【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 擇開(kāi)關(guān)SA3SA6LAY3X/24220V， 10A5工作開(kāi)關(guān)SASASA9KN3213220V，5A6功能按鈕SB13；SB523LA191122220V， 5A7急停按鈕SB4LA1901JZ1220V， 10A8限位開(kāi)關(guān)SQ1SQ5SQ11SQ13SQ21SQ23SQ31SQ34LX51115220V，15A9液壓電機(jī)M1Y132M413KW，6A10冷卻電機(jī)M2AOB25190W，11鉆孔電機(jī)M3Y100L213KW，5A12擴(kuò)孔電機(jī)M4Y100L213KW，5A13攻絲電機(jī)M5Y100L213KW，5A14液壓電機(jī)接觸器KM1CJ20631f=1200,380V63A,電壽命120萬(wàn)次15冷卻電機(jī)接觸器KM2CZ040/021f=600,380V,40A,電壽命30萬(wàn)次16鉆孔電機(jī)接觸器KM3CZ040/201f=1200,380V,40A,電壽命50萬(wàn)次17擴(kuò)孔電機(jī)接觸器KM4CZ040/201f=1200,380V,40A,電壽命50萬(wàn)次18攻絲電機(jī)接觸器KM5CZ040/201f=1200,380V,40A,電壽命50萬(wàn)次19攻絲電機(jī)接觸器KM6CZ040/201f=1200,380V,40A,電壽命50萬(wàn)次20熱繼電器FR1JR16B1502380V，150A21熱繼電器FR2FR5JR1620/303380V，60A22熔斷器FUFUFU3BZ0023熔體10A23熔斷器FUFU5BZ0012熔體5A24變壓器TCYH60B1220V, 35W25信號(hào)燈HLA574367V，1W26照明燈ELDH3132136V，1W27蜂鳴器BU7012型124，29電鈴BEVC4175型124V機(jī)床主電路采用380／220V三相交流電源。是鑒于以下兩個(gè)原因[1]：（1） 該機(jī)床選擇的電動(dòng)機(jī)是額定電壓為380V的三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)（2） 380／220V三相交流電源易獲取。（3） 220V向控制電路和降壓變壓器供電。液壓泵電動(dòng)機(jī)的作用是：拖動(dòng)液壓泵；為液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力[2]。冷卻泵電動(dòng)機(jī)的作用是：對(duì)工具和加工面進(jìn)行冷卻，起保護(hù)作用，同時(shí)確保了加工的精度。鉆孔、擴(kuò)孔、攻絲電動(dòng)機(jī)的作用是：為鉆孔、擴(kuò)孔、攻絲動(dòng)力頭主軸的旋轉(zhuǎn)提供動(dòng)力。 主電路原理圖機(jī)床主電路為380V三相交流電源，接地類(lèi)型是TNS型?？傠娫从傻堕_(kāi)關(guān)QS引入。交流接觸器KM1是液壓電動(dòng)機(jī)M1接通和斷開(kāi)的接觸器，F(xiàn)U1對(duì)電源板、整個(gè)線路起短路保護(hù)作用，F(xiàn)RFRFRFRFR5是其對(duì)應(yīng)的電機(jī)MMMMM5過(guò)載保護(hù)用熱繼電器。攻絲要求電動(dòng)機(jī)能正反轉(zhuǎn)，所以M5電動(dòng)機(jī)要有兩個(gè)接觸器KMKM6。 控制電路對(duì)主電路各電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止進(jìn)行控制，[1]。控制原理如下：四個(gè)電機(jī)都采用“起、保、?！彪娐愤M(jìn)行控制。液壓電動(dòng)機(jī)的控制：按下按鈕SB14，接觸器KM1得電，液壓電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，在電路中 “自鎖”。按下停止按鈕SB15，接觸器KM1線圈斷電而釋放。當(dāng)電機(jī)過(guò)載時(shí)，通過(guò)FR1使KM1失電，使電機(jī)停下來(lái)。冷卻電機(jī)、鉆孔電機(jī)、擴(kuò)孔電機(jī)的控制與液壓機(jī)的控制相同。這一電路有失壓保護(hù)功能，當(dāng)電源電壓過(guò)低或消失時(shí)，接觸器KMKMKMKM4因電磁力不足釋放，在電壓恢復(fù)正常時(shí)，啟動(dòng)按鈕SB2沒(méi)有被按下，接觸器不會(huì)得電動(dòng)作。若使電動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)，必須重新按啟動(dòng)按鈕SB2。 控制電路原理圖1. 照明電路變壓器副邊為機(jī)床照明指示燈EL提供36V電壓， EL由開(kāi)關(guān)SA8控制。2．提供信號(hào)燈電源的電路，HL由開(kāi)關(guān)SA7控制。3. PLC及其負(fù)載的電源電路PLC供電線路的設(shè)計(jì)直接影響控制系統(tǒng)的可靠性，需要保證當(dāng)其他系統(tǒng)供電中斷時(shí)，不會(huì)影響PLC的供電。 輔助電路原理圖 攻絲電機(jī)及液壓拖動(dòng)部分的PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：PLC輸入、輸出元件型號(hào)的確定、PLC機(jī)型的選擇、PLCI/O元件的分配、PLC的I/O接線圖。在PLC控制系統(tǒng)中，所需要的輸入元件有：按鈕、指令開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)；輸出元件有：接觸器、電磁閥、指示燈、蜂鳴器。 PLC機(jī)型的選擇PLC機(jī)型選擇應(yīng)考慮以下因素[8]：（1）物理結(jié)構(gòu)根據(jù)物理結(jié)構(gòu)，可編程序控制器分為整體式和模塊式兩種。對(duì)于該機(jī)床這種小型控制系統(tǒng)而言，選擇整體式PLC有優(yōu)勢(shì)。采用整體式PLC，I/O點(diǎn)數(shù)夠用，設(shè)計(jì)好后，功能不需要再擴(kuò)充。其價(jià)格便宜，安裝也非常方便。（2）指令功能的選擇FX系列可編程序控制器提供了具有不同檔次功能的幾個(gè)子系列，可以根據(jù)系統(tǒng)的具體情況選用滿足要求的子系列。不需要聯(lián)網(wǎng)通信的小型開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)，可以選用價(jià)格便宜的FXOS系列；I/O點(diǎn)數(shù)多、控制功能復(fù)雜、要求聯(lián)網(wǎng)通信的系統(tǒng)可以選擇FX2N系列。（3）I/O點(diǎn)數(shù)的確定確定I/O點(diǎn)數(shù)時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)出被控設(shè)備對(duì)可編程序控制器輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的總需求，在次基礎(chǔ)上，應(yīng)留有10%20%的裕量，以備今后對(duì)系統(tǒng)改進(jìn)和擴(kuò)充時(shí)使用。整體式可編程序控制器的基本單元、擴(kuò)展單元的輸入點(diǎn)數(shù)和輸出點(diǎn)數(shù)的比例是固定的。（4）存儲(chǔ)器容量的選擇在初步估算時(shí)，對(duì)于僅需開(kāi)關(guān)量控制的系統(tǒng)，將I/O點(diǎn)數(shù)乘以8，就是所需的存儲(chǔ)器的字?jǐn)?shù)。鑒于以上幾個(gè)原因，本設(shè)計(jì)選用的PLC是FX2N128MR001系列。 PLCI/O元件的分配為了便于施工接線和閱讀的方便，根據(jù)以上PLC及其I/O元件選擇的結(jié)果，可將輸入/輸出元件分別列入PLC輸入/輸出元件的分配表中。各輸入/輸出元件在PLC輸入/輸出點(diǎn)上的分配應(yīng)該遵循以下原則：（1）按元件的操作順序來(lái)安放輸入/輸出點(diǎn)。先操作的元件放在編號(hào)小的輸入/輸出點(diǎn)上；后操作的元件放在編號(hào)大的輸入輸出點(diǎn)上。（2）同一類(lèi)元件集中分配在連續(xù)編號(hào)的一組輸入/輸出點(diǎn)上。（3）盡可能以單機(jī)為單位進(jìn)行分配。（4）不同電壓等級(jí)的輸入/輸出元件不能放在同一組。,[12]。 PLC輸入元件分配表輸入元件輸入點(diǎn)編號(hào)輸入元件輸入點(diǎn)編號(hào)工作方式選擇開(kāi)關(guān) 回原點(diǎn)SA1X0單步按鈕SB12X30工作方式選擇開(kāi)關(guān) 單步SA1X1單步按鈕SB13X31工作方式選擇開(kāi)關(guān) 單機(jī)SA1X2單步按鈕SB14X32工作方式選擇開(kāi)關(guān) 半自動(dòng)SA1X3行程開(kāi)關(guān)SQ1X33工作方式選擇開(kāi)關(guān) 自動(dòng)SA1X4行程開(kāi)關(guān)SQ2X34單機(jī)選擇開(kāi)關(guān) 回轉(zhuǎn)臺(tái)SA2X5行程開(kāi)關(guān)SQ3X35單機(jī)選擇開(kāi)關(guān) 鉆孔SA2X6行程開(kāi)關(guān)SQ4X36單機(jī)選擇開(kāi)關(guān) 擴(kuò)孔SA2X7行程開(kāi)關(guān)SQ5X37單機(jī)選擇開(kāi)關(guān) 攻絲SA2X10行程開(kāi)關(guān)SQ11X40在/離線選擇開(kāi)關(guān) 回轉(zhuǎn)臺(tái)SA3X11行程開(kāi)關(guān)SQ12X41在/離線選擇開(kāi)關(guān) 鉆孔SA4X12行程開(kāi)關(guān)SQ13X42在/離線選擇開(kāi)關(guān) 擴(kuò)孔SA5X13行程開(kāi)關(guān)SQ21X43在/離線選擇開(kāi)關(guān) 攻絲SA6X14行程開(kāi)關(guān)SQ22X44預(yù)開(kāi)按鈕 SB1X15行程開(kāi)關(guān)SQ23X45啟動(dòng)按鈕SB2X16行程開(kāi)關(guān)SQ31X46預(yù)停按鈕SB3X17行程開(kāi)關(guān)SQ32X47急停按鈕SB4X20行程開(kāi)關(guān)SQ33X50緊急后退按鈕SB5X21行程開(kāi)關(guān)SQ34X51預(yù)留按鈕SB6X22行程開(kāi)關(guān)SQ35X52單步/停止SB7X23熱繼電器FR1X53單步按鈕SB8X24熱繼電器FR2X54單步按鈕SB9X25熱繼電器FR3X55單步按鈕SB10X26熱繼電器FR4X56單步按鈕SB11X27熱繼電器FR5X57單步按鈕SB12X30壓力繼電器KPX60 PLC輸出元件分配表輸出元件輸出點(diǎn)編號(hào)輸出元件輸出點(diǎn)編號(hào)M5接觸線圈Y0M5滑臺(tái)原位顯示Y34M6接觸線圈Y1回轉(zhuǎn)臺(tái)微臺(tái)顯示Y35電磁閥YV01Y2回轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)顯示Y36電磁閥YV02Y3回轉(zhuǎn)臺(tái)低回顯示Y37電磁閥YV03Y4回轉(zhuǎn)臺(tái)反靠顯示Y40電磁閥YV04Y5回轉(zhuǎn)臺(tái)夾緊顯示Y41電磁閥YV05Y6回轉(zhuǎn)臺(tái)脫離顯示Y42電磁閥YV06Y7回轉(zhuǎn)臺(tái)活返顯示Y43電磁閥YV11Y10M3快進(jìn)顯示Y44電磁閥YV12Y11M3工進(jìn)顯示Y45電磁閥YV13Y12M3快退顯示Y46電磁閥YV21Y13M4快進(jìn)顯示Y47電磁閥YV22Y14M4工進(jìn)顯示Y50電磁閥YV23Y15M4快退顯示Y51電磁閥YV31Y16M5快進(jìn)顯示Y52電磁閥YV32Y17M5工進(jìn)顯示Y52電磁閥YV33Y20M5正轉(zhuǎn)攻絲顯示Y54預(yù)開(kāi)預(yù)停提示BEY21M5反轉(zhuǎn)退絲顯示Y55故障報(bào)警Y22M5快退顯示Y56全機(jī)全自動(dòng)顯示Y23M1過(guò)載顯示Y57全機(jī)半自動(dòng)顯示Y24M2過(guò)載顯示Y60單機(jī)半自動(dòng)顯示Y25M3過(guò)載顯示Y61單機(jī)單步顯示Y26M4過(guò)載顯示Y62全機(jī)自動(dòng)回原點(diǎn)顯示Y27M5過(guò)載顯示Y63全機(jī)原位顯示Y30超節(jié)拍預(yù)停顯示Y64回轉(zhuǎn)臺(tái)原位顯示Y31夾緊力不足顯示Y65M3滑臺(tái)原位顯示Y32工作周期到顯示Y66M4滑臺(tái)原位顯示Y33 PLC的I/O接線圖 根據(jù)PLC輸入/輸出元件的分配表繪出PLC的I/O接線圖,如附圖6所示。第4章 金屬切削機(jī)床PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) PLC程序的總體結(jié)構(gòu)本切削機(jī)床控制系統(tǒng)的軟件由公用程序、全機(jī)自動(dòng)/半自動(dòng)程序、單機(jī)手動(dòng)程序、單機(jī)半自動(dòng)程序、全機(jī)自動(dòng)回原點(diǎn)程序、信號(hào)顯示和故障報(bào)警程序等六個(gè)部分組成。任務(wù)書(shū)要求本人設(shè)計(jì)的程序部分是：公用程序、單機(jī)單步程序、全機(jī)半自動(dòng)程序、全機(jī)自動(dòng)回原點(diǎn)程序。 PLC程序的總體結(jié)構(gòu)圖公用程序主要用來(lái)對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行處理, 并將處理結(jié)果作為自動(dòng)線啟動(dòng)、停止、程序轉(zhuǎn)換或故障報(bào)警等的一個(gè)依據(jù)[6]。這些信號(hào)包括:自動(dòng)線的預(yù)開(kāi)、預(yù)停、緊急停止和緊急后退等操作信號(hào)、各單機(jī)的原位信號(hào)、自動(dòng)線啟動(dòng)前應(yīng)具備的各種初始信號(hào)、由全機(jī)半自動(dòng)工作方式轉(zhuǎn)換為單機(jī)單步或全機(jī)自動(dòng)回原點(diǎn)工作方式時(shí)，使全機(jī)半自動(dòng)程序復(fù)位的信號(hào)。公用程序采用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)，根據(jù)其所起的作用。 公用程序，第一邏輯行中M100的線圈控制回路用來(lái)向金屬切削機(jī)床發(fā)出 “預(yù)開(kāi)”信號(hào)。在機(jī)床處于初始狀態(tài)、且各主軸電動(dòng)機(jī)未發(fā)生過(guò)載故障、未按預(yù)停按鈕的情況下，在輔助繼電器M100的線圈回路中，除預(yù)開(kāi)按鈕X15(SB1)和M100的觸點(diǎn)外，其余所有觸點(diǎn)均處于閉合狀態(tài)。此時(shí)，按下預(yù)開(kāi)按鈕X15，可使繼電器M100和Y21通電動(dòng)作，其中，M100動(dòng)作可為自動(dòng)線啟動(dòng)做好準(zhǔn)備，Y21動(dòng)作可接通電鈴BE的電源，向機(jī)床周?chē)娜藛T發(fā)出機(jī)床將要開(kāi)車(chē)的音響預(yù)告信號(hào)。在按下啟動(dòng)按鈕X16（SB2）以前，若想取消預(yù)開(kāi)命令，只要按下預(yù)停按鈕X17（SB3），即可使M100斷電。第三邏輯行M8034是禁止輸出繼電器，在任何工作方式下，只要按下緊急停止按鈕X20（SB4），即可使M8034通電動(dòng)作，通過(guò)系統(tǒng)程序使PLC的全部輸出繼電器復(fù)位，從而使機(jī)床緊急停車(chē)。此后，若按下啟動(dòng)按鈕X16（SB2）或急退/回原點(diǎn)按鈕X21（SB15），可使機(jī)床繼續(xù)工作（在全機(jī)半自動(dòng)工作方式下），或使