c650普通車(chē)床plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文-在線瀏覽
2024-07-30 08:56本頁(yè)面
【正文】 可使主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到10000r/min以上。用直線電機(jī)作伺服驅(qū)動(dòng)，省去了滾珠絲杠這一中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，消除了傳動(dòng)間隙(包括反向間隙)，運(yùn)動(dòng)慣量小，系統(tǒng)剛性好，在高速下能精密定位，從而極大地提高了伺服精度。通過(guò)直線電機(jī)和直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的應(yīng)用，可使機(jī)床的快速移動(dòng)速度由目前的10～20m/mim提高到60～80m/min，甚至高達(dá)120m/min。數(shù)控機(jī)床能否發(fā)揮其高性能、高精度和高效率，并獲得良好的效益，關(guān)鍵取決于其可靠性的高低。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及及軟件技術(shù)的發(fā)展，CAD技術(shù)得到了廣泛發(fā)展。在模塊化的基礎(chǔ)上在設(shè)計(jì)階段就可以看出產(chǎn)品的三維幾何模型和逼真的色彩。 通過(guò)對(duì)機(jī)床部件進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，不僅能減少重復(fù)性勞動(dòng)，而且可以快速響應(yīng)市場(chǎng)，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)周期。通過(guò)功能的復(fù)合化，可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍、提高效率，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用、一機(jī)多能，即一臺(tái)數(shù)控車(chē)床既可以實(shí)現(xiàn)車(chē)削功能，也可以實(shí)現(xiàn)銑削加工；或在以銑為主的機(jī)床上也可以實(shí)現(xiàn)磨削加工。通過(guò)C軸和Y軸，可以實(shí)現(xiàn)平面銑削和偏孔、槽的加工。副主軸采用內(nèi)藏式電主軸結(jié)構(gòu)，通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)可直接實(shí)現(xiàn)主、副主軸轉(zhuǎn)速同步。第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) C650臥式車(chē)床控制要求軸與進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2和溜板箱快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3。其要求能實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn),從而經(jīng)主軸變速箱實(shí)現(xiàn)主軸的正、反轉(zhuǎn),或通過(guò)掛輪箱傳給溜板箱來(lái)拖動(dòng)刀架以實(shí)現(xiàn)刀架的橫向左、右移動(dòng)。主電動(dòng)機(jī)停車(chē)時(shí),由于加工工件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大,需采用反接制動(dòng)。 C650臥式車(chē)床控制原理分析如圖21，C650臥式車(chē)床主電路設(shè)有三臺(tái)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。FU1 為主電動(dòng)機(jī)M1的短路保護(hù)熔斷器，F(xiàn)R1為M1過(guò)載保護(hù)熱繼電器。電流表A用來(lái)監(jiān)視電動(dòng)機(jī)M1的繞組電流，由于主軸電機(jī)M1的功率很大，故電流表A經(jīng)電流互感器TA接在主電動(dòng)機(jī)M1的動(dòng)力回路上。當(dāng)機(jī)床工作時(shí)，可調(diào)整切削用量，使電流表A的電流接近主電動(dòng)機(jī)M1額定電流的對(duì)應(yīng)值（經(jīng)電流互感器TA后減小了的電流值），以便提高生產(chǎn)效率和充分利用電動(dòng)機(jī)M1的潛力。速度繼電器KS為控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)制動(dòng)用。FU3為快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3的短路熔斷器，KM5為控制M3運(yùn)行的接觸器點(diǎn)動(dòng)時(shí)運(yùn)行，故不設(shè)置熱繼電器保護(hù)。由于中間繼電器KA未通電，雖然此時(shí)KM1的常開(kāi)觸點(diǎn)（1315）已閉合，但并未能自鎖。如圖21，雖然主電動(dòng)機(jī)M1的額定功率為30KW，但只是在車(chē)削時(shí)消耗功率較大，而啟動(dòng)負(fù)載很小，因而啟動(dòng)電流并不很大。SB3為正向啟動(dòng)控制按鈕開(kāi)關(guān)，當(dāng)按下SB3時(shí)，SB3（7—15）閉合，交流接觸器KM3線圈通電，KM3主觸點(diǎn)閉合，短接限流電阻R，另一個(gè)常開(kāi)輔助觸點(diǎn)（523）閉合，中間繼電器KA線圈通電，其常開(kāi)觸點(diǎn)（719）閉合，使得KM3在SB3松開(kāi)后保持通電，進(jìn)而KA也保持通電。另一方面，當(dāng)SB3尚未松開(kāi)時(shí)，由于KA的另一個(gè)常開(kāi)輔助觸點(diǎn)（913）已閉合，因而使得交流接觸器KM1線圈通電，其主觸點(diǎn)閉合，主電動(dòng)機(jī)M1全壓?jiǎn)?dòng)運(yùn)行。KT的常閉觸點(diǎn)在主電路中短接電流表A，其作用是使電流表避過(guò)啟動(dòng)尖峰電流的沖擊。如圖所示，SB4（13區(qū)）為反向啟動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān)，反向啟動(dòng)控制過(guò)程與正向啟動(dòng)控制過(guò)程類(lèi)似，在此不在分析。當(dāng)主電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)時(shí)，主軸電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)達(dá)到120r/min時(shí)，速度繼電器KS的正向常開(kāi)觸點(diǎn)KS1（1723）閉合，制動(dòng)電路處于準(zhǔn)備狀態(tài)，當(dāng)按下總停按鈕SB1（35）開(kāi)關(guān)后，原來(lái)通電的KMKMKA、KT就馬上失電，它們的所有觸點(diǎn)均被釋放復(fù)位到常態(tài)。這樣，主電動(dòng)機(jī)M1主電路即串入限流電阻R進(jìn)行反接制動(dòng)，強(qiáng)迫電動(dòng)機(jī)迅速停止，正向轉(zhuǎn)速很快就降下來(lái)，當(dāng)降到（n 100r/min）很低時(shí)，速度繼電器KS的正向常開(kāi)觸點(diǎn)KS1（1723）復(fù)位斷開(kāi)，這樣就切斷了上面的KM2線圈通路，其相應(yīng)的主觸點(diǎn)復(fù)位，電動(dòng)機(jī)斷電，則正向反接制動(dòng)結(jié)束。在反接狀態(tài)下，速度繼電器KS的反向常開(kāi)觸點(diǎn)KS2（917）閉合，制動(dòng)時(shí)接通KM1（411）的線圈電路，進(jìn)行反接制動(dòng)。當(dāng)?shù)都苁直鷱?fù)位時(shí)，快速電動(dòng)機(jī)M3停止運(yùn)行。圖21 C650車(chē)床控制原理圖 輔助電路分析 照明電路和控制電源分析如圖21，TC為控制變壓器，二次側(cè)有兩路，一路為110V，為控制電路提供電源；而另一路為36V（安全電壓），供照明電路照明，SA（7區(qū)）為控制照明電路的開(kāi)關(guān)，SA閉合時(shí)照明燈HL（7區(qū)）點(diǎn)亮，斷開(kāi)則熄滅。在主電動(dòng)機(jī)正向或反向啟動(dòng)后，時(shí)間繼電器KT（12區(qū)）通電，延時(shí)開(kāi)始，延時(shí)時(shí)間尚未到時(shí)，電流表A（3區(qū)）被時(shí)間繼電器KT（12區(qū)）延時(shí)常閉觸點(diǎn)（3區(qū)）短路，延時(shí)時(shí)間到后，電流表開(kāi)始指示（監(jiān)測(cè)主電動(dòng)機(jī)繞組電流）。選型的基本原則是：所選的 PLC 應(yīng)能夠滿足控制系統(tǒng)的功能需要。⑵ PLC 輸出方式的選擇 不同的負(fù)載對(duì) PLC 的輸出方式有相應(yīng)的要求。⑶ I/O 響應(yīng)時(shí)間的選擇 PLC 的響應(yīng)時(shí)間包括輸入濾波時(shí)間、輸出電路的延遲和掃描周期引起的時(shí)間延遲。 ⑸ PLC 電源的選擇 電源是 PLC 干擾引入的主要途徑之一，因此應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)電源以助于提高 PLC 控制系統(tǒng)的可靠性。 ⑹ I/O 點(diǎn)數(shù)及 I/O 接口設(shè)備的選擇 ⑺ 存儲(chǔ)容量的選擇 PLC 程序存儲(chǔ)器的容量通常以字或步為單位，用戶程序存儲(chǔ)器的容量可以作粗略的估算。在選擇內(nèi)存容量時(shí)同樣應(yīng)留有裕量，一般是運(yùn)行程序的 25% 。 車(chē)床電氣控制系統(tǒng)所需的I/ O 點(diǎn)總數(shù)在256以下，屬于小型機(jī)的范圍. 控制系統(tǒng)只需要邏輯運(yùn)算等簡(jiǎn)單功能。為實(shí)現(xiàn)C650 車(chē)床上述的電氣控制要求，所以PLC 可以選擇西門(mén)子公司的S7 200 系列。 車(chē)床電氣控制系統(tǒng)需要11 個(gè)外部輸入信號(hào)，6 個(gè)輸出信號(hào)。所以本系統(tǒng)所需的輸入點(diǎn)為14 個(gè),輸出點(diǎn)為7 個(gè)。 I/
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