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1、 目录 摘要 II Abstract: III 第一章 绪论 1 1.1 研究背景及意义 1 1.2 用数控技术改造机床适应性和特点 1 1.3 PLC长处与作用 3 第二章 XA6132铣床控制电路分析 5 2.1 XA6132铣床简介 5 2.2 XA6132铣床重要特点 5 2.3 XA6132铣床技术参数 6 2.4 XA6132铣床控制规定 7 2.5 XA6132铣床元件选型 8 2.6 XA6132铣床电路分析 10 2.6.2 进给拖动控制电路 12 2.6.3 圆工作台控制 14 2.6.4 冷却泵和机床照明控制
2、 15 2.6.5 控制电路联锁与保护 15 第三章 XA6132铣床PLC控制硬件设计 17 3.1 电动机选取 17 3.2 PLC选型及其功能简介 17 3.3 记录I/O点数及其系统元器件选取 18 3.3.1 I/O口分派 18 3.3.2 系统元器件选取 19 3.4 PLC外部接线图设计 22 第四章 XA6132改造后PLC软件设计 24 4.1 梯形图设计与分析 24 4.2 程序语句 25 第五章 CX-ONE调试 30 总结 32 道谢 33 参照文献 34 XA6132万能铣床电气控制系统
3、PLC改造设计 摘要 随着近几年可编程控制器（PLC）迅速发展，得到广泛应用控制装置，是为工业环境应用而设计出来控制系统，它不但能完全取代老式继电器-接触器控制系统，还可以完毕逻辑运算、顺序控制、定期、计数、数值计算等功能，其能应用于单个机器或者一条生产线，乃至整个工厂自动化控制系统，使电器控制技术发展到了一种全新阶段，当前PLC控制在工业生产大某些领域均有了广泛应用。 本次设计重要涉及内容是用PLC对XA6132万能铣床电气控制某些进行改造。分析XA6132铣床，理解该铣床除了主运动和比较复杂进给运动外，尚有其她辅助运动。此外该铣床需要运动方向较多，电气控制系统比较复杂，为了安全
4、可靠工作，还设立了完善连锁与保护系统。理解铣床特点后，依照它电气控制原理图，编译出PLC梯形图，再运用PLC仿真软件检查程序可靠性。因而铣床在完毕原有功能特点外，还增长了安装简便，稳定性较好，易于维修，扩展能力较强等特点。 核心字：电气控制改造、继电器、欧姆龙PLC、I/O口、梯形图、程序； XA6132 universal milling machine transformation design of PLC electrical control system Abstract: Programmable controller(PLC) is
5、 developing very rapidly in recent years, widely used in the control device, is designed for industrial environment application control system, it not only can completely replace the traditional relay contractor control system, but also can complete logic operation, sequence control, timing,counting
6、 numerical calculation, and other functions,it can be applied to a single machine or a production line, and even the whole factory automation control system, electric control technology development to a new stage, at present, the PLC control in most areas of industrial production has a wide range o
7、f applications. The design of the main content is to use PLC for XA6132 electrical control part of the universal milling machine. Analysis XA6132 miller, know the milling machine in addition to the main motion and feed movement is more complex, there are other auxiliary movement. In addi
8、tion the the movement direction of the milling machine needs more, electrical control system is more complex, safe and reliable to work, also set up a complete chain and protection system. After understanding the characteristics of the milling machine, according to its electric control schematic dia
9、gram and compile the PLC ladder diagram, using the reliability of the PLC simulation software testing procedures. So the milling machine to complete the original functional features, but also increased the installation is simple,good stability, easy maintenance, the strong ability of extension, etc.
10、 Keywords: electrical control transformation, relay, OMRON PLC, I/O port, ladder diagram, program; 第一章 绪论 1.1 研究背景及意义 生产中广泛采用各种各样机床设备，但是老式机床电气控系统大多数都采用继电器接触器控制方式。这种控制方式由于控制办法简朴、成本低等特点，在老式机械设备中应用比较广泛。但是，也有诸多缺陷，由继电器构成电气控制系统有缺陷有体积大、耗电多、可靠性差、寿命短等。特别是对加工工艺多变系统适应性体现更差，如果生产任务和工艺技术发生变化，就必要重新设计并变更
11、硬件构造，导致时间和资金双重挥霍。 随着科学技术变革和发展，PLC 技术被逐渐引入到各种各样生产机械设备中。与老式继电器控制相比，PLC可编程控制器具备可靠性高、柔性好、编程灵活、开发周期短以及故障自诊断等许多特点，特别适合应用到机床控制系统开发和应用中，通过使用PLC控制设计机床控制系统，可以减少强电元器件数目，大大提高电气控制系统稳定性和可靠性，从而提高生产出来产品品质和生产效率。当前，国内许多设备和生产厂家自动控制系统及加工机床都采用PLC控制代替继电器控制。 可编程逻辑控制器(PLC)，是计算机技术和继电器常规控制技术相结合混合产物，是近几年来发展速度最快，应用最
12、广泛工业生产自动控制装置之一。当前PLC 技术已经很成熟，因此基于PLC设计 机床电气控制系统设计具备十分良好可行性。在国内PLC 控制应用比例还局限性10％，有十分辽阔市场前景。同步这个设计有较好应用前景。 1.2 用数控技术改造机床适应性和特点 (1) 减少投资、交货期短 同购买新相比，普通可以节约60%-80%费用，改造费用低。特别是大型、特殊机床特别明显。普通大型机床改造，只花新机床购买费用1/3，交货期短。但有些特殊状况，如高速主轴、刀具自动互换装置、托盘自动互换装置制作与安装等过于费工、费钱，往往使改导致本提高2-3倍，与购买新机床相比，只能节约投资50%左右。 (2)
13、机械性能稳定可靠，但构造受限 由于机床自身特点，它与汽车等类机电产品不同，机床所运用床身、立柱等基本件都是重而结实铸铁构件，而不是焊接构件。而铸铁件年代愈久，自然时效愈充分，内应力消除使得精度比新铸件更稳定。从另一方面来说，这些铸铁件重复使用，即节约了社会资源，又减少了铸铁件生产时对环保影响.但旧机床改造，由于受到原机床机械构造限制，不适当做突破性改进。 (3) 熟悉理解设备构造性能，便于操作维修 购新设备时，事先不能全面理解机床构造性能，以致很难预测与否能完全适合其加工规定。改造则否则，由于旧设备已近年使用，机床操作者和维修人员已对其机械性能和构造理解透彻，对机床加工能力能较精确地估算
14、机床数控改造时，可依照公司自身技术力量和关于条件，采用自己改造或委托专业改造公司，并派原设备维修技术人员参加相结合办法进行。这样，既可在数控改造过程中，培养提高有关人员数控技术水平和关于专业知识，又便于合理选取更换原机床设备中部份元器件，更重要通过改造，大大提高了公司自身对数控机床维修技术力量，并且也大大缩短了对数控机床在操作使用和维修方面培训时间，机床一旦改造调试完毕，就可不久投入正常全负荷运转，见效甚快。 (4) 可充分运用既有条件 可以充分运用既有地基，不必像购入新设备时那样需重新构筑地基，同步工夹具、样板及外围设备也能再运用。以加工中心为例子，工艺装备费用普通要占整个机床售价10
15、以上。 (5) 可更好地因地制宜，合理删选功能 购买现成通用数控机床，往往对一种详细生产加工有某些多余功能，而又也许缺少某一专用特殊功能。如向机床制造厂提出特殊订货，增长某些专用功能，往往费用大、交货期长。而采用改造方案，就可灵活选用所要功能，并可依照生产加工规定，采用组合办法，增添某些部件，设计改导致专用数控机床。 (6) 可及时采用最新技术、充分运用社会资源 由于技术进步和国内机床功能部件专业化生产发展，当前已有众多社会资源来支持机械方面改造。如可随意采购各种尺寸滚珠丝杠副，并且交货期短:采用贴塑导轨新技术，不但可使老式滑动导轨摩擦系数减少五至十几倍来防止爬行，还使得刮研极为容易
16、这种塑料导轨带和粘结剂，国内己有多家厂生产，可敞开供应。此外，国产数控系统还具备导轨精度自动补偿功能，最后可以获得高于导轨实际具备精度。 1.3 PLC长处与作用 PLC普通称为可编程控制器，是近几年发展迅速工业控制装置，已广泛应用于工业、公司各个领域。PLC是以微解决器为基本，综合为了当代计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来一种新型通用工业自动控制装置。因而，PLC技术是广大电气技术人员及电工必要掌握一门技术。 PLC用梯形图编程，在解算逻辑方面，体现出迅速长处，在微秒量级，解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有输入都当成开关量来解决，16位为一种模仿量。大型PLC使用此外一种
17、CPU来完毕模仿量运算。把计算成果送给PLC控制器。相似I/O点数系统，用PLC比用DCS，其成本要低某些。PLC没有专用操作站，它用软件和硬件都是通用，因此维护成本比DCS要低诸多。一种PLC控制器，可以接受几千个I/O点。如果被控对象重要是设备连锁、回路很少，采用PLC较为适当。PLC由于采用通用监控软件，在设计公司管理信息系统方面，要容易某些。 PLC控制与继电器控制区别： ：构成器件不同，机电控制器中继电器是真实而PLC是 虚拟 ：触点状况不同， ：工作电流不同 ：接线方式不同 ：工作方式不同 PLC重要长处： ：编程简朴 ：可靠性高 ：通用性好
18、 ：功能强 ：易于远程监控 ：设计、施工和调试周期短 第二章 XA6132铣床控制电路分析 2.1 XA6132铣床简介 铣床作为机械加工通用设备，在生产中始终起着不可代替作用。铣床具备工作平稳可靠，操作维护以便特点，已成为当代生产中重要加工设备。铣床重要是用于加工零件平面、斜面、沟槽、成型面加工机床。可以配备分度头、圆工作台、镗刀架、传动箱、铣夹头、平口钳等附件。其用途广泛，在机械行业机床设备中占有相称大比重。 2.2 XA6132铣床重要特点 1）工作台沿床鞍移动实现纵向运动、床鞍沿升降台移
19、动实现横向运动、其垂向运动由升降台沿床身导轨移动实现。 2）机床具备基本铸件钢性好，能承受重负荷切削。 3）主轴传动和进给传动均采用18级齿轮变速，具备较宽变速范畴和很宽加工范畴。 4）机床电气控制贯彻了国家GB5226.1-原则，提高了安全性和可靠性。 5）机床通用性强、互换性好，可以配备分度头、圆工作台、镗刀架、铣夹头等附件，进一步扩大机床加工范畴。 6）容易磨损某些均有消除间隙调节装置。保证机床精度和工作平稳。 2.1.2、铣床作用及其构造运动 1、作用： 铣床是用于成形面加工机床，如加工平面、键槽、斜面、球面等等。常用铣
20、床有平面铣床、立式铣床、仿形铣床、专用铣床等。在机床中，铣床使用量除车床外，使用量最多加工设备。 2、构造： 铣床重要构成部件有：底座、工作台、铣刀架、主轴变速箱、进给变速箱等。 3、运动： 主运动：铣刀旋转运动 辅运动：进给运动和冷却泵旋转运动 工作进给，简称工进 迅速进给，简称快进 进给运动可以按如下几种方式分类： 速度 左右 上下 先后 圆工作台进给 矩形工作台进给 方式方向 2.3 XA6132铣床技术参数 本设计以XA6132型万能铣床为研究对象，保持原铣床工艺和操作办法,让整个设备具备更好协调性。最后实现铣床通用性
21、实用性、可靠性及有效速率得到有效应用。 XA6132型铣床是一种高效率加工机械，在机械加工和机械修理中得到广泛应用。万能铣床操作，是通过手柄同步操作电气与机械，是机械与电气构造联合动作典型控制。XA6132型铣床电气控制系统,在线路、故障率、维护工作上操作简朴，成本低廉等特点。本文提出了XA6132型铣床继电器接触式控制系统进行控制，从而保证电气控制系统迅速性、精确性、合理性，更好地满足了实际生产需要，提高了经济效益。 表2-1铣床技术参数 重要技术参数 单位 XA6132 工作台尺寸 mm 1320×320 三向行程(X/Y/Z) mm 700×255×320(手动m
22、anual) 680×240×300(机动mechanic) 主轴中心线至工作台距离 mm 30-350 主轴中心至床身垂直导轨距离 mm 215-470 主轴转速范畴 r.p.m 18(级steps)30-1500 工作台进给范畴(X/Y/Z) mm/min 18(steps)23.5-1180/23.5-1180/8-394 工作台迅速移动速度(X/Y/Z) mm/min 2300/2300/770 外型尺寸 mm 2294×1770×1665 电动机功率 kw 7.5 净重/毛重 kg 2650/2950 2.4
23、XA6132铣床控制规定 主轴电动机可以正反转运营，以实现顺铣、逆铣； 主轴具备停车制动能力； 主轴变速箱在变速时具备变速冲动，即短时点动； 进给电动机双向运营； 主轴电动机与进给电动机具备联锁功能，以防止在主轴没有运转 时，工作台进 给损坏刀具或工件； 圆工作台进给与矩形工作台进给具备互锁功能，以防损坏刀具或 工件； 矩形工作台各进给方向具备互锁功能，以防损坏工作台进给机构； 工作台进给变速箱在变速时同样具备变速冲动； 主轴制动、工作台工进和快进由相应电磁离合器接通相应 机械传动链实现； 具备比较完善电气保护。 2.5 XA6132铣床元件选型
24、 表2-2铣床电机参数参照表 符号 名称 型号 规格 数量 作用 M1 主轴电动机 Y132M—4—B3 7．5KW，380V，1450r/min 1 主轴传动 M2 进给电动机 Y90L—4 1．5KW,380V,1400r/min 1 进给传动 M3 冷却泵电动机 JCB—22 0．125KW,380V,2790r/min 1 冷却泵传动 表2-3铣床基本元件一览表 符号 名称 型号 规格 件数 作用 KM1 接触器 CJO—20 10A,110V 1 主轴正传 KM2 接触器 CJO—10 10A,11
25、0V 1 主轴反转 KM3 接触器 CJO—10 10A,110V 1 进给正转 KM4 接触器 CJO—10 10A,110V 1 进给反转 KA1 中间继电器 JZ7-44 10A,110V 1 主电动机起停控制 KA2 中间继电器 JZ7-44 10A,110V 1 工步进给与迅速进给转换控制 KA3 中间继电器 JZ7-44 10A,110V 1 冷却泵电动机控制 SB1、2 按钮 LA2 绿色 2 M1启动按钮 SB3、4 按钮 LA2 黑色 2 迅速进给按钮 SB5、6 按钮 LA2 红
26、色 2 M1停止按钮 SA1 转换开关 HZ1—10/E16 三极 １ M1换向开关 SA2 转换开关 HZ1—10/E16 三极 1 换刀开关 SA3 转换开关 HZ1—10/E16 三极 １ 冷却泵开关 SQ1 限位开关 LX1—11K 启动式 1 向右进给 SQ2 限位开关 LX1—11K 启动式 1 向左进给 SQ3 限位开关 LX2—131 单轮，自动复位 1 向后、向上进给 SQ4 限位开关 LX2—131 单轮，自动复位 1 向前、向下进给 FR1 热继电器 JR10—10 3A、5A
27、 1 M3过载保护 FR2 热继电器 JRQ—40 11A、3A 1 M1过载保护 FR3 热继电器 JR10—10 0.415A 1 M2过载保护 FU1 熔断器 RL1 30A 3 总电源短路保护 FU2 熔断器 RL1 10A 3 进给短路保护 FU3 熔断器 RL1 6A 2 控制电路短路保护 FU4、FU5 熔断器 RL1 4A 2 照明电源短路保护 QF 低压断路器 —— —— 1 低压断路保护 VC 整流器 ZCZX4 5A，50V 1 整流作用 TC1 变压器 BK—150
28、 380/110V 1 控制电路变压器 TC2 变压器 BK—50 380/28V 1 控制电路变压器 TC3 变压器 BK—150 380/24V 1 照明变压器 YC1 电磁离合器 —— —— 1 控制电磁铁线圈 YC2 电磁离合器 —— —— 1 控制电磁铁线圈 YC3 电磁离合器 —— —— 1 控制电磁铁线圈 EL1 照明灯 JC6-Z —— 1 工作照明 2.6 XA6132铣床电路分析 图2.1XA6132万能铣床电气原理图 如图2.1所示主轴电动机M1由正、反接触器KM1、KM2
29、实现正反向运营直接启动，由热继电器FR2实现长期过载保护。 进给电动机M2由接触器KM3、KM4实现正反运营直接启动，由热继电器FR3实现长期过载保护。 冷却泵电动机M3由继电器KA3实现直接起动，由热继电器FR1实现长期过载保护。2.6.1 主拖动控制电路 M1为控制系统主轴电机，M2为工作台进给电机，M3为冷却泵电动机。该电路其中一种特点是采用电磁离合器控制，另一种特点是机械操作和电气操作非常密切配合进行。因而，在分析电气控制原理图时，应对机械操作手柄和相应电器开关动作关系有十分清晰理解，对各开关作用及指令开关状态弄到清清晰楚，不能有任何失误。 1) 主轴电动
30、机起动控制：主轴电动机M1由正接触器KM1和反转接触器KM2来实现正、反转全压起动，再由主轴换向开关SA4，来对电机正反转做出预先选取。由停止按钮SB1或者SB2，起动按钮SB3或SB4和KM1、KM2构成主轴电动机正反转控制两地操作控制电路。起动时，应将电源引入开关QF1，然后闭合，再把用于换向开关SA4选取为主轴所需旋转方向，然后按下起动按钮SB3或者SB4，中间继电器KA1线圈通电并实现自锁，触头KA1闭合，使KM1或者KM2线圈通电吸合，其主触头接通到主轴电动机，M1实现全压起动。而KM1或者KM2一对辅助触头KM1或KM2断开，主轴电动机制动电磁摩擦离合器线圈YC1电路断开。继电器另
31、一触头KA1闭合，为工作台进给与迅速移动作做好准备。 2) 主轴电动机制动控制：由主轴停止按钮SB1或者SB2，正转接触器KM1或者反转接触器KM2及主轴制动电磁摩托离合器YC1构成主轴制动停车控制环节。电磁离合器YC1安装在主轴传动链与主轴电动机相联第一根传动轴上，主轴停车时，按下SB1或者SB2按钮，KM1或者KM2线圈断电释放，主轴电动机M1断开三相交流电源；与此同步YC1线圈通电，产生磁场，在电磁吸力作用下将摩擦片压紧产生制动，使主轴十分迅速得到制动。当松开SB1或者SB2按钮时，YC线圈断电，摩擦片将会松开，制动结束。这种制动方式迅速、平衡，制动时间不会超过0.5s. 3) 主
32、轴上刀换刀时制动控制：在主轴上刀或者更换铣刀时，主轴电动机不能旋转，否则将会发生严重人身事故。为此，电路设有主轴上刀制动环节，它是由主轴上刀制动开关SA2来控制。在主轴上刀换刀前，将SA2扳到“接通”位置。触头SA2断开，使主轴起动控制电路断电，主轴电动机不可以起动旋转；而另一触头SA2闭合，接通主轴制动电磁离合器YC1线圈，使主轴处在制动状态。上刀换刀结束后，再将SA2扳至“断开”位置，触头SA2断开，解除主轴制动状态，同步，触头SA2闭合，为主电动机起动做好准备。 4）主轴变速冲动控制：主轴变速操纵箱装在铣床床身左侧窗口上，变速应在主轴旋转方向预选之后再进行。变换主轴转速操作顺序如下：
33、 ① 将主轴变速手柄压下，使手柄榫块自槽中滑出，然后拉动手柄使榫块落 到第二道槽内为止。 ② 转动变速刻度盘，把所需转速对准指针。 ③ 把手柄推回本来位置，使榫块落进槽内。 在将变速手柄推回到原位置时，瞬间压下主轴变速行程开关SQ5，使触头闭合，触头SQ5断开。于是KM1或者KM2线圈瞬间通电吸合。其主触头瞬间接通主轴电动机瞬时点动，利于齿轮啮合，当变速手柄榫块落入槽内时，SQ5不再受压，触头SQ5断开，切断主轴电动机瞬时点动电路，主轴变速冲动结束。 主轴变速行程开关SQ5触头SQ5是为主轴旋转时进行变速
34、而设定，此时无需按下主轴停止按钮，只需将主轴变速手柄拉出来，压下SQ5，使其断开，于是断开了主轴电动机正反转或者反转接触器线圈电路，电动机自然停止运营，然后再进行主轴变速操作，电动机进行变速冲动，完毕变速动作。变速完毕后尚需再次起动电动机，主轴将会在新选取转速下起动旋转。 电气控制图中 YC1、2、3 和SQ1、2、3、4作用 YC1主轴左右转制动 YC2进给制动 YC3正反向进给制动 SQ1工作台向右进给行程开关、SQ2是工作台向左进给行程开关、SQ3是工作台前、向上进给行程开关、SQ4是工作台向后、向下进给行程开关。 2.6.2 进给拖动控制电路 工作台进给运动方向左右
35、纵向运动，先后横向运动与上下垂直运动，全都是由进给电动机M2正反转来实现。而正转接触器KM3和反转接触器KM4是由行程开关SQ1、SQ3和SQ2、SQ4来控制，行程开关又是由两个机械操作手柄操作控制。这两个机械操作手柄，一种是用于纵向机械操作手柄，另一种是用于垂直和横向操作手柄。扳动机械操作手柄，在完毕相应机械挂档同步，压合相相应行程开关，从而接通相应接触器，起动进给电动机M2，拖动工作台按预定方向运动。在工作进行时，由于迅速移动继电器KM2线圈处在断电状态，而进给移动电磁离合器YC2线圈通电，从而工作台运动是工作进给运动。 纵向机械操作手柄共有左、中、右三个位置，垂直与横向机械操作手柄
36、一共有上、下、前、后、中五个位置。SQ1、SQ2为纵向机械操作手柄有机械联系行程控制开关；SQ3、SQ4为与垂直、横向操作手柄有机械联系行程控制开关。当这两个机械操作手柄处在中间位置时，SQ1至SQ4一共四个行程开关都处在未被压下原始状态，当扳动机械操作手柄时，将压下相应行程开关。 SA3为圆工作台转换开关，其有“接通”与“断开”两个位置和三对触头。当不需要圆工作台时，SA3置于“断开” 位置，此时触头SA1和SA2闭合，SA3断开。当使用圆工作台时，SA3置于“接通”位置，此时SA1和SA2断开，SA3闭合。 在起动进给电动机之前，要先起动主轴电动机，即合上电源开关，按下主轴起动按钮
37、SB3或者SB4，然后中间继电器KA1线圈通电并自锁，其触头KM1闭合，为起动进给电动机做好准备。 1）工作台纵向进给运动控制:若需工作台向右进给工作，将给向进给操作手柄扳向右侧，在机械上通过联动机构接通到纵向进给离合器，压下行程开关SQ1，触头SQ1闭合，SQ1断开，后者切断通往KM3、KM4另一条通路，前者使进给电动机M2接触器KM3线圈通电吸合，M2正向起动旋转，拖动工作台向右工作进给。 向右工作进给结束，将纵向进给操作手柄由右位扳回到中间位置，行程开关SQ1不再受压，触头SQ1断开，KM3线圈断电释放，M2停止转动，工作台向右进给停止。 工作台向左工作进给电路与向右工作进给时相
38、仿。此时是将纵向进给操作手柄扳向左侧，在机械挂档同步，压下行程开关SQ2，反转接触器KM4线圈通电，进给电动机反转，拖动工作台向左工作进给，当将纵向操作手柄由左侧扳向进给操作手柄扳回中间位置时，向左工作进给结束。 2）工作台向前与向下进给运动控制：将垂直与横向进给操作手柄扳到“向前”位置，在机械上接通了横向进给离合器，压下行程开关SQ3，触头SQ3闭合，SQ3断开，正转接触器KM3线圈通电吸合，进给电动机M2正向转动，拖动工作台向迈进给。向前工作进给结束，将垂直与横向进给操作手柄扳回中间位置，SQ3不再受压，KM3线圈断电释放，M2停止旋转，工作台向前工作进给停止。 工作台向下工作进给电
39、路工作状况与“向前”时完全相似，只是将垂直与横向操作手柄扳到“向下”位置，在机械上接通垂直进给离合器，仍压下行程开关SQ3，KM3线圈通电吸合，M2正转，拖动工作台向下工作进给。 3）工作台向后与向上进给控制：电路状况与向前或向下进给运动控制相仿，只是将垂直与横向操作手柄扳到“向右”或“向上”位置，在机械上接通垂直或横向进给离合器，都是压下行程开关SQ4，反向接触器KM4线圈通电吸合，进给电动机M2反向起动旋转，拖动工作台实现向右或向上进给运动。当操作手柄扳回中间位置时，进给结束。 4）进给变速冲动控制：进给变速冲动只有在主轴起动后来，纵向进给操作手柄，垂直与横向操作手柄置于中间位置时
40、方才可以进行。 进给变速箱是一种独立部件，装在升降台左边，进给工作速度变速是由进给操作箱来控制，进给操作箱位于进给变速箱前方。进给变速操作顺序是： ① 将蘑菇形手柄拉出。 ② 转动手柄，把刻度盘上所需进给速度值对准指针。 ③ 把蘑菇形手柄向前拉到极限位置，此时借变速孔盘推压行程开关SQ6. ④ 将蘑菇形手柄推回原位，此时SQ6不再受压。 就在蘑菇形手柄向前拉于极限位位置，在反向推回之前，SQ6压下，触头SQ6闭合，SQ6断开。此时，正向接触器KM3线圈瞬时通电吸合，进给电动机瞬时正向旋转，获得变速冲动。如果一次瞬间点动时齿轮仍未进行啮合状态
41、此时变速手柄不能复原。可再次拉出手柄并再次推回。实现再次瞬间点动，直到齿轮啮合为止。 进给方向迅速移动控制：进给方向迅速移动是由电磁离合器变化传动链来获得。先开动主轴，将进给操作手柄扳到所需移动方向相应位置，则工作台按操作手柄选取方向以选定进给速度作工作进给。此时如按下迅速移动按键SB5或者SB6，接通迅速移动继电器KA2电路，而触头KA2闭合，迅速移动电磁离合器YC3线圈通电，工作台按原运动方向作迅速移动。松开SB5或者SB6，迅速移动及时停止，仍以原进给速度继续进给，因此，迅速移动为点动控制。 2.6.3 圆工作台控制 圆工作台回转运动是由电动机经传动机构驱动，使用工作台时，
42、一方面把圆工作台转换开关SA3扳到“接通”位置。按下主轴起动按键SB3或者SB4，KA1或者KM2线圈通电吸合，主轴电动机起动旋转。接触器KM3线圈经SQ1－SQ4行程开关闭触头和SA3触头通电吸合，进给电动机起动旋转，拖动圆工作台单向回转。此时工作台进给两个机械操作手柄均处在中间位置。工作台不动，只拖动圆工作台回转。 2.6.4 冷却泵和机床照明控制 冷却泵电动机M3普通在铣削加工时由冷却泵转换开关SA1控制，当SA1扳到“接通”位置时，冷却泵起动继电器KA3线圈通电吸合，M3起动旋转，并由热继电器FR3作长期过载保护。 铣床工作时，只容许工作台一种方向运动。为此，工作台
43、上下左右先后6个方向之间均有联锁功能。其中工作台纵向操作手柄实现工作台左右运动方向联锁；垂直与横向操作手柄实现上下先后4个方向联锁，但核心在于如何实现这两个操作手柄之间联锁，对此电路设计成：接线之间由SQ3、SQ4常闭触头串联构成，之间由SQ1、SQ2常闭触头串联构成，然后在24号点并接后串于KM3、KM4线圈电路中，以控制进给电动机正反转。这样，当扳动纵向操作手柄机床照明由照明变压器TC3供应24V安全电压，并由控制开关SA5控制照明灯EL。 2.6.5 控制电路联锁与保护 XA6132型万能铣床运动较多，电气控制线路较为复杂，为安全可靠地工作，电路具备完善联锁与保护。 1）主
44、运动与进给运动顺序联锁，进给电气控制电路接在中间继电器KA1触头KA1之后，这就保证了只有在起动主轴电动机之后才可起动进给电动机，而当主轴电动机停止时，进给电动机也及时停止。 2）工作台6个运动方向联锁，SQ1或者SQ2行程开关压下，断开28－24支路，但KM3或者KM4仍可经支路供电。若此时再扳动垂直与横向操作手柄，又将SQ3或者SQ4行程开关压下，将支路断开，使KM3或者KM4电路断开，进给电动机无法起动。从而实现了工作台6个方向之间联锁。 3）长工作台与圆工作联锁，圆形工作台运动必要与长工作台6个方向运动有可靠联锁，否则将导致刀具与机床损坏。这里由选取开关SA3来实现其互相间联锁
45、当使用圆工作台时，选取开关SA3置于“接通”位置，此时触头SA3、SA3通，若此时又操纵纵向或垂直与横向进给操作手柄，将压下SQ1－SQ4行程开关某一种，于是断开了KM3线圈电路，进给电动机停止，圆工作台也停止。若长工作台正在运动，扳动圆工作台选取开关SA3于“接通”位置，此时触头SA3断开，于是断开了KM3或KM4线圈电路，进给电动机也及时停止。 4）工作台进给运动与迅速运动联锁，工作台工作进给与迅速移动分别电电磁摩擦离合器YC2与YC3传动，而YC2与YC3是由迅速进给继电器KA2控制，运用KA2常开触头与常闭触头实现工作台工作进给与迅速运动联锁。 5）具备完善保护，完善保护有如
46、下五种： ① 熔断器FU1、FU2、FU3、FU4、FU5实现相应电路短路保护。 ② 热断电器FR1、FR2、FR3实现相应电动机长期过载保护。 ③ 断路器QF1实现整个电路过电流，欠电压等保护。 ④ 工作台6个运动方向限位保护采用机械与电气相配合办法来实现，当工作台左、右运动到预定位置时，安装在工作台前方挡铁将撞动纵向操作手柄，使其从左位或右位返回到中间位置，使工作台停止，实现工作台左右运动限位保护。 在铣床床身导轨旁设立了上、下两块挡铁，当升降台上下运动到一定位置时，挡铁撞动垂直与横向操作手柄，使其回到中间位置，实现工作台垂直运动限位保护。 工作台横向运动限位保护由安装
47、在工作台左侧底部挡铁来撞动垂直与横向操作手柄，使其回到中间位置，实现工作台垂直运动限位保护。 第三章 XA6132铣床PLC控制硬件设计 3.1 电动机选取 本次毕业设计使用PLC与 触摸屏屏控制系统取代老式继电器控制系统逻辑控制线路某些，别的基本无变化。电动机亦保存原有主轴电机、冷却泵电机、快进电机。详见表3-1。 表3-1 主轴电机、快进电机、冷却泵电机参数表 参数 主轴电机 快进电机 冷却泵电机 型 号 Y132M-6-B5 Y90L-4-B5 JCB 额定电压 AC 380V 50Hz AC 380V 50Hz AC 380V 50Hz
48、 额定电流 59.5A 4.8A 0.35A 额定功率 7.5KW 1.5KW 0.125KW 额定转速 1400r/min 1440r/min 2790r/min 功率因数 0.85 0.86 0.8 连接方式 Y/△ Y Y 绝缘级别 B E E 3.2 PLC选型及其功能简介 依照设计规定可知。PLC我选用欧姆龙CP1H机型；CP1H机型CPU单元涉及X（基本型）/XA（带内置模仿输入/输出端子）/Y（带脉冲输入/输出专用端子）3种类型。 CP1HCPU单元内置24点输入，16点输出；除普通输出外，还可实现4轴高速计数、4
49、轴脉冲输出；内置模仿4点电压/输入、2点模仿电压/电流输出，辨别率1/6000、1/1可选；通过扩展CPM1A系列扩展I/O单元，CP1H整体可以达到最大320点输出/输入；通过扩展CPM1A系列扩展单元，也可以进行功能扩展（温度传感器输入等）；通过安装选件板，可进行RS—232C通信或RS—422A/485通信（PT、条形码阅读器、变频器等连接用），通过扩展GJ系列高功能单元。可扩展向高位或低位计算机通信功能等。除此之外，CP1H机型还具备如下功能： 1． 中断功能； 2． 高速计数功能； 3． 脉冲输出功能； 4． 迅速响应输入功能； 5． 模仿输入/输出功能； 6． 串行通信
50、功能； 7． 模仿设定电位器/外部模仿设定输入功能； 8． 7段LED显示功能； 9． 无电池运营功能； 10． 存储盒功能； 11． 程序保护功能； 12． 故障诊断功能； 13． 时钟功能； 3.3 记录I/O点数及其系统元器件选取 3.3.1 I/O口分派 依照主电路分析，记录I/O点数如表3-2所示： 表3-2 I/O点数记录 名称 代号 I/O点编号 输入设备 主电机停止、制动按钮 SBl 0.00 主电机停止、制动按钮 SB2 0.01 主电机起动按钮 SB3 0.02 主电机起动按钮 SB4 0.03 迅速进给启动按钮
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