【文章內(nèi)容簡介】 行程開關(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 點數(shù)， SQ SQ2的常開觸點并聯(lián)， SQ SQ4 的常開觸點串聯(lián)， SQ SQ4 的常閉觸點 并聯(lián)， SQ SQ6 的常開觸點并聯(lián)之后接在 PLC的輸入端。經(jīng)過這樣處理后，僅需要 14個輸入點， 7個輸出點，又基于三菱的 PLC在市場上被廣泛使用且價格便宜，適用于經(jīng)濟型的改造，因此，我選用三菱型號為 FX2N32MR的 PLC。 5 第一章 T68 鏜床電氣控制系統(tǒng)的 PLC 改造設(shè)計 設(shè)計要求 （ 1）對 T68鏜床電氣控制的實物了解，熟悉其工作原理。 （ 2）通過實物連線畫其相應(yīng)的電氣接線圖。 （ 3）通過原理圖對鏜床電氣部分進行 PLC的設(shè)計改造。 （ 4）對改造后進行調(diào)試、改進并畫出改造后的 PLC接線圖。 （ 5）編 寫說明書設(shè)計小結(jié)。 設(shè)計思路 通過對 T68鏜床電氣所有硬件部分接線方式的了解與認(rèn)識，從實際連線出發(fā)掌握鏜床的工作原理以及各機械部件的動作方式。然后按照其接線畫出相應(yīng)原理圖，并對其進行注釋。對原理圖作進一步的分析，將所有的機械動作原件（接觸器、繼電器、按鈕等）轉(zhuǎn)換成以 PLC的軟件控制（即軟觸點換成硬觸點）。設(shè)計 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)計目的 在工業(yè)控制領(lǐng)域，為了實現(xiàn)弱電對強電的控制，使機械設(shè)備實現(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 單、易學(xué)易懂、價格便宜的優(yōu)點，但其控制過程是由硬件接線的方式實現(xiàn)的。如果某一個繼電器損壞，甚至僅僅是一對觸點接觸不良，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，需要花費很長時間。如果產(chǎn)品更新?lián)Q代，則需要改變整個系統(tǒng)的控制周期?？梢姡^電器控制系統(tǒng)存在著可靠性低、適應(yīng)性差的缺點，給人們在使用上帶來很大的不便和遺憾。而機床作為工作母機，對電氣的控制也有了很高的要求必須有很強的抗干憂能力，運行可靠，并且簡化電氣控制方式，提高機床電氣的使用壽命。因此根據(jù)實際生產(chǎn)需要對鏜床的控制電路進行 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，除了對各種復(fù)雜的大型工件，如箱體零件、機體等的鏜孔以外，還可以完成鉆、擴、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具有優(yōu)勢。 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運動、工作臺的回轉(zhuǎn)運動、上滑座、下滑座的移動運動、主軸箱的升降運動、正反向機動進給運動、快速移動運動。如上所述的這些運動主要靠電磁伐、離合器來實現(xiàn)轉(zhuǎn)換，如要實現(xiàn)某個運動必須使它所對應(yīng)的某個電磁閥或離合器動作，除此之外就是添加各運動中的正負(fù)限位開關(guān)，這主要是起到各運動在動作時的保護作用。 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 工作臺工作面 積（ mm）：1600*1400 主電機功率 （ kW）： 15 機床重量 （ 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、上滑座和工作臺等部分組成。加工時，刀具裝在主軸箱的鏜軸和平旋盤上，由主軸箱獲得各種轉(zhuǎn)速和進給量。主軸箱可沿前立柱的導(dǎo)軌上下移動。工件安裝在工作臺上，可與工作臺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。此外，工作臺還可繞上滑座 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動，以實現(xiàn)軸向進給或調(diào)整刀具的軸向位置。當(dāng)鏜桿及刀桿伸出較長時，可用后立柱上的去承來從左端加以支承，以增加刀桿及鏜軸的剛性。當(dāng)?shù)毒哐b在平旋盤徑向滑板的徑向刀架上時，徑向帶 著刀具徑向進給，可車削端面。 電力拖動及控制特點 T68型鏜床的主運動與進給運動由同一臺雙速電動機 M1拖動，各方向的運動由相應(yīng)手柄選擇，各自的快速移動由另一臺電動機 M2拖動。上述運動對 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)和進給都應(yīng)有較大的調(diào)速范圍。因此，該機床采用雙 速籠型異步電動機 M1 作為主拖動電動機，并采用機電聯(lián)合調(diào)速，這樣既擴大了調(diào)速范圍又使機床傳動機構(gòu)簡化。 （ 2）進給傳動和主軸及花盤旋轉(zhuǎn)采用同一臺電動機拖動，由于進給運動有幾個方向 (主軸軸向、花盤徑向、主軸垂直方向、工作臺橫向、工作臺縱向 )，所以要求電動機能正反轉(zhuǎn)，并有高、低速度選擇。高速運轉(zhuǎn)應(yīng)先低速起動，各方向的進給應(yīng)有電氣聯(lián)鎖。 （ 3）進給方向均能快速移動。因此，該機床采用另一臺快速電動機 M2 拖動，正反兩個方向都能短時點動。 （ 4）為適應(yīng)調(diào)整需要，要求主拖動電動機應(yīng)能正反向點動，并且?guī)в兄苿印榇?，該機床采 用電磁鐵帶動的機械制動裝置。 8 改造方案 采用 PLC實現(xiàn) T68鏜床電氣控制時，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點數(shù)， SQ SQ2的常開觸點并聯(lián)， SQSQ4的常開觸點串聯(lián)， SQ SQ4的常閉觸點并聯(lián)， SQ SQ6的常開觸點并聯(lián)之后接在 PLC的輸入端。經(jīng)過這樣處理后，僅需要 13個輸入點， 7個輸出點，因此，又基于三菱的 PLC在市場上被廣泛使用且價格便宜，適用于經(jīng)濟型的改造，因此，我選用三菱型號為 FX2N32MR的 PLC。 梯形圖程序的設(shè)計方案 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。采用繼電一接觸器控制移植法設(shè)計梯形圖程序。 （ 1）設(shè)置中間單元在梯形圖中，為簡化電路，多個線圈都受某一觸點串并聯(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)計梯形圖時以線圈為單位，分別考慮繼電器電路圖中每個線圈受到哪些觸點和電路的控制，然后畫出相應(yīng)的等效梯形圖電路。 （ 3） 常閉觸點提供的輸入信號的處理設(shè)計輸入電路時，盡量采用常開觸點。如果只能用常閉觸點，梯形圖中對應(yīng)觸點的常開，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)計在梯形圖中設(shè)置對應(yīng)的輸出繼電器的線圈串聯(lián)的常閉觸點組成的軟件互鎖外，還應(yīng)在 PLC外部設(shè)置硬件互鎖電路。 設(shè)計時，將 SQ1常閉、 SQ3常閉、 KM1常開， KM2常開與 SB1常開并聯(lián)區(qū)域用中間繼電器 KA3綜合，將 SQ SQ2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)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 化了梯形圖程序，使梯形圖簡明順暢。 9 電氣控制圖（附件 3） 10 設(shè)計流程圖說明 分析鏜床 T68 機械結(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)備及信號特點 選擇 PLC 型號 輸入輸出點地址分配 控制電路 PLC 改造 模擬調(diào)試 調(diào)試正常 程序錯誤 N 技術(shù)文件整理移交 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計流程圖 11 第三章 T68 臥式鏜床的電氣元件表