【正文】 運動稱為輔助運動)。主運動和進給運動是形成被加工表面形狀所必需的運動，稱為機床的表面成形運動。(2)車床必須具備下列運動。尾架：裝夾錐柄工具加工、輔助加工工件的裝置。絲杠是專門用來車削各種螺紋而設置的，在進行工件的其他表面車削時，只用光杠，不用絲杠。主軸箱中等主軸是車床的關(guān)鍵零件。 因此，我選擇對經(jīng)典的C650臥式車床電氣控制系統(tǒng)進行關(guān)于PLC的改造，由于我們的水平有限，時間倉促，設計中難免有錯誤和不足之處，懇請老師批評指正。對于一個企業(yè)要想在競爭激烈的市場中贏得生存，適應當前產(chǎn)品更新日新月異的發(fā)展，要求在最短時間生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低價的新產(chǎn)品。國外舊機床改造費用大約為同類型新機床價格的60倍，盡管費用較高，但由于機床改造后使用效果好，所以仍然受到機床用戶的歡迎。此次設計從被控隊象的I/O點數(shù)和性價比高、綜合成本低這幾個主要原則出發(fā)，主要進行了控制裝置選型，PLC的地址分配和用梯形圖編輯的PLC控制程序設計。為滿足加工的需要，主軸的旋轉(zhuǎn)運動有時需要正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，這個要求一般是通過改變主軸電動機的轉(zhuǎn)向或采用離合器來實現(xiàn)的。西南科技大學畢業(yè)設計題目：C650臥式車床電氣控制系統(tǒng)的PLC改造摘 要 車床是機床中應用最廣泛的一種，它可以用于切削各種工件的外圓、內(nèi)孔、端面及螺紋。有的為了提高效率，刀架的快速運動由一臺進給電動機單獨拖動。改造后的機床在實現(xiàn)機床原有功能的基礎上還增加了自動加工、自動換刀等多種功能。隨著科學生產(chǎn)力的發(fā)展，機床設備數(shù)控化率的提高已是衡量一個國家機械制造業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標志。采用先進的工藝設備，包括采用數(shù)控機床，已顯得越來越重要。 作者：張原雪 2012年8月9日一、 項目介紹 概述C650車床用的是通過電器設備控制液壓系統(tǒng)，再有液壓系統(tǒng)操縱離合器、剎車器，以控制主軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止運動。主軸在軸承上運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性直接影響工件的加工質(zhì)量，一旦主軸的旋轉(zhuǎn)精度降低，則機床的使用價值就會降低。同學們要結(jié)合溜板箱的內(nèi)容區(qū)分光杠與絲杠的區(qū)別。如：鉆頭、頂尖等床身：車床的主要部分。(1)刀具的移動。 這是車床的進給運動，常用貝mm／r)表示。此外，機床上還有一些其他運動，如切入運動和分度運動。 PLC 簡介 PLC Programmable Logic Controller（可編程控制器），是在繼電器控制和計算機控制基礎上開發(fā)的工業(yè)自動化控制裝置，是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的，它具有可靠性高、設計施工周期短、維修方便、價格便宜等特點，其種類繁多，不同廠家的產(chǎn)品各有特點，且有一定的區(qū)別。 但可編程序控制器（PLC）以其完善的功能，很強的通用性，體積少及高可靠性等特點在各工礦企業(yè)得到廣泛的應用。在生產(chǎn)工藝控制、過程控制、機床控制、組合機床自動控制等場合，占有舉足輕重的地位?？焖僖苿与妱訖C M3：單向點動、短時工作方式。主軸能正反兩個方向旋轉(zhuǎn) 車削加工一般只需要單向旋轉(zhuǎn)，但在車削螺紋時為避免亂扣，要求主軸反轉(zhuǎn) 來退刀，因此要求主軸能正反旋轉(zhuǎn)。車床主軸電動機的制動方式有兩種，一種是機械制動（例如機械摩擦的 離合器制動），另一種是電氣制動（例如能耗制動和反接制動），C650 臥式車床 主軸電動機的制動方式用反接制動。C650車床主電路控制系統(tǒng)原理圖如圖12所示。根據(jù)控制要求確定系統(tǒng)控制方案，進行系統(tǒng)的總體設計。 根據(jù)控制要求基本確定 I/O 點數(shù)和模擬量通道數(shù)，進行 I/O 初步分配，繪制I/O 接線圖 程序設計主要包括繪制控制系統(tǒng)流程圖、設計梯形圖、語句表程序，控制程序是控制整個系統(tǒng)工作的核心條件，是保證系統(tǒng)工作正常，安全、可靠的關(guān)鍵。但這種控制方式存在著設備體積大、動作速度慢、功能少而固定、可靠性差、難于實現(xiàn)較復雜的控制的缺點，特別是由于它是靠硬連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)，接線復雜，當生產(chǎn)工藝改變時，原有的接線和控制盤就要更換，缺乏通用性和靈活性。 另外，繼電器的觸點數(shù)量有限，所以電氣控制系統(tǒng)的靈活性和可擴展性受到很大限制。而 PLC 的用戶程序按一定順序循環(huán)執(zhí)行，所以各繼電器都處于周期性循 環(huán)掃描接通中，受同一條件制約的各個繼電器的動作次序決定于程序掃描順序，這種工作 方式稱為串行工作方式。而 PLC 采用半導體集成電路做定時器，時鐘 脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，定時范圍寬，用戶可根據(jù)需要在程序中設定時值，修改 方便，不受環(huán)境的影響，且 PLC 具有計數(shù)功能，而電氣控制系統(tǒng)一般不具備計數(shù)功能。 方案的選擇與論證電氣系統(tǒng)改造為 PLC 控制的意義 傳統(tǒng)的繼電器—接觸器控制系統(tǒng)由于其結(jié)構(gòu)簡單、容易掌握、價格便宜，在一定的范 圍內(nèi)能滿足控制要求，因而使用面甚廣，在工業(yè)控制領(lǐng)域中曾占主導地位，但是繼電器—接觸器控制有著明顯的缺點：設備體積大、壽命短、可靠性差、動作速度慢、功能少、程序不可變；因此對于程序固定，控制過程不太復雜的系統(tǒng)還是適合的。 它既可組成功能齊全的自控系統(tǒng)控制整個工廠的運行，亦可單獨使用作單機自動控制。方案的選擇C650普通車床屬于中型車床，用于切削工件外圓、內(nèi)孔和端面等。它的連線打打減少。斷電保護，故障診斷和信息保護及恢復。采用了精簡化的編程語言。 Plc 有多種程序設計語言可供使用。當系統(tǒng)發(fā)生故障時， 通過硬件和軟件的自診斷，維修人員可以很快找到故障的部位。 以上特點使用 plc 控制系統(tǒng)具有可靠性高， 程序設計方便靈活， 抗干擾能力強， 運行穩(wěn)定等諸多優(yōu)點今后 plc 控制系統(tǒng)還會得到更廣泛的使用。圖31 C650臥式車床工作流程示意圖 I/O信號分析根據(jù)前面的介紹可分析I/O信號。圖32 PLC輸入輸出線路設計簡圖四、控制系統(tǒng)的軟件設計 系統(tǒng)程序流程分析電動機M1由接觸器KM1～KM3控制，PLC中控制KM1～KM3的輸出繼電器分別為Y0～Y2。在第第7梯級分別設計輔助繼電器M10M102線圈電路，除用動斷觸點◎M10◎M102進行互鎖外，還分別受輸入繼電器XX3的動合觸點、動斷觸點控制。這樣得到電動機正、反轉(zhuǎn)控制梯形圖如圖41所示。在繼電器接觸器控制中，通常采用KM1和KM2互鎖的方法來避免電源的短路。 圖41電動機的正反轉(zhuǎn)控制梯形假定M1在正轉(zhuǎn)，即Y0為接通，現(xiàn)在要反轉(zhuǎn)，按反轉(zhuǎn)按鈕SB3，輸入繼電器X3得電，X3的動合觸點閉合，使反向輔助繼電器M102得電并自鎖。這樣，再接通Y1線圈，這樣就防止了電源短路。點動控制是在接觸器KM2和KM3不動作（即輸出繼電器Y1和Y2的動斷觸點◎Y1［3］、◎Y2［3］閉合）的情況下，按點動按鈕SB1，輸入繼電器X1得電，其動合觸點X1［1］、X1［3］閉合，使輔助繼電器M103［1］和M100［3］得電，而且M103自鎖。由于電動機的慣性作用，速度繼電器正轉(zhuǎn)動合觸點KS1仍閉合，X11仍得電，X11［13］仍閉合，另外由于Y0［6］失電，其動斷觸點◎Y0［9］◎Y0［13］復位閉合。假設停車之前電動機M1為正轉(zhuǎn)，速度繼電器正轉(zhuǎn)動合觸點KS1仍閉合，X11仍得電，X0［1］仍閉合。為防止這種事故，引入通用輔助繼電器M103。其生產(chǎn)方便，價格低廉，應用十分廣泛。 在工業(yè)電氣中，常用交流接觸器的型號有CJX8(B系列)CJ1CJCJT1(CJ10)、CJX1(3TB、3TF系列)、CJSMC等系列產(chǎn)品。中間繼電器的結(jié)構(gòu)和原理與交流接觸器基本相同，與接觸器的主要區(qū)別在于：接觸器的主觸頭可以通過大電流，而中間繼電器的觸頭只能通過小電流。新國標對中間繼電器的定義是K，老國標是KA。熔斷器的熔體串接于被保護的電路中，當通過它的電流小于規(guī)定值時，其熔體相當于一根導線，起電氣連接作用；當通過它的電流超過規(guī)定值（電路發(fā)生嚴重過載或短路時）一定時間后，其熔體自動熔斷并切斷電路，從而起到保護作用。主要用于電動機的過載保護、斷相及電流不平衡運行保護。一般原則是使熱繼電器的安秒特性位于電動機的過載特性之下，并盡可能地接近，以充分發(fā)揮電動機的過載能力，同時使電動機在短時過載和啟動瞬間[(5～6)Ie]不受影響。（1）轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)又稱組合開關(guān)，一般用于電氣設備中非頻繁的通斷電路、換接電源和負載、測量三相電壓以及直接控制小容量感應電動機的運行狀態(tài)。常用的產(chǎn)品有：HZHZ10和HZ15等系列。速度繼電器是當轉(zhuǎn)速達到規(guī)定值時觸頭動作的繼電器。浮動的定子與轉(zhuǎn)子同心，而且能獨自偏擺，定子由硅鋼片疊成，并裝有籠型繞組。當轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速下降到一定數(shù)值時，電磁轉(zhuǎn)矩小于反力彈簧的反作用力矩，定子返回原來位置，對應的觸頭恢復原始狀態(tài)。本次設計選擇的速度繼電器型號為JY1型速度繼電器500V、2A。其結(jié)構(gòu)如下圖:由圖可見， PLC的硬件是由主機（基本單元）、I/O擴展模塊以及各種外部設備組成，通過各自的端口聯(lián)成一個整體。用戶存儲器內(nèi)容由用戶根據(jù)控制需要可讀可寫，可任意修改、刪除。而程序執(zhí)行結(jié)果又是通過輸出電路送到控制現(xiàn)場實現(xiàn)外部控制功能。通用計算機則要求擁護根據(jù)使用條件自行開發(fā)，其可靠性、抗干擾能力往往達不到系統(tǒng)要求。當輸入信號為模擬量時，信號必須經(jīng)過專用的模擬量輸入模塊進行A/D轉(zhuǎn)換，然后通過輸入電路進行PLC。繼電器輸出最常用，適用交直流負載，其特點是帶負載能力強，但動作頻率和響應速度慢。輸出電路僅是提供輸出通道。4. 電源單元