【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 由相應(yīng)手柄選擇，各自的快速移動(dòng)由另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)。上述運(yùn)動(dòng)對(duì)T68型臥式鏜床控制提出了以下要求。（1） 為了適應(yīng)各種工件的加工工藝要求，主軸旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給都應(yīng)有較大的調(diào)速范圍。因此，該機(jī)床采用雙速籠型異步電動(dòng)機(jī)M1作為主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)，并采用機(jī)電聯(lián)合調(diào)速，這樣既擴(kuò)大了調(diào)速范圍又使機(jī)床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化。（2） 進(jìn)給傳動(dòng)和主軸及花盤旋轉(zhuǎn)采用同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，由于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有幾個(gè)方向(主軸軸向、花盤徑向、主軸垂直方向、工作臺(tái)橫向、工作臺(tái)縱向)，所以要求電動(dòng)機(jī)能正反轉(zhuǎn)，并有高、低速度選擇。高速運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)先低速起動(dòng)，各方向的進(jìn)給應(yīng)有電氣聯(lián)鎖。（3） 進(jìn)給方向均能快速移動(dòng)。因此，該機(jī)床采用另一臺(tái)快速電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)，正反兩個(gè)方向都能短時(shí)點(diǎn)動(dòng)。（4） 為適應(yīng)調(diào)整需要，要求主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)應(yīng)能正反向點(diǎn)動(dòng)，并且?guī)в兄苿?dòng)。為此，該機(jī)床采用電磁鐵帶動(dòng)的機(jī)械制動(dòng)裝置。 原有繼電器控制線路存在的問(wèn)題因長(zhǎng)年使用繼電器會(huì)產(chǎn)生了以下問(wèn)題：原來(lái)的繼電器控制回路接線復(fù)雜容易出故障；繼電器長(zhǎng)期使用后常出現(xiàn)接頭氧化、接觸不良和線圈燒損等現(xiàn)象，經(jīng)常發(fā)生故障，可靠性很差；時(shí)間繼電器老化不穩(wěn)定，時(shí)間參數(shù)需經(jīng)常校正調(diào)整，機(jī)床電子元器件市場(chǎng)上缺乏相應(yīng)的配件；維修費(fèi)用高因故障率高，總體控制系統(tǒng)老化導(dǎo)致加工精度的降低。這些問(wèn)題的存在是設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)停機(jī)，不能滿足生產(chǎn)的需要。因此，我們決定用高性能價(jià)格比的自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。對(duì)各種方案進(jìn)行對(duì)比可以看出，采用可編程控制器構(gòu)成的控制系統(tǒng)具有明顯優(yōu)勢(shì)，T68鏜床的改造總方案是：對(duì)鏜床的繼電器,接觸器控制系統(tǒng)改為PLC控制系統(tǒng)[7]。 PLC 硬件接線圖通過(guò)對(duì)T68鏜床的分析對(duì)其PLC的硬件接線進(jìn)行了設(shè)計(jì)，如圖34所示FX2N32R圖34　PLC硬件接線圖 電氣元件選型PLC的選擇：由于系統(tǒng)需要14個(gè)輸入點(diǎn)，7個(gè)輸出點(diǎn)，又基于三菱的PLC在市場(chǎng)上被廣泛使用且價(jià)格便宜，適用于經(jīng)濟(jì)型的改造，因此，我選用三菱型號(hào)為FX2N32MR的PLC。熔斷器的選擇：。低壓斷路器的選擇：斷路器的額定電壓和額定電流應(yīng)大于或等于電路、設(shè)備的正常工作電壓和工作電流，熔斷器的極限通斷能力應(yīng)大于或等于最大短路電路電流。欠電壓脫扣器的額定電壓等于電路的額定電壓。過(guò)電流脫扣器的額定電流應(yīng)大于或等于電路最大負(fù)載電流，選擇C65N/3P D型32A。交流接觸器的選擇：接觸器的額定電壓應(yīng)等于負(fù)載的額定電壓。額定電流應(yīng)等于或稍大于負(fù)載的額定電流，選擇CJ2016 220V。熱繼電器的選擇：熱繼電器的整定電流通常等于或大于電動(dòng)機(jī)的額定電流，所以選用熱繼電器型號(hào)JR1620/3整定電流1016A。第4章 T68鏜床控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) PLC改造方案采用PLC實(shí)現(xiàn)T68鏜床電氣控制時(shí)，照明、電源指示燈、低壓備用電源插座及控制電源變壓器及相關(guān)電路保持原電路配置連接。繼電一接觸器系統(tǒng)中按鈕、速度繼電器、行程開關(guān)為PLC的輸入設(shè)備，接觸器線圈為PLC的輸出設(shè)備。為了節(jié)省PLC的I／O點(diǎn)數(shù)，SQSQ2的常開觸點(diǎn)并聯(lián)，SQSQ4的常開觸點(diǎn)串聯(lián)，SQSQ4的常閉觸點(diǎn)并聯(lián)，SQSQ6的常開觸點(diǎn)并聯(lián)之后接在PLC的輸入端。經(jīng)過(guò)這樣處理后，僅需要13個(gè)輸入點(diǎn)，7個(gè)輸出點(diǎn)，因此，又基于三菱的PLC在市場(chǎng)上被廣泛使用且價(jià)格便宜，適用于經(jīng)濟(jì)型的改造，因此，我選用三菱型號(hào)為FX2N32MR的PLC。 梯形圖程序的設(shè)計(jì)方案T68鏜床的PLC梯形圖程序參照T68鏜床電氣控制線路《附件3：T68電氣控制圖》設(shè)計(jì)。采用繼電一接觸器控制移植法設(shè)計(jì)梯形圖程序。（1） 設(shè)置中間單元在梯形圖中，為簡(jiǎn)化電路，多個(gè)線圈都受某一觸點(diǎn)串并聯(lián)電路的控制，在梯形圖中設(shè)置用該電路控制的中間繼電器。（2） 設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)以線圈為單位，分別考慮繼電器電路圖中每個(gè)線圈受到哪些觸點(diǎn)和電路的控制，然后畫出相應(yīng)的等效梯形圖電路。（3） 常閉觸點(diǎn)提供的輸入信號(hào)的處理設(shè)計(jì)輸入電路時(shí)，盡量采用常開觸點(diǎn)。如果只能用常閉觸點(diǎn)，梯形圖中對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)的常開，常閉類型應(yīng)與繼電器電路相反。（4） 外部聯(lián)鎖電路的設(shè)計(jì)在梯形圖中設(shè)置對(duì)應(yīng)的輸出繼電器的線圈串聯(lián)的常閉觸點(diǎn)組成的軟件互鎖外，還應(yīng)在PLC外部設(shè)置硬件互鎖電路。設(shè)計(jì)時(shí)，將SQ1常閉、SQ3常閉并聯(lián)、KM1常開，KM2常開SB1常開并聯(lián)，將SQSQ2常開與SRZ常閉的串聯(lián)、反轉(zhuǎn)速度繼電器SRZ常開、SQ2常開與SRZ常開并聯(lián)，即設(shè)置了中間環(huán)節(jié)，這樣大大簡(jiǎn)化了梯形圖程序，使梯形圖簡(jiǎn)明順暢。圖41　設(shè)計(jì)流程圖開始QF是否閉合SP1和SP2是否都不閉合SB2低速高速SHY主軸電機(jī)低速正轉(zhuǎn)主軸電機(jī)高速正轉(zhuǎn)SB3主軸電機(jī)高速反轉(zhuǎn)低速高速SHYSB4主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)主軸電機(jī)低速反轉(zhuǎn)SB5主軸電機(jī)反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)SB1主軸電機(jī)反接制動(dòng)SQ5SQ6是否有鍵按下快速移動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)快速移動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)NNYYY 設(shè)計(jì)流程圖 PLC的I/O分配根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)PLC的輸入輸出元件進(jìn)行分配見表41表41　PLC的I/O分配輸入元件名稱、代號(hào)輸入點(diǎn)主軸停、制動(dòng)SB1X0主軸正轉(zhuǎn)SB2X1主軸反轉(zhuǎn)SB3X2主軸正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)SB4X3主軸反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)SB5X4主軸轉(zhuǎn)速切換SHYX5行程開關(guān)SP1與SP2常開并聯(lián)X6主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量變換SQ1與SQ3常閉并聯(lián)X7主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量變換SQ1與SQ3常開串聯(lián)X10主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量變換SQ2與SQ4常開并聯(lián)X11工作臺(tái)快速正轉(zhuǎn)行程開關(guān)SQ6X12工作臺(tái)快速反轉(zhuǎn)行程開關(guān)SQ5X13速度繼電器（正轉(zhuǎn)）SRZX14速度繼電器（反轉(zhuǎn)）SRFX15熱繼電器FRX16表42　PLC的I/O分配輸出元件名稱、代號(hào)輸出點(diǎn)主軸正轉(zhuǎn)KM1Y1主軸反轉(zhuǎn)KM2Y2主軸制動(dòng)KM3Y3主軸低速KM4Y4主軸高速KM5Y5工作臺(tái)快速正轉(zhuǎn)KM6Y6工作臺(tái)快速反轉(zhuǎn)KM7Y7主軸正轉(zhuǎn)中間單元KA1M1表42續(xù)　PLC的I/O分配輸出元件名稱、代號(hào)輸出點(diǎn)主軸反轉(zhuǎn)中間單元KA2M2時(shí)間繼電器KTTIMT0 設(shè)計(jì)梯形圖主控電路。SP1與SP2常閉并聯(lián)（X006）和FR（X016)控制整個(gè)系統(tǒng)是否接通在相同條件下控制多路輸出梯形圖如圖41所示圖41 主控模塊主軸正反轉(zhuǎn)與中間繼電器KA1（M1）、KA2（M2）間的自鎖互鎖梯形圖如圖42所示。圖42 中間環(huán)節(jié)模塊主軸電機(jī)反接制動(dòng)模塊，梯形圖如圖43所示圖43 反接制動(dòng)模塊 簡(jiǎn)化模塊，梯形圖如圖44圖44 簡(jiǎn)化模塊電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制模塊，梯形圖如圖45所示圖45 正反轉(zhuǎn)控制模塊主軸電機(jī)高低速控制模塊，梯形圖如圖46所示圖46 高低速控制模塊快速移動(dòng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制模塊，梯形圖如圖47所示圖47 M2正反轉(zhuǎn)控制模塊主控結(jié)束返回母線，程序結(jié)束。梯形圖如圖48所示圖48 程序結(jié)束 指令表0LDIX00636ORX0031ANIX01637ANIX0002MCN0M10038ORB5LDX00139ANIY0026ORM140OUTY0017ANIM241LDM38ANIX00042ANDX0149OUTM143LDY00310LDX00244ANDM211ORM245ORX00412ANIM146ANDX00013ANIX00047ORB14OUTM248ANIY00115LDM149OUTY00216ORM250LDM317ANDX01051ANIT018ANIX00052ANIY00519OUTY00353OUTY00420ANDX00554LDM321OUTT0K1055ANDT024LDX00056ANIY00425ORIX00757OUTY00526ORY00158LDIX01227ORY00259ANDX01328OUTM360ANIY00729LDX01561OUTY00630ANDM362LDX01231LDX01163ANIX01332ANIX01464ANIY00633ORB65OUTY00734LDY00366MCRN035ANDM168END第5章 改造后控制系統(tǒng)的調(diào)試（準(zhǔn)備：將SQ1與SQ3常開串聯(lián)（X10），SQ1與SQ3常閉并聯(lián)（X7）置1）（1） 主軸正轉(zhuǎn)低速按下SB2（X001）→中間繼電器KA1（M1）得電且自鎖→接觸器KM3（Y3）得電→KA1和KM3的常開觸點(diǎn)都吸合→KM1（Y1）得電→其常開觸點(diǎn)吸合→KM4（Y4）得電→M1（雙速電動(dòng)機(jī)）接成三角形低速正向運(yùn)行。（2） 主軸正轉(zhuǎn)高速將變速手柄扳在“高速”位置，使微動(dòng)開關(guān)SHY（X5）受壓而閉合，為KT（T0）和KM3（Y3）的工作做準(zhǔn)備；當(dāng)按下SB2（X1）時(shí)→KA1（M1）得電且自鎖→KM3和KT都得電→KM1得電，M1（雙速電動(dòng)機(jī)）先低速正向起動(dòng)；當(dāng)KT延時(shí)1s后→KT的常閉觸點(diǎn)（T0）斷開→KM4（Y4）失電，同時(shí)KT的常開觸點(diǎn)（T0）閉合→KM5（Y5）得電→M1接成雙Y形切換為高速運(yùn)轉(zhuǎn)。（3） 主軸正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按下SB4（X3）→KM1（Y1）得電→KM4（Y4）得電。由于此時(shí)KA1（M1）、KM3（Y3）、KT（T0）都沒(méi)有通電，所以M1（雙速電動(dòng)機(jī)）只能接成△形進(jìn)行低速轉(zhuǎn)動(dòng)；松開按鈕SB4后，因電路沒(méi)有自鎖作用，而且SB1（X0）的常開觸點(diǎn)沒(méi)有閉合，則KM1和KM4都失電，使M1停轉(zhuǎn)。（4） 主軸反轉(zhuǎn)低速按下SB3（X2），繼電器和接觸器的通電順序KA2（M2）→KM3（Y3）→KM2（Y2）→KM4（Y4），使M1（雙速電動(dòng)機(jī)）接成三角形形低速反向運(yùn)行。（5） 主軸反轉(zhuǎn)高速將變速手柄扳在“高速”位置，使微動(dòng)開關(guān)SHY（X5）受壓而閉合，為KT（T0）和KM3（Y3）的工作做準(zhǔn)備；當(dāng)按下SB3（X2）時(shí)→KA2（M2）得電且自鎖→KM3和KT都得電→KM2（Y2）得電，M1（雙速電動(dòng)機(jī)）先低速反向起動(dòng)；當(dāng)KT延時(shí)（1s）后→KT的常閉觸點(diǎn)（T0）斷開→KM4（Y4）失電M1停轉(zhuǎn)，同時(shí)KT的常開觸點(diǎn)（T0）閉合→KM5（Y5）得電→M1接成雙Y形切換為高速運(yùn)轉(zhuǎn)。（6） 主軸反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按下SB5（X4）→KM2（Y2）得電→KM4（Y4）得電。由于此時(shí)KA2（M2）、KM3（M3）、KT（T0）都沒(méi)有通電，所以M1只能接成三角形進(jìn)行低速轉(zhuǎn)動(dòng)；松開按鈕SB5后，因電路沒(méi)有自鎖作用，而且SB1（X0）的常開觸點(diǎn)沒(méi)有閉合，則KM2和KM4都失電，使M1停轉(zhuǎn)。（7） 正向反接制動(dòng)采用速度繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)反接制動(dòng)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)按正常速度正向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器SRZ的常開觸點(diǎn)（X15）閉合，為反接制動(dòng)做準(zhǔn)備。若按下停止按鈕SB1（X0），其常閉觸點(diǎn)先斷開，KA1（M1）、KT（T0）、KM1（Y1）、KM3（Y3）和KM5（Y5）都斷電，使控制線路按以下動(dòng)作進(jìn)行反接制動(dòng)。具體過(guò)程：1　 KT斷電：KT的常開觸點(diǎn)（T0）斷開→KM5斷電→M1（雙速電動(dòng)機(jī)）只能三角形低速運(yùn)行；KT的常閉觸點(diǎn)閉合→KM4（Y4）通電，為M1反接制動(dòng)做準(zhǔn)備2　 KM3斷電→KM3主觸點(diǎn)斷開→M1定子繞組接入電阻R；KM1常閉觸點(diǎn)閉合→為KM2工作做準(zhǔn)備3　 KM1斷電：KM1主觸點(diǎn)斷開→M1斷電，靠慣性運(yùn)轉(zhuǎn)4　 M1慣性運(yùn)轉(zhuǎn)的初速很高，使SRZ常開觸點(diǎn)（X15）還閉合→KM2得電，開始反接制動(dòng) 5　 KM2得電: KM2常閉觸點(diǎn)斷開→它與KM1聯(lián)鎖，使KM1不能得電。KM2常開觸點(diǎn)閉合自鎖→SB1松開后使KM2還通電，M1繼續(xù)制動(dòng)6　 當(dāng)M1速度≤120r/min時(shí)→SRZ常開觸點(diǎn)（X15）斷開→KMKM4斷電→M1停轉(zhuǎn)，制動(dòng)結(jié)束。（8） 反向反接制動(dòng)M1（雙速電動(dòng)機(jī)）反轉(zhuǎn)時(shí)使SRF的常開觸點(diǎn)（X14）閉合，同樣為反接制動(dòng)做準(zhǔn)備。在按下停止按鈕SB1（X0）時(shí)，制動(dòng)過(guò)程與正向反接制動(dòng)相同。（9） 快速進(jìn)給控制為了縮短輔助時(shí)間，加快調(diào)整的速度，機(jī)床各移動(dòng)部件都可快速移動(dòng)。采用一臺(tái)快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M2單獨(dú)拖動(dòng)，通過(guò)不同的齒輪齒條等連接來(lái)完成各方向的快速移動(dòng)，這些均由快速移動(dòng)操作手柄控制。當(dāng)將快速移動(dòng)操作手柄向里推時(shí)，行程開關(guān)SQ5(X13)被壓合，接觸器KM6（Y6）通電吸合，M2正向起動(dòng)，通過(guò)齒輪、齒條等實(shí)現(xiàn)快速正向移動(dòng)；松開操作手柄，則SQ5復(fù)位，KM6失電，M2停轉(zhuǎn)。反之，將快速移動(dòng)操作手柄向外拉時(shí)，壓合SQ6（X12），使KM7（Y7）通電吸合，M2反向起動(dòng)，實(shí)現(xiàn)快速反向移動(dòng)。（10） 聯(lián)鎖保護(hù)裝置為了防止在工作臺(tái)或主軸箱快速進(jìn)給時(shí)又將主軸進(jìn)給手柄扳倒自動(dòng)快速進(jìn)給的誤操作，就采用了與工作臺(tái)和主軸箱進(jìn)給手柄有機(jī)械連接的行程開關(guān)S