【導讀】螺旋面，裝上圓工作臺還可以銑切凸輪和弧形槽。所以銑床在金屬切削機床。中占有很大的比重，使用數(shù)量僅次于車床。PLC是以計算機技術為技術核心的。通用自動控制裝置，在各行各業(yè)中得到了廣泛的應用。它是將邏輯運算，順。產設備和生產過程進行控制的裝置。期長，給生產與維護帶來諸多不便，嚴重地影響生產。更能適應經常變動的工藝條件。為了使銑床控制穩(wěn)定與可靠，具有極高的可靠性和靈活性，更容易檢修，接觸模式模擬控制系統(tǒng)進行PLC改造。

　　

【正文】 轉/分FR3KM3M2U3 V3 W3KM2FU3FU5L1L2L3N+﹣NX62W 萬能銑床 PLC 控制接線圖 X62W 臥式萬能銑床的 PLC 改造 第 23 頁 共 29 頁 第 四章 X62W 萬能銑床電氣控制線路的 PLC 改造 的軟件設計 梯形圖控制分析 在 X62W 萬能銑床 PLC 控制梯形圖 中，回路 6 控制主軸啟動和變速，回路 7 控制主軸制動，回路 11 控制工作臺分別作縱向、橫向、垂直、變速等運動以及圓盤運動，回路 8控制工作臺快速進給。 X 1 4 X 1 6X 1 7X 5X 4 X 5Y 0M 4M 5X 2 0X 9X 7 X 1 0 X 1 1X 1 0X 1 1 X 1 2X 1 3X 0M 5M 4X 1Y 0X 6X 4X 5X 1 4X 2M 5M 4X 2 0X 3M 9M 9M 6X 1 5X 1 2 M 7Y 2X 1 0X 7 M 8X 7 X 1 5M 8X 1 1M 7 X 1 5Y 1X 1 3M 4M 5M 6M 7M 8Y 0Y 2 0Y 1 0Y 2 1M 9Y 1 1Y 2 2Y 1 2Y 2 3Y 1Y 21234567891 01 1E N D X62W 萬能銑床 PLC 控制梯形圖 X62W 臥式萬能銑床的 PLC 改造 第 24 頁 共 29 頁 ① 主軸控制電路分析 1） 主軸電動機啟動 啟動前先合上電源開關 QS1， 再把主軸轉換開關 SA3 扳到所需的旋轉方向，然后按啟動按鈕 SB1(或 SB2),X0(或 X1)閉合， Y0 得電， KM1 工作，主軸的電動機運轉。 2） 主軸電動機的停車 制動 按主軸停止按鈕 SB5（或 SB6），這時 X4（或 X5） 常閉斷開， M5 失電 ， Y0 失電， KM1斷開，主軸電動機失電作慣性運動，接著 X4（或 X5）常開閉合， Y10 得電，電磁離合器YC1 工作，對主軸進行制動，待主軸停車后，松開 SB5（或 SB6） 。 3）主軸換銑刀控制 SA1 是主軸換銑刀開關，需換刀時，將 SA1 扳到“換刀”位置，這時 X14 常閉斷開，使 Y0 失電， KM1 斷開，主軸電動機失電作慣性運動，接著 X14 常開閉合， Y10 得電，電磁離合器 YC1 得電工作，對主軸進行制動，使基層無法運行，保證了人身安全。 4）主軸變 速沖動控制 主軸變速時的沖動控制是利用變速手柄與沖動行程開關 SQ1，通過機械上的聯(lián)動機構進行控制，變速時，扳操縱手柄使 SQ1 動作，這時 X6 常閉斷開（斷開自鎖回路）， X6 常開閉合，使 Y0 得電， KM1 工作，主軸電動機實現(xiàn)點動控制。 ② 進給控制電路分析 轉換開關 SA2 是控制圓工作臺的，在不需要圓工作臺時，轉換開關 SA2 扳到“斷開”位置。此時， X15 常閉閉合，常開斷開；當需要圓工作臺時，轉換開關 SA2 扳到“接通”位置，此時 X15 常閉斷開，常開閉合。 1）工作臺左（右）控制 主軸電動機啟動后，將操縱手柄向左（右） 扳，其聯(lián)動機構壓動位置開關 SQ5（ SQ6） ，使 X12(X13)常閉斷開（聯(lián)鎖保護）， X12(X13)常開閉合， Y1（ Y2）得電， KM2（ KM3） 工作，進給電動機實現(xiàn)正（反）轉，通過相應傳動裝置拖動工作臺向左、右運動。 2）工作臺下、前（上、后）控制 主軸電動機啟動后，將操縱手柄分必然想下、前（上、后）扳，其聯(lián)動機構壓動位置開關 SQ3（ SQ4） ，使 X10(X11)常閉 斷開（聯(lián)鎖保護）， X10(X11)常開閉合， Y1(Y2)得電，KM2(KM3)工作，進給電動機實現(xiàn)正（反）轉，通過相應傳動裝置拖動工作臺向下、前 （上、后）運動。 3）進給變速傳動控制 與主軸變速原理一樣，變速時只需將變速盤往外拉，使進給齒輪松開，待轉動變速盤選擇好速度后，將變速盤向里推，在推進時，擋塊壓動位置開關 SQ2，使 X7 常閉斷開（斷開自鎖回路）， X7 常開閉合， Y1 得電， KM2 工作，進給電動機實現(xiàn)點動控制。 4）工作臺快速移動控制 按下快速點動按鈕 SB3（或 SB4） ， X2（或 X3）接通， M9 得電，它的一個常開觸點接通進給控制電路，另一個則接通快速進給電磁離合器 YC3，常閉觸點切斷正常進給電磁離X62W 臥式萬能銑床的 PLC 改造 第 25 頁 共 29 頁 合器 YC2，讓工作臺實現(xiàn)快速進給。松開 SB3（或 SB4） ， X2(或 X3)斷開， M9 失電，此時YC3 失電， YC2 得電，工作臺快速移動停止，仍按原方向作正常進給運動。 5）圓工作臺的控制 當需要加工螺旋槽時，應將工件安裝在圓工作臺上，調整好銑刀和工件之間的位置，主軸電動機切斷后，將開工 SA2 扳到“接通”位置， X15 常閉斷開（聯(lián)鎖保護）， X15 常開閉合， Y1 得電， KM2 工作，進給電動機通過相應傳動裝置拖動圓 工作臺 開始工作。值得注意的是，當圓工作臺在運轉過程中，既不要求調速，也不要求反轉。 PLC 控制指令語句表 X62W 萬能銑床 PLC 控制指令語句表 0 LDI X014 38 AND M5 1 ANI X016 39 AND M4 2 ANI X017 40 ANI X020 3 OUT M4 41 OUT M9 4 LDI X005 42 LDI M9 5 ANI X004 43 OUT Y011 6 ANI X006 44 OUT Y022 7 OUT M5 45 LD M9 8 LD Y000 46 OUT Y012 9 OR M9 47 OUT Y023 10 AND M4 48 LD M6 11 AND M5 49 MPS 12 ANI X020 50 LDI X015 13 OUT M6 51 LD X012 14 LDI X007 52 OR X010 15 ANI X010 53 AND M7 16 ANI X011 54 LD X007 17 OUT M7 55 AND M8 X62W 臥式萬能銑床的 PLC 改造 第 26 頁 共 29 頁 18 LDI X010 56 ORB 19 ANI X011 57 ANB 20 ANI X012 58 LDI X007 21 ANI X013 59 AND X015 22 OUT M8 60 AND M8 23 LD X000 61 ORB 24 OR X001 62 ANB 25 OR Y000 63 ANI Y002 26 AND M5 64 OUT Y001 27 OR X006 65 MPP 28 AND M4 66 LD X011 29 OUT Y000 67 OR X013 30 OUT Y020 68 ANB 31 LD X004 69 AND M7 32 OR X005 70 ANI X015 33 OR X014 71 ANI Y001 34 OUT Y010 72 OUT Y002 35 OUT Y021 73 END 36 LD X002 37 OR X003 X62W 臥式萬能銑床的 PLC 改造 第 27 頁 共 29 頁 第 五 章 X62W 萬能銑床 PLC 改造 后的運行調試 PLC 的模擬實驗 將輸入、輸出點接好，安裝在 PLC 實驗臺，輸入正確的程序。觀察相應的功能指示燈是否顯示正確，即表示相應的功能是否擁有。以檢測 PLC 的接線方法和相應的程序是否正確。 結論：實驗的各項功能良好。 改進后的 X62W 萬能銑床空載實驗 將線路接好后，接通電源開關，輸入相應程序。首先進行主軸電動機的 啟動、制動空載，及主軸變速沖動。再進行機床進給運動的實驗，測試工作臺六個方向的進給運動，變速沖動及工作臺的快速移動。再進行圓工作臺的空載實驗，及冷卻泵電動機的空載與工作照明實驗。最后進行空載電路的連鎖與保護實驗。 結論：主軸制動良好，各方向進給運動精確。圓工作臺工作正常，各連鎖功能良好，冷卻泵及照明系統(tǒng)正常啟動。 PLC 狀態(tài)良好。 改進后的 X62W 萬能銑床的負載實驗 在改進后的機床上進行定位座的銑削加工，實驗顯示：機床工作狀況良好，進給空載精確，加工精度高，加工效率較高。機床改造成功，既節(jié)省了資源又 提高了效率。 X62W 臥式萬能銑床的 PLC 改造 第 28 頁 共 29 頁 第 六 章 PLC 控制與電氣控制的區(qū)別 PLC 控制系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)的不同之處主要在以下幾個方面： 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，其連線多且復雜、體積大、功耗大，系統(tǒng)構成偶，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 ， 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)觸點抖動問題。 4） 從定時和計數(shù)控制上看， 電氣控制系統(tǒng)采用時間繼電器的延時動作進行時間控制，時間繼電器的延時時間易受環(huán)境溫度和溫度變化的影響 ，定時精度不高 。而 PLC 采用半導體集成電路作定時器，時鐘脈沖由 晶體振蕩器產生，精度高，定時范圍寬，用戶可根據需要在程序 中設定定時值，修改方便，不受環(huán)境的影響，且 PLC 具有計數(shù)功能。 5） 從可靠性和可維 護性上看，由于電氣控制系統(tǒng)使用了大量的機械觸點，其存在機械磨損、電弧燒傷等，壽命短，系統(tǒng)的連線多，所以可靠性和可維護性較差。而 PLC 大量的開關動作由無觸點的半導體電路來完成，其壽命長、可靠性高，而 PLC 還具有自診斷功能，能查出自身的故障，隨時顯示給操作人員，并能動態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況 ，為現(xiàn)場調試和維護提供了方便。 X62W 臥式萬能銑床的 PLC 改造 第 29 頁 共 29 頁 第 七 章 致謝 此次畢業(yè)設計時我們從大學畢業(yè)生走向未來工程師重要的一步。查找資料，老師指導，與同學交流，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。 通過這次實踐，我了解了萬能 銑床的用途及工作原理，鍛煉了工程設計實踐能力，培養(yǎng)了自己獨立設計能力。 隨著工業(yè)自動化，對工業(yè)智能化程度的要求越來越高，以及市場經濟要求制造業(yè)對市場需求作出迅速反應，生產出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質量的產品。為滿足這一要求，生產設備和自動生產線的枯燥系統(tǒng)必須具有極高的可靠性與靈活性，這就需要使用智能化程度高的枯燥系統(tǒng)來取代傳統(tǒng)的枯燥系統(tǒng)，使電氣控制系統(tǒng)的工作更加靈活、可靠，更容易維修，更能適應經常變動的工藝條件。而由于 PLC 所具有的優(yōu)點很多，因此它必定會被更廣泛的應用于各種高要求的領域。 此次畢業(yè)設計 時對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎知識一次實際檢驗和鞏固，同時也是走向工作崗位前得一次熱身。 但是畢業(yè)設計也暴露出自己專業(yè)基礎的很多不足之處。如此缺乏綜合應用專業(yè)知識的能力，對材料的不了解，等等。這次實踐是對自己大學三年所學的一次大檢閱，使我明白自己知識還很淺薄，雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學之路還很長，以后更應該在工作中學習，努力使自己成為一個對社會有所貢獻的人。 本文是在張兆東老師的悉心指導下完成的， 是我們邁向社會，走出校門的最后一門“作業(yè)”。從實習前最初的確定課題，到收集資料，再到本文的最后完成，都離不開張老 師的耐心指導。同時感謝所有的任課老師。 實習期間筆者在江蘇一重電氣部，接觸到大量的電氣方面的知識，受益頗多。對本文能夠在規(guī)定的時間里順利做出來起了很大作用。 完成畢業(yè)設計的過程是枯燥而漫長的，通過近半年的努力，我的畢業(yè)設計終于完成了，這除了自身的努力外，還與老師的諄諄教導和鼓勵分不開的。 由于 時間的倉促及自身專業(yè)水平的不足