【文章內容簡介】 行程開關為 PLC 的輸入設備，接觸器線圈及指示燈為 PLC的輸出設備。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 改造設計 設計要求 （ 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的電氣接線圖。 （ 3）通過原理圖對鏜床電氣部分進行 PLC的設計改造。 （ 4）對改造后進行調試、改進并畫出改造后的 PLC接線圖。 （ 5）編 寫說明書設計小結。 設計思路 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）轉換成以 PLC的軟件控制（即軟觸點換成硬觸點）。設計 PLC的梯形圖，要求與原有電氣部分控制的工作原理相同。 設計目的 在工業(yè)控制領域，為了實現(xiàn)弱電對強電的控制，使機械設備實現(xiàn)預期的要求，繼電器系統(tǒng)曾被廣泛使用并占主導地位。雖然它具有結構簡 單、易學易懂、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。可見，繼電器控制系統(tǒng)存在著可靠性低、適應性差的缺點，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 的基本結構及工作原理 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、坐標鏜床、金剛鏜床等。其中臥式鏜床的用途很廣，除了對各種復雜的大型工件，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 臥式鏜床的基本結構及工作原理 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)轉換，如要實現(xiàn)某個運動必須使它所對應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限位開關，這主要是起到各運動在動作時的保護作用。 臥式鏜床主要技術參數(shù) 鏜軸直徑（ mm）： 130 主軸最大鈕矩 （ ）： 3136 主軸最大轉向力 （ 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速和進給量。主軸箱可沿前立柱的導軌上下移動。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構圖（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的圓導軌的水平面內調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)軸向進給或調整刀具的軸向位置。當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?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）為了適應各種工件的加工工藝要求，主軸旋轉和進給都應有較大的調速范圍。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)合調速，這樣既擴大了調速范圍又使機床傳動機構簡化。 （ 2）進給傳動和主軸及花盤旋轉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，并有高、低速度選擇。高速運轉應先低速起動，各方向的進給應有電氣聯(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）為適應調整需要，要求主拖動電動機應能正反向點動，并且?guī)в兄苿?。為此，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、行程開關為 PLC 的輸入設備，接觸器線圈為 PLC的輸出設備。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》設計。采用繼電一接觸器控制移植法設計梯形圖程序。 （ 1）設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，在梯形圖中設置用該電路控制的中間繼電器。 （ 2）設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，然后畫出相應的等效梯形圖電路。 （ 3） 常閉觸點提供的輸入信號的處理設計輸入電路時，盡量采用常開觸點。如果只能用常閉觸點，梯形圖中對應觸點的常開，常閉類型應與繼電器電路相反。 （ 4）外部聯(lián)鎖電路的設計在梯形圖中設置對應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，還應在 PLC外部設置硬件互鎖電路。 設計時，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 設計流程圖說明 分析鏜床 T68 機械結構、明確控制要求 制定電氣控制方案 確定輸入 /輸出設備及信號特點 選擇 PLC 型號 輸入輸出點地址分配 控制電路 PLC 改造 模擬調試 調試正常 程序錯誤 N 技術文件整理移交 PLC 控制系統(tǒng)的設計流程圖 11 第三章 T68 臥式鏜床的電氣元件表