【正文】 種。 其工作過程過程如下： (1) 正常車削加工時一般不要求反轉(zhuǎn)，但在加工螺紋時，為保證螺紋的加工質(zhì)量，為避免亂扣，加工完畢后要求反轉(zhuǎn)退刀，且工件旋轉(zhuǎn)速度與刀具的移動速度之間保持嚴(yán)格的比例關(guān)系。因此， C650 臥式車床溜板箱與主軸變速箱之間通過齒輪傳動來連接，由同一臺電動機(jī)拖動。 (2) C650 臥式車床通過主電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)主軸的正、反轉(zhuǎn)，當(dāng)主軸反轉(zhuǎn)時，刀架也跟著后退。 (3) 電流表 A 經(jīng)電流互感器 TA 接在主電動機(jī) M1 的動力回路上，用來監(jiān)測電動機(jī)的負(fù)載情況。 (4) 車削加工近似于恒功率負(fù)載，主電動機(jī) M1 通常選用普通籠型異步電動機(jī)（功率為 30KW），完成主軸運動和刀具進(jìn)給運動的驅(qū)動。 M1 電動機(jī)采用直接啟動的方式，可正反兩個方向旋轉(zhuǎn)，為加工方便，還具有點動功能。由于加工的工件比較大，加工時其轉(zhuǎn)動慣量也比較大，需停車時不易立即停止轉(zhuǎn)動，必須有停車制動動能，C650 車床的正反停車采用速 度繼電器控制電源的反接制動，以提高生產(chǎn)效率。 (5) 車削加工中，為防止刀具和工件的溫度過高，延長刀具使用壽命，提高加工質(zhì)量，車床附有一臺單方向旋轉(zhuǎn)的冷卻泵電動機(jī) M2，功率為 。 (6) C650 臥式車床的床身較長，為了提高生產(chǎn)效率、減輕工人的勞動強(qiáng)度，專門設(shè)置了一臺功率為 的電動機(jī)來拖動溜板箱快速移動。電動機(jī)可根據(jù)使用需要，隨時手動控制起停。 (7) C650 在進(jìn)行車削加工時，因被加工的工件材料、形狀、大小、性質(zhì)及工藝要求不同，且使用的刀具也不同，所以要求切削速度也不同，這就要求主軸有較 大的調(diào)速范圍。車床大多采用機(jī)械方法調(diào)速，變換主軸箱外的手柄位置，可改變主軸的轉(zhuǎn)速。 3 C650 臥式車床改造 要求 （ 1） 原車床的工藝加工方法不變。 （ 2） 不改變原控制系統(tǒng)電氣操作方法和按鈕、手柄等操作元件的功能。 （ 3） 改造原繼電器控制中的硬件接線，改為 PLC 與 觸摸屏 屏 編程實現(xiàn)。 （ 4） 有完善的限位保護(hù)、電機(jī)過流保護(hù)等保護(hù)功能。 （ 5） 原有控制功能不變的情況下，把主軸電機(jī)起動改為 Y/△起動、取消降壓電阻。具體要求如下： ① 主軸具有正、反轉(zhuǎn)起停功能和正轉(zhuǎn)點動功能。 ② 主軸具有點動功能，點動時主軸電 機(jī)為 Y 形 接法。 ③ 主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)起動時采用 Y/△起動。 ④ 主軸制動時采用 Y 接法。 ⑤ 冷卻泵電機(jī)起?？刂乒δ?。 ⑥ 快進(jìn)電機(jī)點動功能，并改用按鈕控制點動。 ⑦ 照明電路改為 PLC 控制，有啟停控制功能 。 4 2 C650 臥式車床控制原理分析 圖 21 C650車床控制原理圖 如圖 21， C650 臥式車床主電路設(shè)有三臺電動機(jī)的驅(qū)動電路。 組合開關(guān) QS 為電 5 源開關(guān)， 將電源引入。 FU1 為主電動機(jī) M1 的短路保護(hù)熔斷器， FR1 為 M1 過載保護(hù)熱繼電器。 R 為限流電阻， 當(dāng) 主軸點動時，限制啟動電流，在停車反轉(zhuǎn)制動時，又起限制過大的反向 制動電流的作用。電流表 A 用來監(jiān)視電動機(jī) M1 的繞組電流，由于主軸電機(jī) M1 的功率很大，故電流表 A 經(jīng) 電流互感器 TA 接在主電動機(jī) M1 的動力回路上 。圖中時間繼電器的常閉開關(guān) KT 作用是短 接 電流表 A，在機(jī)床剛開始啟動時 ， 以讓電流表躲避啟動 尖峰 電流 沖擊 ，待時間繼電器延時一定時間后，常閉 KT 斷開，電流表 A接入電 路 ，開始 監(jiān)測 主軸電動機(jī)繞組電流。 當(dāng)機(jī)床工作時，可調(diào)整切削用量，使電流表 A的電流接近主電動機(jī) M1額定電流的對應(yīng)值（經(jīng) 電流互感器 TA后減小了的電流值），以便提高生產(chǎn)效率和充分利用電動機(jī) M1 的潛力。 KM KM2 為控制主軸電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器， KM3 用于短接電阻 R 的接觸器， 由它們的主觸頭相互組合控制主軸電機(jī) M1。速度繼電器 KS 為控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)制動用。 FU2 為冷卻泵電動機(jī) M2 的短路保護(hù)熔斷器， KM4 為控制 M2 運行的接觸器， FR2為 M2 過載保護(hù)熱繼電器。 FU3 為快速移動電動機(jī) M3 的短路熔斷器， KM5 為控制 M3 運行的接觸器點動時運行，故不設(shè)置熱繼電器保護(hù)。 主電動機(jī)點動控制 分析 如圖 21， SB2 為控制主電動機(jī)的按鈕開關(guān)，當(dāng)按下 SB2 且不松手時，接觸器 KM1線圈 通 電， KM1 主觸點 閉合接通電路，這時接觸器 KM3 線圈沒有接通，電網(wǎng)電壓經(jīng)限流電阻接入主電動機(jī) M1，從而減少了起動電流。由于中間繼電器 KA 未通電， 雖然此時 KM1 的常開觸點（ 1315）已閉合，但并未能自鎖。因此，當(dāng)松開 SB2 后， KM1 線圈隨即斷電，主電動機(jī) M1 停止運行。 主電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制分析 如圖 21， 雖然主電動機(jī) M1 的額定功率為 30KW，但只是在車削時消耗功率 較 大 ，而啟動負(fù)載很小，因而啟動電流并不很大。所以，在非頻 繁點動的一般工作時，仍然采用了全壓直接啟動。 SB3 為正向啟動控制按鈕開關(guān)，當(dāng)按下 SB3 時， SB3（ 7— 15）閉合，交流接觸器 KM3 線圈通電， KM3 主觸點閉合，短接限流電阻 R，另一個常開輔助觸點（ 523） 閉合，中間繼電器 KA 線圈通電，其常開觸點（ 719）閉合，使得 KM3在 SB3 松 開后保持通電，進(jìn)而 KA 也保持通電。同時 KA 的常閉觸點將停車制動的基本電路 切 除。另一方面，當(dāng) SB3 尚未松開時，由于 KA 的另一個常開輔助觸點（ 913） 6 已閉合，因而使得交流接觸器 KM1 線圈通電，其主觸點閉合，主電動機(jī) M1 全壓啟動運行。 與此同時， KM1 的常開輔助觸點（ 1315）閉合，與之前閉合的兩個 KA 常開觸點（ 71 913） 形 成自鎖通路，當(dāng) SB3 松開后，從而 KM1 保持通電。 KT 的常閉觸點在主電路中短接電流表 A，其作用是使電流表避過啟動 尖峰 電流的沖擊。 在 KA 常開觸點（ 719）閉合 KM3 通電的同時，通電延時 時間繼電器 KT 通電，開始延時，時間到后，其主電路的常閉觸點斷開，此時電流表接入電路開始監(jiān)測主電動機(jī) M1 的繞組電流。 如圖所示， SB4（ 13 區(qū)） 為反向啟動按鈕開關(guān)，反向啟動控制過程與正向啟動控制過程類似，在 此 不在分析。 主電動機(jī)反接制動分析 如圖 21， C650 臥式車床采用反接制動方式進(jìn)行停車制動，使用速度繼電器 KS（ 3 區(qū)）進(jìn)行檢測 與 控制。 當(dāng)主電動機(jī)正轉(zhuǎn)啟動時， 主軸電動機(jī)正向旋轉(zhuǎn)達(dá)到 120r/min 時， 速度繼電器 KS的正向常開觸點 KS1（ 1723）閉合，制動電路處于準(zhǔn)備狀態(tài)，當(dāng)按下總停按鈕 SB1（ 35）開關(guān)后，原來通電的 KM KM KA、 KT 就馬上失電，它們的所有觸點均 被 釋放復(fù)位到常態(tài)。而主電動機(jī)因慣性仍然運轉(zhuǎn)，因速度不可能立刻降下來 （ n 100r/min） ，所以速度繼電器 KS1（ 1723）仍閉合，當(dāng) SB1（ 35）復(fù)位時 —— KS1（ 1723）與控制反接制動電路的 KA 常閉輔助觸點（ 717）一起接通接觸器 KM2 的線圈 電路，電流通路是： TC（ 110V）→ FU5 （ 13） → SB1 常閉觸點（ 35）→ FR1（ 57）→ KA 常閉觸點（ 717）→ KS 正向常開觸點 KS1（ 1723）→ KM1 常閉觸點（ 2325）→ KM2 線圈 （ 425）→ FU5（ 24）→ TC 。 這樣，主電動機(jī) M1 主電路即串入限流電阻 R 進(jìn)行反接制動，強(qiáng)迫電動機(jī)迅速停止，正向轉(zhuǎn)速很快就降下來，當(dāng)降到（ n 100r/min） 很低時， 速度繼電器 KS 的正向常開觸點 KS1（ 1723）復(fù)位斷開 ，這樣就切斷了上面的 KM2 線圈通路，其相應(yīng)的主觸點復(fù)位，電動機(jī)斷電，則正向反接制動結(jié)束。 反轉(zhuǎn)時的反接制動過程與正轉(zhuǎn)停車制動時的反接制動過程相似，則不在作詳細(xì)分析。在反接狀態(tài)下，速度繼電器 KS 的反向常開觸點 KS2（ 917）閉合，制動時接通KM1（ 411）的線圈電路，進(jìn)行反接制動。 7 快速電動機(jī)與冷卻泵電動機(jī)控制分析 如圖 21， 若要 使快速電動機(jī)動作 (刀架快速移動 ),則轉(zhuǎn)動刀架手柄 ,使其壓合位置開關(guān) SQ(523),SQ閉合 ,接通 KM5線 圈電路 ,KM5線圈主觸點 (5區(qū) )閉合 ,這樣快速電動機(jī) M3 就開始運轉(zhuǎn) ,經(jīng)傳動系統(tǒng)驅(qū)動溜板箱 ,帶動刀架 快速移動。當(dāng)?shù)都苁直鷱?fù)位時，快速電動機(jī) M3 停止運行。 SB SB6 按鈕開關(guān)分別為冷卻泵電動機(jī) M2 的停止、啟動開關(guān)，控制接觸器 KM4線圈電路的通斷， 達(dá)到控制冷卻泵 M2 的 通斷 運行 。 輔助電路分析 照明電路和控制電源分析 如圖 21， TC 為控制變壓器，二次側(cè)有兩路 ，一路為 110V，為控制電路提供電源；而另一路為 36V（安全電壓），供照明電路照明， SA（ 7 區(qū)）為控制照明電路的開關(guān)，SA 閉合 時照明燈 HL（ 7 區(qū)）點亮，斷開則熄滅。 電流表保護(hù)電路 如圖 21，電流表 A（ 3 區(qū)）經(jīng)電流互感器 TA（ 2 區(qū)）接在主電動機(jī) M1的主電路上，由于在主電動機(jī)在剛啟動時，啟動 尖峰 電流很大，為了讓電流表躲過啟動 尖峰 電流的沖擊，則在線路上設(shè)置了時間繼電器 KT（ 12 區(qū)）的常閉開關(guān) KT（ 3 區(qū)）進(jìn)行保護(hù)。在主電動機(jī)正向或反向啟動后，時間繼電器 KT（ 12 區(qū)）通電，延時開始，延時時間尚未到時，電流表 A（ 3 區(qū)）被時間繼電器 KT（ 12 區(qū)）延時常閉觸點（ 3 區(qū)）短路，延時時間到后，電流表開始指示（監(jiān)測主電動機(jī)繞組電流 ） 。 8 3 PLC與觸摸屏 控制 系統(tǒng)設(shè)計 任何一個 控制 系統(tǒng)的 都是由輸入部分，邏輯部分和輸出部分組成。而本次畢業(yè)設(shè)計要改造的對象 C650 臥式車床的傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng) ，其 輸入 部分由所有行程開關(guān)、方式選擇開關(guān)、控制按鈕等組成。輸出部分為控制各種負(fù)載的 所有 接觸器線圈組成。邏輯部分由各種繼電器及其觸點 組成實現(xiàn) 邏輯控制。我們 本次畢業(yè)設(shè)計控制系統(tǒng) 以PLC 與 觸摸屏 屏 控制系統(tǒng) 取代 傳統(tǒng) 繼電器控制系統(tǒng)的邏輯控制線路部分， 輸入部分為車床控制控制系統(tǒng)的控制按鈕（ SB1SB9） ,速度繼電器監(jiān)測主軸電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的正反向常開觸點（ KS KS2） ,及熱繼電器常閉觸點（ FR FR2） ,輸出部分為機(jī)床控制系統(tǒng)的接觸器線圈（ KM1KM6） ,中間繼電器線圈（ KA），照明燈（ HL） ,其余情況 如下： (1)原車床的工藝加工方法不變 。 (2)不改變原控制系統(tǒng)電氣操作方法和按鈕、手柄等操作元件的功能 。 (3)改造原繼電器控制中的硬件接線，改為 PLC 與 觸摸屏 屏 編程實現(xiàn) 。 (4)有完善的限位保護(hù)、電機(jī)過流保護(hù)等保護(hù)功能 。 (5)原有控制功能不變的情況下，把主軸電機(jī)起動改為 Y/△起動、取消降壓電阻。具體要求如下： ① 主軸具有正、反轉(zhuǎn)起停功能和正轉(zhuǎn)點 動功能 。 ② 主軸具有點動功能，點動時主軸電機(jī)為 Y 形 接法 。 ③ 主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)起動時采用 Y/△起動 。 ④ 主軸制動時采用 Y 接法 。 ⑤ 冷卻泵電機(jī)起?？刂乒δ?。 ⑥ 快進(jìn)電機(jī)點動功能 并采用 按鈕控制 快進(jìn)電機(jī)點動 。 ⑦照明電路改為 PLC 控制，有啟?？刂乒δ?。 因此，可得改造后的 系統(tǒng) 主電路圖，見圖 31。 9 圖 31 系統(tǒng)主電路圖 10 電動機(jī) 選擇 本次畢業(yè)設(shè)計 使用 PLC 與 觸摸屏 屏控制系 統(tǒng)取代 傳統(tǒng) 繼電器控制系統(tǒng)的邏輯控制線路部分 ，其余基本無變化。 電動機(jī)亦 保留原有主軸電機(jī)、冷卻泵電機(jī)、快進(jìn)電機(jī)，并 將主軸電機(jī)改為 Y/△連接 （ 即在剛啟動 或點動及制動時 為 Y 形連接， 在啟動時， 啟動完成后即改為△形連接運行 ） ， 詳 見 表 31。 表 31 主軸電機(jī)、快進(jìn)電機(jī)、冷卻泵電機(jī)參數(shù)表 參數(shù) 主軸電機(jī) 快進(jìn)電機(jī) 冷卻泵電機(jī) 型 號 Y255M6 Y90L2 Y26312 額定電壓 AC 380V 50Hz AC 380V 50Hz AC 380V 50Hz 額定電流 額定 功率 30KW 額定轉(zhuǎn)速 980 2840 2730 功率因數(shù) 連接方式 Y/△ Y Y 絕緣等級 B E E 系統(tǒng) 元器件的選擇 交流接觸器 的選擇 交流 接觸器是 一種頻繁應(yīng)用于 工業(yè)電氣 控制，并 用按鈕或其他方式來控制其通斷的自動 切換電器 。 在功能上除了能自動切換外，還具有刀開關(guān)類手動開關(guān)所不能實現(xiàn)的遠(yuǎn)距離操作功能和失壓（或欠壓）保護(hù)功能。其生產(chǎn)方便，價格低廉，應(yīng)用十分廣泛。 交流接觸器由電磁 機(jī)構(gòu) ， 觸點系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng) 、釋放彈簧機(jī)構(gòu)、輔助觸點及基座