應(yīng)用plc對62w萬能銑床的改造畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p>　　題目：應(yīng)用PLC對62W萬能銑床的改造</p><p>　　系 別： 機電工程系 </p><p>　　專 業(yè)： 機電一體化 </p><p>　　班 級： 08機電4班 </p><

2、p>　　學(xué) 號： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： xx </p><p>　　二〇一〇年十月二十五日</p><p>　　摘要

3、 </p><p>　　本設(shè)計講述了X62W萬能銑床電氣控制線路的工作原理，說明了用PLC改造的具體方法，從而可以提高整個電氣控制系統(tǒng)的工作性能，銑床是用銑刀工件進行銑削加工的機床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。最早的銑床是美國人惠特尼于18

4、18年創(chuàng)制的臥式銑床：為了銑削麻花鉆頭的螺旋槽，美國人布朗于1826年創(chuàng)造了第一臺萬能銑床，這是升降臺銑床的雛形；1884年前后出現(xiàn)了龍門銑床；二十世紀20年代出現(xiàn)了半自動銑床，工作臺利用擋塊可完成“進給-快速”或“快速-進給”的自動轉(zhuǎn)換。1950年以后，銑床在控制系統(tǒng)方面發(fā)展很快，數(shù)字控制的應(yīng)用大大提高了銑床的自動化程度。尤其是70年代以后，微處理的數(shù)字控制系統(tǒng)和自動換刀系統(tǒng)在銑床上得到應(yīng)用，擴大了銑床的加工范圍，提高了加工精度與效率

5、。plc專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計，其顯著的特點之一就是可靠性高，抗干擾能力強。 將x62w萬能銑床電氣控制線路改造為可編程控制器控制，可以提高整個電氣控制系統(tǒng)的工作性能，減少維護、維修的工作量。對傳統(tǒng)的接觸器繼電器電氣控制系統(tǒng)進行修改設(shè)計，改用 PLC 實</p><p>　　【關(guān)鍵詞】X62W萬能銑床；電氣控制系統(tǒng)；PLC；梯形圖 </p><p>　　This design is abo

6、ut X62W universal milling electrical control principle of work, illustrates the specific method with PLC transformation, which can improve the performance of electrical control system, milling machine is used for milling

7、 cutter workpiece machine. Besides can milling machine, groove, gear, thread and spline outside, still can be processed complex type surface, the efficiency is high, planer in machinery and repair department is widely us

8、ed. The milling machine is American Whitne</p><p>　　[key words] X62W universal milling machine, Electric control system, PLC, Ladder diagram</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　

9、1、緒論......................................................（4）</p><p>　　1.1銑床的發(fā)展及分類......................................................（4）</p><p>　　1.2銑床的簡單介紹...................................

10、.....................（5）</p><p>　　1.3X62W機床特點...........................................................（5）</p><p>　　1.462W萬能銑床的運動，電氣控制特點....................................（6）</p><p&

11、gt;　　2、X62W萬能銑床硬件設(shè)計..................................................（7）</p><p>　　2.1X62W萬能銑床電力拖動的特點及控制要求...............................（7）</p><p>　　2.2X62W萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)及運動形式........................

12、............（7）</p><p>　　2.3萬能銑床的選型.........................................................（8）</p><p>　　3、X62W萬能銑床電氣控制原理.............................................（9）</p><p>　　3.

13、1 電氣原理圖 .........................................................（9）</p><p>　　3.2 主電路分析 .........................................................（11）</p><p>　　3.3控制電路分析........................

14、..................................（11）</p><p>　　4、X62W萬能銑床軟件設(shè)計.................................................（13）</p><p>　　4.1PLC的基本定義和PLC的主要特點.......................................（13）</p

15、><p>　　4.2X62W萬能銑床電氣控制線路的PLC設(shè)計.................................（14）</p><p>　　4.3現(xiàn)場信號與PLC軟繼電器對照表........................................（15） </p><p>　　4.4萬能銑床PLC梯形圖及控制分析................

16、.......................（17）</p><p>　　5、調(diào)試程序..................................................................（19）</p><p>　　6、總結(jié)...................................................................

17、....（20） </p><p>　　7、參考文獻..................................................................（21）</p><p>　　8、致謝........................................................................（22）

18、 </p><p><b>　　1、緒論</b></p><p>　　1.1銑床的發(fā)展及分類</p><p><b>　　發(fā)展歷程</b></p><p>　　銑床最早是由美國人E.惠特尼于1818年創(chuàng)制的臥式銑床。為了銑削麻花鉆頭的螺旋槽，美國人J.R.布朗于1862年創(chuàng)制了第一臺

19、萬能銑床，是為升降臺銑床的雛形。1884年前后出現(xiàn)了龍門銑床。20世紀20年代出現(xiàn)了半自動銑床，工作臺利用擋塊可完成“進給-快速”或“快速-進給”的自動轉(zhuǎn)換1950年以后，銑床在控制系統(tǒng)方面發(fā)展很快，數(shù)字控制的應(yīng)用大大提高了銑床的自動化程度。尤其是70年代以后，微處理機的數(shù)字控制系統(tǒng)和自動換刀系統(tǒng)在銑床上得到應(yīng)用，擴大了銑床的加工范圍，提高了加工精度與效率隨著機械化進程不斷加劇，數(shù)控編程開始廣泛應(yīng)用與于機床類操作，極大的釋放了勞動力。數(shù)

20、控編程銑床將逐步取代現(xiàn)在的人工操作。對員工要求也會越來越高，當然帶來的效率也會越來越高。</p><p><b>　　主要分類</b></p><p>　　按布局形式和適用范圍加以區(qū)分 （1） 升降臺銑床：有萬能式、臥式和立式等，主要用于加工中小型零件，應(yīng)用最廣 </p><p>　　龍門銑床：包括龍門銑鏜床、龍門銑刨床和雙柱銑床，均用

21、于加工大型零件?！　?lt;/p><p>　　單柱銑床和單臂銑床：前者的水平銑頭可沿立柱導(dǎo)軌移動，工作臺作縱向進給；后者的立銑頭可沿懸臂導(dǎo)軌水平移動，懸臂也可沿立柱導(dǎo)軌調(diào)整高度。兩者均用于加工大型零件?！　。?）工作臺不升降銑床：有矩形工作臺式和圓工作臺式兩種，是介于升降臺銑床和龍門銑床之間的一種中等規(guī)格的銑床。其垂直方向的運動由銑頭在立柱上升降來完成?！　?lt;/p><p>　?。?）儀表銑床

22、：一種小型的升降臺銑床，用于加工儀器儀表和其他小型零件?！　?lt;/p><p>　?。?）工具銑床：用于模具和工具制造，配有立銑頭、萬能角度工作臺和插頭等多種附件，還可進行鉆削、鏜削和插削等加工?！　?lt;/p><p>　?。?）其他銑床：如鍵槽銑床、凸輪銑床、曲軸銑床、軋輥軸頸銑床和方鋼錠銑床等，是為加工相應(yīng)的工件而制造的專用銑床。按控制方式，銑床又分為仿形銑床（見仿形機床）、程序控制銑床和

23、數(shù)字控制銑床（見數(shù)字控制機床）</p><p><b>　　按結(jié)構(gòu)分 </b></p><p>　　臺式銑床：小型的用于銑削儀器、儀表等小型零件的銑床。</p><p>　　懸臂式銑床：銑頭裝在懸臂上的銑床，床身水平布置，懸臂通?？裳卮采硪粋?cè)立柱導(dǎo)軌作垂直移動，銑頭沿懸臂導(dǎo)軌移動。</p><p>　　滑枕式銑床：主軸裝

24、在滑枕上的銑床，床身水平布置，滑枕可沿滑鞍導(dǎo)軌作橫向移動，滑鞍可沿立柱導(dǎo)軌作垂直移動。</p><p>　　龍門式銑床：床身水平布置，其兩側(cè)的立柱和連接梁構(gòu)成門架的銑床。銑頭裝在橫梁和立柱上，可沿其導(dǎo)軌移動。通常橫梁可沿立柱導(dǎo)軌垂向移動，工作臺可沿床身導(dǎo)軌縱向移動，用于大件加工。</p><p>　　平面銑床：用于銑削平面和成型面的銑床，床身水平布置，通常工作臺沿床身導(dǎo)軌縱向移動，主軸可軸

25、向移動。它結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)效率高。</p><p>　　仿形銑床：對工件進行仿形加工的銑床。一般用于加工復(fù)雜形狀工件。</p><p>　　升降臺銑床：具有可沿床身導(dǎo)軌垂直移動的升降臺的銑床，通常安裝在升降臺上的工作臺和滑鞍可分別作縱向、橫向移動。</p><p>　　搖臂銑床：搖臂裝在床身頂部，銑頭裝在搖臂一端，搖臂可在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)和移動，銑頭能在搖臂的端面上回轉(zhuǎn)一

26、定角度的銑床。</p><p>　　床身式銑床：工作臺不能升降，可沿床身導(dǎo)軌作縱向移動，銑頭或立柱可作垂直移動的銑床。</p><p>　　專用銑床：例如工具銑床：用于銑削工具模具的銑床，加工精度高，加工形狀復(fù)雜。</p><p><b>　　三、按控制方式分　</b></p><p>　　銑床又可分為仿形銑床、程序控制

27、銑床和數(shù)控銑床等。 </p><p>　　1.2銑床的簡單介紹</p><p>　　銑床在工作時，工件裝在工作臺上或分度頭等附件上，銑刀旋轉(zhuǎn)為主運動，輔以工作臺或銑頭的進給運動，工件即可獲得所需的加工表面。由于是多刀斷續(xù)切削，因而銑床的生產(chǎn)率較高。用銑刀對工件進行銑削加工的機床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機械制造和修理部門得到廣泛

28、應(yīng)用。 銑床是一種用途廣泛的機床，在銑床上可以加工平面（水平面、垂直面）、溝槽（鍵槽、T形槽、燕尾槽等）、分齒零件（齒輪、花鍵軸、鏈輪乖、螺旋形表面（螺紋、螺旋槽）及各種曲面。此外，還可用于對回轉(zhuǎn)體表面、內(nèi)孔加工及進行切斷工作等。X62W萬能銑床是一種通用的多用途機床，它可以進行平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工，是一種較為精密的加工設(shè)備，它采用繼電接觸器電路實現(xiàn)電氣控制。PLC專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計，其顯著的特點之一就是可靠性

29、高，抗干擾能力強。將X62W萬能銑床電氣控制線路改造為可編程控制器控制，可以提高整個電氣控制系統(tǒng)的工作性能，減少維護、維修的工作量。1.3X62W機床特點 </p><p>　　X62W型萬能銑床的電氣部分利用極少的接觸器，繼電器控制了機床的多種運動。主軸運動帶動刀具做旋轉(zhuǎn)運動，工作臺的進給運動可做垂直（上，下），縱向（左，右），橫向（前，后）六個方向的運動。六個方向均可自動，手動，以及快速移動，機床的垂直，橫

30、向進給運動由十字復(fù)試操作手柄控制，縱向進給運動由縱向操作手柄控制。</p><p>　　從機床的電氣控制線路圖中可以看出，主軸工作臺和冷卻泵分別用單獨的三相鼠籠式異步電動機拖動，其正反轉(zhuǎn)是采用控制開關(guān)手動控制。停車時的制動是通過制動接觸器的主接點，并串入不對稱電阻進行反接制動。工作臺的垂直，縱向，橫向進給運動由同一臺電動機傳動，正反轉(zhuǎn)由接觸器控制。工作臺的快速進給由電磁鐵及機械裝置完成。冷卻泵電動機由接觸器控制。

31、主電路中有短路，欠壓，失壓和過載等保護。</p><p>　　從主軸的控制電路圖中可以看出，主軸電動機控制由接觸器，按鈕，速度繼電器和行程開關(guān)等組成。為了操作方便，采用兩地控制。</p><p>　　從工作臺進給運動控制電路圖中可以看出，進給電動機由接觸器，行程開關(guān)和控制開關(guān)等組成，快速移動運動由按鈕，接觸器組成。</p><p>　　萬能銑床是一種高效率的加工機械

32、,在機械加工和機械修理中得到廣泛的應(yīng)用，萬能銑床的操作是通過手柄同時操作電氣與機械,以達到機電緊密配合完成預(yù)定的操作,是機械與電氣結(jié)構(gòu)聯(lián)合動作的典型控制,是自動化程度較高的組合機床。但是在電氣控制系統(tǒng)中,故障的查找與排除是非常困難的,特別是在繼電器接觸式控制系統(tǒng)，由于電氣控制線路觸點多、線路復(fù)雜、故障率高、檢修周期長,給生產(chǎn)與維護帶來諸多不便,嚴重地影響生產(chǎn)。</p><p>　　1.462W萬能銑床的運動，電氣

33、控制特點</p><p>　　X62W萬能銑床的電氣控制與機械操縱配合得十分密切，是典型機械—電氣聯(lián)合動作的控制。X62W萬能銑床運動形式有主運動，進給運動及輔助運動。</p><p>　?。?）主運動。主軸帶動銑刀的旋轉(zhuǎn)運動；由一臺主電動機拖動，主電動機能正反轉(zhuǎn)以適應(yīng)順銑和逆銑的需要，用一個組合開關(guān)來實現(xiàn)不頻繁的正反轉(zhuǎn)切換。主軸的調(diào)速由齒輪變速箱來實現(xiàn)，對主軸電動機無調(diào)速要求。由于主軸上

34、飛輪的慣性大，為了實現(xiàn)主軸的快速停車，所以在停車時</p><p>　　采用電磁離合器制動，主軸上刀時的制動及進給系統(tǒng)的進給運動與快速移動也是由電磁離合器來實現(xiàn)。</p><p>　　(2)進給運動。工作臺的上下、左右、前后六 個方向的直線移動或圓工作臺的轉(zhuǎn)動。加工時進給運動同一時刻只允許一個方向的進給，工作臺的移動由一臺進給電動機拖動 3 根絲杠來實現(xiàn)，并用運動方向手柄來切換進給變速箱中

35、齒輪的嚙合，從而實現(xiàn)進給絲杠的切換，由進給電動機的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)上與下、左與右、前與后的運動方向切換。當使用圓工作臺時，水平工作臺的直線運動全部停止，而由進給電動機帶圓工作臺實現(xiàn) 單方向的回轉(zhuǎn)。進給運動的調(diào)速由進給齒輪變速箱來實現(xiàn)，對進給電動機無調(diào)速要求。</p><p>　　(3)輔助運動。工作臺的上下、左右、前后六 個方向的快速直線移動。進給電磁離合器的斷電與通電能改變進給變速箱內(nèi)部齒輪的嚙合，從而實現(xiàn)進給運

36、動與輔助運動之間的切換。</p><p>　　(4)銑削加工時，刀具與工件溫度較高，采用一臺冷卻泵電動機輸送切削液對其冷卻。</p><p>　　(5)為保證變速箱在變速時齒輪易于嚙合，減小齒輪端面的沖擊，所以主軸和進給箱在變速時，電動機都具有變速瞬間點動控制。</p><p>　　（6)根據(jù)工藝要求，主軸旋轉(zhuǎn)與工作臺進給應(yīng)有先后順序控制的聯(lián)鎖關(guān)系，即進給運動要在銑

37、刀旋轉(zhuǎn)之后才能進行。銑刀停止轉(zhuǎn)動，進給運動就立即停止或提前停止，以防止造成工件與銑刀撞刀事故。</p><p>　　(7)為了方便操作，在銑床的正面、側(cè)面都設(shè)置了起動、停止及工作臺進給的運動方向選擇及快速移動控制按鈕，實施了兩地控制方案。</p><p>　　2、X62W萬能銑床硬件設(shè)計</p><p>　　2.1X62W萬能銑床電力拖動的特點及控制要求</p

38、><p>　　銑削加工有順銑和逆銑兩種加工方式，要求主軸電動機能正反轉(zhuǎn)，因正反操作并不頻繁，所以由床身下側(cè)電氣箱上的組合開關(guān)來改變電源相序?qū)崿F(xiàn)。</p><p>　　由于主軸傳動系統(tǒng)中裝有避免震蕩的慣性輪，故主軸電動機采用電磁離合器制動以實現(xiàn)準確停車。</p><p>　　銑床的工作臺要求有前后，左右，上下六個方向的進給運動和快速移動，所以也要求進給電動機能正反轉(zhuǎn)，并通

39、過操作手柄和機械離合器相配合來實現(xiàn)，進給的快速移動通過電磁鐵和機械掛檔來完成。圓形工作臺的回轉(zhuǎn)運動是由進給電動機經(jīng)傳動機構(gòu)驅(qū)動的。</p><p>　　根據(jù)加工工藝的要求，該銑床應(yīng)具有以下的電氣連鎖措施:為了防止刀具和銑床的損壞，只有主軸旋轉(zhuǎn)后才允許有進給運動和進給方向的快速移動。為了減小加工表面的粗糙度，只有進給停止后主軸才能停止或同時停止。該銑床采用機械操縱手柄和位置開關(guān)相配合的方式實現(xiàn)進給運動六個方向的連鎖

40、。主軸運動和進給運動采用變速盤來進行速度選擇，為保證變速齒輪進入良好的嚙合狀態(tài)，兩種運動都要求變速后順時點動。當主軸電動機或冷卻泵過載時，進給運動必須立即停止，以免損壞刀具和銑床。</p><p>　　要求有冷卻系統(tǒng)，照明設(shè)備及各種保護措施。</p><p>　　2.2X62W萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)及運動形式</p><p>　　一、X62W萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)及運動&l

41、t;/p><p>　　X62W型萬能銑床的外形結(jié)構(gòu)如圖1所示，它主要由床身、主軸、刀桿、懸梁、工作臺、回轉(zhuǎn)盤、橫溜板、升降臺、底座等幾部分組成。在床身的前面有垂直導(dǎo)軌，升降臺可沿著它上下移動。在升降臺上面的水平導(dǎo)軌上，裝有可在平行主軸軸線方向移動（前后移動）的溜板。溜板上部有可轉(zhuǎn)動的回轉(zhuǎn)盤，工作臺就在溜板上部回轉(zhuǎn)盤上的導(dǎo)軌上作垂直于主軸軸線方向移動（左右移動）。工作臺上有T形槽用來固定工件。這樣，安裝在工作臺上的工件

42、就可以在三個坐標上的六個方向調(diào)整位置或進給。</p><p>　　銑床主軸帶動銑刀的旋轉(zhuǎn)運動是主運動；銑床工作臺的前后（橫向）、左右（縱向）和上下（垂直）6個方向的運動是進給運動；銑床其他的運動，如工作臺的旋轉(zhuǎn)運動則屬于輔助運動。</p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　2.3萬能銑床的選型</p><

43、p>　　銑床的電機參數(shù)參照表</p><p><b>　　銑床的基本元件表</b></p><p>　　3、X62W萬能銑床電氣控制原理</p><p>　　3.1 電氣原理圖</p><p>　　該銑床共用3臺異步電動機拖動，它們分別是主軸電動機M1、進給電動機M2和冷卻泵電動機M3。X62W萬能銑床的電路如圖

44、2所示，該線路分為主電路、控制電路和照明電路三部分。電氣控制線路的工作原理如下： </p><p>　　3.2 主電路分析 </p><p>　　主軸電動機M1拖動主軸帶動銑刀進行銑削加工，通過組合開關(guān)SA3來實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；進給電動機M2通過操縱手柄和機械離合器的配合拖動工作臺前后、左右、上下6個方向的進給運動和快速移動，其正反轉(zhuǎn)由接觸器KM3、KM4來實現(xiàn)；冷卻泵電動機M3供應(yīng)切削液，且當

45、M1啟動后，用手動開關(guān)QS2控制；3臺電動機共用熔斷器FU1作短路保護，3臺電動機分別用熱繼電器FR1、FR2、FR3作過載保護。 </p><p><b>　　3.3控制電路分析</b></p><p>　　控制電路的電源由控制變壓器TC輸出110V電壓供電。</p><p>　?、胖鬏S電動機M1的控制</p><p>

46、;　　主軸電動機M1采用兩地控制方式，SB1和SB2是兩組啟動按鈕，SB5和SB6是兩組停止按鈕。KM1是主軸電動機M1的啟動接觸器，YC1是主軸制動用的電磁離合器，SQ1是主軸變速時瞬時點動的位置開關(guān)。</p><p>　　1）主軸電動機M1啟動前，應(yīng)首先選擇好主軸的轉(zhuǎn)速，然后合上電源開關(guān)QS1，再把主軸換向開關(guān)SA3扳到所需要的轉(zhuǎn)向。按下啟動按鈕SB1（或SB2），接觸器KM1線圈得電，KM1主觸頭和自鎖觸頭

47、閉合，主軸電動機M1啟動運轉(zhuǎn)，KM1常開輔助觸頭（9-10）閉合，為工作臺進給電路提供了電源。按下停止按鈕SB5（或SB6），SB5-1（或SB6-1）常閉觸頭分斷，接觸器KM1線圈失電，KM1觸頭復(fù)位，電動機M1斷電慣性運轉(zhuǎn)，SB5-2（或SB6-2）常開觸頭閉合，接通電磁離合器YC1，主軸電動機M1制動停轉(zhuǎn)。</p><p>　　2)主軸換銑刀時將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1扳向換刀位置，這時常開觸頭SA1-1閉合，電磁離

48、合器YC1線圈得電，主軸處于制動狀態(tài)以便換刀；同時常閉觸頭SA1-2斷開，切斷了控制電路，保證了人身安全。</p><p>　　3)主軸變速時，利用變速手柄與沖動位置開關(guān)SQ1，通過M1點動，使齒輪系統(tǒng)產(chǎn)生一次抖動，以便于齒輪順利嚙合，且變速前應(yīng)先停車。</p><p>　?、七M給電動機M2的控制</p><p>　　工作臺的進給運動在主軸啟動后方可進行。工作臺的進

49、給可在3個坐標的6個方向運動，進給運動是通過兩個操作手柄和機械聯(lián)動機構(gòu)控制相應(yīng)的位置開關(guān)使進給電動機M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的，并且6個方向的運動是聯(lián)鎖的，不能同時接通。</p><p>　　1）當需要圓形工作臺旋轉(zhuǎn)時，將開關(guān)SA2扳到接通位置，這時觸頭SA2-1和SA2-3斷開，觸頭SA2-2閉合，電流經(jīng)10—13—14—15—20—19—17—18路徑，使接觸器KM3得電，電動機M2啟動，通過一根專用軸帶動圓形工

50、作臺作旋轉(zhuǎn)運動。轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2扳到斷開位置，這時觸頭SA2-1和SA2-3閉合，觸頭SA2-2斷開，以保證工作臺在6個方向的進給運動，因為圓形工作臺的旋轉(zhuǎn)運動和6個方向的進給運動也是聯(lián)鎖的。</p><p>　　2）工作臺的左右進給運動由左右進給操作手柄控制。操作手柄與位置開關(guān)SQ5和SQ6聯(lián)動，有左、中、右三個位置，其控制關(guān)系見表1。當手柄扳向中間位置時，位置開關(guān)SQ5和SQ6均未被壓合，進給控制電路處于斷開狀

51、態(tài)；當手柄扳向左或右位置時，手柄壓下位置開關(guān)SQ5或SQ6，使常閉觸頭SQ5-2或SQ6-2分斷，常開觸頭SQ5-1或SQ6-1閉合，接觸器KM3或KM4得電動作，電動機M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。由于在SQ5或SQ6被壓合的同時，通過機械機構(gòu)已將電動機M2的傳動鏈與工作臺下面的左右進給絲杠相搭合，所以電動機M2的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)就拖動工作臺向左或向右運動。 </p><p>　　表2—3-1工作臺左右進給手柄位置及其控制

52、關(guān)系</p><p>　　工作臺的上下和前后進給運動是由一個手柄控制的。該手柄與位置開關(guān)SQ3和SQ4聯(lián)動，有上、下、前、后、中5個位置，其控制關(guān)系見表2。當手柄扳至中間位置時，位置開關(guān)SQ3和SQ4均未被壓合，工作臺無任何進給運動；當手柄扳至下或前位置時，手柄壓下位置開關(guān)SQ3使常閉觸頭SQ3-2分斷，常開觸頭SQ3-1閉合，接觸器KM3得電動作，電動機M2正轉(zhuǎn)，帶動著工作臺向下或向前運動；當手柄扳向上或后時，

53、手柄壓下位置開關(guān)SQ4，使常閉觸頭SQ4-2分斷，常開觸頭SQ4-1閉合，接觸器KM4得電動作，電動機M2反轉(zhuǎn)，帶動著工作臺向上或向后運動。</p><p>　　當兩個操作手柄被置定于某一進給方向后，只能壓下四個位置開關(guān)SQ3、SQ4、SQ5、SQ6中的一個開關(guān)，接通電動機M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)電路，同時通過機械機構(gòu)將電動機的傳動鏈與三根絲杠（左右絲杠、上下絲杠、前后絲杠）中的一根（只能是一根）絲杠相搭合，拖動工作臺沿選

54、定的進給方向運動，而不會沿其他方向運動。</p><p>　　表2—3-2工作臺上、下、中、前、后進給手柄位置及其控制關(guān)系</p><p>　　左右進給手柄與上下前后手柄實行了聯(lián)鎖控制，如當把左右進給手柄扳向左時，若又將另一個進給手柄扳到向下進給方向，則位置開關(guān)SQ5和SQ3均被壓下，觸頭SQ5-2和SQ3-2均分斷，斷開了接觸器KM3和KM4的通路，電動機M2只能停轉(zhuǎn)，保證了操作安全。&

55、lt;/p><p>　　3）6個進給方向的快速移動是通過兩個進給操作手柄和快速移動按鈕配合實現(xiàn)的。安裝好工件后，扳動進給操作手柄選定進給方向，按下快速移動按鈕SB3或SB4（兩地控制），接觸器KM2得電，KM2常閉觸頭分斷，電磁離合器YC2失電，將齒輪傳動鏈與進給絲杠分離；KM2兩對常開觸頭閉合，一對使電磁離合器YC3得電，將電動機M2與進給絲杠直接搭合；另一對使接觸器KM3或KM4得電動作，電動機M2得電正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)

56、，帶動工作臺沿選定的方向快速移動。由于工作臺的快速移動采用的是點動控制，故松開SB3或SB4，快速移動停止。</p><p>　　4）進給變速時與主軸變速時相同，利用變速盤與沖動位置開關(guān)SQ2使M1產(chǎn)生瞬時點動，齒輪系統(tǒng)順利嚙合。</p><p>　　4、X62W萬能銑床軟件設(shè)計</p><p>　　4.1 PLC的基本定義和PLC的主要特點</p>

57、<p>　　定義：可編程控制器(Programmable Controller)是計算機家族的一員，是為了工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller)，簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機（Personal

58、Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器稱PLC。</p><p><b>　　特點：</b></p><p><b>　?。?）高可靠性</b></p><p>　　1：所有的I/O接口電路均采用電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離。</p><p>　　2：各輸入端均

59、采用R-C濾波器，其濾波器時間常數(shù)一般為10～20ms。</p><p>　　3：各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。</p><p>　　4：采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。</p><p>　　5：對采用的器件進行嚴格的篩選。</p><p>　　6：良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴大。

60、</p><p>　?。?）豐富的I/O接口模塊</p><p>　　PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如：交流或直流；開關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位；強電或弱電等。有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備，如：按扭；行程開關(guān)；接近開關(guān)；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥等直接連接。</p><p>　?。?）采用模塊化結(jié)構(gòu)</p><p>

61、;　　為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數(shù)PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。PLC的各個部件，包括CPU，電源，I/O接口等均采用模塊化設(shè)計，由機架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。</p><p><b>　　編程簡單易學(xué)</b></p><p>　　PLC編程大多采用類似于繼電氣控制的梯形圖形式，對使用者來說，不需要

62、具備計算機的專門知識，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和撐握。</p><p><b>　　安裝簡單，維修方便</b></p><p>　　PLC不需要專門的機房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行。使用時只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運行。各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生

63、故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運行</p><p>　　4.2 X62W萬能銑床電氣控制線路的PLC設(shè)計</p><p>　　1、改造方法:進行電氣控制線路改造時，X62W萬能銑床電氣控制線路中的電源電路、主電路及照明電路保持不變，在控制電路中，變壓器TC的輸出及整流器VC的輸出部分去掉，用可編程控制器實現(xiàn)，為了保證各種聯(lián)鎖功能，將SQ1～SQ6,SB1～SB6分別接入P

64、LC的輸入端，換刀開關(guān)SA1和圓形工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2分別用其一對常開和常閉觸頭接入PLC的輸入端子。輸出器件分三個電壓等級，一個是接觸器使用的110V交流電壓，另一個是電磁離合器使用的36V直流電，還有一個是照明使用的24V交流電壓，這樣也將PLC的輸出口分為三組連接點。</p><p>　　2、硬件設(shè)計： 根據(jù) PLC 系統(tǒng)設(shè)計分析，X62W 萬能銑床屬于典型的單機控制系統(tǒng)，輸入與輸出信號均為開關(guān)量，輸入輸

65、出信號距離近且集中，因此不必單獨外加一個控制柜。在保證系統(tǒng)安全性、可靠性的前提下，考慮盡量節(jié)約電路的成本，因此保持主電路基本不變，即主軸的正反轉(zhuǎn)、冷卻泵電機及照明燈的控制不采用 PLC 控制。在不改變操作工人對機床的操作習(xí)慣的原則下，對操作手柄的位置與操作方式不作改變，這樣就不必對工人重 新進行操作培訓(xùn)。因為繼電器輸出型的 PLC 輸出觸點的容量可以滿足離合器線圈工作電流要求，所以省去了快速移動控制接觸器 KM4。為了充分發(fā)揮 PLC

66、的控制功能，考慮增加電源及工作過程中的各種狀態(tài)指示燈及聲音報警。由于三菱 Fx2N 系列 PLC具有輸入觸點無需外接電源，控制可靠性高，編程簡單及較高的性價比等優(yōu)點，根據(jù)輸入及輸出點數(shù)的要求，選用三菱 Fx2N-32MR 來實現(xiàn) PLC的控制要求。它輸入點數(shù)為16點，輸出點數(shù)為16點。滿足機床輸入輸出要求。具體設(shè)計過程如下：</p><p>　　4.3現(xiàn)場信號與PLC軟繼電器對照表 。</p>&l

67、t;p>　　1、X62W萬能銑床I\O分配表</p><p>　　2、萬能銑床的I/O 接線圖如下圖所示.</p><p>　　3、X62W萬能銑床狀態(tài)流程</p><p>　　4.4萬能銑床PLC梯形圖及控制分析</p><p>　　該程序共有8條支路，反映了原繼電接觸器控制電路中的各種邏輯關(guān)系。</p><p&g

68、t;　　第一條支路反映的是主軸電動機的啟動、停止及變速沖動控制，分別由按鈕SB5（SB6）、SB1（SB2）及位置開關(guān)SQ1接于PLC的X0、X1、X3輸入接點實現(xiàn)。設(shè)置變速沖動的目的是為了使齒輪易于嚙合。主軸啟動后，通過輸出繼電器Y0將進給控制電路電源接通。</p><p>　　第二條支路實現(xiàn)主軸制動及更換銑刀功能：當需要快速停車時，將SB5（或SB6）按不放，Y4輸出，使電磁離合器YC1得電，抱緊主軸；與此同

69、時，輸入繼電器X0的常閉觸頭斷開，將控制電路電源切斷，起到安全作用?！?lt;/p><p>　　第三條支路反映的是向右、向前、向下進給，進給變速沖動及圓工作臺啟?？刂疲翰僮骺v向進給操作手柄，壓下位置開關(guān)SQ5（對應(yīng)輸入接點X7），Y2輸出，交流接觸器KM3得電，進給電動機正轉(zhuǎn)，工作臺向右進給運動，由于其常閉觸頭分別串在向前、后、上、下進給、進給變速沖動及圓工作臺控制線路中，實現(xiàn)了聯(lián)鎖，確保在任一時刻進給運動都是單一方

70、向的；其他前后、上下進給，進給變速沖動分析同上；最后要說明的是圓工作臺的進給運動：其啟動條件是左右和十字操縱手柄置于“中間”位置(SQ1~SQ4均未受壓），SQ5處于正常工作位置，主軸電動機已啟動，通過操作組合開關(guān)SA2（對應(yīng)輸入接點X12），Y2輸出，KM3得電，圓工作臺轉(zhuǎn)動，停止時，只需按下SB5(或SB6），另由于KM4線圈無法得電，圓工作臺不能實現(xiàn)反轉(zhuǎn)。</p><p>　　第四條支路是實現(xiàn)向左、向后、向

71、上進給運動功能的：當操作工作臺橫向及升降進給操縱手柄時，壓下位置開關(guān)SQ6（對應(yīng)輸入接點X10），Y3輸出，交流接觸器KM4得電，進給電動機反轉(zhuǎn)，工作臺向后或向上移動；由于其常閉觸頭串聯(lián)在左右進給控制電路中，實現(xiàn)了聯(lián)鎖。</p><p>　　第五·六·七條支路是工作臺快速進給啟動控制：有時為了提高勞動生產(chǎn)率，減少生產(chǎn)輔助時間，要求工作臺快速移動，可通過操作快速移動按鈕SB3（或SB4）對應(yīng)輸入

72、接點X2，使KM2得電，控制Y5、Y6的輸出，分別接通快速電磁離合器YC2和切斷常速電磁離合器YC3，再配合各個方向的操縱手柄，實現(xiàn)工作臺向相應(yīng)方向的快速移動。</p><p>　　第八條是照明控制：由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA4（對應(yīng)輸入接點X16）控制Y7實現(xiàn)。</p><p>　　該程序及PLC的硬件接線不僅保證了原電路的工作邏輯關(guān)系，而且具有各種聯(lián)鎖措施，確保了整機的安全性能；另電氣改造投資少、

73、工作量較小，而且改造后的PLC控制系統(tǒng)無論是硬件還是軟件都非常簡單,且能適應(yīng)經(jīng)常變動的工藝條件，加之，PLC工作穩(wěn)定可靠,抗干擾能力強，可大大減輕控制系統(tǒng)故障，提高整機效率。 </p><p><b>　　5、調(diào)試程序</b></p><p><b>　　控制要求</b></p><p>　?。?）主軸電動機M1有三種控

74、制：正反轉(zhuǎn)起動，反接制動和變速沖動。</p><p>　?。?）工作臺進給電動機M2有三種控制：進給、快速移動和變速沖動。</p><p>　?。?）M3拖動冷卻泵提供冷卻液，只需單向運行。</p><p>　?。?）為了能及時實現(xiàn)控制，機床設(shè)置了兩套操縱系統(tǒng)，再機床正面及側(cè)面都安裝了相同的按鈕、手輪和手柄，操作方面，以實現(xiàn)兩地控制。</p><

75、p>　　（5）為了保證安全，防止事故，機床有順序的動作，采用了聯(lián)鎖。</p><p>　?。?）三臺電動機都設(shè)有過載保護，控制線路設(shè)有短路保護，工作臺的六個方向，都設(shè)有終端保護。</p><p><b>　　6、總結(jié) </b></p><p>　　經(jīng)過將近一個月的設(shè)計和開發(fā)，成功的通過模擬調(diào)試和聯(lián)機調(diào)試X62W銑床模型基本設(shè)計完畢，其功能

76、基本達到要求。而且只要修改控制程序，就可以讓銑床做出不同的動作，控制的柔性也很好。</p><p>　　系統(tǒng)的分析與設(shè)計過程也是對學(xué)習(xí)的總結(jié)過程，更是進一步學(xué)習(xí)和探索的過程。在這個過程中我對利用可編程控制器進行控制系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)有了深刻的認識，對機械的工作原理有了進一步的掌握，對控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計有了切身的認識與體會，并在學(xué)習(xí)和實踐過程中增長了知識。豐富了經(jīng)驗。控制系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，必須嚴格

77、按照系統(tǒng)分析，系統(tǒng)設(shè)計，系統(tǒng)實施，系統(tǒng)運行與調(diào)試的過程來進行。系統(tǒng)的分析與設(shè)計是一項很辛苦的工作，同時也是一個充滿樂趣的過程。在設(shè)計過程中，要邊學(xué)習(xí)邊實踐，遇到新的問題就不斷探索和努力，即可使問題得到解決。</p><p>　　在設(shè)計中體會到理論必須和實踐相結(jié)合。雖然收集了大量的資料，但在實際應(yīng)用中卻有很多的差異，出現(xiàn)了很多意想不到的問題。許多問題在書本上是這樣，而在實際運用中卻很不一樣，在經(jīng)過多次分析修改后，才

78、設(shè)計出達到控制要求的系統(tǒng)。</p><p><b>　　8、致謝 </b></p><p>　　通過此設(shè)計，可以使我們了解到X62W萬能銑床的電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和PLC控制的原理，簡單工作原理。也可以對以前所學(xué)的電機與電氣控制更系統(tǒng)更全面的復(fù)習(xí)一遍，對遺忘的知識點又有了更深一層的認識,經(jīng)過此周的忙碌，本次設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如

79、果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。在這里首先要感謝指導(dǎo)老師xx老師。他平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從設(shè)計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設(shè)計，設(shè)計草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計較為復(fù)雜煩瑣，但是老師仍然細心地糾正設(shè)計中的錯誤。除了敬佩老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴謹和科學(xué)研究的精神也是我永遠學(xué)習(xí)的榜樣，讓我在任何時候都不放棄希望，勇往直前！</p>

80、;<p><b>　　7、參考文獻</b></p><p>　　[1] 李敬梅.電力拖動控制線路與技能訓(xùn)練.北京：中國勞動社會保障出版社，2001.</p><p>　　[2] 王國海,沈蓬.可編程序控制器及其應(yīng)用.北京:中國勞動社會保障出版社,2001.</p><p>　　[3] 《電氣可編程控制器技術(shù)》 史國生主編 化學(xué)工業(yè)

81、出版社</p><p>　　[4] 《可編程控制器應(yīng)用技術(shù)》 王也仿主編 機械工業(yè)出版社 [5] 《工廠電氣控制技術(shù)（第二版）》 方承遠主編 機械工業(yè)出版社 [6] 《可編程控制器教程》 王兆義主編 機械工業(yè)出版社 [5] 《現(xiàn)代電氣及可編程控制技術(shù)》 王永華主編 北京航空航天大學(xué) </p><p><b>

82、　　出版社</b></p><p>　　[7]朱照紅. 維修電工(中級)實訓(xùn)與考級[M]. 北京：電子工業(yè)出版社, 2009.</p><p>　　[8]岳慶來. 變頻器、可編程序控制器及觸摸屏綜合應(yīng)用技術(shù)[M]. 北京：機械工業(yè)出版社, 2009.</p><p>　　[9]肖峰, 賀哲榮. PLC 編程 100 例[M]. 北京：中國電力出版社, 2