【正文】 X62W 銑床復雜線路中的繼電器、接觸器等系統(tǒng) ,是今后控制系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。 對 X62W 型銑床的電氣控制線路進行了分析與研究后 ,X62W 銑床具有主軸轉(zhuǎn)速高、調(diào)速范圍寬等功能外； X62W 銑床的電氣控制系統(tǒng) ,還存在控制線路上一些復雜性、故障率高、維護工作量大、可靠性差、靈活性差等缺點 。 ㈡ 、 X62W 萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)及運動形式 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 設 計 13 2． 1X62W 型萬能銑床的外形結(jié)構(gòu)如圖 它主要由床身、主軸、刀桿、懸梁、工作臺、回轉(zhuǎn)盤、橫溜板、升降臺、底座等幾部分組成。工作臺上有 T 形槽 用來固定工件。 PLC 專為工業(yè)環(huán)境應用而設計，其顯著的特點之一就是可靠性高，抗干擾能力強。 工作臺的進給運動有六個方向的運動，即上下、左右和前后運動，因此進給電動機應能正、反轉(zhuǎn)。 2． 3 主電路分析 在電路中， Q 為電源總開關。 SA5 的通斷情況見表。轉(zhuǎn)換開關 SA3 直接控制 M3的起停，熱繼電器 FR3 作為它的過載保護。 在主軸電動機起動后，用 SA3 使冷卻泵電動機 M3起動。就在推回去的過程中要壓動行程開關 SQ7，其動合觸點閉合一下， 接觸器 KM1 短時吸合，主軸電動機短時得電并轉(zhuǎn)動一下，使變速后的齒輪易于嚙合。在換刀時，只要將轉(zhuǎn)換開關 SA2扳到換刀位置，它的一個觸點斷開了控制電路電源，保證主軸電動機不會得電，以確保人身安全；另一個觸點接通了主軸制動電磁離合器 YC1，使主軸不能轉(zhuǎn)動。 ① 當工作臺縱向（左右）進給運動控制 先將圓河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 設 計 20 工作臺的轉(zhuǎn)換開關 SA1 扳在斷開位置 操縱工作臺縱向進給運動的手柄有兩個，一個裝在工作臺底座頂面的正中間，另一個裝在工作臺底座的左下方它們之間有機械聯(lián)鎖，只要操縱一個就可以了。 當縱向進給手柄扳“左”時，同樣，一方面機械機構(gòu)將 進給電動機的傳動鏈和工作臺縱向移動的絲杠相聯(lián)結(jié)，另一方面壓下向左進給的行程開關 SQ2，其動斷觸點 SQ22 斷開，動合觸點 SQ21 閉合。 ②工作臺橫向（前后）和垂向（上下）進給控制 工作臺的橫向進給和垂向進給是通過操縱十字手柄來完成的。 當十字手柄扳到“中間”位置時，機械機構(gòu)將電動機的傳動鏈與絲杠脫開，行程開關復位 KM2 和 KM3 都釋放，進給電動機 M2停止，工作臺也停止。當松開快速移動按鈕 SB5 或 SB6 時，接觸器 KM4 因線圈失電而釋放， KM4的動合觸點斷開，快速移動離合器 YC3 失電脫離， KM4動斷觸點閉合，進給電磁離合器 YC2 通電合上，工作臺恢復原進給速度。在開動圓工作臺前，將轉(zhuǎn)換開關 SA1 轉(zhuǎn)到“接通”位置， SA1 SA13 斷開，而 SA12 閉合，并將進給操作手柄扳到中間位置。如果有一手柄不在零位，行程開關 SQ1～ SQ4 的動斷觸點組成的電路就斷開， KM2斷電，電動機 M2 就停止 ㈢ 行程開關 工作狀態(tài) 及設計步驟 3． 1 工作臺縱向進給行程開關狀態(tài)表 照明燈 EL 由轉(zhuǎn)換開關 SA4 控制，由照明變壓器提供電源 。要了解工藝過程和機械運動與電氣執(zhí)行元件之間的關系和對電控系統(tǒng)的控制要求，如機械運動步件的傳動與驅(qū)動，液壓、氣動的控制，儀表、傳感器等的 連接與驅(qū)動等，歸納出電氣執(zhí)行元件的動作節(jié)拍表。根據(jù)生產(chǎn)工藝和機械運動的控制要求，確定電控系統(tǒng)的工作方式，如全自動、半自動、手動、單機運行、多機聯(lián)機運行等。還要確定那些信號需要輸入 PLC 哪些信號要有 PLC 輸出或者哪些負載要有 PLC 驅(qū)動，分類統(tǒng)計出各輸入 /輸出量的性質(zhì)及參數(shù)。對各種輸入 /輸出信號占用的 PLC 輸入、輸出端點及其它 PLC 元件進行編號分配，河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 設 計 28 并設計出 PLC的 外部接線圖。將設計好的程序傳入 PLC后，在逐條檢查與驗證，并改正程序設計時的語法、數(shù)據(jù)等錯誤，然后，可以在實驗室里進行模擬運行與調(diào)試程序， 觀察在各種可能的情況下各個輸入量、輸出量之間的變化關系是否符合設計要求。完成以上工作后，即可將已初步調(diào)試好的 程序傳送到現(xiàn)場使用的 PLC 存儲器中， PLC 接入實際輸入信號與實際負載，進行現(xiàn)場運行調(diào)試，及時解決調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題，直到完全滿足設計要求，即可交付使用。 ㈣ 萬 能銑床電氣 PLC 改造設計 及 原理圖 圖萬能銑床電氣原理圖 4． 1 X62W 萬能銑床的控制要求及電氣控制線路分析 X62W 萬能銑床共用 3 臺異步電動機拖動，它們分別是主軸電動機 M進給電動機 M2 和冷卻泵電動機 M3。 ⑴主軸電動機 M1的控制 主軸電動機 M1 的兩地控制由啟動停止按鈕 SB SB2 與SB SB6 完成。 當需要圓形工作臺旋轉(zhuǎn)時，將開關 SA2 扳到接通位置，這時觸頭 SA21 和 SA23 斷開，觸頭 SA22 閉合，電流經(jīng) 10— 13— 14— 15— 20— 19— 17— 18 路徑，使接觸器 KM3得電，電動機 M2 啟動，通過一根專用軸帶動圓形工作臺作旋轉(zhuǎn)運動。 （ 3）在保留主電路的原有元件的基礎上，不改變原控制系統(tǒng)電氣操作方法。 （ 7） 為了保證各種聯(lián)鎖功能，將 SQ1～ SQ6,SB1～ SB6 分別接入 PLC 的輸入端。 PLC 常用的編程語言有幾種：梯形圖語言、助記符語言、邏輯功能圖語言和某些高級語言； FX2 系列的 PLC 系統(tǒng)最大 I/O 點數(shù)為 128點，配置擴展單元后可達 256 點。 方案二：采用西門子公司 SIMATIC S7200 系列，從形狀說，屬于小型 PLC，可用于代替繼電器的簡單控制場合，也可用于復雜的自動化控制系統(tǒng)。 硬件指令輸入對比都有很多要求，編寫程序指令，檢查、修改指令比較麻煩。 型號 輸入點數(shù) （ 24VDC） 輸出點數(shù) 擴展模塊 最大 O/I 點數(shù) 繼電器輸出 晶體管輸出 FX216MR FX216MT 8 8 16 FX224MR FX224MT 12 12 16 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 設 計 36 FX232MR FX232MT 16 16 16 FX248MR FX248MT 24 24 32 FX264MR FX264MT 32 32 32 FX280MR FX280MT 40 40 32 FX2128MR FX2128MT 64 64 FX2 基本單元型號規(guī)格 型號 輸入 點數(shù)（ 24VDC） 輸出點數(shù) 擴展 模塊最大 I/O 點數(shù) FX32ER 16 16 16 FX48ER 24 24 32 FX48ET 24 24 32 FX2 擴展單元型號 型號 輸入點數(shù)（ 24VDC） 輸出點數(shù) FX8EX 8 —— FX16EX 16 —— FX8EYR —— 8 FX8EYT —— 8 FX8EYS —— 8 FX16EYR —— 16 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 設 計 37 FX16EYT —— 16 FX16EYS —— 16 FX8ER 4 4 FX2 擴展模塊型號規(guī)格 可編程控制器 FX2 系列 PLC 的基本指令包括“與”、“或”、“非”以及定時器、計數(shù)器等 。 電流流入 PLC的輸入端。電流流出 PLC 的輸入端。電氣控制線路的工作原理如下： 1．主電路分 析 主軸電動機 M1 拖動主軸帶動銑刀進行銑削加工，通過組合開關 SA3 來實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；進給電動機 M2 通過操縱手柄和機械離合器的配合拖動工作臺前后、左右、上下 6 個方向的進給運動和快速移動，其正反轉(zhuǎn)由接觸器KM KM4 來實現(xiàn)；冷卻泵電動機 M3 供應切削液，且當 M1 啟動后，用手動開關 QS2 控制； 3 臺電動機共用熔斷器 FU1 作短路保護， 3 臺電動機分別用熱繼電器 FRFR FR3 作過載保護。 1）主軸電動機 M1 啟動前，應首先選擇好主軸的轉(zhuǎn)速，然后合上電源開關 QS1，再把主軸換向開關 SA3 扳到所需要的轉(zhuǎn)向。 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 設 計 42 3)主軸變速時，利用變速手柄與沖動位置開關 SQ1，通過 M1 點動，使齒輪系統(tǒng)產(chǎn)生一次抖動，以便于齒輪順利嚙合，且變速前應先停車。轉(zhuǎn)換開關 SA2 扳到斷開位置，這時觸頭 SA21 和 SA23 閉合，觸頭 SA22 斷開，以保證工作臺在 6 個方向的進給運動，因為圓形工作臺的旋轉(zhuǎn)運動和 6 個方向的進給運動也是聯(lián)鎖的。由于在 SQ5 或 SQ6 被壓合的同時，通過機械機構(gòu)已將電動機 M2 的傳動鏈與工作臺下面的左右進給絲杠相搭合，所以電動機 M2 的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)就拖動工作臺向左或向右運動 4。 Y1 的輸出信號使主軸電動機 M1 啟動運轉(zhuǎn)。第 8 支路表達了工作臺六個方向的進給、進給沖動及圓工作臺的工作邏輯關系。該程序及 PLC 的硬接線不僅保證了原電路的工作邏輯關系，而且具有各種聯(lián)鎖措施，電氣改造的投資少、工作河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 設 計 52 量較小。 （ 3） .主軸只有正反轉(zhuǎn)和沖動，不能制動，也沒有沖動 不能制動，也沒有沖動，分析其控制電路可知，故障點是在它們共同路徑上： KM1 常閉觸點、 KM2 線圈及其連線不通；在主電路中，可能是 KM2 觸點及其連線不通。 （ 5）工作臺能向上、下、前、后、右而不能向左運動 工作臺能向上、下、前、后、右運動，說明電路① 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 設 計 54 SA13→ SQ22→ SQ12→ SA11 → SQ31→ KM4 線圈→ KM5 的常閉觸頭；電路② SQ62→SQ42→ SQ32→ SA11→ SQ11→ KM4 線圈→ KM5 常閉觸頭；電路④ SQ62→ SQ42→ SQ32→SA11→ SQ21→ KM5 線圈 → KM4 常閉是通路的，正反轉(zhuǎn)接觸器及主電路都正常，不能向左的電氣原因，可能 是 SQ2 常開及其連線段路，機械原因可能是手柄向左時不能使 SQ2動作。 （ 7） 工作臺能向左、右而不能向上、下、前、河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 設 計 55 后運動 工作臺能向左右運動，說明電路① SA13→ SQ22→ SQ12→ SA11→ SQ31→ KM4 線圈→ KM5 的常閉觸頭；電路③ SA13→ SQ22→ SQ12→ SA11→SQ41→ KM5 線圈→ KM4 的常閉 觸頭和主電路是正常的，不能向上、下、前、后運動，說明電路② SQ62→ SQ42→ SQ32→ SA11→ SQ11→ KM4 線圈→ KM5 常閉觸頭；電路④ SQ62→ SQ42→ SQ32→ SA11 → SQ21→ KM5 線圈→ KM4 常閉是不通。在分析 FX2N— 32MR PLC 對 X62W 型臥式普通銑床控制電氣原理設計中，可以知道 X62W 型臥式普通銑床是一種高效率的加工機械，在機械加工和機械修理中得到廣泛的應用。因為 PLC 專為工業(yè)環(huán)境應用而設計，其顯著的特點之一就是可靠性高，抗干擾能力強。 因此，我很高興能按時完成畢業(yè)設計，感謝指導老師和河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 設 計 58 同學的幫助。 對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。 涉密論文按學校規(guī)定處理。本次畢業(yè)設計是對我大學四年學習下來最好的檢驗。 首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對我的 悉心指導，在我的論文書寫及設計過程中給了我大量的幫助和指導，為我理清了設計思路和操作方法，并對我所做的課題提出了有效的改進方案。 其次，我要感謝大學四年中所有的任課老師和輔導員在學習期間對我的嚴格要求，感謝他們對我學習上和生活上的幫助，使我了解了許多專業(yè)知識和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個新的征程，要把所學的知識應用到實際工作中去。四 年的風風雨雨，我們一同走過，充滿著關愛，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。老師們認真負責的工作態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神和深厚的理論水平都使我收益