【正文】 KM6KM7PEKSKM4KM5110VFU36.3VFU424VELSAHL2FR3SQ5SQ64SB65SB1KA1SB2KA2SQ310SQ168KA2KA11179KA1KA21213KM3KTKA1KA214KS2nSQ1KS1nnSQ317SQ4SQ21215SB3KM3SB41819KM2KM11620KM1KM2KM6KM7KM8KM4KM52224273021KM7KM623KTKTKM1KM2SQ8SQ725282629KM5KM4QSSQKA1KA2快速電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)低轉(zhuǎn)高控制限流電阻控制1FR1FR1M23～M13～圖 31 T68臥式鏜床電氣原理圖 畢 業(yè) 論 文 正 文 第 11 頁(yè) 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 控制電路分析 由控制變壓器 TC供給 110V控制電路電壓， 24V局部照明電壓及 指示電路電壓。 畢 業(yè) 論 文 正 文 第 9 頁(yè) 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 T68 臥式鏜床電氣控制電路分析 T68 型臥式鏜床電氣控制系統(tǒng)原理圖 圖 31為 T68臥式鏜床電氣原理圖。 （ 4）為縮短機(jī)床加工的輔助工作時(shí)間，主軸箱、工作臺(tái)、主軸以單獨(dú)的電動(dòng)機(jī) M2（ ）拖動(dòng)起快速移動(dòng)。 （ 2）主電動(dòng)機(jī) M1能逆運(yùn)行，并可正、反向點(diǎn)動(dòng)及反接制動(dòng)，在點(diǎn)動(dòng)、制動(dòng)以及變速過程的脈動(dòng)慢轉(zhuǎn)時(shí)，線路中均串接限流電阻 R，以減少起動(dòng)和制動(dòng)電流。 畢 業(yè) 論 文 正 文 第 8 頁(yè) 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 3 T68 臥式鏜床的電氣控制原理分析 T68 臥式鏜床電路 結(jié)構(gòu) （ 1）機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)共用一臺(tái)雙速電動(dòng)機(jī) M1{，（ 1440/2900） r/min}來(lái)拖動(dòng)。為便于變速時(shí)齒輪嚙合，應(yīng)變速低速?zèng)_動(dòng)過程。 （ 2）由于各種進(jìn)給運(yùn)動(dòng)都有正反不同方向的運(yùn)轉(zhuǎn)，故主電機(jī)要求正、反轉(zhuǎn)。而進(jìn)給運(yùn)動(dòng)確定了切削量，切削量又與主軸轉(zhuǎn)速、刀具、工件材料、加工精度等有關(guān)。如有需要，可將其從床身上卸下。 T68 鏜床的 主要結(jié)構(gòu) 有： 鏜床在加工時(shí)，一般是將工件固定在工作臺(tái)上，由鏜桿或平旋盤上固定的刀具進(jìn)行加工。 有以上分析可知運(yùn)動(dòng)形式有： （ 1） 主運(yùn)動(dòng)：主軸的旋轉(zhuǎn)與 平旋盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。切削刀具一般安裝在鏜軸前端的錐形孔里，或安裝在平旋盤 的刀具溜板上。 基于這些問題 ,本課題通過用 PLC控制系統(tǒng)取代了原來(lái)的 T68鏜床繼電接觸控制系統(tǒng)，使性能大為改善，自動(dòng)化程度提高，生產(chǎn)效率得到了很大提高 ，并能很好地保證其加工精度。 綜上所述，當(dāng)代臥式鏜床與落地式鏜床技術(shù)發(fā)展非?？?，主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)理念的更新和機(jī)床運(yùn)行速度及制造工藝水平有很大的 提高，另一方面是機(jī)床結(jié)構(gòu)變化大，新技術(shù)的應(yīng)用層出不窮。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 PID 處理一般是運(yùn)行專用的 PID 子程序。 過程控制，過程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的 閉環(huán)控制。 運(yùn)動(dòng)控制， PLC 可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 PLC( Programmable Logic Controller)是一種專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置 ,使用了可編程序存儲(chǔ)器以儲(chǔ)存指令 ,用來(lái)執(zhí)行諸如邏輯、順序、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)與演算功能 ,并通過模擬和數(shù)字輸入輸出組件 ,控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過程。 落地式鏜床的發(fā)展以其新的設(shè)計(jì)理念引領(lǐng)現(xiàn)代加工的潮流，以高速加工為理念的無(wú)鏜軸滑枕式、多種銑頭交換使用的結(jié)構(gòu)型式盡顯風(fēng)采，大有替代傳統(tǒng)銑削加工的趨勢(shì)。其中主運(yùn)動(dòng)為主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和平旋盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為主軸的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、平旋盤刀具溜板的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，鏜頭架（主軸箱）的垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、工作臺(tái)的橫向進(jìn)給與縱向進(jìn)給；輔助運(yùn)動(dòng)為工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)，后立柱的水平移動(dòng)以及尾架的垂直移動(dòng) 。 鏜床除了鏜孔以外，還可以進(jìn)行鉆孔、鉸孔、擴(kuò)孔、車削螺紋以及鏜軸或平旋盤銑削平面等。主要用于加工精度較高的孔和各孔間的距離要求較為精確的零件。 針對(duì)傳統(tǒng)繼電器控制的 T68 型臥式鏜床存在電路復(fù)雜、可靠性差、故障診斷與排除較為困難等缺點(diǎn)，提出了采用可編程控制器（ PLC）對(duì)T68 型臥式鏜床電氣控制部分進(jìn)行改造；對(duì)其電氣線路進(jìn)行了詳細(xì)的分析，給出了改造 T68 型臥式鏜床的可編程控制器機(jī)型的選擇、輸入輸出地址分配、輸入輸出 I/O 接口圖、可編程控制器梯形圖設(shè)計(jì)、還為 T68型臥式鏜床各個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)添加了運(yùn)行指示燈。 T68 型臥式鏜床多采用繼電器實(shí)現(xiàn)電路控制，其電氣控制線路復(fù)雜、可靠性 差、故障診斷與排除較為困難。是冷加工中使用比較普遍的設(shè)備。 T68 鏜床是目前我國(guó)機(jī)械工廠中使用最為普遍的一種鏜床 ,它廣泛用于機(jī)修、工具和單件或小批量生 產(chǎn)的車間中。 臥式鏜床的運(yùn)動(dòng)方式可主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)。而主軸可更換式臥式鏜加工中心的創(chuàng)新畢 業(yè) 論 文 正 文 第 2 頁(yè) 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 設(shè)計(jì)解決了電主軸與鏜桿移動(dòng)伸縮式結(jié)構(gòu)各存利弊的不足，具有復(fù)合加工與一機(jī)兩用的功效，也是臥式鏜 銑床 的一大技術(shù)創(chuàng)新。在控制方法上，從手動(dòng)控制發(fā)展到 由 PLC 控制 ； 在控制功能上，從簡(jiǎn)單控制發(fā)展到智能化控制；在控制原理上，從單一的有觸頭硬接線繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展到以微處理器或微型計(jì)算機(jī)為中心的網(wǎng)絡(luò)化自動(dòng)控制系統(tǒng)。 可編程控制器 它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。 PLC 廠家都生產(chǎn)配套的 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。世界上各主要 PLC 廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。大中型 PLC都有 PID 模塊，目前許多小型 PLC 也具有此功能模塊。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利 用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。新近生產(chǎn)的PLC 都具有通信接口，通信非常方便。隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必需具有極高的可靠性與靈活性，這就需要使用自動(dòng)化程度高的控制系統(tǒng)來(lái)取代傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)。在鏜頭架里集中里裝有主軸、變速箱、進(jìn)給箱和操縱機(jī)構(gòu)等部 件。根據(jù)鏜桿的長(zhǎng)短，可通過后立柱沿床身水平導(dǎo)軌的移動(dòng)來(lái)調(diào)整前、后立柱之間的距離。 （ 3） 輔助運(yùn)動(dòng)：回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)；主軸箱、工作臺(tái)等的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)上的快速調(diào)位移動(dòng)；后立柱的縱向調(diào)位移動(dòng)；尾座的垂直調(diào)位移動(dòng)。 （ 3）后立柱：可沿著床身導(dǎo)軌橫向移動(dòng)，調(diào)整位置，它上面的鏜桿支架可與主軸箱同步垂直移動(dòng)。 T68 臥式鏜床的運(yùn)行方式與電控要求 鏜床的加工范圍廣，運(yùn)動(dòng)部件多 ，調(diào)速范圍寬。 T68 臥式鏜床控制要求是： （ 1）主軸旋轉(zhuǎn)與進(jìn)給量都有較寬的調(diào)速范圍，主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，為簡(jiǎn)化傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用雙速籠型異步電動(dòng)機(jī)。 （ 5）主軸變速與進(jìn)給變速可在主電動(dòng)機(jī)停車或運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行。 （ 8）由于運(yùn)動(dòng)部件多，應(yīng)設(shè)有必要的聯(lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)。高速時(shí)，采用先低速起動(dòng)，而后自動(dòng)轉(zhuǎn)換為高速運(yùn)行的二級(jí)控制，以減少起動(dòng)電流。主軸變速時(shí)，電動(dòng)機(jī)的脈動(dòng)旋轉(zhuǎn)是通過行程開關(guān) SQ1和 SQ2，進(jìn)給變速是通過行程開關(guān) SQ3和 SQ4以及速度繼電器 KR來(lái)共同完成。它們之間的機(jī)動(dòng)進(jìn)給有機(jī)械和電氣聯(lián)鎖保護(hù)。熱 繼電器FR作 M1過載保護(hù)，熱繼電器 FR1作 M2過載保護(hù) 。 以正向點(diǎn)動(dòng)為例，合上電源開關(guān) QF，按下 SB3按鈕， KM1線圈通電，主觸頭接通三相正向序電源， KM1（ 414）閉合， KM6線圈通電，電動(dòng)機(jī)M1三相繞組接成三角形，串入電阻 R低速起動(dòng)。 M1電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前，主軸變速，進(jìn)給變速 均以完成，即主軸變速與進(jìn)給變速手柄置于推合位置，此時(shí)行程開關(guān) SQ SQ3被壓下，觸頭 SQ1（ 101）， SQ3（ 510）閉合。 畢 業(yè) 論 文 正 文 第 12 頁(yè) 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 反向低速起動(dòng)運(yùn)行是由 SB KA KM KM2和 KM6控制的，其控制過程與正向低速運(yùn)行相類似。將主軸速度選擇手柄置于“高速”檔， ST被壓動(dòng)，觸頭 SQ（ 1213）閉合，按下 SB1按鈕， KA1線圈通電 并自鎖，相繼使 KM KM1和 KM6通電吸合，控制 M1電動(dòng)機(jī)低速正向起動(dòng)運(yùn)行；在 KM3線圈通電的同時(shí) KT線圈通電吸合，待 KT延時(shí)時(shí)間到，觸頭 KT（ 1421）斷開使 KM6線圈斷電釋放，觸頭 KT（ 1423）閉合使 KM KM8線圈通電吸合，這樣，使 M1定子繞組由三角形接法自動(dòng)換成雙星形接線， M1自動(dòng)由低速變高速運(yùn)行。下面以 M1電動(dòng)機(jī)正向運(yùn)行時(shí)的停車反接制動(dòng)為例加以說明。此時(shí)M1定子繞組仍接成三角形，并串 入限流電阻 R進(jìn)行反接制動(dòng)，當(dāng)速度將至KS復(fù)位轉(zhuǎn)速時(shí) KS1（ 1419）斷開，使 KM2和 KM6斷電釋放，反接制動(dòng)結(jié)束。都是 M1定子繞組接成三角形法，串入限流電阻 R進(jìn)行，由速度繼電器控制。 ①停車變速由 SQ1～ SQ KT、 KM KM2和 KM6組成主軸和進(jìn)給變速時(shí)的低速脈動(dòng)控制，以便齒輪順利嚙合。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到 140r/min左右時(shí)， KS1（ 1417）常閉觸頭斷開， KS1（ 1419）常開觸頭閉合，使 KM1線圈斷 電釋放，而 KM2通電吸合，且 KM6仍通電吸合。 進(jìn)給變速時(shí)的低速脈動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)與主軸變速時(shí)相似，但此時(shí)起作用的是進(jìn)給變速開關(guān) SQ3和 SQ4。 M1電動(dòng)機(jī)在 KA KM KT、 KM1和 KM KM8控制下高速運(yùn)行。此時(shí) KM KT和 KM KM6通電吸合， M1先正向低速（三角形聯(lián)結(jié)）起動(dòng)，后在時(shí)間繼電器 KT控制下，自動(dòng)轉(zhuǎn)為高速運(yùn)行。將快速手柄扳在中間位置， SQ SQ8均不被壓動(dòng)， M2電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。為了防止在工作臺(tái)或主軸箱進(jìn)給時(shí)出現(xiàn)將主軸或平旋盤刀具溜板也扳到機(jī)動(dòng)進(jìn)給的誤操作，安裝有與工作臺(tái)、主軸箱進(jìn)給操作手柄有機(jī)械聯(lián)動(dòng)的行程開關(guān) SQ5，在主軸箱上安裝了與主軸進(jìn)給手柄、平旋盤刀具溜板進(jìn)給手柄有機(jī)械聯(lián)動(dòng)的行程開關(guān) SQ6。 （ 3）熔斷器 FU1～ FU4實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)；熱 繼電器 FR實(shí)現(xiàn) M1過載保護(hù)；電路采用按鈕、接觸器或繼電器構(gòu)成的自鎖環(huán)節(jié)具有欠電壓與零電壓保護(hù)作用。 PLC的選擇原則如下： （ 1） PLC機(jī)型選擇 機(jī)型選擇基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的前提下，力爭(zhēng)最佳性能價(jià)格比 。在選擇時(shí)包括對(duì)開關(guān)量輸入模塊的選擇，例如：輸入信號(hào)類型極電壓等級(jí)、輸入接線方式、同時(shí)接通輸入點(diǎn)數(shù)量。為了使設(shè)計(jì)整畢 業(yè) 論 文 正 文 第 17 頁(yè) 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 體化，本設(shè)計(jì)只對(duì)電氣控制電路部分進(jìn)行 PLC改造，因此手動(dòng)控制鏜床照明燈 EL的線路和通電指示燈 HL的電路用外接電路解決 ,不必通過 PLC控制。對(duì)進(jìn)給、快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)的具體控制要求是 :正反轉(zhuǎn)控制 ,短路保護(hù)。如圖 42所示 ： 畢 業(yè) 論 文 正 文 第 20 頁(yè) 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 S B 6S B 1S B 2主 軸 電 動(dòng) 機(jī) M 1 正 轉(zhuǎn)起 動(dòng) 按 鈕主 軸 電 動(dòng) 機(jī) M 1 正 傳起 動(dòng) 按 鈕主 軸 電 動(dòng) 機(jī) M 1 停 止按 鈕S B 3主 軸 電 動(dòng) 機(jī) M 1 正 轉(zhuǎn)點(diǎn) 動(dòng) 按 鈕S B 4主 軸 電 動(dòng) 機(jī) M 1 反 轉(zhuǎn)點(diǎn) 動(dòng) 按 鈕S Q主 軸 電 動(dòng) 機(jī) 高 低 速轉(zhuǎn) 換 開 關(guān)S Q 1主 軸 變 速 行 程 開 關(guān)S Q 2主 軸 變 速 行 程 開 關(guān)S Q 3進(jìn) 給 變 速 制 動(dòng) 停 止行 程 開 關(guān)S Q 4進(jìn) 給 變 速 制 動(dòng) 停 止行 程 開 關(guān)