
7、床采用机械变速，改变变速箱的传动比来实现，为保证变速时齿轮易于啮合，减少齿轮端面的冲击，要求变速时电动机有冲动控制。7）根据工艺要求。主轴旋转和工作台进给应有先后顺序控制，即进给运动要在铣刀旋转之后进行，加工结束后必须在铣刀停转前停止进给运动。8）为供给铣削加工时冷却液，应有冷却泵电动机拖动冷却泵，供给冷却液。9）为适应铣削加工时操作者的正面与侧面操作要求，机床应对主轴电动机的走动与停止及工作台的快速移动控制，具有两地操作的性能。10）工作台上下、左右、前后六个方向的运动应具有限位保护。11）应有局部照明电路图2-1 XA6132卧式万能铣床电气控制原理图图2-1是XA6132卧式万能铣床的电
8、气控制原理图。图中M1为主轴电机，M2为工作台进给电机，M3为冷却泵电动机。该电路的一个特点是采用电磁离合器控制，另一个特点是机械操作和电气操作密切配合进行。因此，在分析电气原理图时，应对机械操作手柄与相应电器开关动作关系，对各开关的作用及指令开关状态弄清楚。 1) 主轴电动机的起动控制 主轴电动机M1由正反转接触器KM1、KM2来实现正、反转全压起动，而由主轴换向开关SA4来预选电动机的正反转。由停止按钮SB1或SB2，起动按钮SB3或SB4与KM1、KM2构成主轴电动机正反转两地操作控制电路。起动时，应将电源引入开关QF1闭合，再把换向开关SA4扳到主轴所需的旋转方向，然后按下起动按钮SB
9、3或SB4，中间继电器KA1线圈通电并自锁，触头KA1闭合，使KM1或KM2线圈通电吸合，其主触头接通主轴电动机，M1实现全压起动。而KM1或KM2的一对辅助触头KM1或KM2断开，主轴电动机制动电磁摩擦离合器线圈YC1电路断开。继电器的另一触头KA1闭合，为工作台的进给与快速移动作好准备。图2-2 XA6132卧式万能铣床外形图 2)主轴电动机的制动控制 由主轴停止按钮SB1或SB2，正转接触器KM1或反转接触器KM2以及主轴制动电磁摩托离合器YC1构成主轴制动停车控制环节。电磁离合器YC1安装在主轴传动链中与主轴电动机相联的第一根传动轴上，主轴停车时，按下SB1或SB2，KM1或KM2线圈
10、断电释放，主轴电动机M1断开三相交流电源；同时YC1线圈通电，产生磁场，在电磁吸力作用下将摩擦片压紧产生制动，使主轴迅速制动。当松开SB1或SB2时，YC线圈断电，摩擦片松开，制动结束。这种制动方式迅速、平衡，制动时间不超过0.5s.3)主轴上刀换刀时的制动控制 在主轴上刀或更换铣刀时，主轴电动机不得旋转，否则将发生严重人身事故。为此，电路设有主轴上刀制动环节，它是由主轴上刀制动开关SA2控制。在主轴上刀换刀前，将SA2扳到“接通”位置。触头SA2断开，使主轴起动控制电路断电，主轴电动机不能起动旋转；而另一触头SA2闭合，接通主轴制动电磁离合器YC1线圈，使主轴处于制动状态。上刀换刀结束后，再
11、将SA2扳至“断开”位置，触头SA2断开，解除主轴制动状态，同时，触头SA2闭合，为主电动机起动作准备。4）主轴变速冲动控制 主轴变速操纵箱装在床身左侧窗口上，变速应在主轴旋转方向预选之后进行。变换主轴转速的操作顺序如（图2-2）下： 将主轴变速手柄压下，使手柄的榫块自槽中滑出，然后拉动手柄使榫块落到第二道槽内为止。 转动变速刻度盘，把所需转速对准指针。 把手柄推回原来位置，使榫块落进槽内。在将变速手柄推回原位置时，将瞬间压下主轴变速行程开关SQ5，使触头闭合，触头SQ5断开。于是KM1或KM2线圈瞬间通电吸合。其主触头瞬间接通主轴电动机瞬时点动，利于齿轮啮合，当变速手柄榫块落入槽内时SQ5不
12、再受压，触头SQ5断开，切断主轴电动机瞬时点动电路，主轴变速冲动结束。主轴变速行程开关SQ5的触头SQ5是为主轴旋转时进行变速而设的，此时无需按下主轴停止按钮，只需将主轴变速手柄拉出，压下SQ5断开，于是断开了主轴电动机的正反转或反转接触器线圈电路，电动机自然停车，尔后再进行主轴变速操作，电动机进行变速冲动，完成变速。变速完成后尚需再次起动电动机，主轴将在新选择的转速下起动旋转。2.3.2进给拖动控制电路工作台进给方向的左右纵向运动，前后的横向运动和上下的垂直运动，都是由进给电动机M2的正反转来实现的。而正、反转接触器KM3、KM4是由行程开关SQ1、SQ3、与SQ2、SQ4来控制的，行程开关
13、又是由两个机械操作手柄控制的。这两个机械操作手柄，一个是纵向机械操作手柄，另一个是垂直与横向操作手柄。扳动机械操作手柄，在完成相应的机械挂档同时，压合相应的行程开关，从而接通接触器，起动进给电动机，拖动工作台按预定方向运动。在工作进人时，由于快速移动继电器KM2线圈处于断电状态，而进给移动电磁离合器YC2线圈通电，工作台的运动是工作进给。纵向机械操作手柄有左、中、右三个位置，垂直与横向机械操作手柄有上、下、前、后、中五个位置。SQ1、SQ2为纵向机械操作手柄有机械联系的行程开关；SQ3、SQ4为与垂直、横向操作手柄有机械联系的行程开关。当这两个机械操作手柄处于中间位置时，SQ1SQ4都处在未被
14、压下的原始状态，当扳动机械操作手柄时，将压下相应的行程开关。SA3为圆工作台转换开关，其有“接通”与“断开”两个位置，三对触头。当不需要圆工作台时，SA3置于“断开” 位置，此时触头SA3，SA3闭合，SA3断开。当使用圆工作台时，SA3置于“接通”位置，此时SA3，SA3断开，SA3闭合。在起动进给电动机之前，应先起动主轴电动机，即合上电源开关QF1，按下主轴起动按钮SB3或SB4，中间继电器KA1线圈通电并自锁，其触头KM1闭合，为起动进给电动机作准备。1）工作台纵向进给运动的控制，若需工作台向右工作进给，将给向进给操作手柄扳向右侧，在机械上通过联动机构接通纵向进给离合器，在电气上压下行程
15、开关SQ1，触头SQ1闭合，SQ1断开，后者切断通往KM3、KM4的另一条通路，前者使进给电动机M2的接触器KM3线圈通电吸合，M2正向起动旋转，拖动工作台向右工作进给。向右工作进给结束，将纵向进给操作手柄由右位扳到中间位置，行程开关SQ1不再受压，触头SQ1断开，KM3线圈断电释放，M2停转，工作台向右进给停止。工作台向左进给的电路与向右进给时相仿。此时是将纵向进给操作手柄扳向左侧，在机械挂档的同时，电气上压下的行程开关SQ2，反转接触器KM4线圈通电，进给电动机反转，拖动工作台向左进给，当将纵向操作手柄由左侧扳向进给操作手柄扳回中间位置时，向左进给结束。2）工作台向前与向下进给运动的控制 将垂直与横向进给操作手柄扳到“向前”位置，在机械上接通了横向进给离合器，在电气上压下行程开关SQ3，触头SQ3闭合，SQ3断开，正转接触器KM3线圈通电吸合，进给电动机M2正向转动，拖动工作台向前进给。向前进给结束，将垂直与横向进给操作手柄扳回中间位置，SQ3不再受压，KM3线圈断电释放，M2停止旋转，工作台向前进给停止。工作台向下进给电路工作情况与“向前”时完全相同，只是将垂直与横向操作手柄扳到“向下”位置，在机械上接通垂直进给离合器，电气上仍压下行程开关SQ3，KM3线圈通电吸合，M2正转，拖动工作台向下进给。3）工作台向后与向上进
