【正文】 工作時(shí)間，刀架由一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)單獨(dú)拖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)刀 架的快速移動(dòng)，另外用一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)冷卻泵，用以實(shí)現(xiàn)切削時(shí)刀具的冷卻，其具 體的改造方案為： 原車床的工藝加工方法不變； 在保留主電路的原有元件的基礎(chǔ)上 ,不改變?cè)刂葡到y(tǒng)電氣操作方法； 電氣控制系統(tǒng)控制元件包括 ( 按鈕 . 行程開關(guān) . 熱繼電器 . 接觸器 )，作用與原電 氣線路相同； 主軸和進(jìn)給起動(dòng) . 制動(dòng) . 低速 . 高速和變速?zèng)_動(dòng)的操作方法不變； 改造原繼電器控制中的硬件接線，改為 PLC 編程實(shí)現(xiàn)。在生產(chǎn)工藝控制、過(guò)程控制、機(jī)床控制、組合機(jī)床自動(dòng)控制等場(chǎng)合， PLC 占有舉足輕重的地位。但可編程序控制器（ PLC）以其完善的功能，很強(qiáng)的通用性，體積少及高可靠性等特點(diǎn) 在各工礦企業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。而 PLC 大量的開關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電 路來(lái)完成，壽命長(zhǎng)、可靠性高。而 PLC 時(shí)通過(guò) 程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的，速度快，程序指令執(zhí)行時(shí)間 在微秒級(jí)，且不會(huì)出現(xiàn)觸點(diǎn)抖動(dòng)問(wèn)題。系統(tǒng)連線少、體積小、功耗小，而且 PLC 所謂的“軟繼電器”實(shí)質(zhì)上是存儲(chǔ)器單元的狀態(tài)，所以“軟繼電器”的觸點(diǎn)數(shù)量是無(wú)限的 3 PLC 系統(tǒng)的 靈活性和可擴(kuò)展性也較好。此新型工業(yè)控制器應(yīng)該既有電接觸器簡(jiǎn)單易懂、使用方便、價(jià)格低的特點(diǎn)又有功能完善、通用性好、靈活性好的優(yōu)點(diǎn)。按照控制電路原理圖連接硬件，將編寫好的控制程序下載至 PLC， 進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào)，如果不滿足控制系統(tǒng)的要求，再返回修改程序或檢查接線，直到 滿足控制系統(tǒng)的要求為止。選擇 PLC，應(yīng)包括機(jī)型的選擇 、 I/O 模塊的選擇等。因比 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容應(yīng)包括 : 了解設(shè)備 電器的工作原理。 機(jī)床各電 路應(yīng)有必要的保護(hù)及照明等電路 為防止機(jī)床電路發(fā)生漏電、過(guò)載、短路等故障，主電路、控制電路應(yīng)裝上自 動(dòng)空氣開關(guān)、漏電開關(guān)及熱繼電器等電氣元件，電路的相應(yīng)環(huán)節(jié)具有聯(lián)鎖功能， 機(jī)床外殼要接地。 主軸以及各電動(dòng)機(jī)起動(dòng)應(yīng)平穩(wěn) 為滿足此要求，一般功率較小的電動(dòng)機(jī) （如： 冷卻泵電動(dòng)機(jī) M2 功率是 2. 2kW、刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī) M3 功率是 ）可以直接起動(dòng)，功率較大的電動(dòng)機(jī) （如： 主軸電動(dòng)機(jī) M1 功率是 30kW）一般用降壓?jiǎn)?dòng)，但若電動(dòng)機(jī)在空載或輕載情況下起動(dòng)，雖然功率較大，仍可直接啟動(dòng)。 C650 車床的控制具體要求 軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度可調(diào) , 車削加工時(shí)，由于工件的材料、尺寸、工藝要求、加工方式、冷卻條件及刀 具種類不同， 切削速度應(yīng)不同， 因此要求主軸轉(zhuǎn)速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)； 加工螺紋時(shí)， 要求保證工件的旋轉(zhuǎn)速度與刀具的移動(dòng)速度之間具有嚴(yán)格的比例關(guān) 系。要求：直接起動(dòng)連續(xù)運(yùn)行方式并有點(diǎn)動(dòng)功能以便調(diào)整；能正反轉(zhuǎn)以滿足螺紋加工需要；由于加工工件轉(zhuǎn)動(dòng)慣 性大，停車時(shí)帶有電氣制動(dòng)，此外，還要顯示電動(dòng)機(jī)的工作電流以 監(jiān)視切削狀況。它既可組成功能齊全的自控系統(tǒng)控制整個(gè)工廠的運(yùn)行，亦可單獨(dú)使用作單機(jī)自動(dòng)控制。 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(jiǎn)單、容易掌握、價(jià)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(dǎo)地位，但是繼電器 — 接觸器控制有著明顯的缺點(diǎn)：設(shè)備體積大、壽命短、可靠性差、動(dòng)作速度慢、功能少、程序不可變；因此對(duì)于程序固定，控制過(guò)程不太復(fù)雜的系統(tǒng)還是適合的。為了減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和節(jié) 省空行程，時(shí)間， CA6140 型車床還具有刀架縱向及橫向的快速移動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度較低，所消耗的動(dòng)力也較少。主運(yùn)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)切削最基本的運(yùn)動(dòng)，其特點(diǎn)是速度高且消耗的動(dòng)力較大。為了加工出各種表面，車床刀具之間要保持必要的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 刀架：裝夾刀具的夾具。 絲杠與光杠：用以聯(lián)接進(jìn)給箱與溜板箱，并把進(jìn)給箱的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給溜板箱，使溜板箱獲得縱向直線運(yùn)動(dòng)。 圖 11 C650 臥式車床示意圖 主軸箱：又稱床頭箱，它的主要任務(wù)是將主電機(jī)傳來(lái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)一系列的變速機(jī)構(gòu)使主軸得到所需的正反兩種轉(zhuǎn)向的不同轉(zhuǎn)速，同時(shí)主軸箱分出部分動(dòng)力將運(yùn)動(dòng)傳給進(jìn)給箱。用數(shù)控技術(shù)改造機(jī)床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場(chǎng)，已形成了機(jī)床和生產(chǎn)線數(shù)控改造的新行業(yè)。因此，我國(guó)機(jī)械制造水平與發(fā)達(dá) 國(guó)家相比差距很大，設(shè)備陳舊，技術(shù)水平落后，嚴(yán)重地影響了生產(chǎn)力的發(fā)展。 ladder program 目 錄 前言 ????????????????????????????? 1一、項(xiàng)目介紹 ?????????????????????????? 2 項(xiàng)目設(shè)計(jì)內(nèi)容 ??????????????????????? 2 概述 ?????????????????????????? 2 PLC 簡(jiǎn)介 ?? ?????????????????????? 3 項(xiàng)目設(shè)計(jì)具體要求 ????????????????????? 4 C650 車床的控制要求 ??????????????????? 4 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本要求 ???????????????? 6 二、總體方案設(shè)計(jì) ????????????????????????? 8 方案的提出與比較 ????????????????????? 8 方案的選擇與論證 ??????????????? ?????? 9 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ??????????????????????? 11 三、控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) ????????????????????? 13 系統(tǒng)工作流程分析 ?????????????????? ??? 13 I/O 信號(hào)分析 ???????????????????????? 13 PLC 選型 ?????????????????????????? 14 PLC 輸入輸出線路設(shè)計(jì) ???????????????????? 14 四、控 制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ????????????????????? 16 系統(tǒng)程序流程分析 ????????????????????? 16 梯形圖程序設(shè)計(jì)及說(shuō)明 ??????????????????? 22 五、控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ????????????????????? 25 主電路的設(shè)計(jì)及元件選型 ?????????????????? 25 控制電路的設(shè)計(jì)及元件選型 ????????????????? 28 控制柜及面板圖的設(shè)計(jì) ?? ????? ???????????? 32 六、系統(tǒng)調(diào)試 ?????????????????????????? 33 程序的調(diào)試 ???????????? ???????????? 33 控制系統(tǒng)的調(diào)試 ?????????????????????? 33 七、設(shè)計(jì)總結(jié) ??????????????????????????? 39 參考文獻(xiàn) ???????????????????????????? 41 附錄 1 ????????????????????????????? 42 前 言 更新改造舊機(jī)床是最近幾年發(fā)展起來(lái)的一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，在國(guó)外己形成一定規(guī)模和市場(chǎng)，涌現(xiàn)出了許多專門從事機(jī)床改造的公司。采用連線少、體積小、功耗小、控制速度快、可靠性高、功能完善的 PLC 控制系統(tǒng)，來(lái)代替電氣控制系統(tǒng)中繼電器控制邏輯，配以合適的數(shù)控系統(tǒng)，可使機(jī)床控制功能更加豐富，自動(dòng)化水平大大提高。但目前中小型車床多采用不變速的異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，它的變速是靠齒輪箱的有級(jí)調(diào)速來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以它的控制電路比較簡(jiǎn)單。車床在加工工件時(shí)，隨著工件材料和材質(zhì)的不同，應(yīng)選擇合適的主軸轉(zhuǎn)速及進(jìn)給速度。 更新改造舊機(jī)床是最近幾年發(fā)展起來(lái)的一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，該設(shè)計(jì)是對(duì) C650 臥式車床的控制系統(tǒng)的 PLC 控制改造的研究設(shè)計(jì)。 【 關(guān)鍵詞 】 C650 臥式車床 ； PLC 控制 ； 繼電器 ；梯形圖 Abstract Research and Design for C650 horizontal type lathe Reconstruction on PLC Control ABSTRACT Retrofitting obsolete old machine tools is an industry developed in the recent years this design makes a reconstruction towards Research and Design for C650 horizontal type lathe Reconstruction on PLC Control My purpose is to use the state of PLC memorizer unit to replace the relay mechanical touch in series or parallel connection in electric control system Systems controlled by PLC have few line connected and small cubage little power cost and high control speed as well as precision and that PLC have count function which the electric control system don’t have m. only. This design on the principle of the number of I/O spot in object controlled and high performance to price ratio and low prehensive cost. PLC’s address distribution and PLC control edited by ladder diagram is mainly designed. On the basis of carrying out machine tools’ intrinsic functions other functions such as automatic machining and automatic tool change is added after reconstruction. 【 Key words】 C650 horizontal； relay； PLC。據(jù)最近有關(guān)資料表明，我國(guó)機(jī)床總量為 380 余萬(wàn)臺(tái)，其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有 萬(wàn)臺(tái)，即我國(guó)機(jī)床數(shù)控化率還不到 3，而一些發(fā)達(dá)國(guó)家早己達(dá)到 20 以上。 這對(duì)于我國(guó)一個(gè)機(jī)床擁有量極大其中大部分機(jī)床役齡較長(zhǎng)，而當(dāng)前經(jīng)濟(jì)財(cái)力又不足的發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)，采用舊機(jī)床改造來(lái)提高設(shè)備的先進(jìn)性和數(shù)控化率，是一個(gè)極其有效和實(shí)用的途徑 .即使在發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，在大量制造數(shù)控機(jī)床的同時(shí)，也在組建維修改造專業(yè)公司，專門從事舊機(jī)床的維修和數(shù)控 化改造，尤其在美國(guó)、日本和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家機(jī)床工業(yè)處于不景氣的今天，它們的機(jī)床改造卻是為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè)，生意盎然，處在黃金時(shí)代。 主要組成部件有：主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、絲杠和床身 ，如圖 1 所示。 進(jìn)給箱：又稱走刀箱，進(jìn)給箱中裝有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的變速機(jī)構(gòu)，調(diào)整其變速機(jī)構(gòu)，可得到所需的進(jìn)給量或螺距，通過(guò)光杠或絲杠將運(yùn)動(dòng)傳至刀架以進(jìn)行切削。 溜板箱：是車床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的操縱箱，內(nèi)裝有將光杠和絲杠