【正文】 1 1 X 1 2X 1 3X 0M 5M 4X 1Y 0X 6X 4X 5X 1 4X 2M 5M 4X 2 0X 3M 9M 9M 6X 1 5X 1 2 M 7Y 2X 1 0X 7 M 8X 7 X 1 5M 8X 1 1M 7 X 1 5Y 1X 1 3M 4M 5M 6M 7M 8Y 0Y 2 0Y 1 0Y 2 1M 9Y 1 1Y 2 2Y 1 2Y 2 3Y 1Y 21234567891 01 1E N D錳 X62W 萬(wàn)能銑床 PLC 控制梯形圖 錳 錳 25 錳 主軸控制電路分析 錳 1）主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng) 錳 啟動(dòng)前先合上電源開(kāi)關(guān) QS1， 再把主軸轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) SA3 扳到所需的旋轉(zhuǎn)方向，然后按啟動(dòng)按鈕 SB1(或 SB2),X0(或 X1)閉合， Y0 得電， KM1 工作，主軸的電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。 錳 3）進(jìn)給變速傳動(dòng)控制 錳 與主軸變速原理一樣，變速時(shí)只需將變速盤(pán)往外拉，使進(jìn)給齒輪松開(kāi)，待轉(zhuǎn)動(dòng)變速盤(pán)選擇好速度后，將變速盤(pán)向里推，在推進(jìn)時(shí)，擋塊壓動(dòng)位置開(kāi)關(guān) SQ2，使 X7 常閉斷開(kāi)（斷開(kāi)自鎖回路）， X7 常開(kāi)閉合， Y1 得電， KM2 工作，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。 錳 結(jié)論：實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)功能良好。 PLC 狀態(tài)良好。 錳 結(jié)論：主軸制動(dòng)良好，各方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)精確。觀(guān)察相應(yīng)的功能指示燈是否顯示正確，即表示相應(yīng)的功能是否擁有。 錳 1）工作臺(tái)左（右）控制 錳 主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，將操縱手柄向左（右）扳 ，其聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)壓動(dòng)位置開(kāi)關(guān) SQ5（ SQ6） ，使 X12(X13)常閉斷開(kāi)（聯(lián)鎖保護(hù)）， X12(X13)常開(kāi)閉合， Y1（ Y2）得電， KM2（ KM3） 工作，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正（反）轉(zhuǎn)，通過(guò)相應(yīng)傳動(dòng)裝置拖動(dòng)工作臺(tái)向左、右運(yùn)動(dòng)。 錳 PLC 的 I/O端口的分配 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 22 錳 表 輸入信號(hào)地址分配表 錳 作用 錳 名稱(chēng) 錳 地址 錳 作用 錳 名稱(chēng) 錳 地址 錳 主軸啟動(dòng)按鈕 錳 主軸啟動(dòng)按鈕 錳 快速點(diǎn)動(dòng)按鈕 錳 快速點(diǎn)動(dòng)按鈕 錳 主軸停止按鈕 錳 主軸停止按鈕 錳 主軸變速開(kāi)關(guān) 錳 進(jìn)給變速開(kāi)關(guān) 錳 下前進(jìn)給開(kāi)關(guān) 錳 SB1 錳 SB2 錳 SB3 錳 SB4 錳 SB5 錳 SB6 錳 SQ1 錳 SQ2 錳 SQ3 錳 X0 錳 X1 錳 X2 錳 X3 錳 X4 錳 X5 錳 X6 錳 X7 錳 X10 錳 上后進(jìn)給開(kāi)關(guān) 錳 向左進(jìn)給開(kāi)關(guān) 錳 向右進(jìn)給開(kāi)關(guān) 錳 主軸換刀開(kāi)關(guān) 錳 圓 工作臺(tái)開(kāi)關(guān) 錳 主軸過(guò)載保護(hù) 錳 冷卻過(guò)載保護(hù) 錳 進(jìn)給過(guò)載保護(hù) 錳 SQ4 錳 SQ5 錳 SQ6 錳 SA1 錳 SA2 錳 FR1 錳 FR2 錳 FR3 錳 X11 錳 X12 錳 X13 錳 X14 錳 X15 錳 X16 錳 X17 錳 X20 錳 錳 表 輸出信號(hào)地址分配 錳 作用 錳 名稱(chēng) 錳 地址 錳 作用 錳 名稱(chēng) 錳 地址 錳 主軸啟動(dòng) 錳 進(jìn)給正轉(zhuǎn) 錳 進(jìn)給反轉(zhuǎn) 錳 主軸制動(dòng) 錳 正常進(jìn)給 錳 KM1 錳 KM2 錳 KM3 錳 YC1 錳 YC2 錳 Y0 錳 Y1 錳 Y2 錳 Y10 錳 Y11 錳 快速進(jìn)給 錳 主軸工作指示錳 主軸制動(dòng)指示錳 正 常進(jìn)給指示錳 快速進(jìn)給指示錳 YC3 錳 HL1 錳 HL2 錳 HL3 錳 HL4 錳 Y12 錳 Y20 錳 Y21 錳 Y22 錳 Y23 錳 系統(tǒng)控制的安裝設(shè)計(jì) 錳 在 X62W 型萬(wàn)能銑床 PLC 控制接線(xiàn)圖 中 ，需要注意的是，圖中對(duì)輸入的常閉觸點(diǎn)進(jìn)行了處理，即常閉按鈕改用常開(kāi)按鈕，熱繼電器的常閉觸點(diǎn)不變。故選用日本三菱公司的 FX2N48MR001 型 PLC。 有各種簡(jiǎn)單或復(fù)雜的編程器及編程軟件，采用梯形圖、功能圖、語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言，亦有高檔的 PLC 指令系統(tǒng)。 錳 3)高檔 PLC 錳 除具有中檔 PLC 的功能 外，還增加了帶符號(hào)算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、函數(shù)、表格、 CRT可編程控制器原理與應(yīng)用顯示、打印和更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過(guò)程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) ,實(shí)現(xiàn)工廠(chǎng)自動(dòng)化。其 CPU、電源、 I/O 接口等也是各自獨(dú)立的模塊，但它們之間要靠電纜進(jìn)行連接，并且各模塊可以一層層地疊裝。 錳 2)模塊式 PLC 錳 模塊式 PLC 是將 PLC 的每個(gè)工作單元都制成獨(dú)立的模塊，如 CPU 模塊、 I/O 模塊、電源模塊 (有的含在 CPU 模塊中 )以及各種功能模塊。 錳 錳 PLC 按其結(jié) 構(gòu)可分為整體式、模塊式及疊裝式 3 種。它可以連接開(kāi)關(guān)量和模擬量 I/O 模塊以及其他各種特殊功能模塊，能執(zhí)行包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠(chǎng)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各 PLC 廠(chǎng)商都十分重視 PLC 的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 PID 調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。為了使可編程控制器 處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（ Analog）和數(shù)字量（ Digital）之間的 A/D 轉(zhuǎn)換及 D/A 轉(zhuǎn)換。 錳 PLC 的構(gòu)成 錳 —— 是 PLC 的核心部分。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、 PID 功能及極高的性?xún)r(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。 錳 機(jī)床照明由變壓器 T1 供給 24V 安全電壓。這個(gè)開(kāi)關(guān)就是 SA2，此時(shí) SA21 和 SA23 斷開(kāi)， SA22閉合。 錳 （ 4）工作臺(tái)的快速移動(dòng) ： 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少生產(chǎn)輔助時(shí)間， X62W 萬(wàn)能銑床在加工過(guò)程中，不做銑削加工時(shí)，要求工作臺(tái)快速移動(dòng)，當(dāng)進(jìn)入銑削區(qū)時(shí)，要求工作臺(tái)以原 進(jìn)給 速度移動(dòng)。 錳 同理，當(dāng)縱向操作手柄扳到某一方向而選擇了向左或向右進(jìn)給時(shí)， SQ5 或 SQ6 被壓著，它們的常閉觸頭 SQ52 或 SQ62 是斷開(kāi)的，接觸器 KM3 或 KM4 都由 SQ32 和 SQ42 接通。在手柄扳到向下或向前位置時(shí)，手柄通過(guò)機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)使位置開(kāi)關(guān) SQ3 被壓動(dòng)，接觸器 KM3 通電吸合，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；在手柄扳到向上或向后時(shí)，位置開(kāi)關(guān) SQ4 被壓動(dòng)，接觸器 KM4 通電吸合，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。當(dāng)手柄扳到向左或向右位置時(shí)，手柄有兩個(gè) 功能，一是壓下位置開(kāi)關(guān) SQ5 或 SQ6，二是通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)將電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)鏈撥向工作臺(tái)下面的絲杠上，使電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力唯一的地傳到該絲杠上，工作臺(tái)在絲杠的帶動(dòng)下作左右進(jìn)給。 錳 將變速手柄拉開(kāi)，嚙合好的齒輪脫離，可以用 變速盤(pán)調(diào)整所需 要的轉(zhuǎn)速（實(shí)質(zhì)是改變齒輪的傳動(dòng)比） ，然后將變速手柄推回原位，使變了傳動(dòng)比的齒輪組重新嚙合。主軸電動(dòng)機(jī)是經(jīng)過(guò)彈性聯(lián)軸器和變速機(jī)構(gòu)的齒輪 傳動(dòng)鏈來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的，可使主軸獲得十八級(jí)不同的轉(zhuǎn)速。 錳 主軸運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用變速盤(pán)來(lái)進(jìn)行速度選擇，為保證 變速齒輪進(jìn)入良好嚙合狀態(tài)，兩種運(yùn)動(dòng)都要求變速后作瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)。根據(jù)加工工藝的要求， 有 的工件需要順銑（電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)），有的工件需要 逆銑（ 電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)）。 8— 自動(dòng)進(jìn)給變速手柄。 錳 (3) 采用 X62W 可以比普通機(jī)床提高 2 ～ 3 倍生產(chǎn)率，對(duì)復(fù)雜零件的加工，生產(chǎn)率可以提高十幾倍甚至幾十倍。 工作臺(tái)上有 T 形槽用來(lái)固定工件。目前，萬(wàn)能銑床常用的有兩種，一種是臥式萬(wàn)能銑床，銑頭水平放置，型號(hào)為 X62W；另一種是立式萬(wàn)能銑床，銑頭垂直放置，型號(hào)為 X52K。 PLC 是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為技術(shù)核心的通用自動(dòng)控制裝置，在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。而 PLC 控制系統(tǒng)無(wú)論是硬件還是軟件，控制穩(wěn)定可靠，具有極高的可靠性與靈活性，更容易維修，更能適應(yīng)經(jīng)常變動(dòng)的工藝條件。其操作 是 通過(guò)手柄同時(shí)操作電氣與機(jī)械，以達(dá)到機(jī)電 緊密配合完成預(yù)定的操作， 是機(jī)械與電氣結(jié)構(gòu)聯(lián)合動(dòng)作的典型控制，是自動(dòng)化程度較高的組合機(jī)床。 錳 此外，由于回轉(zhuǎn)盤(pán)可繞中心轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度（通常是177。 15— 主軸停止按鈕。 11— 電源開(kāi)關(guān)。 錳 銑刀的銑削是一種不連續(xù)的切削，容易使機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生振動(dòng)，為了避免這種現(xiàn)象，在主軸傳動(dòng)系統(tǒng)中裝有慣性輪但在高速切削后，停車(chē)很費(fèi)時(shí)間，故采用電磁離合器制動(dòng)。 錳 錳 錳 8 錳 錳 錳 9 錳 錳 10 錳 電氣控制線(xiàn)路分析 錳 主電路分析 錳 主電路中共有三臺(tái)電動(dòng)機(jī) ， M1 是主電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)主軸帶動(dòng)銑刀進(jìn)行銑削加工； M2 是工作臺(tái)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)，拖 動(dòng)升降臺(tái)及工作臺(tái)進(jìn)給； M3 是冷卻泵電動(dòng)機(jī)，供應(yīng)冷卻 液。 錳 （ 2）主軸電動(dòng)機(jī)的停車(chē)制動(dòng) ： 當(dāng)銑削完畢，需 要主軸電動(dòng)機(jī) M1 停車(chē)時(shí)，按停止按鈕SB5(或 SB6)，接觸器 KM1 線(xiàn)圈斷電釋放，電動(dòng)機(jī) M1 停電，同時(shí)由于 SB52 或 SB62 接通電磁離合器 YC1，對(duì)主軸電機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。當(dāng)手柄推進(jìn)時(shí)， 手柄上裝的凸輪將彈簧桿推動(dòng)一下又返回，而彈簧桿又推動(dòng)一下位置開(kāi)關(guān) SQ1， SQ1 的常閉觸頭 SQ12 先斷開(kāi)，而后常開(kāi)觸頭 SQ11 閉合，使接觸器 KM1通電吸合，電動(dòng)機(jī) M1 啟動(dòng)，但緊接著凸輪放開(kāi)彈 簧桿， SQ1 復(fù)位，常開(kāi)觸頭 SQ11 先斷開(kāi)，常閉觸頭 SQ12 后閉合，電動(dòng)機(jī) M1 斷電。電動(dòng)機(jī) M2 正轉(zhuǎn)啟動(dòng)，帶動(dòng)工作臺(tái)向右進(jìn)給。將手柄扳回中間位置，工作臺(tái)停止運(yùn)動(dòng)。在進(jìn)給變速時(shí)，只需將變速盤(pán)（在升降臺(tái)前面）往外拉，使進(jìn)給齒輪松開(kāi)，待轉(zhuǎn)動(dòng)變速盤(pán)以后，將變速盤(pán)向里推。進(jìn)給的方向，仍由進(jìn)給操作手柄來(lái)決定。該電機(jī)帶動(dòng)一根專(zhuān)用軸，使圓工作臺(tái)繞軸心回轉(zhuǎn)，銑 刀銑出圓弧。 錳 20 世紀(jì) 70 年代初出現(xiàn)了微處理器。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。 錳 PLC 的基本特點(diǎn) 錳 靠 性 ，抗干擾強(qiáng) 錳 ，性?xún)r(jià)比高 錳 ，現(xiàn)場(chǎng)可修改 錳 ，使用方便 錳 ，體積小，能耗低 錳 、安裝、調(diào)試、維修工作量少，維護(hù)方便 錳 PLC 的功能 錳 錳 錳 錳 (順序 )控制 錳 控制 錳 ： PLC 具有數(shù)據(jù)處理能力 錳 錳 ： PLC 還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求，如：定位控制模塊， CRT 模塊 錳 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域 錳 在自動(dòng)化控制領(lǐng)域， PLC 是一種重要的控制設(shè)備。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量 I/O 模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專(zhuān)用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有 非常廣泛的應(yīng)用。值得注意的是，隨著 PLC、 DCS 相互滲透，二者的界線(xiàn)日趨模糊的時(shí)候， PLC 從傳統(tǒng)的應(yīng)用于離散的制造業(yè)向應(yīng)用到連續(xù)的流程工業(yè)擴(kuò)展。它除了具有小型機(jī)所能實(shí)現(xiàn)的功能外，還具有 更強(qiáng)大的通信聯(lián)網(wǎng)功能、更豐富的指令系統(tǒng)、更大的內(nèi)存容量和更快的掃描速度。 基本單元內(nèi)有 CPU、 I/O 接口、與 I/O 擴(kuò)展單元相連的擴(kuò)展口以及與編程器相連的接口。這種模塊式 PLC 的特點(diǎn)是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴(kuò)展和維修。 錳 錳 根據(jù) PLC 所具有的功能不同，可將 PLC 分為低檔、中檔、 高檔 3 類(lèi)。?。河烧w結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，增加了 配置的靈活性，降低了成本。 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 21 錳 第三章 X62W 萬(wàn)能銑床電氣控制線(xiàn)路的 PLC 改造 的硬件設(shè)計(jì) 錳 X62W 銑床 PLC 控制系統(tǒng)的分析 錳 根據(jù)實(shí)際情況，在銑床的電氣改造過(guò)程中，保留原有的機(jī)械操作不變，將原來(lái)繼電器控制的線(xiàn)路用 PLC 控制系統(tǒng)取代 。 FX2N 是 FX 系列中功能最強(qiáng)、速度最高的微型可編程序控制器。 錳 2）主軸電動(dòng)機(jī)的停車(chē)制動(dòng) 錳 按主軸停止按鈕 SB5（或 SB6），這時(shí) X4（或 X5） 常閉斷開(kāi)， M5 失電， Y0 失電， KM1斷開(kāi)，主軸電動(dòng)機(jī)失電作慣性運(yùn)動(dòng)，接著 X4（或 X5）常開(kāi)閉合， Y10 得電，電磁離合器YC1 工作，對(duì)主軸進(jìn)行制動(dòng)，待主軸停車(chē)后，松開(kāi) SB5（或 SB6） 。 錳 4）工作臺(tái)快速移動(dòng)控制 錳 按下快速點(diǎn)動(dòng)按鈕 SB3（或 SB4） ， X2（或 X3）接通， M9 得電，它的一個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)接通進(jìn)給控制電路，另一個(gè)則接通快速進(jìn)給電磁離合器 YC3，常閉觸點(diǎn)切斷正常進(jìn)給電磁離合器 YC2，讓工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)給。 錳 改進(jìn)后的 X62W 萬(wàn)能銑床空載實(shí)驗(yàn) 錳 將線(xiàn)路接好后，接通電源開(kāi)關(guān)，輸入相 應(yīng)程序。 錳 改進(jìn)后的 X62W 萬(wàn)能銑床的負(fù)載實(shí)驗(yàn) 錳 在改進(jìn)后的機(jī)床上進(jìn)行定位座的銑削加工，實(shí)驗(yàn)顯示：機(jī)床工作狀況良好，進(jìn)給空載精確，加工精度高，加工效率較 高。最后進(jìn)行空載電路的連鎖與保護(hù)實(shí)驗(yàn)。 錳 PLC 控制指令語(yǔ)句表 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 錳 27 錳 X62