铣床PLC控制系统设计样本.doc

摘要可编程控制器是在继电器控制和计算机技术基本上，逐渐发展起来以微解决器为核心，集微电子技术、自动化技术、计算机技术通信技术为一体，以工业自动化控制为目的新型控制装置。它具备构造简朴、编程以便、可靠性高等长处，已广泛用于工业过程和位置自动控制中。据记录，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多一种设备。专家以为，可编程控制器将成为此后工业控制重要手段和重要基本设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产三大支柱。由于PLC具备对使用环境适应性强特性，同步其内部定期器资源十分丰富。它功能重要是：控制功能、数据采集、储存与解决功能、通信、联网功能、输入/输出接口调理功能、人机界面功能。在系统构成时，可由一台计算机与多台PLC构成“集中管理、分散控制”分布式控制网络，以便完毕较大规模复杂控制。老式XXXX卧式车床采用继电器实现电气控制，接线多且复杂，体积大，功耗大，一旦系统构成，想变化或增长功能很困难，其工作性能已不能达到当代生产规定。因而，以PLC取代常规继电器，可提高工作性能，并且达到车床控制规定。本次设计简介了XXXX卧式车床电气控制系统工作原理及其运动形式，编写了PLC控制梯形图程序和指令表程序。运用PLC控制系统，实现了车床启动、正转反转、反接制动、刀架迅速移动、冷却泵在作等某些列功能，改由PLC控制后，其控制系统大大简朴化,并且维修以便,易于检查，节约大量继电器元件,机床各项性能有了很大改进，工作效率有了明显提高。经重复调试，该项技术可推广应用于自动化其她领域控制系统中，系统运营状况良好，车削精度更高。核心词：PLC；卧式车床；继电器AbstractSiemens PLC is introduced in ordinary lathe XXXX retrofit applications. Given the XXXX lathe electrical control hardware and software design，this system not only can be used for the development of new type of machine tool CNC lathe can also be used for reconstruction. Programmable controller is in the relay control and computer technology，gradually developed based on the core is a microprocessor microelectronics technology，automation，integrating technology，computer technology communication technology as a whole，with industrial automation control for target of new control device. It is simple in structure，programming and high reliability etc，convenient already widely used in industrial processes and position in the automatic control. Its main functions are：control function，data collection，storage and processing functions，communications，networking，an input/output interface regulate function，man-machine interface functions. In the system structure，but by a computer with many sets of PLC constitute the centralized management，the distributed control distributed control network，so complete a large-scale complex control。The traditional XXXX horizontal lathe adopts relays electrical control realization .Wiring and complex，big volume and power consumption Once composition the systems，it is very difficult to change or add function. Its performance cannot reach the requirement of modern production. Therefore，replace relay of conventional PLC，it is can improve the working performance and achieve the lathe control requirements.This design recommends XXXX horizontal lathes are introduced the working principle of electric control system and the forms of exercise. Write a PLC control procedures and instructions ladder-diagram form program. Using PLC control system，realized the lathe，are turning inversion，reverse connect braking，cutter in fast moving，cooling pump and some function. By PLC control，the control system of large and convenient maintenance，simple，easy to check and save a lot of relays，various properties of machine elements have greatly improved，work efficiency was obviously improved.After repeated testing，the technology can be applied to other areas of automation control system，the system operation condition，turning a higher precision.Keyword：PLC；horizontal lathe；relay目 录摘要IAbstractII目 录IV第1章 绪 论11.1 概述11.2 可编程控制器简介21.2.1 PLC构造及各某些作用31.2.2 PLC工作原理41.3 可编程控制器与继电器控制比较与选型5第2章 XXXX铣床概述82.1 铣床概述82.1.1 概述82.1.2 铣床历史82.1.3 铣床种类82.2 XXXX铣床重要构造及运动形式92.3 XXXX铣床控制规定及电气控制线路分析102.3.1 主电路分析112.3.2 控制电路分析11第3章 XXXX铣床PLC改造153.1 改造方案拟定153.2 XXXX铣床电气控制线路PLC改造办法153.3 XXXX型万能铣床PLC控制163.3.1 XXXX型万能铣床PLC控制输入输出分派163.3.2 XXXX型万能铣床PLC改造183.3.3 XXXX型万能铣床PLC控制梯形图19第4章 调试过程244.1 PLC检查244.2 模仿调试254.3 主轴电动机控制电路调试264.4 进给拖动制电路调试26第5章 结论28参 考 文 献29道谢30附录31附录一电气控制原理图32附录二PLC改造电气图33第1章 绪 论1.1 概述本毕业设计论文以PLC在机床中应用进行设计与阐述，机床是以各类电动机为动力传动装置与系统对象以实现生产过程自动化技术装置，是电气系统其中主干某些，在国民经济各行业中许多部门得到广泛应用， 机床作为机械加工通用设备在内燃机配件生产中始终起着不可代替作用。自动机床具备工作平稳可靠，操作维护以便，运转费用低特点，已成为当代生产中重要设备。自动机床控制系统设计是一种很老式课题，当前随着各种先进精准诸多控制仪器浮现，机床控制设计方案也越来越先进，越来越趋于完美，各种参照文献也数不胜数。在国内7080年代大多数机床中,大多数开关量控制系统都是采用继电器控制,也有相称一某些辅机系统是采用继电控制。因而,继电器自身固有缺陷,给机床安全和经济运营带来了不利影响,用PLC对机床继电器式控制系统进行改造已是大势所趋。 随着科学技术不断发展，生产工艺不断发展改进，特别是计算机技术应用，新型控制方略浮现，不断变化着电气控制技术面貌。在控制办法上，从手动控制发展到自动控制;在控制功能上，从简朴控制发展到智能化控制；在操作上，从策重发展到信息化解决；在控制原理上，从单一有触头硬接线继电器逻辑控制系统发展到以微解决器或微型计算机为中心网络化自动控制系统。可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller）普通称为可编程控制器，英文缩写为PLC,是以微解决器为基本，综共计算机技术、自动控制技术和通信而发展起来一种通用工业自动控制装置，作为通用工业控制计算机，它具备体积小、功能强、程序设计简朴、灵活通用、维护以便等长处，特别是它高可靠性和较强恶劣工业环境适应能力更是得到顾客好评，它将老式电器控制技术和当代计算机信息解决技术长处集合起来，成为工业自动化领域中最重要，应用最多控制设备。当前已广泛应用于冶金、能源、化工、交通、电力等行业，并已跃居当代工业控制三大支柱(PLC、机器人和CAD/CAM)首位。机床是一种典型机械、液压、电气一体化协同控制通用加工机床。其液压、电气配合时间控制某些，且故障率高;故障现象多变，不易排除。本设计则是将PLC灵活应用与机床电气控制中，取代了老式机床电气控制中以继电器、接触器为主体控制装备。充分运用PLC可靠性和时间控制精准性对其进行改造，可以获得较好效果。设计中选用了:XXXX铣床。XXXX铣床是一种通用多用途机床，它可以进行平面、斜面、螺旋面及成型表面加工，它采用继电接触器电路实现电气控制。PLC专为工业环境应用而设计，其明显特点之一就是可靠性高，抗干扰能力强。将XXXX铣床电气控制线路改造为可编程控制器控制，可以提高整个电气控制系统工作性能，减少维护、维修工作量1。1.2 可编程控制器简介可编程控制器是60年代末在美国一方面浮现，当时叫可编程逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller），目是用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。PLC基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等长处和继电器控制系统简朴易懂、操作以便、价格便宜等长处结合起来，控制器硬件是原则、通用，依照实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器顾客程序存储器内。控制器和被控对象连接以便。随着半导体技术，特别是微解决器和微型计算机技术发展，到70年代中期后来，PLC已广泛地使用微解决器作为中央解决器，输入输出模块和外围电路也都采用了中、大规模甚至超大规模集成电路，这时PLC已不再是逻辑判断功能，还同步具备数据解决、PID调节和数据通信功能。可编程控制器是一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用了可编程序存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定期、计算和算术运算等操作指令，并通过数字式和模仿式输入输出，控制各种类型机械或生产过程。PLC是微机技术与老式继电接触控制技术相结合产物，它克服了继电接触控制系统中机械触点接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差缺陷，充分运用微解决器长处。 可编程控制器对顾客来说，是一种无触点设备，变化程序即可变化生产工艺，因而可在初步设计阶段选用可编程控制器，在实行阶段再拟定工艺过程；另一方面，从制造生产可编程控制器厂商角度看，在制造阶段不需要依照顾客订货规定专门设计控制器，适合批量生产。由于这些特点，可编程控制器问世后来不久受到工业控制界欢迎，并得到迅速发展。当前，可编程控制器已成为工厂自动化强有力工具，得到了广泛应用。1.2.1 PLC构造及各某些作用可编程控制器构造各种各样，但其构成普通原理基本相似，都是以微解决器为核心构造。普通由中央解决单元（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入输出单元（I/O）、电源和编程器等几种某些构成。 （1）中央解决单元（CPU）CPU作为整个PLC核心，起着总指挥作用。CPU普通由控制电路、运算器和寄存器构成。这些电路普通都被封装在一种集成电路芯片上。CPU通过地址总线、数据总线、控制总线与存储单元、输入输出接口电路连接。CPU功能有如下某些：从存储器中读取指令，执行指令，取下一条指令，解决中断。（2）存储器（RAM、ROM）存储器重要用于存储系统程序、顾客程序及工作数据。存储系统软件存储器称为系统程序存储器;存储应用软件存储器称为顾客程序存储器；存储工作数据存储器称为数据存储器。惯用存储器有RAM、EPROM和EEPROM。RAM是一种可进行读写操作随机存储器存储顾客程序，生成顾客数据区，存储在RAM中顾客程序可以便地修改。RAM存储器是一种高密度、低功耗、价格便宜半导体存储器，可用锂电池做备用电源。掉电时，可有效地保持存储信息。EPROM、EEPROM都是只读存储器。用这些类型存储器固化系统管理程序和应用程序。（3）输入输出单元（I/O单元）I/O单元事实上是PLC与被控对象间传递输入输出信号接口部件。I/O单元有良好电隔离和滤波作用。接到PLC输入接口输入器件是各种开关、按钮、传感器等。PLC各输出控制器件往往是电磁阀、接触器、继电器，而继电器有交流和直流型，高电压型和低电压型，电压型和电流型。（4）电源 PLC电源单元涉及系统电源及备用电池，电源单元作用是把外部电源转换成内部工作电压。PLC内有一种稳压电源用于对PLCCPU单元和I/O单元供电。（5）编程器 编程器是PLC最重要外围设备。运用编程器将顾客程序送入PLC存储器，还可以用编程器检查程序，修改程序，监视PLC工作状态。除此以外，在个人计算机上添加恰当硬件接口和软件包，即可用个人计算机对PLC编程。运用微机作为编程器，可以直接编制并显示梯形图。 1.2.2 PLC工作原理PLC采用循环扫描工作方式，在PLC中顾客程序按先后顺序存储，CPU从第一条指令开始执行程序，直到遇到结束符后又返回第一条，如此周而复始不断循环。PLC扫描过程分为内部解决、通信操作、程序输入解决、程序执行、程序输出几种阶段。全过程扫描一次所需时间称为扫描周期。当PLC处在停状态时，只进行内部解决和通信操作服务等内容。在PLC处在运营状态时，从内部解决、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出，始终循环扫描工作。 （1）输入解决输入解决也叫输入采样。在此阶段，顺序读入所有输入端子通端状态，并将读入信息存入内存中所相应映象寄存器。在此输入映象寄存器被刷新。接着进入程序执行阶段。在程序执行时，输入映象寄存器与外界隔离，虽然输入信号发生变化，其映象寄存器内容也不会发生变化，只有在下一种扫描周期输入解决阶段才干被读入信息。 （2）程序执行依照PLC梯形图程序扫描原则，按先左后右先上后下步序，逐句扫描，执行程序。遇到程序跳转指令，依照跳转条件与否满足来决定程序跳转地址。从顾客程序涉及到输入输出状态时，PLC从输入映象寄存器中读出上一阶段采入相应输入端子状态，从输出映象寄存器读出相应映象寄存器，依照顾客程序进行逻辑运算，存入关于器件寄存器中。对每个器件来说，器件映象寄存器中所寄存内容，会随着程序执行过程而变化。 （3）输出解决程序执行完毕后，将输出映象寄存器，即器件映象寄存器中Y寄存器状态，在输出解决阶段转存到输出锁存器，通过隔离电路，驱动功率放大电路，使输出端子向外界输出控制信号，驱动外部负载。1.2.3 PLC编程语言（1）梯形图编程语言 梯形图沿袭了继电器控制电路形式，它是在电器控制系统中惯用继电器、接触器逻辑控制基本上简化了符号演变来，形象、直观、实用。 梯形图设计应注意如下三点： 梯形图按从左到右、从上到下顺序排列。每一逻辑行起始于左母线，然后是触点串、并联接，最后是线圈与右母线相联。梯形图中每个梯级流过不是物理电流，而是“概念电流”，从左流向右，其两端没有电源。这个“概念电流”只是形象地描述顾客程序执行中应满足线圈接通条件。输入继电器用于接受外部输入信号，而不能由PLC内部其他继电器触点来驱动。因而，梯形图中只浮现输入继电器触点，而不浮现其线圈。输出继电器输出程序执行成果给外部输出设备，当梯形图中输出继电器线圈得电时，就有信号输出，但不是直接驱动输出设备，而要通过输出接口继电器、晶体管或晶闸管才干实现。输出继电器触点可供内部编程使用。（2）语句表编程语言指令语句表达一种与计算机汇编语言相类似助记符编程方式，但比汇编语言易懂易学。一条指令语句是由步序、指令语和作用器件编号三某些构成。（3）控制系统流程图编程图控制系统流程图是一种较新编程办法。它是用像控制系统流程图同样功能图表达一种控制过程，当前国际电工协会(IEC)正在实行发展这种新式编程原则2。1.3 可编程控制器与继电器控制比较与选型（1）继电器存在缺陷绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工作条件下进行，容易损坏。并且继电器触点容易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重后果。再者，对一种详细使用装有上百个继电器设备，其控制箱将是庞大而笨重，在全负荷运载状况下，大继电器将产生大量热及噪声，同步也消耗了大量电能。并且继电器控制系统必要是手工接线、安装，如果有简朴改动，也需要耗费大量时间及人力和物力去改制、安装和调试。（2）程序控制器优势、特点及功能 可编程控制器以体积小功能强大所著称，它不但可以很容易地完毕顺序逻辑、运动控制、定期控制、计数控制、数字运算、数据解决等功能，并且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模仿量联系，从而实现生产过程自动控制。特别是当前，由于信息、网络时代到来，扩展了PLC功能，使它具备很强联网通讯能力，从而更广泛地应用于众多行业。顺序控制顺序控制是PLC最基本、应用最广泛领域。所谓顺序控制，就是按照工艺流程顺序，在控制信号作用下，使得生产过程各个执行机构自动地按照顺序动作。由于它还具备编程设计灵活、速度快、可靠性高、成本低、便于维护等长处，因此在实现单机控制、多机群控制、生产流程控制中可以完全取代老式继电器接触器控制系统。它重要是依照操作按扭、限位开关及其他现场给来指令信号和传感器信号，控制机械运动部件进行相应操作，从而达到了自动化生产线控制。比较典型应用在自动电梯控制、管道上电磁伐自动启动和关闭、皮带运送机顺序启动等。例如我分厂原料混料系统就是运用了PLC顺序控制功能。行程控制以往对于过程控制模仿量均采用硬件电路构成PID模仿调节器来实现开、闭环控制。而当前完全可以采用PLC控制系统，选用模仿量控制模块，其功能由软件完毕，系统精度由位数决定，不受元件影响，因而可靠性更高，容易实现复杂控制和先进控制办法，可以同步控制各种控制回路和各种控制参数。例如生产过程中温度、流量、压力、速度等。 运动位置控制PLC可以支持数控机床控制和管理，在机械加工行业，可编程控制器与计算机数控（CNC）集成在一起，用以完毕机床运动位置控制，它功能是接受输入装置输入加工信息，经解决与计算，发出相应脉冲给驱动装置，通过步进电机或伺服电机，使机床按预定轨道运动，以完毕多轴伺服电机自控。当前以用于控制无心磨削、冲压、复杂零件分段冲裁、滚削摸削等应用中。 生产过程监控和管理PLC可以通过通迅接口与显示终端和打印机等外设相连。显示屏作为人机界面（HMI）是一种内含微解决芯片智能化设备，它与PLC相结合可取代电控柜上众多控制按钮、选取开关、信号批示灯，及生产流程模仿屏和电控柜内大量中间继电器和端子排。所有操作都可以在显示屏上操作元件上进行。PLC可以以便、快捷地对生产过程中数据进行采集、解决，并可对要显示参数以二进制、十进制、十六进制、ASCII字符等方式进行显示。在显示画面上，通过图标颜色变化反映现场设备运营状态，如阀门开与关，电机启动与停止，位置开关状态等。PID回路控制用数据、棒图等综合办法反映生产过程中量变化，操作人员通过参数设定可进行参数调节，通过数据查询可查找任一时刻数据记录，通过打印可保存有关生产数据，为此后生产管理和工艺参数分析带来便利3。第2章 XXXX铣床概述2.1 铣床概述2.1.1 概述铣床（milling machine）系指重要用铣刀在工件上加工各种表面机床。普通铣刀旋转运动为主运动，工件(和)铣刀移动为进给运动。它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等。铣床是用铣刀对工件进行铣削加工机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。2.1.2 铣床历史最早铣床是美国人惠特尼于18创制卧式铣床；为了铣削麻花钻头螺旋槽，美国人布朗于1862年创制了第一台万能铣床，这是升降台铣床雏形；1884年先后又浮现了龙门铣床；二十世纪代浮现了半自动铣床，工作台运用挡块可完毕“进给-决速”或“决速-进给”自动转换。1950年后来，铣床在控制系统方面发展不久，数字控制应用大大提高了铣床自动化限度。特别是70年代后来，微解决机数字控制系统和自动换刀系统在铣床上得到应用，扩大了铣床加工范畴，提高了加工精度与效率。2.1.3 铣床种类（1）按其构造分：台式铣床：小型用于铣削仪器、仪表等小型零件铣床。悬臂式铣床：铣头装在悬臂上铣床，床身水平布置，悬臂普通可沿床身一侧立柱导轨作垂直移动，铣头沿悬臂导轨移动。滑枕式铣床：主轴装在滑枕上铣床，床身水平布置，滑枕可沿滑鞍导轨作横向移动，滑鞍可沿立柱导轨作垂直移动。龙门式铣床：床身水平布置，其两侧立柱和连接梁构成门架铣床。铣头装在横梁和立柱上，可沿其导轨移动。普通横梁可沿立柱导轨垂向移动，工作台可沿床身导轨纵向移动。用于大件加工。平面铣床：用于铣削平面和成型面铣床，床身水平布置，普通工作台沿床身导轨纵向移动，主轴可轴向移动。它构造简朴，生产效率高。仿形铣床：对工件进行仿形加工铣床。普通用于加工复杂形状工件。升降台铣床：具备可沿床身导轨垂直移动升降台铣床，普通安装在升降台上工作台和滑鞍可分别作纵向、横向移动。摇臂铣床：摇臂装在床身顶部，铣头装在摇臂一端，摇臂可在水平面内回转和移动，铣头能在摇臂端面上回转一定角度铣床。床身式铣床：工作台不能升降，可沿床身导轨作纵向移动，铣头或立柱可作垂直移动铣床。专用铣床：例如工具铣床：用于铣削工具模具铣床，加工精度高，加工形状复杂。(2) 按布局形式和合用范畴分，重要有升降台铣床、龙门铣床、单柱铣床和单臂铣床、仪表铣床、工具铣床等。升降台铣床有万能式、卧式和立式几种，重要用于加工中小型零件，应用最广；龙门铣床涉及龙门铣镗床、龙门铣刨床和双柱铣床，均用于加工大型零件；单柱铣床水平铣头可沿立柱导轨移动，工作台作纵向进给；单臂铣床立铣头可沿悬臂导轨水平移动，悬臂也可沿立柱导轨调节高度。单柱铣床和单臂铣床均用于加工大型零件。仪表铣床是一种小型升降台铣床，用于加工仪器仪表和其她小型零件；工具铣床重要用于模具和工具制造，配有立铣头、万能角度工作台和插头等各种附件，还可进行钻削、镗削和插削等加工。其她铣床尚有键槽铣床、凸轮铣床、曲轴铣床、轧辊轴颈铣床和方钢锭铣床等，它们都是为加工相应工件而制造专用铣床。(3)按控制方式分，铣床又可分为仿形铣床、程序控制铣床和数控铣床等4。2.2 XXXX铣床重要构造及运动形式 XXXX型万能铣床外形构造如图2-1所示。它重要由床身、主轴、刀杆、悬梁、工作台、回转盘、横溜板、升降台、底座等几某些构成。在床身前面有垂直导轨，升降台可沿着它上下移动。在升降台上面水平导轨上，装有可在平行主轴轴线方向移动（先后移动）溜板。溜板上部有可移动回转盘，工作台就在溜板上部回转盘上导轨上作垂直于主轴轴线方向移动（左右移动）。工作台上有T形槽用来固定工件。这样，安装在工作台上工件就可以在三个坐标上六个方向调节位置或进给。 铣床主轴带动铣刀旋转运动主运动；铣床工作台先后（横向）、左右（纵向）和上下（垂直）6个方向运动是进给运动；铣床其她运动，如工作台旋转运动则属于辅助运动。图2-1 万能铣床2.3 XXXX铣床控制规定及电气控制线路分析该铣床共用3台异步电动机拖动，它们分别是主轴电动机M1、进给电动机M2和冷却泵电动机M3。XXXX铣床电路如图2-2所示。该线路分为主电路、控制电路和照明电路三某些。电气控制线路工作原理如图2-2所示。图2-2 XXXX铣床控制电路图2.3.1 主电路分析主轴电动机M1拖动主轴带动铣刀进行铣削加工，通过组合开关SA3来实现正反转；进给电动机M2通过操纵手柄和机械离合器配合拖动工作台先后、左右、上下6个方向进给运动和迅速移动，其正反转由接触器KM3、KM4来实现；冷却泵电动机M3供应切削液，且当M1启动后，用手动开关QS2控制；3台电动机共用熔断器FU1作短路保护，3台电动机分别用热继电器FR1、FR2、FR3作过载保护。2.3.2 控制电路分析控制电路电源由控制变压器TC输出110V电压供电。（1）主轴电动机M1控制主轴电动机M1采用两地控制方式，SB1和SB2是两组启动按钮，SB5和SB6是两组停止按钮。KM1是主轴电动机M1启动接触器，YC1是主轴制动用电磁离合器，SQ1是主轴变速时瞬时点动位置开关。 主轴电动机M1启动前，应一方面选取好主轴转速，然后合上电源开关QS1，再把主轴换向开关SA3扳到所需要转向。按下启动按钮SB1（或SB2），接触器KM1线圈得电，KM1主触头和自锁触头闭合，主轴电动机M1启动运转，KM1常开辅助触头（9-10）闭合，为工作台进给电路提供了电源。按下停止按钮SB5（或SB6），SB5-1（或SB6-1）常闭触头分断，接触器KM1线圈失电，KM1触头复位，电动机M1断电惯性运转，SB5-2（或SB6-2）常开触头闭合，接通电磁离合器YC1，主轴电动机M1制动停转。 主轴换铣刀时将转换开关SA1扳向换刀位置，这时常开触头SA1-1闭合，电磁离合器YC1线圈得电，主轴处在制动状态以便换刀；同步常闭触头SA1-2断开，切断了控制电路，保证了人身安全。 主轴变速时，运用变速手柄与冲动位置开关SQ1，通过M1点动，使齿轮系统产生一次抖动，以便于齿轮顺利啮合，且变速前应先停车。(2)进给电动机M2控制工作台进给运动在主轴启动后方可进行。工作台进给可在3个坐标6个方向运动，进给运动是通过两个操作手柄和机械联动机构控制相应位置开关使进给电动机M2正转或反转来实现，并且6个方向运动是联锁，不能同步接通。当需要圆形工作台旋转时，将开关SA2扳到接通位置，这时触头SA2-1和SA2-3断开，触头SA2-2闭合，电流经1013141520191718途径，使接触器KM3得电，电动机M2启动，通过一根专用轴带动圆形工作台作旋转运动。转换开关SA2扳到断开位置，这时触头SA2-1和SA2-3闭合，触头SA2-2断开，以保证在6个方向进给运动，由于圆形工作台旋转运动和6个方向进给运动也是联锁工作台。工作台左右进给运动由左右进给操作手柄控制。操作手柄与位置开关SQ5和SQ6联动，有左、中、右三个位置，其控制关系见表1。当手柄扳向中间位置时，位置开关SQ5和SQ6均未被压合，进给控制电路处在断开状态；当手柄扳向左或右位置时，手柄压下位置开关SQ5或SQ6，使常闭触头SQ5-2或SQ6-2分断，常开触头SQ5-1或SQ6-1闭合，接触器KM3或KM4得电动作，电动机M2正转或反转。由于在SQ5或SQ6被压合同步，通过机械机构已将电动机M2传动链与工作台下面左右进给丝杠相搭合，因此电动机M2正转或反转就拖动工作台向左或向右运动5。表2-1 工作台左右进给手柄位置及其控制关系手柄位置位置开关动作接触器动作电动机M2转向传动链搭合丝杠工作台运动方向左SQ5KM3正转左右进给丝杠向左中停止停止右SQ6KM4反转左右进给丝杠向右工作台上下和先后进给运动是由一种手柄控制。该手柄与位置开关SQ3和SQ4联动，有上、下、前、后、中5个位置，其控制关系见表2。当手柄扳至中间位置时，位置开关SQ3和SQ4均未被压合，工作台无任何进给运动；当手柄扳至下或前位置时，手柄压下位置开关SQ3使常闭触头SQ3-2分断，常开触头SQ3-1闭合，接触器KM3得电动作，电动机M2正转，带动着工作台向下或向前运动；当手柄扳向上或后时，手柄压下位置开关SQ4，使常闭触头SQ4-2分断，常开触头SQ4-1闭合，接触器KM4得电动作，电动机M2反转，带动着工作台向上或向后运动。当两个操作手柄被置定于某一进给方向后，只能压下四个位置开关SQ3、SQ4、SQ5、SQ6中一种开关，接通电动机M2正转或反转电路，同步通过机械机构将电动机传动链与三根丝杠（左右丝杠、上下丝杠、先后丝杠）中一根（只能是一根）丝杠相搭合，拖动工作台沿选定进给方向运动，而不会沿其她方向运动。表2-2 工作台上、下、中、前、后进给手柄位置及其控制关系手柄位置位置开关动作接触器动作电动机M2转向传动链搭合丝杠工作台运动方向上SQ4KM4反转上下进给丝杠向上下SQ3KM3正转上下进给丝杠向下中停止停止前SQ3KM3正转先后进给丝杠向前后SQ4KM4反转先后进给丝杠向后左右进给手柄与上下先后手柄实行了联锁控制，如当把左右进给手柄扳向左时，若又将另一种进给手柄扳到向下进给方向，则位置开关SQ5和SQ3均被压下，触头SQ5-2和SQ3-2均分断，断开了接触器KM3和KM4通路，电动机M2只能停转，保证了操作安全。 6个进给方向迅速移动是通过两个进给操作手柄和迅速移动按钮配合实现。安装好工件后，扳动进给操作手柄选定进给方向，按下迅速移动按钮SB3或SB4（两地控制），接触器KM2得电，KM2常闭触头分断，电磁离合器YC2失电，将齿轮传动链与进给丝杠分离；KM2两对常开触头闭合，一对使电磁离合器YC3得电，将电动机M2与进给丝杠直接搭合；另一对使接触器KM3或KM4得电动作，电动机M2得电正转或反转，带动工作台沿选定方向迅速移动。由于工作台迅速移动采用是点动控制，故松开SB3或SB4，迅速移动停止。 进给变速时与主轴变速时相似，运用变速盘与冲动位置开关SQ2使M1产生瞬时点动，齿轮系统顺利啮合6。第3章 XXXX铣床PLC改造3.1 改造方案拟定三菱FX2N系列PLC对XXXX铣床改造，阐述了系统改造方案，同步依照XXXX铣床控制规定和特点，拟定PLC输入、输出分派，在继电器控制线路基本上，设计出梯形图并进行现场调试。XXXX铣床是应用最广泛一种。它原控制电路为继电器控制，接触触点多，线路复杂，故障多，操作人员维修任务较大。针对这种状况，咱们用PLC控制改造其继电器控制电路，克服了以上缺陷，减少了设备故障率，提高了设备使用效率。（1）原万能铣床工艺加工办法不变（2）在保存主电路原有元件基本上，不变化原控制系统电气操作办法。（3）电气控制系统控制元件（涉及按钮、行程开关、热继电器、接触器），作用原电气线路相似。改造原继电器控制中硬件接线改为PLC编程实现。三菱FX系列PLC指令系统一览表3.2 XXXX铣床电气控制线路PLC改造办法 XXXX铣床电气控制线路中电源电路、主电路及照明电路保持不变，在控制电路中，变压器TC输出及整流器VC输出某些去掉。用可编程控制器改造后PLC硬接线如图3-1所示，为了保证各种联锁功能，将SQ1SQ6,SB1SB6按图示分别接入PLC输入端，换刀开关SA1和圆形工作台转换开关SA2分别用其一对常开和常闭触头接入PLC输入端子。输出器件分两个电压级别，一种是接触器使用110V电压，另一种是电磁离合器使用36V直流电，这样也将PLC输出口分为两组连接点。依照输入输出口数量，可选取三菱FX2N32MR型PLC。XXXX型万能铣床电器位置图如图3-1所示，所有电器元件均可采用改造前型号7。3.3 XXXX型万能铣床PLC控制3.3.1 XXXX型万能铣床PLC控制输入输出分派通过对XXXX铣床控制系统进行详细分析可知，该系统需要输入点数为14点，输出点数为7点，依照输入输出口数量，可选取三菱FX2N32MR型PLC。所有电器元件均可采用改造前型号。万能铣床各个输入/输出点PLC I/O地址分派入下表3-1所示。表3-1 XXXX型万能铣床PLC逻辑元件分派表SB1X0主轴起动按钮SB2X1主轴起动按钮SB3X2主轴停止按钮SB4X3主轴停止按钮SB5X4工作台迅速按钮SB6X5工作台迅速按钮SQ1X6工作台向右进给行程开关SQ2X7工作台向左进给行程开关SQ3X10工作台向前、向下进给行程开关SQ4X11工作台向后、向上进给行程开关SQ6X13进给变速瞬时点动开关SQ7X14主轴变速瞬时点动开关M0工作台变速点动用辅助继电器FR1X15主轴电动机热继电器FR2X15进给电动机热继电器FR3X16冷却泵电动机热继电器SA1X17圆形工作台转换开关SA2X20主轴上刀制动开关KM1Y0主电动机起动接触器KM2Y1正向进给电动机起动接触器KM3Y2反向进给电动机起动接触器续表 XXXX型万能铣床PLC逻辑元件分派表KM4Y3迅速接触器YBY4主轴制动电磁离合器YC1Y5进给电磁离合器YC2X6迅速电磁离合器M1圆形工作台控制辅助继电器图3-1 XXXX型万能铣床电器位置图3.3.2 XXXX型