【文章內(nèi)容簡介】 83。 26 三菱 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 I/O 分配表 27 三菱 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計改造后原理圖 28 三菱 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計改造后接線圖 30 PLC 梯形圖 32 7 調(diào)試 33 結(jié) 論 37 致 謝 38 參考文獻(xiàn) 錯誤 !未定義書簽。 9 南京 林業(yè)大學(xué)本科 生 畢業(yè) 論文 1 前 言 本設(shè)計講述了 x62w 萬能銑床電氣控制的工作原理，說明了用 PLC 改造的具體方法，從而提高整個電氣控制系統(tǒng)的性能。 銑床是用銑刀對工件進行銑削加工的機床。銑床除能銑削平面，溝槽，齒輪，螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。最早的銑床的美國人惠特尼于 1818 年創(chuàng)制的臥式銑床；為了銑削麻花鉆頭的螺旋槽，美國人布朗于 1862 年創(chuàng)制了第一臺萬能銑床，這是升降臺銑床的雛形； 1884 年又出現(xiàn)了龍門銑床；二十世紀(jì) 20 年代出現(xiàn)了半自動銑床，工作臺利用擋塊可完成“進給 快速”或“快速 進給”的自動轉(zhuǎn)換，1950 年以后，銑床在控制系統(tǒng)方面發(fā)展很快，數(shù)字控制的應(yīng)用大大的提高了銑床的自動化程度。尤其是 70 年代以后，微處理機的數(shù)字控制系統(tǒng)和自動換刀系統(tǒng)在銑床上得到應(yīng)用，擴大了銑床的加工范圍，提高了加工精度和效率 [i]。 南京 林業(yè)大學(xué)本科 生 畢業(yè) 論文 2 1 銑床簡介 銑床國內(nèi)外研究狀況和發(fā)展趨勢 自從 1969 年第一臺可編程控制器在美國問世以來，在工業(yè)控制中得到廣泛的應(yīng)用。近年來，我國在石油，化 工，機械，輕工，發(fā)電，電子，橡膠，塑料加工等行業(yè)工業(yè)設(shè)備的電氣控制中，越來越多的采用 PLC 機控制，并取得了顯著的效果，深受各行業(yè)的歡迎。銑床是以各類電動機為動力的傳動裝置與系統(tǒng)的對象以實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的裝置。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器日益廣泛的應(yīng)用于機械，電子加工和設(shè)備電氣改造中。 從上世紀(jì) 80 年代起銑床制造業(yè)的發(fā)展雖有起伏但對自動控制技術(shù)和自動銑床一直給予較大的關(guān)注。經(jīng)過 95 自動車床和加工中心包括自動銑床的產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)基地的形成，所生產(chǎn)的中檔普及型自動銑床的功能性能和可靠性方面已具有較強的市場競爭 力，但在中高檔自動銑床方面與國外一些先進產(chǎn)品相比仍存在較大差距 [ii]。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展改進，特別是計算機技術(shù)的應(yīng)用，新型控制策略的出現(xiàn)，不斷改變著電氣控制技術(shù)的面貌，在控制方法上，從手動控制發(fā)展到自動控制，在控制功能上，從簡單控制發(fā)展到智能化控制；在操作上，從策重發(fā)展到信息化處理，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算機為中心的網(wǎng)絡(luò)化自動控制系統(tǒng)， X62W 綜合計算機技術(shù)，微電子技術(shù)，檢測技術(shù)，自動控制技術(shù)，智能技術(shù)，通信技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進 的科學(xué)技術(shù)成果。 X62W 銑床是有普通機床發(fā)展而來的，它集于機械，液壓，氣動，伺服驅(qū)動，精密測量，電氣自動控制，現(xiàn)代控制理論，計算機控制等技術(shù)于一體，是一種高效率，高精度能保證加工質(zhì)量，解決工藝難題，而且又具有一定柔性的的生產(chǎn)設(shè)備。 萬能銑床的廣泛應(yīng)用，給機械制造的生產(chǎn)方式，產(chǎn)品機構(gòu)和產(chǎn)業(yè)機構(gòu)帶來了深刻的變化，其技術(shù)水平高低和擁有量多少，是衡量一個國家和企業(yè)現(xiàn)代化的一個重要標(biāo)志。一種新型的控制裝置，一項先進的應(yīng)用技術(shù)，總是根據(jù)工業(yè)南京 林業(yè)大學(xué)本科 生 畢業(yè) 論文 3 生產(chǎn)的實際需要而產(chǎn)生的。 可編程控制器簡稱 PC， PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下 應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 PLC 其有可靠性高，抗干擾能力強 ，維修檢測方便等優(yōu)點，適合于萬能銑床的控制，獲得廣泛的推廣，現(xiàn)在萬能銑床以全部采用 PLC控制，結(jié)束了近 20年使用繼電控制的歷史 [iii]。 銑床簡單介紹 銑床的選型及其適用范圍 圖 11 X62W的含義圖 X62W 萬能銑床是一種通用的多用途機床，它可以進行 平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工，是一種較為精密的加工設(shè)備，它采用幾點接觸器電路實現(xiàn)電氣控制， PLC 轉(zhuǎn)為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計，其顯著的特點之一就是可靠性高， 抗干擾能力強 ，將 X62W 萬能銑床電氣控制線路改造為可編程控制器控制，可以提高整個電氣控制系統(tǒng)的工作性能，減少維護，維修的工作量 [iv]。 X62W 萬能銑床的特點 1. 能完成很多普通機床難以加工或更本不能加工的復(fù)雜型面的加工。 2. 采用 X62W 銑床可以提高零件的加工精度，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。 3. 采用 X62W 可以比普通機床提高 23 倍的生產(chǎn)率， 對復(fù)雜零件的加工，生產(chǎn)效率可以提高十幾倍甚至幾十倍。 南京 林業(yè)大學(xué)本科 生 畢業(yè) 論文 4 2 X62W 萬能銑床的概述 X62W 萬能銑床電力拖動的特點及控制要求 1. 機床要求有三臺電動機，分別稱為主軸電動機、進給電動機和冷卻泵電動機。 2. 由于加工時有順銑和逆銑兩種，所以要求主軸電動機能正反轉(zhuǎn)及在變速時能瞬時沖動一下，以利于齒輪的嚙合，并要求還能制動停車和實現(xiàn)兩地控制[v]。 X62W 萬能銑床電器元件設(shè)備及參數(shù) 表 21 銑床電機參數(shù)參照表 符號 名稱 型號 規(guī)格 件數(shù) 作用 M1 主軸電動機 Y132M4B3 ,380V,1450r/min 1 主軸傳動 M2 進給電動機 Y90L4 ,380v,1400r/min 1 進給傳動 M3 冷卻泵電動機 JCB22 ,380v,2790r/min 1 冷卻泵傳動 表 22 銑床元件型號 符號 名稱 型號 規(guī)格 件數(shù) 作用 KM1 接觸器 CJ020 20A,220V 1 主軸啟動 KM2 接觸器 CJ010 10A,220V 1 反接制動 KM3 接觸器 CJ010 10A,220V 1 M2 正 傳 KM4 接觸器 CJ010 10A,220V 1 M2 反轉(zhuǎn) KM5 接觸器 CJ010 10A,220V 1 M2 快速進給 KM6 接觸器 CJ010 10A,220V 1 油泵電機啟動 KV 速度繼電器 JY1 2A 1 反接制動 SB1,2 按鈕 LA2 綠色 2 M1 啟動按鈕 SB3,4 按鈕 LA2 黑色 2 M1 停止按鈕 SB5,6 按鈕 LA2 紅色 2 快速進給按鈕 SA1 轉(zhuǎn)換開關(guān) HZ110/E16 三極 1 圓工作臺轉(zhuǎn)換 SA2 轉(zhuǎn)換開關(guān) HZ110/E16 三極 1 照明燈開關(guān) SA4 轉(zhuǎn)換開關(guān) HZ110/E16 三極 1 M1 轉(zhuǎn)向開關(guān) SQ1 限位開關(guān) LX111K 開啟式 1 向右進給 SQ2 限位開關(guān) LX111K 開啟式 1 向左進給 SQ3 限位開關(guān) LX2131 單輪，自動復(fù)位 1 向前、向下進給 南京 林業(yè)大學(xué)本科 生 畢業(yè) 論文 5 SQ4 限位開關(guān) LX2131 單輪，自動復(fù)位 1 向后、向上進給 SA3 轉(zhuǎn)換開關(guān) HZ110/E16 三極 1 冷卻泵開關(guān) SQ6 限位開關(guān) LX311K 開啟式 1 進給變速沖動 SQ7 限位開關(guān) LX311K 開啟式 1 主軸變速沖動 QS 轉(zhuǎn)換開關(guān) HZ160/E26 三極 1 電源總開關(guān) FR1 熱繼電器 JRQ40 11A,3A 1 M1 過載保護 FR2 熱繼電器 JR1010 3A,5A 1 M2 過載保護 FR3 熱繼電器 JR1010 1 M3 過載保護 FU1 熔斷器 RL1 30A 3 總電源短路保護 FU2 熔斷器 RL1 10A 3 進給短路保護 FU3 熔斷器 RL1 6A 2 控制電路短路保護 FU4 熔斷器 RL1 4A 2 照明電源短路保護 TC1 變壓器 BK50 380/36V 1 控制電路變壓器 TC2 變壓器 BK150 380/127V 1 照明變壓器 YA 電磁離合器 B1DLIII 1 快速進給 R 電阻 ZB2 , 2 限制制動電阻 X62W 萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)及運動形式 1. 主要結(jié)構(gòu) 由床身、主軸、刀桿、橫梁、工作臺、回轉(zhuǎn)盤、橫溜板和升降臺等幾部分組成，如圖 21 所示。 圖 21 X62W萬能銑床外形圖 南京 林業(yè)大學(xué)本科 生 畢業(yè) 論文 6 2. 運動形式 主軸轉(zhuǎn)動是由主軸電動機通過彈性聯(lián)軸器來驅(qū)動傳動機構(gòu)，當(dāng)機構(gòu)中的一個雙聯(lián)滑 動齒輪塊嚙合時，主軸即可旋轉(zhuǎn)。 工作臺面的移動是由進給電動機驅(qū)動，它通過機械機構(gòu)使工作臺能進行三種形式六個方向的移動，即：工作臺面能直接在溜板上部可轉(zhuǎn)動部分的導(dǎo)軌上作縱向（左、右）移動；工作臺面借助橫溜板作橫向（前、后）移動；工作臺面還能借助升降臺作垂直（上、下）移動 [vi]。 南京 林業(yè)大學(xué)本科 生 畢業(yè) 論文 7 3 PLC 控制與電氣控制的區(qū)別 PLC 的基本特點 1） 高可靠性，抗干擾強 2） 功能強大，性價比高 3） 編程簡易，現(xiàn)場可修改 4） 配套齊全，使用方便 5） 壽命長，體積小，能耗低 6) 系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試、維修工作量少，維護方便 PLC 控制與電氣控制的綜合比較 1)從控制方法上看，電氣控制系統(tǒng)控制邏輯采用硬件接線，利用繼電器機械觸點的串聯(lián)或并聯(lián)等組合成控制邏輯，其連線多且復(fù)雜、體積大、功耗大，系統(tǒng)構(gòu)成偶，想再改變或增加功能較為困難。另外，繼電器的觸點數(shù)量有限，所以電氣控制系統(tǒng)的靈活性和可擴展性受到很大限制。而 PLC 采用了計算機技術(shù) ，其控制邏輯是以程序的方式存放在存儲器中，要改變控制邏輯只需改變程序，因而很容易改變或增加系統(tǒng)功能。系統(tǒng)連線 少、體積小、功耗小，而且 PLC所謂“軟繼電器”實質(zhì)上式存儲器單元的狀態(tài)，所以“軟繼電器”的觸點無限的， PLC 系統(tǒng)的靈活性和可擴展性好。 2)從工作方式上看，在繼電器控制電路中，當(dāng)電源接通時，電路中所以所以繼電器都處于受制約狀態(tài)，即該吸合的繼電器都同時吸合，不該吸合的繼電器受某種條件限制而不能吸合，這種工作方式稱為并行工作方式。而 PLC 的用戶程序是按一定順序循環(huán)執(zhí)行，所以各軟繼電器都處于周期性循環(huán)掃描接通中，受同一條件制約的各個繼電器的動作次序決定于程序掃描順序，這種工作方式稱為串行工作方式。 3)從控制速度 上看，繼電器控制系統(tǒng)依靠機械觸點的動作以實現(xiàn)控制，工作頻率低，機械觸點還會出現(xiàn)抖動問題。而 PLC 通過程序指令控制半導(dǎo)體電路來實現(xiàn)控制的，速度快，程序指令執(zhí)行時間在微秒級，且不會出現(xiàn)觸點抖動問南京 林業(yè)大學(xué)本科 生 畢業(yè) 論文 8 題。 4