【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 行程開(kāi)關(guān)為 PLC 的輸入設(shè)備，接觸器線圈及指示燈為 PLC的輸出設(shè)備。為了節(jié)省 PLC的 I／ O 點(diǎn)數(shù)， SQ SQ2的常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)， SQ SQ4 的常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)， SQ SQ4 的常閉觸點(diǎn) 并聯(lián)， SQ SQ6 的常開(kāi)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 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。 5 第一章 T68 鏜床電氣控制系統(tǒng)的 PLC 改造設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求 （ 1）對(duì) T68鏜床電氣控制的實(shí)物了解，熟悉其工作原理。 （ 2）通過(guò)實(shí)物連線畫(huà)其相應(yīng)的電氣接線圖。 （ 3）通過(guò)原理圖對(duì)鏜床電氣部分進(jìn)行 PLC的設(shè)計(jì)改造。 （ 4）對(duì)改造后進(jìn)行調(diào)試、改進(jìn)并畫(huà)出改造后的 PLC接線圖。 （ 5）編 寫(xiě)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)小結(jié)。 設(shè)計(jì)思路 通過(guò)對(duì) T68鏜床電氣所有硬件部分接線方式的了解與認(rèn)識(shí)，從實(shí)際連線出發(fā)掌握鏜床的工作原理以及各機(jī)械部件的動(dòng)作方式。然后按照其接線畫(huà)出相應(yīng)原理圖，并對(duì)其進(jìn)行注釋。對(duì)原理圖作進(jìn)一步的分析，將所有的機(jī)械動(dòng)作原件（接觸器、繼電器、按鈕等）轉(zhuǎn)換成以 PLC的軟件控制（即軟觸點(diǎn)換成硬觸點(diǎn)）。設(shè)計(jì) PLC的梯形圖，要求與原有電氣部分控制的工作原理相同。 設(shè)計(jì)目的 在工業(yè)控制領(lǐng)域，為了實(shí)現(xiàn)弱電對(duì)強(qiáng)電的控制，使機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)預(yù)期的要求，繼電器系統(tǒng)曾被廣泛使用并占主導(dǎo)地位。雖然它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、易學(xué)易懂、價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)，但其控制過(guò)程是由硬件接線的方式實(shí)現(xiàn)的。如果某一個(gè)繼電器損壞，甚至僅僅是一對(duì)觸點(diǎn)接觸不良，就可能造成系統(tǒng)的癱瘓，而故障的查找和排除又往往是困難的，需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間。如果產(chǎn)品更新?lián)Q代，則需要改變整個(gè)系統(tǒng)的控制周期?？梢?jiàn)，繼電器控制系統(tǒng)存在著可靠性低、適應(yīng)性差的缺點(diǎn)，給人們?cè)谑褂蒙蠋?lái)很大的不便和遺憾。而機(jī)床作為工作母機(jī)，對(duì)電氣的控制也有了很高的要求必須有很強(qiáng)的抗干憂能力，運(yùn)行可靠，并且簡(jiǎn)化電氣控制方式，提高機(jī)床電氣的使用壽命。因此根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要對(duì)鏜床的控制電路進(jìn)行 PLC改造。 6 第二章 T68 臥式鏜床 的基本結(jié)構(gòu)及工作原理 臥式鏜床的概述及加工范圍 鏜床是一種精密加工機(jī)床。它主要用于加工工件上的精密圓柱孔。按用途的不同，鏜床可分為臥式鏜床、坐標(biāo)鏜床、金剛鏜床等。其中臥式鏜床的用途很廣，除了對(duì)各種復(fù)雜的大型工件，如箱體零件、機(jī)體等的鏜孔以外，還可以完成鉆、擴(kuò)、鉸孔、車削內(nèi)外螺紋，用絲錐攻絲，車外圓柱面和端面，用端銑刀與圓柱銑刀銑削平面等多種工序。因此在這種鏜床上，工件一次安裝后，即能完成大部分表面的加工，有時(shí)甚至可以完成全部的加工，特別是在加工大型及笨重的工件時(shí)具有優(yōu)勢(shì)。 T68 臥式鏜床的基本結(jié)構(gòu)及工作原理 T68 鏜床的工作原理大致可分為主軸的移動(dòng)運(yùn)動(dòng)、工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、上滑座、下滑座的移動(dòng)運(yùn)動(dòng)、主軸箱的升降運(yùn)動(dòng)、正反向機(jī)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、快速移動(dòng)運(yùn)動(dòng)。如上所述的這些運(yùn)動(dòng)主要靠電磁伐、離合器來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，如要實(shí)現(xiàn)某個(gè)運(yùn)動(dòng)必須使它所對(duì)應(yīng)的某個(gè)電磁閥或離合器動(dòng)作，除此之外就是添加各運(yùn)動(dòng)中的正負(fù)限位開(kāi)關(guān)，這主要是起到各運(yùn)動(dòng)在動(dòng)作時(shí)的保護(hù)作用。 臥式鏜床主要技術(shù)參數(shù) 鏜軸直徑（ mm）： 130 主軸最大鈕矩 （ ）： 3136 主軸最大轉(zhuǎn)向力 （ N）： 31360 主軸最大行程 （ mm）： 900 工作臺(tái)工作面 積（ mm）：1600*1400 主電機(jī)功率 （ kW）： 15 機(jī)床重量 （ kg）： 25500 圖 11是臥式鏜床的外觀圖。它主要是由床身、主軸箱、前立柱、帶后支承的后立柱、下滑座、上滑座和工作臺(tái)等部分組成。加工時(shí)，刀具裝在主軸箱的鏜軸和平旋盤(pán)上，由主軸箱獲得各種轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量。主軸箱可沿前立柱的導(dǎo)軌上下移動(dòng)。工件安裝在工作臺(tái)上，可與工作臺(tái)一起隨下滑座或上鏜床主軸部件結(jié)構(gòu)圖（附件 5） 7 滑座作縱向或橫向移動(dòng)。此外，工作臺(tái)還可繞上滑座 12的圓導(dǎo)軌的水平面內(nèi)調(diào)整至一定的角度位置，以便加工互成一定角度的孔。裝在鏜軸上的鏜刀 還可隨鏜軸作軸向運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)軸向進(jìn)給或調(diào)整刀具的軸向位置。當(dāng)鏜桿及刀桿伸出較長(zhǎng)時(shí)，可用后立柱上的去承來(lái)從左端加以支承，以增加刀桿及鏜軸的剛性。當(dāng)?shù)毒哐b在平旋盤(pán)徑向滑板的徑向刀架上時(shí)，徑向帶 著刀具徑向進(jìn)給，可車削端面。 電力拖動(dòng)及控制特點(diǎn) T68型鏜床的主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由同一臺(tái)雙速電動(dòng)機(jī) M1拖動(dòng)，各方向的運(yùn)動(dòng)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(pán)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(pán)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。 8 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(kāi)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)， SQ SQ2的常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)， SQSQ4的常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)， SQ SQ4的常閉觸點(diǎn)并聯(lián)， SQ SQ6的常開(kāi)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(huà)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(kāi)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(kāi)，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、 KM1常開(kāi)， KM2常開(kāi)與 SB1常開(kāi)并聯(lián)區(qū)域用中間繼電器 KA3綜合，將 SQ SQ2常開(kāi)與 SRZ常閉的串聯(lián)、反轉(zhuǎn)速度繼電器 SRZ常開(kāi)、 SQ2常開(kāi)與 SRZ常開(kāi)并聯(lián)區(qū)域用中間繼電器 KA4綜合，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。 9 電氣控制圖（附件 3） 10 設(shè)計(jì)流程圖說(shuō)明 分析鏜床 T68 機(jī)械結(jié)構(gòu)、明確控制要求 制定電氣控制方案 確定輸入 /輸出設(shè)備及信號(hào)特點(diǎn) 選擇 PLC 型號(hào) 輸入輸出點(diǎn)地址分配 控制電路 PLC 改造 模擬調(diào)試 調(diào)試正常 程序錯(cuò)誤 N 技術(shù)文件整理移交 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程圖 11 第三章 T68 臥式鏜床的電氣元件表