M万能外圆磨床电气及PLC控制新版专业系统设计.doc

1.绪论
1. M1432型万能外圆磨床用于磨削圆柱形和圆锥形零件外圆和内孔。
  2. 机床外磨砂轮、内磨砂轮、工件、油泵及冷却，均以单独电机驱动。
3. 机床工作台纵向运动，可由液压驱动，也可用手轮摇动。
4. 砂轮架横向快速进退由液压驱动，其进给运动由手轮机构实现：
5. M1432型万能外圆磨床能够用来加工外圆柱面及外圆锥面，利用磨床上配置内圆磨具还能够磨削内圆柱面和内圆锥面，也能磨削阶梯轴轴肩和端平面。此电路采取五台电动机拖动工作。M1432型万能外圆磨床由床身、工件头架、工作台、内圆磨具、砂轮架、结尾、控制箱等部件组成。
6. 使学生了解熟练掌握M1432型万能外圆磨床安装接线、分析原理、及检修电路故障，机床关键结构及运动形式，分析机床对电气线路关键要求，机床接触器一继电器控制电路概述，机床PLC控制方案，M1432 万能外圆磨床PLC程序编制，
PLC电气控制系统电器元件选择
型号意义
M 1 4 3 2
磨床 磨削直径320mm
外圆 万能

M1432型万能外圆磨床可用于工件外圆锥面，内圆柱面，内圆柱面，内圆锥面和阶台端面及磨削平面等。
2.M1432型万能外圆磨床接触器—继电器控制电路概述

M1432型万能外圆磨床接触器—继电器控制电路原理图图1-1所表示。图1-1能够看出，M1432型万能外圆磨床由五台电动机拖动，即油泵电动机M1，头架电动机M2，内圆砂轮电动机M3，外圆砂轮电动机M4和冷却电动机M5。
从控制电路来看，M1432型万能外圆磨床只有在油泵电动机M1开启运转后，即电路图13区中接触器KM1常开触点闭合后，其它电动机才能开启运行。
在控制电路中，SB1为机床总停止按钮；SB2为油泵电动机M1开启按钮；SB3为头架电动机M2点动按钮；SB4为内、外圆砂轮电动机M3、M4开启按钮；SB5为内、外圆砂轮电动机M3、M4停止按钮；手动开关SA1为头架电动机M2高、低速转换开关；SA2为冷却泵电动机M5手动开关；行程开关ST1为为砂轮架快速连锁开关；ST2为内、外圆砂轮电动机M3、M4连锁行程开关。
按下按钮SB2，接触器KM1通电闭合并自锁，油泵电动机M1开启运转，其它电动机即可开启。
按下按钮SB3，头架电动机可点动。将手动开关SA1扳至“低”速挡，将砂轮架快速移动操纵手柄扳至“快进”位置，液压油进入砂轮架移动驱动油缸，带动砂轮架快速进给移动。当砂轮架靠近工件时，压合行程开关ST1，接触器KM2通电闭合，头架电动机M2低速运转。同理，将SA1扳至“高”速档位置，反复以上过程，头架电动机M2高速运转。
内、外圆电动机M3、M4控制由行程开关ST2进行转换。当将砂轮架上内圆磨具往下翻时，行程开关ST2复位，按下按钮SB4，接触器KM4通电闭合，内圆砂轮电动机M3开启运行；当将砂轮架上内圆磨具往上翻时，行程开关ST2被压合，按下按钮SB4，接触器KM5通电闭合，外圆电动机M4开启运转。
当接触器KM2或KM3闭合时，也就是头架电动机M2不管低速或高速运转，接触器KM6全部会通电闭合，冷却泵电动机M5开启运转。
FU1作为线路总短路保护，FU2作为M1和M2电动机短路保护，FU3作为M3和M5电动机短路保护。5台电动机全部有过载保护

3.电动机控制电路分析
合上电源开关QS1 指示灯HL灯亮
合上QS2 照明灯EL亮
（1）油泵电动机M1控制
开启按钮SB2 KM1线圈得电 KM1自锁触头闭合自锁 后面电路才能得电实现次序控制
KM1主触头闭合 油泵电动机M1开启供给压力油

（2）头架电动机M2控制

低速：SA1是头架电动机转速选择开关，分“低” 、“停” 、“高”三档位置，如将SA1扳到“低”档位置，按下油泵电动机M1开启按钮SB2，M1开启，经过液压传动使砂轮架快速前进，当靠近工件时，便压合位置开关ST1 ST1常开闭合
KM2线圈得电 KM2联锁触头分断对KM3联锁
KM2主触头闭合 电动机M2接成Δ形低速运行
KM2辅助常开闭合 KM6线圈得电 KM6主触头闭合 电动机M5得电运转提供冷却液。

高速：将转速开关SA1扳到“高”挡位置，砂轮架快速前进当靠近工件压合位置开关ST1 ST1常开闭合 KM3线圈得电 KM3联锁触头分断对KM3
联锁
KM3主触头闭合 电动机M2接成YY形高速运行
KM3辅助常开闭合 KM6线圈得电 KM6主触头闭合 电动机M5得电运转提供冷却液
SB3是点动控制按钮，方便对工件进行校正和调试。
磨削完成，砂轮架退回原位，位置开关ST1复位断开，电动机M2自动停转。

（3） 外圆砂轮电动机M3和M4控制
内、外圆砂轮电动机不能同时开启，由位置开关ST2对它们实际联锁。
当外圆磨削时，把砂轮架上内圆磨具往上翻，它后侧压住位置开关ST2
ST2常闭分断对KM4联锁
ST2常开闭合 KM5线圈得电 KM5联锁触头分断对KM4联锁
KM5自锁触头闭合
KM5主触头闭合 电动机M4得电
KM5联锁触头复位闭合
停止:只需按下SB5 KM5线圈失电 KM5自锁触头分断
KM5主触头分断 电动机M4失电停转。
当内圆磨削时：将内圆磨具翻下，原被内圆磨具压下位置开关ST2复位，ST2常开恢复分断
ST2常闭恢复闭合 电磁铁YA线圈得电①
按下SB4 KM4线圈得电②
① 衔铁被吸下，砂轮架快速进退操纵手柄锁住液压回路，使砂轮架不能快速退回
KM4联锁触头分断对KM5联锁
② KM4自锁触头闭合自锁
KM4主触头闭合 内圆砂轮电动机M3开启运行
内圆砂轮磨削时，砂轮架是不许可快速退回，因为此时圆磨头在工件内孔，砂轮架若快速移动，易造成损坏磨及工件报废严重事故。
（4）冷却泵电动机M5控制：
当KM2或KM3线圈得电吸合时，利用KM 2或KM3辅助常开触头闭合，使KM6线圈得电吸合 冷却泵电动机M5自动开启。
修整砂轮时，不需要开启头架电动机M2，但要开启冷却泵电动机M5。为此，备有转换开关SA2，在修整砂轮时用来控制冷却泵电动机。
（5）停止：按下SB1 KM1线圈失电 KM1主触头分断 电动机M1失电停转
KM1自锁触头分断 后面电路不能得电其它接触器所需电源全部从接触器KM1自锁触头后面接出，所以当油泵电动机停止后其它电动机才能停止。
（6）照明及指示灯线路由变压器TC降压为36V电压供照明，6.3伏供指示灯
（7）切断电源开关QS1 断开QS2 照明灯EL灭
指示灯HL灯灭

4.元件明细表

代号
名称
型号
规格
数量
M1
泵电动机
Y802—4/B5
0.75KW、80V、4极1500Hmin
1
M2
头架电动机
YUD90LA—814
0.37/5KW、380V 814极
1
M3
内圆电动机
Y302—2
1.1KW 380V 2极 3000r/min
1
M4
外圆电动机
Y112M-4
4KW 380V 4极 1500r/min
1
M5
冷却泵电动机
DB-25
0.125KW 380V 2极
1
KM
交流接触器
CJ10-10
380V 10A 线圈电压380
6
FR
热继电器
JR16B-20/3
20A 3极
5
FU1
螺旋式熔断器
RL1-60/25
380V 60A配熔体25A
3
FU2
螺旋式熔断器
RL1-15/10
380V 15A配熔体10A
6
FU3
螺旋式熔断器
RL1-15/10
380V 15A配熔体10A
6
FU4
螺旋式熔断器
RL1-15/2
380V 15A配熔体2A
2
FU5
熔断器
RL1-15/2
380V 15A配熔体2A
1
SA1
选择转速开关
LAY3-22*13
单极3位；380V、6A
1
SA2
冷却泵开关
LAY3-11x/2
单极3位；380V、6A
1
SA3
照明开关
LAY3-11x/2
单极3位；380V、
1
SB
按钮
LA10-3H
380V 5A 3位
2
SQ
位置开关
LX1-111
380V 5A
2
YA
电磁铁
MQW-0.7
380V 0.7
1
TC
变压器
BKC-150
380/36 24 6V
1
EL
照明灯
JC6-1
24V 40W
1
HL
指示灯
DS22-2/T
0.15A 6～8V
1

5.M1432型万能外圆磨床PLC控制
(1).列出M1432型万能外圆磨床PLC输入/输出点分配表，见表1—1.

表1—1 M1432型万能外圆磨床PLC输入/输出点分配表

输入信号
输出信号

名称

代号

输入点
编号

名称

代号
输入点
编号
热继电器
KR1-KR5
I0.0
油泵电动机M1接触器
KM1
Q0.0
总停止按钮
SB1
I0.1
头架电动机M2低速接触器
KM2
Q0.1
油泵电动机M1开启按钮
SB2
I0.2
头架电动机M2高速接触器
KM3
Q0.2
头架电动机M2点动按钮
SB3
I0.3
内圆砂轮电动机M3接触器
KM4
Q0.3
内、外电动机开启按钮
SB4
I0.4
外圆砂轮电动机M4接触器
KM5
Q0.4
内、外电动机停止按钮
SB5
I0.5
冷却泵电动机M4接触器
KM6
Q0.5
砂轮架快速联锁开关
ST1
I0.6
油泵指示灯
HL2
Q0.6
内外砂轮电动机联锁开关
ST2
I0.7
电磁铁
YA
Q0.7
头架电动机低速转换开关
SA1
I1.0

头架电动机高速转换开关
SA2
I1.1

冷却泵电动机M5手动开关
SA3
I1.1

(2).M1432型万能外圆磨床PLC控制接线图图1—2.

图1-2 M1432型万能外圆磨床PLC控制接线图

(3)依据M1432型万能外圆磨床控制要求，设计出M1432型万能外圆磨床PLC控制梯形图，图1—3所表示。

图1-3 M1432型万能外圆磨床PLCPLC控制梯形图

6.安装步骤及工艺要求

1、依据原理图，按元件明细表配齐设备和元件，并检验元件好坏。
2、确定元件完好后，固定元件，要求牢靠。
3、依据原理图，在元件上编上相同代号和标识。
4、布线并要求 布一条线就编一条线号码管并套好。
5、走线必需横平竖直，集中走线，选择合理通道走线。
6、用万用表检测线路接线是否正确。
7、在确定无误后、通电测试。

7.故障检修方法

1、检修前调查研究：经过看。观察各电气元件有没有烧过 、断线、螺丝钉松动、有没有异常气味。经过问。问机床操作工人，了解故障现象，分析故障原因。经过听。听它们声音是否正常。将以上情况作具体统计，方便排除故障。
2、从机床电气原理图进行分析，为了快速找到故障位置并排除故障，就必需熟悉机床电气线路。
3、经过试验控制电路动作次序，此方法要切断主电路电源，只有控制电路带电情况下进行工作。
4、利用仪表检验，利用万用表、摇表对电阻、电流、电压参数进行测量，从而发觉故障点。

8.万能外圆磨床故障分析检修

故障现象
故障原因
排除方法
合上开关QS、5台电动机不能开启
1、检验FU1、FU2、FU3
1、 检验FR是否过载而动作，使其它电动机不能得电
2、 KM1线圈导线脱落、断路
3、 SB1或SB2导线脱落或接触不良
熔体是否熔断复位或修复或更换。
重新接好线，拧紧螺钉

头架电动机一挡能开启，另一档不能开启
1、 SA1接触不良式开关失效造成
2、 检验接触器KM3或KM2线圈
修复或更换SA1触头接触不良，导线不紧拧紧螺丝
M3或M5不能开启
FU3熔体熔断、KM4及KM5线圈有接触不良,或导线脱落
更换熔体、新接好线,拧紧螺丝,调整触头

9.检修步骤及工艺要求

1、 熟悉M1432型万能外圆磨床关键结构及运动形式，了解磨床多种工作状态，及操作手柄、按钮作用。
2、 观察电器元件安装位置和布线情况。
3、 人为设置自然故障。
4、 通电试验，学生仔细观察故障现象。
5、 分析确定故障范围
6、 采取正确方法，查找故障点、并排除故障。
7、 检修完成后，通电试验，并做好维修统计。

10.参考文件

[1] 齐占庆主编.机床电气控制技术.北京：机械工业出版社，
[2] 李向东主编.电气控制和PLC.北京：机械工业出版社，
[3] 吴丽主编.电气控制和PLC实用教程.河南郑州：黄河水利出版社，