钻扩铰组合机床课件

1、 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 机床的传动及结构机床的传动及结构 第三节第三节 机床的液压传动与电气控制系统机床的液压传动与电气控制系统 第四节第四节 组合机床的组合机床的PC控制控制第三章第三章 钻扩铰组合机床钻扩铰组合机床： 本章重点本章重点1.学习一台自动加工设备的机、电、液控系统学习一台自动加工设备的机、电、液控系统及其之间的相互关系。及其之间的相互关系。2. PCPC技术在机电系统中应用的基本思路。技术在机电系统中应用的基本思路。组合机床组合机床: :以系列化、标准化的通用部件为基础，配以以系列化、标准化的通用部件为基础，配以 少量的专用部件组成的专用机床。少量的专用部件组成

2、的专用机床。 特点：特点：结构简单，生产率和自动化程度高。结构简单，生产率和自动化程度高。 第一节第一节 概概 述述一、机床加工范围一、机床加工范围 工件：工件：某轮盘工件上某轮盘工件上1212个孔的钻扩铰个孔的钻扩铰 工位：工位：第一工位：钻孔第一工位：钻孔 第二工位：扩孔第二工位：扩孔 第三工位：铰孔第三工位：铰孔 第四工位：装卸第四工位：装卸主要部件的功用：主要部件的功用： 主轴箱按工件位置及加工面要求设有主轴箱按工件位置及加工面要求设有12123 3把刀具，动力箱运把刀具，动力箱运动经过分配后分别驱动刀具。动经过分配后分别驱动刀具。 图图3 33 3。 液压滑台推动主轴箱升降完成刀具进

3、给。液压滑台推动主轴箱升降完成刀具进给。 液压回转台的旋转实现工件工位的转换。液压回转台的旋转实现工件工位的转换。机床的自动工作循环：机床的自动工作循环：卸工件卸工件装工件装工件 刀具复位刀具复位自锁销脱开、回转台抬起自锁销脱开、回转台抬起回转回转 台旋转、缓冲台旋转、缓冲回转台回转台 反靠反靠回转台夹紧回转台夹紧 刀具起动、快进刀具起动、快进 刀具工进及终端刀具工进及终端 延时停留。延时停留。二、机床总布局及工作循环二、机床总布局及工作循环 组成：组成：立柱、底座、液压回转台、液压滑台、主轴箱、动力箱、立柱、底座、液压回转台、液压滑台、主轴箱、动力箱、 液压系统和电控系统。液压系统和电控系统

4、。第二节第二节 机床的传动及结构机床的传动及结构 1.1.动力箱动力箱 动力箱是主运动的驱动装置，动力箱是主运动的驱动装置， 它通过主轴箱使刀具旋转。它通过主轴箱使刀具旋转。 动力箱上盖板方便装配。动力箱上盖板方便装配。 电机止口定心。电机止口定心。 小齿轮后部锯形齿用于密封。小齿轮后部锯形齿用于密封。 2.2.主轴箱主轴箱 采用标准三件箱体，按刀采用标准三件箱体，按刀 具位置加工具位置加工3636孔，三体用二个孔，三体用二个 菱形销和螺钉连成一体。菱形销和螺钉连成一体。传动齿轮在轴传动齿轮在轴向向 有有4 4种安装位置种安装位置 （）。）。钻孔轴向切削力钻孔轴向切削力 由主轴前端推力由主轴前

5、端推力 球轴承承受。球轴承承受。主轴径向采用球主轴径向采用球 轴承支承。轴承支承。中间轴采用锥滚中间轴采用锥滚 子轴承。子轴承。3.3.主轴箱润滑主轴箱润滑 润滑泵结构：润滑泵结构： 壳体内的定子内外圆偏心，转子上装有两个径向壳体内的定子内外圆偏心，转子上装有两个径向 叶片，弹簧始终使叶片与定子内表面压紧。叶片，弹簧始终使叶片与定子内表面压紧。润滑泵工作原理：润滑泵工作原理： 转子顺时针转动，叶片转子顺时针转动，叶片3 3右面的油腔体积逐渐增右面的油腔体积逐渐增大，造成真空，从吸油管吸入油液，叶片大，造成真空，从吸油管吸入油液，叶片3 3左面油腔左面油腔的液体，当与排油口接通后，油腔体积逐渐变

6、小，形的液体，当与排油口接通后，油腔体积逐渐变小，形成压力，油液从排油口中压出。成压力，油液从排油口中压出。 润滑泵由主轴箱润滑泵由主轴箱 中齿轮带动，油液经中齿轮带动，油液经 配油器送至箱体内各配油器送至箱体内各 轴承孔处，淋在轴承轴承孔处，淋在轴承 及齿轮上。及齿轮上。 弹弹簧涨套簧涨套7 7用于夹用于夹 紧直柄钻头。紧直柄钻头。 调节螺母（调节螺母（3 3和和5 5） 少量调整接杆的少量调整接杆的 轴向位置。轴向位置。 用于实现刀具的进给运动，采用标准型液压滑台用于实现刀具的进给运动，采用标准型液压滑台组成：组成： 滑座滑座+ +滑台体滑台体+ +液压缸液压缸 液压缸后端固定在滑座上，维

7、修时可从滑座中抽出；液压缸后端固定在滑座上，维修时可从滑座中抽出； 缸体固定，活塞杆移动；缸体固定，活塞杆移动； 滑座安装在立柱上，滑台上面装主轴箱；滑座安装在立柱上，滑台上面装主轴箱； 导轨为矩形截面，刚度高，承载能力强；导轨为矩形截面，刚度高，承载能力强； 终端调节螺钉调整滑台极限位置。终端调节螺钉调整滑台极限位置。 立柱用于安装动力滑台。立柱用于安装动力滑台。 立柱内悬挂平衡重（液：钢丝立柱内悬挂平衡重（液：钢丝 绳、机：链条）。绳、机：链条）。 平衡重为移动部件重量的平衡重为移动部件重量的7575 8585。 底座采用标准件。底座采用标准件。 本例为反靠定位式液压传动分度回转工作台本例

8、为反靠定位式液压传动分度回转工作台 组成：组成：花盘、工作台体、定位机构、抬起夹紧装置和自锁装置花盘、工作台体、定位机构、抬起夹紧装置和自锁装置分分 类类机械传动分度回转工作台机械传动分度回转工作台液压传动分度回转工作台液压传动分度回转工作台气动传动分度回转工作台气动传动分度回转工作台气动液压传动分度回转工作台气动液压传动分度回转工作台工作台抬起：工作台抬起：液压液压缸缸杠杆杠杆花盘中花盘中心轴心轴抬起花盘。抬起花盘。工作台旋转：工作台旋转：液压液压回转装置回转装置联轴器联轴器主动齿轮轴主动齿轮轴花盘中花盘中心齿轮心齿轮中心套中心套花花盘盘花盘中心套和铜套形花盘中心套和铜套形 成滑动支承。成滑

9、动支承。花盘轴向力由工作台花盘轴向力由工作台 体上平面支承。体上平面支承。工作台定位：工作台定位： 花盘上的定位销压下浮动定花盘上的定位销压下浮动定位块后，花盘反转（反靠），由位块后，花盘反转（反靠），由定位销及浮动定位块的侧面靠紧定位销及浮动定位块的侧面靠紧定位。定位后，浮动定位块触动定位。定位后，浮动定位块触动其后部的微动开关，发出已定位其后部的微动开关，发出已定位信号。信号。工作台自锁：工作台自锁： 油缸内弹簧顶起自锁销油缸内弹簧顶起自锁销,将定将定 位销靠紧在浮动定位块上。位销靠紧在浮动定位块上。 油缸通压力油、压下自锁油缸通压力油、压下自锁 销、解除自锁。销、解除自锁。液压传动装置：

10、液压传动装置： 油缸左（或右）腔进油油缸左（或右）腔进油 齿条移动齿条移动 齿轮转动齿轮转动 端齿离合器（合上时）端齿离合器（合上时） 输出轴。输出轴。打开端齿离合器，使油缸复位，为下次转动作准备。打开端齿离合器，使油缸复位，为下次转动作准备。第三节第三节 机床的液压传动与电气控制系统机床的液压传动与电气控制系统 液压系统是机械与电控系统联系的桥梁，电控信号是通过液压系统是机械与电控系统联系的桥梁，电控信号是通过液压系统驱动机械部件的。液压系统驱动机械部件的。 本例除本例除3636把刀具的运动是电动机驱动外，其余动作均由把刀具的运动是电动机驱动外，其余动作均由液压驱动。液压驱动。 M M1 1

11、为主电动机；为主电动机；M M2 2为液压泵电动机；为液压泵电动机；M M3 3为冷却泵电为冷却泵电 动机。动机。 SB SB2 2同时接通同时接通KMKM1 1和和KMKM2 2，起动起动M M1 1和和M M2 2 SA SA4 4单独起动主电动机（单独起动主电动机（SASA4 4合、按合、按SBSB2 2接通接通KM1KM1）。）。 SA SA3 3单独起动液压泵电动机（单独起动液压泵电动机（SASA3 3合、按合、按SBSB2 2接接 通通KMKM2 2）。）。 S S置置“1”1”位，位，SBSB3 3起动冷却泵电机。起动冷却泵电机。 S S置置“2”2”位，动力箱开始工进时，位，动

12、力箱开始工进时，K K2 2合、起动冷却泵合、起动冷却泵 电机。电机。 电源接通，指示灯电源接通，指示灯HLHL点亮，直到点亮，直到M2M2起动，起动，HLHL熄灭。熄灭。循环控制原位停止原位停止快快 进进KpKp 动作动作KK7 7得电得电KK1 1得电得电YAYA1 1。 YAYA3 3得电（待得电（待STST9 9得电）得电）YVYV1 1阀中间位阀中间位（缸（缸1G1G下腔封闭）下腔封闭）YAYA1 1使使YVYV1 1阀阀处左位处左位YAYA3 3使使YVYV2 2阀处左位阀处左位YAYA3 3断电断电使使YVYV2 2处处右位右位（YVYV1 1仍是左位）仍是左位）进进: :泵泵Y

13、VYV1 1阀阀( (左左) 缸缸1G1G上上腔腔回回: :缸缸1G1G下下腔腔 YV1YV1阀阀(左左) YV YV2 2阀阀( (左左) )缸缸1G1G上腔上腔 （差动连接）（差动连接） 进进: :泵泵YVYV1 1阀阀（左（左) ) 缸缸1G1G上腔上腔回回: :缸缸1G1G下腔下腔 YV1YV1阀（左阀（左) ) 节流阀节流阀L L2 2油箱油箱YAYA1 1、YAYA2 2、YAYA3 3均断电均断电STST1 1压下压下压下压下STST3 3KK2 2得电得电（自保）（自保） YAYA3 3断断电电 KMKM3 3得得电电冷却泵启动冷却泵启动电电液液工工 进进 S1置置“1”位，为

14、自动循环：位，为自动循环： 循环过程：循环过程：原位停止原位停止快速进给快速进给工作进给工作进给延时停留延时停留 快速退回快速退回二、液压动力滑台二、液压动力滑台泵泵YVYV1 1( (中中) )油箱油箱手动手动自动自动延时停留延时停留快快 退退延时触点动作延时触点动作KK3 3得电得电 YAYA2 2得电得电YA1YA1断使断使YVYV1 1阀回阀回中位中位停止停止（同原位停止）（同原位停止）YAYA2 2得电得电使使YVYV1 1阀阀处处右右位位（YVYV2 2阀仍处右位）阀仍处右位）进进: :泵泵YVYV1 1阀阀( (右右) 缸缸1G1G下下腔腔回回: :缸缸1G1G上上腔腔 YV1Y

15、V1阀阀(右右) 油箱油箱压下压下STST4 4 KTKT得电得电瞬时触点断瞬时触点断YA1YA1断电断电延时延时压下压下STST1 1KK3 3断电断电YAYA2 2断断电电循环结束循环结束电电液液循环结束循环结束 动力箱手动调整：动力箱手动调整： 动力箱点动动力箱点动 S1S1置置“2”2”位位 按按SB5K1SB5K1得电得电YA1,YA3YA1,YA3通电通电快进快进 松开松开SB5SB5动力箱停止（无自保）动力箱停止（无自保） 动力箱复位动力箱复位 按按SB6K3SB6K3得电得电YA2YA2得电得电动力箱快退动力箱快退 压下压下ST1K3ST1K3断断动力箱停止。动力箱停止。回转台

16、夹紧回转台夹紧回转台反靠回转台反靠回转台回转及缓冲回转台回转及缓冲自锁销脱开及回转台抬起自锁销脱开及回转台抬起 转位循环过程：转位循环过程： 回转台循环结束，由于回转台循环结束，由于KPKP得电：得电： KPKP得电得电K7K7得电得电接通动力箱工作循环。接通动力箱工作循环。进进: :泵泵减减压压阀阀JFYVJFYV5 5( (左左) ) 齿缸齿缸4G4G左腔左腔 回回: :齿缸齿缸4G4G右腔右腔YVYV4 4( (左左) ) 节阀节阀L L1 1YVYV5 5( (左左) ) 油箱油箱销脱开台抬起销脱开台抬起台回转及缓冲台回转及缓冲台反靠台反靠台抬起台抬起压下压下STST5 5YAYA7

17、7得得缓：近终点缓：近终点 压下压下STST6 6 K K5 5断断 K K4 4得电得电YAYA9 9YAYA5 5使使YVYV3 3处左处左YAYA7 7使使YAYA5 5处左位处左位YAYA7 7使使YVYV5 5中位中位YAYA8 8使使YVYV5 5右位右位进进: :泵泵YVYV3 3阀阀( (左左) 缸缸3G3G上上腔腔( (销脱开销脱开) ) 缸缸2G2G下下腔腔( (台抬起台抬起) )回回: :缸缸3G3G下下腔腔弹簧压缩弹簧压缩 缸缸2G2G上上腔腔 YV YV3 3阀阀( (左左)油箱油箱进进: :泵泵减减压压阀阀JFYVJFYV5 5( (左左) ) 齿缸齿缸4G4G左腔

18、左腔回回: :齿缸齿缸4G4G右腔右腔YVYV4 4( (右右) ) YV YV5 5( (左左)油箱油箱YAYA9 9得电使得电使YVYV4 4处左位处左位进进: :泵泵减阀减阀JFJF YV YV5 5( (右右)节阀节阀L L1 1 齿缸齿缸4G4G左腔左腔回回: :齿缸齿缸4G4G左腔左腔 YVYV5 5( (右右)油箱油箱按按SBSB4 4 YA YA5 5得得STST1 1被压被压STST6 6复位复位KK5 5得电得电YAYA7 7断断 YAYA8 8得得电电液液台转台转缓冲缓冲台夹紧、台夹紧、离合器开离合器开齿条缸复位齿条缸复位电电液液压下压下STST7 7KK6 6得得YAY

19、A6 6得得压下、夹紧压下、夹紧KPKP得得KK7 7得得 YAYA8 8、YAYA9 9断断液缸卸压液缸卸压 YAYA1010得电得电缸缸5G5G压压STST8 8YAYA8 8得电得电齿条缸活塞退回齿条缸活塞退回压下压下STST9 9电器均断电电器均断电离合器合离合器合YAYA8 8使使YVYV5 5右位右位进：进： YVYV3 3( (右右)缸缸2G2G上上 YVYV5 5( (中中) )截止截止 YVYV6 6( (左左)缸缸5G5G下下回：缸回：缸2G2G下下YVYV3 3( (右右) ) 油箱油箱 缸缸3G3G上上 缸缸4G4G左左 缸缸4G4G右右YVYV4 4( (右右)YV)

20、YV5 5( (中中)油箱油箱 缸缸5G5G上腔弹簧被压缩上腔弹簧被压缩 离合器脱开离合器脱开进：泵进：泵JF JF YV5(YV5(右右) YVYV4 4( (右右)4G()4G(右右) )回：回：4G(4G(左左)YV)YV5 5( (右右)油箱油箱断电后，回油：断电后，回油： 4G4G左左 4G4G右右YVYV4 4右右YVYV5 5中中油箱油箱 5G5G下下YVYV6 6右右油箱油箱JFJF泵泵台夹台夹离合开离合开 整个自动循环由按扭整个自动循环由按扭SB4SB4起动。起动。 动力箱当动力箱当K7K7得电和得电和ST9ST9被压下后起动。被压下后起动。 可用按钮可用按钮SB1SB1停止

21、自动循环（停止自动循环（KM1KM1，KM2KM2，KM3KM3断）。断）。 电容器电容器C1C1用于保护用于保护ST9ST9触点不被烧蚀（因触点不被烧蚀（因ST9ST9与多个电与多个电 磁铁动作相关）。磁铁动作相关）。电气图电气图第四节第四节 组合机床的组合机床的PCPC控制控制 用用PCPC控制取代继电器接触器控制，增大机床的灵活性和自动化程度控制取代继电器接触器控制，增大机床的灵活性和自动化程度。 按钮、位置及状态信号为输入信号按钮、位置及状态信号为输入信号 I. 指示灯、电磁铁、电机等动作信号为输出信号指示灯、电磁铁、电机等动作信号为输出信号 Q.输输 入入 信信 号号输输 出出 信信

22、 号号I/O号信号定义事故停机自动/手动方式转换自动循环开始动力箱原位动力箱快工进转换动力箱进给终点位工作台抬起工作台分度到位工作台反靠到位离合器脱开齿条缸复位工作台夹紧压力液压泵电机起动信号定义I/O号动力箱原位指示工作台原位指示工作台夹紧指示刀具主轴旋转液压泵电机旋转动力箱工进下降动力箱上升动力箱下降工作台抬起、自锁销松开工作台落下、自锁销锁紧工作台回转工作台回转缓冲回转缸返回工作台回转离合器脱离元件元件HL1HL2HL3KM1KM3YA9YA1YA3YA2YA5YA6YA8YA10YA7SB1SA1SB0ST1ST3ST4ST5ST6ST7ST8ST9KM2KPI0.0I0.1I0.2I

23、0.5I0.3I0.4I0.6I0.7I1.0I1.1I1.2I1.3I1.4Q0.1Q0.0Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q1.0Q1.1Q2.0Q2.1Q2.2Q2.3PCPC输入输出信号表输入输出信号表 二、二、 机床的电气控制原理机床的电气控制原理 电气控制原理图电气控制原理图 分手分手/ /自动控制自动控制 手动：手动：开关型，用于开关型，用于 调整、维修调整、维修自动：自动：PCPC输出，运行输出，运行 输入信号接在输入输入信号接在输入模块上模块上 INI 输出信号接在输出输出信号接在输出模块上模块上 OUTQPCPC输入、输出外部接线图输入、输出外部接线图急停急

24、停动力箱终位动力箱终位工作台抬起工作台抬起工作台分度工作台分度工作台反靠工作台反靠离合器脱开离合器脱开齿条缸复位齿条缸复位液压泵起动液压泵起动工作台夹紧工作台夹紧自自/ /手转换手转换自动循环自动循环动力箱原位动力箱原位快快/ /工进转换工进转换动力箱原位指示动力箱原位指示工作台原位指示工作台原位指示工作台夹紧指示工作台夹紧指示主轴刀具转动主轴刀具转动冷却泵起动冷却泵起动动力箱下降动力箱下降动力箱上升动力箱上升动力箱工进动力箱工进工作台抬起工作台抬起、销脱开销脱开工作台落下工作台落下、销锁紧销锁紧工作台回转工作台回转齿条缸复位齿条缸复位工作台缓冲工作台缓冲离合器脱开离合器脱开- +SB1SA1

25、ST1HL1SB0+ -24VKM2I0.0ST3ST4ST5ST6ST7ST8ST9KPI0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7I1.0I1.1I1.2I1.3I1.4Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4HL2HL3K1K2Q0.5Q0.6Q0.7Q1.0Q1.1Q2.0Q2.1Q2.2Q2.3YA1YA2YA3YA5YA6YA7YA8YA9YA1024VLM 介绍数字量控制系统经验设计法中常用的基本电路。介绍数字量控制系统经验设计法中常用的基本电路。 起保停电路的主要特点起保停电路的主要特点: :具有具有记忆记忆”功能。功能。图，图，I0.0 起动信号起动信号; I0.

26、1 停止信号停止信号 按下起动按钮按下起动按钮 接通接通 Q0.0Q0.0的线圈的线圈“通电通电”, ,同同时时 接通接通 , ,形成自锁。形成自锁。放开起动按钮时放开起动按钮时, , Q0.0Q0.0仍为仍为ONON。 按下停止按钮按下停止按钮 断开断开 Q0.0Q0.0的线圈的线圈“断电断电”, ,同同时时 断开。以后即使断开。以后即使 放开停止按钮放开停止按钮， Q0.0Q0.0 的线圈仍的线圈仍“断电断电”。这这 种功能也可种功能也可用置位用置位(S)(S)、 复位（复位（R)R)电路实现。电路实现。 I0.0Q0.0I0.1Q0.0图3-22 S7-200 S7-200的定时器最长的

27、定时时间为的定时器最长的定时时间为3176.7s3176.7s。 可用计数器定时，可用计数器定时，最大的定时时间为最大的定时时间为3176.7min3176.7min。 如需要更长的定时时间，可使用图示的电路。如需要更长的定时时间，可使用图示的电路。 I0.2I0.2为为OFFOFF时时 T37T37和和C4C4处于复位状态。处于复位状态。 I0.2I0.2为为ONON时时 T37T37开始定时开始定时 其常闭触点断开，解除其常闭触点断开，解除 对对C4C4的复位。的复位。 3000S3000S后后T37T37定时时间定时时间 到到 其常闭触点断其常闭触点断 开，使自己复位。开，使自己复位。

28、复位后复位后T37T37的当前值的当前值 变为变为0 0，同时其常闭，同时其常闭 触点接通触点接通 自己的自己的 线圈重新线圈重新“通电通电”， 又开始定时。又开始定时。图图3-23 T3”T3”将这样周而复始地工作，直到将这样周而复始地工作，直到I0.2 I0.2 变为变为OFFOFF。 T37T37产生的脉冲送给产生的脉冲送给C4C4计数计数 C4C4的当前值等于设定值的当前值等于设定值 时，它的常开触点闭合时，它的常开触点闭合 Q0.0Q0.0为为ONON。 对于对于100ms100ms的定时器，总的定时时间（的定时器，总的定时时间（s s）: : T=0.1KTKc 要用要用lmslm

29、s或或10ms10ms的定时器产生周期性的脉冲，应使用下的定时器产生周期性的脉冲，应使用下面的程序：面的程序： T37T37的设定值的设定值C4C4的设定值的设定值LDN M0.0 /lms/lms定时器定时器T32T32和和M0.0M0.0组成的脉冲发生器组成的脉冲发生器 TON T32,500 /T32/T32的设定值为的设定值为500ms500ms LD T32= M0.0 I0.0I0.0常开触点接通常开触点接通 T37T37的的ININ电路接通电路接通 T37T37开始定时。开始定时。 2s2s后后T37T37定时时间到定时时间到 其常开触点接通，使其常开触点接通，使Q0.0Q0.0

30、变为变为ONON，同时同时T38T38开始定时。开始定时。 3s3s后后T38T38定时时间到定时时间到 其常闭触点断开，其常闭触点断开，T37T37被复位被复位 Q0.0Q0.0变为变为OFFOFF。 T38T38的的ININ电路断开而被复位电路断开而被复位 其常闭触点接通，其常闭触点接通，T37T37又开始又开始定时。定时。 Q0.0Q0.0的线圈将这样周期性地的线圈将这样周期性地“通电通电” 和和“断电断电”，直到，直到I0.0I0.0变为变为OFFOFF。 Q0.0Q0.0线圈线圈“通电通电”和和“断电断电”的时间的时间 分别等于分别等于T38T38和和T37T37的设定值。的设定值。

31、 Q0.0Q0.0输出脉冲的周期和宽度均可输出脉冲的周期和宽度均可 设置。设置。 图图3-24 用设计继电器电路图的方法用设计继电器电路图的方法设计比较简单的数字量设计比较简单的数字量 控制系统的梯形图，即在一些典型电路的基础上，根控制系统的梯形图，即在一些典型电路的基础上，根 据被控对象对控制系统的具体要求，不断修改完善梯据被控对象对控制系统的具体要求，不断修改完善梯 形图。最后得到较为满意的结果。形图。最后得到较为满意的结果。 没有普遍的规律可循，具有很大的试探性和随意没有普遍的规律可循，具有很大的试探性和随意 性，结果不唯一。性，结果不唯一。用于较简单的梯形图用于较简单的梯形图( (例如

32、手动例如手动 程序程序) )的设计。的设计。图图3-263-26中小车用三相异步电机驱动，中小车用三相异步电机驱动， KM1KM1和和KM2KM2分别是控制小车右行和左行分别是控制小车右行和左行 的交流接触器。用的交流接触器。用KM1KM1和和KM2KM2的主触点的主触点 改变进入电机的三相电源的相序（图改变进入电机的三相电源的相序（图 3-253-25）, ,即可改变小车运动的方向。即可改变小车运动的方向。图图3-25图图3-26控制要求：控制要求：按下右行起动按钮按下右行起动按钮SB2SB2或左行起动按钮或左行起动按钮SB3SB3后，后，小车在左限位开关小车在左限位开关SQ1SQ1和右限位

33、开关和右限位开关SQ2SQ2之间不停地循环往之间不停地循环往返，按下停止按返，按下停止按 SB1SB1后，电机断电，制动电磁铁的线圈通后，电机断电，制动电磁铁的线圈通电，使电机迅速停机，到达设定的制动时间后，切断制动电，使电机迅速停机，到达设定的制动时间后，切断制动电磁铁的电源。电磁铁的电源。梯形图设计分析：梯形图设计分析： 两个起保停电路分别控制小车的左行和右行。两个起保停电路分别控制小车的左行和右行。 按下正转按下正转起动起动 按钮按钮SB2 I0.0SB2 I0.0 为为ON QO.OON QO.O的线的线 圈圈“得电得电”并并自保自保 KM1KM1的线圈通的线圈通 电，小车右行。电，小

34、车右行。 图图3-26图图3-25下页下页次下页次下页 按下按下停止停止按钮按钮SB1 I0.2SB1 I0.2为为ON Q0.0ON Q0.0线圈线圈“失电失电”，电，电 机停止运行。机停止运行。 控制右行、左行和制动的接触器同时只能有一个工作。控制右行、左行和制动的接触器同时只能有一个工作。 将将Q0.0Q0.0、Q0.0Q0.01 1和和Q0.Q0.2 2的线圈分别与三者中另两个输出的线圈分别与三者中另两个输出 点的常闭触点串联，保证三者中同时只能有一个为点的常闭触点串联，保证三者中同时只能有一个为ONON， 这种安全措施称为这种安全措施称为软件互锁。软件互锁。 按钮联锁：按钮联锁：将左

35、行起动按钮对应的将左行起动按钮对应的I0.I0.1 1的常闭触点与控制的常闭触点与控制右行的右行的QO.OQO.O的线圈串联，将右行起动按钮对应的的线圈串联，将右行起动按钮对应的I0.I0.0 0的的常闭触点与控制左行的常闭触点与控制左行的QO.1QO.1的线圈串联。保证的线圈串联。保证Q0.0Q0.0和和Q0.0Q0.01 1不会同时为不会同时为ONON。 为使小车在极限位自动停止，将右限位开关为使小车在极限位自动停止，将右限位开关I0.4I0.4的常闭触的常闭触点与控制右行的点与控制右行的Q0.0Q0.0的线圈串联，将左限位开关的线圈串联，将左限位开关I0.3I0.3的的常闭触点与控制左行

36、的常闭触点与控制左行的Q0.1Q0.1的线圈串联。的线圈串联。 为使小车自动改变方向，将左限位开关为使小车自动改变方向，将左限位开关I0.3I0.3的常开触点与的常开触点与 手动起动右行的手动起动右行的I0I0.0.0的常开触点并联，将右限位开关的常开触点并联，将右限位开关 I0.4I0.4的常开触点与手动起动左行的的常开触点与手动起动左行的I0.1I0.1的常开触点并联。的常开触点并联。图图3-26假设按下左行起动按钮假设按下左行起动按钮I0.1 Q0.lI0.1 Q0.l变为变为ONON，小车开始左，小车开始左行行 碰到左限位开关时，碰到左限位开关时，I0.3I0.3的常闭触点断开的常闭触

37、点断开 Q0.1Q0.1的的线圈线圈“断电断电”，小车停止左行。同时，小车停止左行。同时I0.3I0.3的常开触点接通的常开触点接通 QO.0QO.0的线圈的线圈“通电通电”，开始右行。以后将这样不断地，开始右行。以后将这样不断地往返运动下去，直到按下停止按钮往返运动下去，直到按下停止按钮I0.2I0.2。用起保停电路控制制动用的输出继电器用起保停电路控制制动用的输出继电器Q0.2Q0.2。 按下停止按钮按下停止按钮I0.2 Q0.1I0.2 Q0.1变为变为ONON并自保，同时并自保，同时T38T38的线的线圈通电，开始定时圈通电，开始定时 设定时间到时，设定时间到时，T38T38的常闭触点

38、断的常闭触点断 开开 Q0.2Q0.2变为变为OFFOFF，停止制动，停止制动 Q0.2Q0.2的自保触点断开，的自保触点断开，T38T38被复位。被复位。梯梯形图中的软件互锁和按钮联锁电路并不保险形图中的软件互锁和按钮联锁电路并不保险, ,应在应在PLCPLC外外部设置由部设置由KM1KM1KM3KM3的辅助常闭触点组成的硬件互锁电路。的辅助常闭触点组成的硬件互锁电路。该控制方法适用于小容量异步电机，且往返不能太频繁。该控制方法适用于小容量异步电机，且往返不能太频繁。 图图3-26 有些输入信号只能由常闭触点提供。有些输入信号只能由常闭触点提供。 实例分析实例分析: :如将图如将图3-263

39、-26中中PLCPLC输入端的输入端的FRFR触点改为常闭触触点改为常闭触点点( (见图见图3-27)3-27)。 未过载时未过载时FRFR触点闭合触点闭合 I0.5I0.5为为ONON，梯形图中，梯形图中I0.5I0.5的常的常开触点闭合。开触点闭合。 应将应将I0.5I0.5的常开触点与的常开触点与QO.OQO.O或或Q0.1Q0.1的线圈串联。过载时的线圈串联。过载时FRFR的常闭触的常闭触 点断开点断开 I0.5I0.5为为OFFOFF， 梯形图中梯形图中 I0.5I0.5常开触常开触 点断开，实点断开，实 现过载保护。现过载保护。 3.常闭触点输入信号的处理常闭触点输入信号的处理 图

40、图3-27 继电器电路图继电器电路图FRFR的触点类型的触点类型( (常闭常闭) )和梯形图中和梯形图中对应的对应的I0.5I0.5的触点类型的触点类型( (常开常开) )刚好相反，给电路刚好相反，给电路的分析带来不便。的分析带来不便。 建议尽可能用常开触点作建议尽可能用常开触点作PLCPLC的输入信号。的输入信号。 如果某输入信号只能用常闭触点提供，如果某输入信号只能用常闭触点提供，可以按可以按输入全部为常开触点设计，输入全部为常开触点设计，然后将梯形图中对应然后将梯形图中对应的触点改为相反的类型，即常开触点改为常闭触的触点改为相反的类型，即常开触点改为常闭触点，常闭触点改为常开触点。点，常

41、闭触点改为常开触点。 4.4.根据继电器电路图设计梯形图的方法根据继电器电路图设计梯形图的方法 梯形图与继电器电路图极为相似，如果用梯形图与继电器电路图极为相似，如果用PLCPLC改造继电器改造继电器控制系统控制系统, ,根据继电器电路图设计梯形图是一条捷径。根据继电器电路图设计梯形图是一条捷径。 继电器电路图中的交流接触器和电磁阀等执行机构如果继电器电路图中的交流接触器和电磁阀等执行机构如果用用PLCPLC的输出位来控制，它们的线圈接在的输出位来控制，它们的线圈接在PLCPLC的输出端。的输出端。 按钮、控制开关、限位开关、光电开关等用来给按钮、控制开关、限位开关、光电开关等用来给PLCPL

42、C提供提供控制指令和反馈信号，它们的触点接在控制指令和反馈信号，它们的触点接在PLCPLC的输入端，一的输入端，一般使用常开触点。般使用常开触点。 继电器电路图中的中间继电器和时间继电器的功能用继电器电路图中的中间继电器和时间继电器的功能用PLCPLC内部的存储器位内部的存储器位(M)(M)和定时器和定时器(T)(T)完成，它们与完成，它们与PLCPLC的输入的输入位、输出位无关。位、输出位无关。 继电器电路图转换为功能相同的继电器电路图转换为功能相同的PLCPLC的外部接线图和梯形的外部接线图和梯形图的步骤如下图的步骤如下: : 1)1)了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械的动作情况。了解和熟

43、悉被控设备的工艺过程和机械的动作情况。 2)2)确定确定PLCPLC的输入信号和输出负载，画出的输入信号和输出负载，画出PLCPLC外部接线图。外部接线图。 3)3)确定与继电器电路图的中间继电器、时间继电器对应的确定与继电器电路图的中间继电器、时间继电器对应的梯形图中的存储器位和定时器的地址。梯形图中的存储器位和定时器的地址。 4)4)根据上述对应关系根据上述对应关系, ,在继电器电路图的基础上改画出梯在继电器电路图的基础上改画出梯形图。形图。 例例: :图图3-283-28是是自耦减压起动电路自耦减压起动电路，起动时电动机先用自耦变，起动时电动机先用自耦变压器的二次电压起动，然后串入自耦变

44、压器的部分绕组压器的二次电压起动，然后串入自耦变压器的部分绕组减压起动，最后进入全压运行。减压起动，最后进入全压运行。 图图3-293-29为为PLCPLC的外部接线图。的外部接线图。 图图3-303-30是功能与图是功能与图3-283-28是相同的是相同的PLCPLC控制系统的梯形图控制系统的梯形图。 下页下页图图3-30 3-30 梯形图梯形图图图3-28图图3-29上页上页返回结构返回结构选择选择 根据继电器电路图设计根据继电器电路图设计PLCPLC外部接线图和梯形图时应注外部接线图和梯形图时应注 意以下问题：意以下问题：（1 1）设计）设计PLCPLC外部接线图应注意的问题外部接线图应

45、注意的问题 1)1)正确确定正确确定PLCPLC的输入信号和输出负载。的输入信号和输出负载。 热继电器热继电器FRFR的触点可以放在输入回路，如果是需要手的触点可以放在输入回路，如果是需要手动复位的热继电器，它的常闭触点也可以放在输出回动复位的热继电器，它的常闭触点也可以放在输出回路，与相应的接触器的线圈串联。路，与相应的接触器的线圈串联。 中间继电器中间继电器KAKA和时间继电器和时间继电器KTKT的功能用的功能用PLCPLC内部存储器内部存储器位位M M和定时器实现，它们的线圈不应在输出回路出现。和定时器实现，它们的线圈不应在输出回路出现。 2)2)输入触点类型的选择。输入触点类型的选择。

46、 如果在如果在PLCPLC的输入回路使用常开触点，梯形图中对应的的输入回路使用常开触点，梯形图中对应的输入点输入点(I(I）的触点类型与继电器电路中的相同。）的触点类型与继电器电路中的相同。 如果在如果在PLCPLC的输入回路使用常闭触点，将继电器电路转的输入回路使用常闭触点，将继电器电路转换为梯形图时应将对应输入点的触点类型反过来。换为梯形图时应将对应输入点的触点类型反过来。 应尽可能用常开触点提供输入信号，但有的信号使用常应尽可能用常开触点提供输入信号，但有的信号使用常闭触点可能更可靠一些，例如如果使用极限开关的常开闭触点可能更可靠一些，例如如果使用极限开关的常开触点来防止机械设备冲出限定的区域，常开触点接触不触点来防止机械设备冲出限定的区域，常开触点接触不好时起不到保护作用，使用常闭触点则更安全一些。好时起不到保护作用，使用