平面磨床m7130的plc控制畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　第1章 緒 論1</p><p>　　1.1 本課題的研究意義及必要性1</p><p>　　1.2 相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外應(yīng)用的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢2</p><p>　　第2章 M7130平面磨床的原理結(jié)構(gòu)3</p><p>　　2.

2、1 M7130平面磨床的主要結(jié)構(gòu)3</p><p>　　2.2 M7130平面磨床的原理4</p><p>　　第3章 平面磨床的主要運動形式與控制要求6</p><p><b>　　3.1主運動6</b></p><p>　　3.2 進(jìn)給運動6</p><p>　　3.3 輔助運動7

3、</p><p>　　第4章 M7130平面磨床電氣分析8</p><p>　　4.1電氣控制設(shè)計8</p><p>　　4.2 主電路分析8</p><p>　　4.3控制電路分析8</p><p>　　4.3.1電動機的控制9</p><p>　　4.3.2電磁吸盤的控制9<

4、;/p><p>　　4.3.3照明及指示燈的控制10</p><p>　　第5章 PLC介紹11</p><p>　　5.1 PLC簡介11</p><p>　　5.2 PLC基本結(jié)構(gòu)11</p><p>　　第6章 M7130平面磨床電氣控制線路的PLC改造12</p><p>　　6.

5、1 輸入輸出的設(shè)計12</p><p>　　6.2 PLC的外部接線12</p><p>　　6.3 PLC改造M7130平面磨床軟件設(shè)計13</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)14</b></p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p>　　

6、1.1 本課題的研究意義及必要性</p><p>　　磨床是用砂輪周邊或端面進(jìn)行機械加工的精密機床。它不但能加工一般金屬材料，而且能加工一般金屬刀具難以加工的硬材（如淬火鋼，硬質(zhì)合金等）。利用磨削可獲得較高加工精度和光潔度，而且加工余量較其他加工方法小的多。所以磨床廣泛用于零件加工。由于精密鑄造和精密鍛造工藝的進(jìn)步，使得零件不經(jīng)其他切削加工而直接磨削成成品。隨著高速磨削和強力磨削工藝的發(fā)展，進(jìn)一步提高了磨削的效率

7、。因此磨床的使用范圍日益擴大，在金屬切削機床中所占比重不斷上升，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家占金屬切削機床的13%-27%。磨床種類很多，按其工藝分為外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、工具磨床以及一些專用磨床，如螺紋磨床、齒輪磨床、球面磨床、花鍵磨床、導(dǎo)軌磨床與無心磨床等。其中以平面磨床最為普通。</p><p>　　圖1.1 M7130磨床</p><p>　　1.2 相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外應(yīng)用的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

8、</p><p>　　磨床是金屬切削機床中的一個大類，以精度高、品種多著稱，是能源、交通、冶金、航天、軍工等行業(yè)精密加工必備的設(shè)備之一。隨市場經(jīng)濟體制的建立和不斷完善，以及企業(yè)制度改革的深化，磨床制造企業(yè)和其它企業(yè)一樣，不斷加強適應(yīng)市場的能力。在“以中國的裝備裝備中國”政策的激勵下，磨床生產(chǎn)與市場的需求情況發(fā)生很大的變化。近幾年來，市場對磨床的需求量不斷增長，磨床的產(chǎn)量與銷售量也在逐年增長。</p>

9、<p>　　中國加入WTO后，中國磨床市場將進(jìn)一步對國外開放，國外產(chǎn)品進(jìn)入中國市場的步伐在加快，國外企業(yè)家會紛紛來中國投資、辦企業(yè)，在中國生產(chǎn)磨床以降低成本，國內(nèi)磨床市場的競爭將會更激烈。機遇與挑戰(zhàn)是并存的，由於中國進(jìn)入WTO，國外磨床市場也對中國開放，中國磨床也有出口競爭的機遇</p><p>　　中國產(chǎn)品有更多機會進(jìn)入國際市場，國外產(chǎn)品也會以更大的增長幅度進(jìn)入中國磨床市場，中國磨床的高新技術(shù)含量和

10、數(shù)控化率會在市場競爭得到提高和發(fā)展。相信中國磨床市場的發(fā)展空間會更大，磨床市場的競爭也會更激烈。</p><p>　　磨削技術(shù)經(jīng)過近幾年的快速發(fā)展，已進(jìn)入了一個成熟化、精細(xì)化、實用化的平穩(wěn)發(fā)展階段。在展會上，雖未發(fā)現(xiàn)全新的概念性的機型，但幾年前一些國際頂級磨床制造商引領(lǐng)的磨削新理念已得到了世界磨床制造領(lǐng)域的廣泛認(rèn)同。</p><p>　　首先能夠?qū)崿F(xiàn)多種磨削工藝的數(shù)控復(fù)合磨床（包括臥式和立

11、式）受到了大多數(shù)國際知名磨床制造商的認(rèn)同和追捧。例如：STUDER 公司的 S31、S33、S120,勇克（JUNKER）公司的 QUICKPOINT 3000，達(dá)諾巴特（DANOBAT）公司的 HG-71和克林貝格（ KELLENBERGER ）公司的RS125/430。此類機床普遍采用數(shù)控轉(zhuǎn)塔式砂輪架。</p><p>　　我國在磨床技術(shù)水平與世界前沿水平還存在很大差距，總之，許多在幾年前的前沿性的、概念性的

12、磨削技術(shù)當(dāng)今已得到了廣泛的應(yīng)用。我國的磨床企業(yè)既不能不加選擇的盲目照搬和跟隨，也決的觀望和抵觸。只有立足于充分的市場調(diào)研和認(rèn)真分析用戶零件工藝的基礎(chǔ)上，虛心學(xué)習(xí)并吸收先進(jìn)的技術(shù)，扎扎實實的發(fā)展自己的產(chǎn)品，才能跟上世界機床技術(shù)的發(fā)展潮流。同時，應(yīng)大力鼓勵前沿性、原創(chuàng)性的研究。</p><p>　　第2章 M7130平面磨床的原理結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.1 M7130平面磨床的主要結(jié)構(gòu)&

13、lt;/p><p>　　M7230 是臥軸圓臺平面磨床:適用于磨削圓形薄片工件,并可利用工作臺傾斜磨出厚薄不等的環(huán)形工件。臥軸矩臺平面磨床，國家標(biāo)為M71系列平面磨床，即帶有臥式磨頭主軸，矩形工作臺的平面磨床。主要功能是用砂輪的周邊磨削工件的平面，也可以用砂輪的端面磨削工件的槽和凸緣的側(cè)面，磨削精度和光潔度都較高。適宜于磨削各種精密零件和工模具，可供機械加工車間、機修車間和工具車間作精密加工使用。中國傳統(tǒng)的臥軸矩臺平

14、面磨床是從原蘇聯(lián)引進(jìn)并消化改進(jìn)的M71系列，特點是磨床主軸側(cè)掛，主軸采用軸瓦支承，適合粗加工重切削。近年來歐美國家更流行是十字鞍座結(jié)構(gòu)的臥軸矩臺平面磨床，主軸采用精密精珠軸承支承，更適合于精密磨削。</p><p>　　M7130具有以下特點：</p><p>　?。?）機床布局采用立柱右置，磨頭、拖板與立柱的結(jié)構(gòu)有新的突破，整機剛性更好。 </p><p>　?。?/p>

15、2）磨頭采用國際通行的滾動軸承結(jié)構(gòu)形式。 </p><p>　?。?）機床的垂直、橫向進(jìn)給運動采用滾珠絲杠副，進(jìn)給靈敏度高。 </p><p>　?。?）工作臺縱向運動由葉片泵驅(qū)動，運動平穩(wěn)，噪聲小。油池配有冷卻裝置，溫升低，熱變形小。 </p><p>　?。?）磨頭垂直運動有快速升降裝置，操作方便，橫向運動由變頻電機驅(qū)動，可無級調(diào)速。 </p>&

16、lt;p>　?。?）機床的垂直、橫向進(jìn)給部分留有伺服電機安裝位置，根據(jù)需要可配置數(shù)控系統(tǒng)成為數(shù)控機床。</p><p>　　圖2.1 臥軸平面磨床外形結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　1—立柱；2—滑座；3—砂輪箱；4—電磁吸盤；5—工作臺；6—床身</p><p>　　2.2 M7130平面磨床的原理</p><p>　　工作臺上裝有電磁

17、吸盤，用以吸持工件。工作臺在床身導(dǎo)軌上作往復(fù)運動（縱向運動）。固定在床身上的立柱上帶有導(dǎo)軌，滑座在立柱導(dǎo)軌上作垂直運動；而砂輪箱在滑座的導(dǎo)軌上作水平運動（橫向運動），砂輪箱內(nèi)裝有電動機，電動機帶動砂輪作旋轉(zhuǎn)運動。</p><p>　　平面磨床在加工工件過程中，砂輪的旋轉(zhuǎn)運動是主運動，工作臺往復(fù)運動為縱向進(jìn)給運動，滑座帶動砂輪箱沿立柱導(dǎo)軌的運動為垂直進(jìn)給運動，砂輪箱沿滑座導(dǎo)軌的運動為橫向進(jìn)給運動。</p>

18、;<p>　　工作時，砂輪旋轉(zhuǎn)，同時工作臺帶動工件右移（如圖2.2所示），工件被磨削。然后工作臺帶動工件快速左移，砂輪向前作進(jìn)給運動，工作臺再次右移，工件上新的部位被磨削。這樣不斷重復(fù)，直至整個待加工平面都被磨削。</p><p>　　圖2.2 矩形工作臺平面磨床工作圖</p><p>　　1—砂輪；2—主運動；3—縱向進(jìn)給運動；4—工作臺；5—橫向進(jìn)給運動；</p&g

19、t;<p><b>　　6—垂直進(jìn)給運動</b></p><p>　　第3章 平面磨床的主要運動形式與控制要求</p><p><b>　　3.1主運動</b></p><p>　　主運動指的是砂輪的高速旋轉(zhuǎn)，其控制的要求有三點：</p><p>　　為保證磨削加工質(zhì)量，要求砂輪有較高

20、的轉(zhuǎn)速，通常采用兩級籠型異步電動機。</p><p>　　為提高主軸的剛度，簡化機械結(jié)構(gòu)，采用裝入式電動機，將砂輪直接裝到電動機軸上。</p><p>　　砂輪電動機只要求單向旋轉(zhuǎn)，可直接啟動，無調(diào)速和制動要求。</p><p><b>　　3.2 進(jìn)給運動</b></p><p>　　進(jìn)給運動有三種形式：工作臺的往復(fù)運

21、動（縱向進(jìn)給）、砂輪架的橫向（前后）進(jìn)給、砂輪架的升降運動（垂直進(jìn)給）。</p><p>　　工作臺的往復(fù)運動（縱向進(jìn)給）：</p><p>　　液壓傳動，因液壓傳動換向平穩(wěn)，易于實現(xiàn)無極調(diào)速。液壓泵電動機M3拖動液壓泵，工作臺在液壓作用下縱向運動。</p><p>　　由裝在工作臺前側(cè)的換相當(dāng)鐵碰撞床身上的液壓換向開關(guān)控制工作臺進(jìn)給方向。</p>&

22、lt;p>　　砂輪架的橫向（前后）進(jìn)給：</p><p>　　在磨削的過程中，工作臺換向時，砂輪架就橫向進(jìn)給一次。</p><p>　　在修正砂輪或調(diào)整砂輪的前后位置時，可連續(xù)橫向移動。</p><p>　　砂輪架的橫向進(jìn)給運動可由液壓傳動，也可用手輪來操作。</p><p>　　砂輪架的升降運動（垂直進(jìn)給）：</p>&

23、lt;p>　　滑座沿立柱的導(dǎo)軌垂直上下移動，以調(diào)整砂輪架的上下位置，或使砂輪磨入工件，以控制磨削平面時工件的尺寸。</p><p>　　垂直進(jìn)給運動是通過操作手輪由機械傳動裝置實現(xiàn)的。</p><p><b>　　3.3 輔助運動</b></p><p>　　輔助運動主要有工件的夾緊、工件的冷卻。</p><p>

24、<b>　　各自的控制與要求：</b></p><p><b>　　工件的夾緊：</b></p><p>　　工件可以用螺釘和壓板直接固定在工作臺上。</p><p>　　在工作臺上也可以安裝電磁吸盤，將工件吸附在電磁吸盤上。因此，要有充磁和退磁控制環(huán)節(jié)。為保證安全，電磁吸盤與三臺電動機M1、M2、M3之間有電氣聯(lián)鎖裝置，

25、即電磁吸盤吸合后，電動機才能啟動。電磁吸盤不工作或發(fā)生故障時，三臺電動機均不能啟動。</p><p><b>　　工件的冷卻： </b></p><p>　　冷卻泵電動機M2拖動冷卻泵旋轉(zhuǎn)供給冷卻液。</p><p>　　要求砂輪電動機M1和冷卻泵電動機要實現(xiàn)順序控制。</p><p>　　第4章 M7130平面磨床電

26、氣分析</p><p><b>　　4.1電氣控制設(shè)計</b></p><p>　　M7130型平面磨床電氣控制線路圖</p><p>　　圖4.1 M7130型平面磨床電氣控制電路圖</p><p><b>　　4.2 主電路分析</b></p><p>　　主電路有三臺電

27、動機，M1為砂輪電動機，M2為冷卻泵電動機，M3為液壓泵電動機。M1由接觸器KM1控制。插上插銷X1后，M2將與M1同時啟動和停止；不用冷卻液時，可將插銷X1拔掉。M3由接觸器KM2控制。</p><p>　　三臺電動機共用熔斷器FU1作短路保護，M1和M2用熱繼電器FR1作長期過載保護，M3用熱繼電器FR2作長期過載保護。</p><p><b>　　4.3控制電路分析<

28、/b></p><p>　　控制電路可分為電動機控制電路和電磁吸盤控制電路以及照明和指示燈控制。</p><p>　　4.3.1電動機的控制</p><p>　　由控制按鈕SB1、SB2與接觸器KM1構(gòu)成砂輪電動機M1的單向旋轉(zhuǎn)直接啟動控制電路；由控制按鈕SB3、SB4與KM2構(gòu)成液壓泵電動機單向旋轉(zhuǎn)直接啟動控制電路。</p><p>

29、　　這兩臺電動機的啟動和停止都可獨立進(jìn)行。但想要啟動電動機，只要在轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2的觸點SA2閉合，或欠電流繼電器KA的常閉觸點KA閉合的條件下方可實現(xiàn)。</p><p>　　4.3.2電磁吸盤的控制</p><p>　　電磁吸盤控制電路可分為整流裝置、控制裝置和保護裝置三部分。 </p><p>　　電磁吸盤整流裝置由整流變壓器T1與橋式全波整流器VC組成，輸出11

30、0V直流電壓對電磁吸盤供電。</p><p>　　電磁吸盤由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1控制。SA1有三個位置：充磁、斷電和去磁。當(dāng)SA1置于“充磁”位置時，觸點SA1（301—303）與觸點SA1（302—304）接通，整流器的輸出經(jīng)302—304—KA—306—YH—303—301使電磁吸盤YH通電。當(dāng)SA1置于“去磁”位置時，觸點SA1（301—305）、SA1（303—302）及SA1（8—6）接通，此時整流器輸出經(jīng)3

31、02—303—YH—306—KA—304—R2—305—301使電磁吸盤通電。在“充磁”狀態(tài)時，電磁吸盤獲得整流器輸出的110V直流電壓，極性為上負(fù)下正，并串入了欠電流繼電器KA。電流足夠大時，KA的常開觸點閉合，為電動機控制電路的操作做好準(zhǔn)備。在加工過程中，若吸盤電流大大降低或消失，KA的常開觸點斷開使電動機控制線路斷電，電動機停轉(zhuǎn)，以避免磨削時因吸力不足而使工件飛出。但是，在要單獨對砂輪或工作臺進(jìn)行調(diào)整時，不需要電磁吸盤工作。這時，

32、為使電動機控制電路也能操作，將SA1的一對觸點SA1（8—6）與KA（8—6）并聯(lián)。這樣，在需要單獨調(diào)整砂輪或工作臺時，可將SA1扳在“去磁”位置，SA1（8—6）便閉合，使得電動機控制電路被接</p><p>　　工件對去磁要求嚴(yán)格，在取下工件后，還需要用交流去磁器進(jìn)行處理。圖中的插座X2就是為插接去磁器而預(yù)備的。</p><p>　　電磁吸盤線圈是一個大電感，當(dāng)線圈斷電時，兩端會產(chǎn)生很

33、高的自感電壓，會把線圈絕緣損壞，以及在開關(guān)SA1上產(chǎn)生很大的火花，導(dǎo)致開關(guān)觸點的損壞。為此，電路中接了電阻R3作為其放電回路，以釋放線圈中儲存的磁場能量。</p><p>　　另外，圖中的R、C是用于吸收交、直側(cè)通斷時產(chǎn)生的浪涌電壓，作為整流裝置的過電壓保護。</p><p>　　4.3.3照明及指示燈的控制</p><p>　　照明、信號電路分析控制變壓器TC的二

34、次側(cè)輸出24V電壓，作為車床低壓照燈和信號燈的電源。EL1為車床的低壓照明燈由開關(guān)SA2控制，HL為電源信號燈。</p><p>　　EL2為電動機M1和M2的啟動指示燈，EL3為電動機M3的運行指示燈。分別用交流接觸器KM1和KM2的常開開關(guān)控制。</p><p><b>　　第5章 PLC介紹</b></p><p><b>　　

35、5.1 PLC簡介</b></p><p>　　早期的可編程控制器稱作可編程控制器（Programmable Logic Controller，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，這種采用微型計算機技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能已經(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 Computer）的簡稱混淆，所以將可

36、編程控制器簡稱PLC。PLC自1966年美國數(shù)據(jù)設(shè)備公司研制出現(xiàn)，現(xiàn)行美國，日本，德國的可編程序控制器質(zhì)量優(yōu)良，功能強大。</p><p>　　5.2 PLC基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同，基本構(gòu)成為：</p><p><b>　　電源</b></p><

37、;p>　　中央處理器（CPU）</p><p><b>　　存儲器</b></p><p><b>　　輸入輸出接口電路</b></p><p><b>　　功能模塊</b></p><p><b>　　通信模塊</b></p><

38、;p>　　5.3 三菱PLC的主要特點</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)靈活</b></p><p>　　傳輸質(zhì)量高、速度快、帶寬穩(wěn)定</p><p><b>　　范圍廣</b></p><p><b>　　低成本</b></p><p><

39、b>　　適用面廣</b></p><p>　　第6章 M7130平面磨床電氣控制線路的PLC改造</p><p>　　6.1 輸入輸出的設(shè)計</p><p>　　根據(jù)其控制要求我們將PLC進(jìn)行輸入輸出做出如下的分配：</p><p>　　三菱PLC（FX2N48MR）I/O分配表</p><p>　　

40、6.2 PLC的外部接線</p><p>　　根據(jù)輸入輸出分配表，我們可將PLC的外部接線圖畫出（如下圖）：</p><p><b>　　PLC外部接線圖</b></p><p>　　6.3 PLC改造M7130平面磨床軟件設(shè)計</p><p>　　PLC改造M7130平面磨床電氣控制線路梯形圖：</p>

41、<p>　　從梯形圖中我們可以看出：</p><p>　　在總開關(guān)閉合的情況下（KA得電常開閉合）</p><p>　　按下SB7（X007）時，Y003得電自鎖并充磁。</p><p>　　M0得電，電磁吸盤充磁且工件吸牢，M0常開閉合。</p><p>　　此時按下SB1（X001）砂輪啟動或SB3（X003）液壓啟動按鈕繼電器

42、Y000、Y001得電開始工作。</p><p>　　按下SB2(X002)砂輪停止按鈕或SB4（X004）液壓停止按鈕繼電器Y000、Y001失電停止工作。</p><p>　　SB5(X005)、SB6（X006）分別為冷去泵電動機的啟?？刂瓢粹o。</p><p>　　SB8（X010）為電磁吸盤退磁按鈕。</p><p>　　SA（X0

43、11）為照明燈控制開關(guān)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】 謝祥強，梁京章基于PLC的M7130平面磨床電氣控制系統(tǒng)的改造 2009</p><p>　　【2】 陳鼎寧 機械設(shè)備控制技術(shù) 1999</p><p>　　【3】 廖常初 FX系統(tǒng)PLC編程及應(yīng)用 2005</p&