铣床电气控制的PLC改造(高等专科学校毕业论文)

高等专科学校毕业论文题目:床电器控制PLC改目录目录摘要..............................................................................................................................................3引言第一章概述............................................................................................................................第一节电气控制技术的发展现状第二节PLC在业制中的应用6第三节PLC在床制中的应用7第二章控方案的选择12第一节控制要求分析.................................................................................................................第二节确电力拖动方案13第三节控方案的选择.第三章计选择设备23第一节PLC选.23第二节输入设备选择.................................................................................................................第三节输出设备选择.................................................................................................................第四节其他设备的选择第四章程序设计.28第一节系统功能表图.................................................................................................................第二节梯图程序设计.第三节程清单.第五章机电气原理说明书.第六章机使用与维护说明...............................................................................................总结参考文........................................................................................................................................40附表：铣床基本元件一览表第页共43页附图：机床电气原理图.................................................................................................................第页共43页摘

要可编程控制PLC)是近年来发展迅速应用广泛的控制装置一种工业环境应用而设计的数字电子控制系统可以取代传统的继电器接触器控制系统，还可以完成逻辑运算，顺序控制，定,计数，数值计算和特定的功能，其应用于从单机自动化控制到整条生产线的自动化及至整个工厂的生产自动化控制电器控制技术进入了一个暂新的阶段制几乎在工业生产的所有领域都得到了广泛的应用。本次设计的主要内容是利用对XA6132万能铣床的电器部分进行改造。先对本设计进行总体的思考，使自己有一个大致的总体概念，然后仔细分析XA6132铣床，该床除主运动和较复杂的进给运动外，还有其他辅助运动，如圆工作台的旋转工作台是为了扩大机床的生产能力而安装的附件外该床运动较多，电气控制较复杂，为安全可靠工作，还设置完善的连锁与保护。了解铣床基本结构和电气控制后，根据电气原理图，编LC梯形图，编译通过后，利用PLC实验台进行实验仿真在完成原有功能特点外装简便，稳定性好，易于维修，扩展能力强等特点。【关词

可编程控制器XA6132万能铣床

电气控制

改造第页共43页引言生产中广泛采用各种机床设备统的机床电气控制系统一般采用继电器接触器控制方式种控制方式由于控制方法简单本低等特点传统机械设备中应用广泛是由继电器构成的电气控制系统有着体积大电多靠性差命短等明显缺点其是对生产工艺多变的系统适应性更差果生产任务和工艺发生变化必须重新设计并改变硬件结构成时间和资金的严重浪费。随着科学技术的发展，技术被逐渐引入到各种生产机械设备中。与传统继电器控制相比，可编程控制器具有可靠性高、柔性好、编程灵活、开发周期短以及故障自诊断等特点别适合应用于机床控制系统的开发和应用过使用PLC设计机床控制系统，可以减少强电元器件数目，提高电气控制系统的稳定性和可靠性而提高产品的品质和生产效率前内许多厂家的自动控制系统及加工机床都采用PLC代替继电器控制。可编程逻辑控制器(PLC)是计算机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是近年来发展最迅速，应用最广泛的工业自动控制装置之一。目前PLC技术很成熟，所以基于PLC的机床电气控制系统设计具有良好的可行性。在我国PLC的应用比例还不足10％，有广阔的市场前景。因此该课题的研究具有一定的应用价值。第页共43页第一章

概

述第节

电控技的展状传统机床电气控制是继电器接触式控制系统，由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成，实现对机床的启动、停车、有极调速等控制。继电器接触式控制系统的优点是结构简单、维护方便、抗干扰强、价格低，因此广泛应用于各类机床和机械设备前我国继电器接触式控制仍然是机床和其他机械设备最基本的电气控制形式之一。在实际生产中于大量存在一些用开关量控制的简单的程序控制过程实际生产工艺和流程又是经常变化的统的继电器接触式控制系统常不能满足这种要求此曾出现了继电器接触控制和电子技术相结合的控制装置做顺序控制器生产需要改变控制程序电子计算机结构简单，价格低廉是通过组合逻辑元件插接或编程来实现继电器接触控制的它的装置体积大能也受到一定限制着大规模集成电路和微处理机技术的发展及应用述控制技术也发生了根本性的变化上世纪0年代出现了将计算机的存储技术引入顺序控制器新型工业控制器——可编程序控制器(PLC)它兼备了计算机控制和继电器控制系统两方面的优点在世界各国已作为一种标准化通用装置普遍应用于工业控制。为解决占机械总加工量80％左右的单件和小批量生产的自动化难题代出现了数控机床。它综合应用了电子、计算机、检测、自动控制和机床结构设计等各个技术领域的最新技术成就是典型的机电一体化产品控机床经过0年来的发展种日益增多能不断完善中以轮廓控制的数控机床和带有自动换刀装置和工作台能自动转位的数控加工中心发展更为迅速床由控制介质控装置服系统和机床本体等部分组成中伺服系统的性能是决定数控机床加工精度和生产率的主要因素之一。第页共43页第节PLC在工控中应PLC是可编程序逻辑控制器的英文缩写其发展的基础是微处理器的研发,而且综合了各种先进的网络、机械和自动化技术从而形成了可靠性高、抗干扰能力强价比高程简单等优点为一体的新型工业自动化控制装置传统的工业控制装置相比,PLC装置还具有功能强积小的特点逐渐成为现代工业发展中的主导技术装置,与我国现代工业的发展有着密切的联系。PLC的显著特点PLC将计算机技术动控制技术和通讯技术融为一体,为实现单机间厂自动化的核心设备工业控制中应用的具有显著的特点,如:灵活性高、可靠性高、实现机电一体化下面进行具体分析:1.1灵活性高从技术的角度进行分析,PLC的灵活性主要表现为1)编程灵活性,PLC常用的编程语言有功能表图、梯形图、功能模块图、布尔助记符等编程人员只要熟练掌握其中一种语言,即可完成相关操作;2)展灵活性,根据应用规模的扩展情况,PLC装置中可以通过增加输出或输入的卡件的方式以达到增加点数效果。而采用扩展单元或多台PLC并联的方式,也可以实现其功能和容量的扩大。现在PLC广泛应用于机械制造、造纸、化工、轻工、电力、冶金等领域，是现代工业控制的支柱之一，大大推进了机电一体化进程发展。第页共43页第节PLC在床制的用组合机床采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍于通用部件已经标准化和系列化根据需要灵活配置短设计和制造周期机床兼有低成本和高效率的优点，在大批量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动牛产线。传统的组合机床多采用继电器逻辑线路进行加工过程的自动控制中常会出现各种故障维修时间增加响生产效率足不了现代产品更新加速的需求，而采用可编程序控制器可明显改善上述情况。可编程序控制器PLC)是以微处理器为核心的专用计算机系统有比一般计算机更强大的与工业过程相连接的接口和直接适应于控制要求的编程语言。现已成为一种新型二业控制装置，它具有体积小、功能强、编程简单、维护方便等优点，因此，电路替代传统的继电器电路已成为一种趋势。PLC具有可靠性高、控制功能强、编程方便和易于使用等特点，现已在机床的工业生产中广泛应用精度和可靠性方面然机床的精度和可靠性主要取决于所选用的机床本身而不是控制系统精度和可靠性还是会产生很大的影响，特别是在生产效率的提高上PLC不仅在机床的控制领域，还在电气控制中都会有非常广泛的应用降低了机床运行故障率高了机床运行的稳定性和可靠性度的提升生产效率编程控制可以大幅度降低人工操作同时它运行的信号指示有利于准确的判断故障发生的位置，为检修节省了时间。1.1床简介主要特点铣床作为机械加工的通用设备在内燃机配件的生产中一直起着不可替代的第页共43页作用。铣床具有工作平稳可靠，操作维护方便，已成为现代生产中的主要设备。铣床主要是用于加工零件的平面、斜面、沟槽、成型面的加工机床。可以配置分度头、圆工作台、镗刀架、传动箱、铣夹头、平口钳等附件。其用途广泛，在机械行业的机床设备中占有相当大的比重。铣床主要特点工作台沿床鞍移动实现纵向运动、床鞍沿升降台移动实现横向运动、其垂向运动由升降台沿床身导轨移动实现。机床具有基础铸件钢性好，能承受重负荷切削。主轴传动和进给传动均采用级齿轮变速，具有较宽的变速范围和很宽的加工范围。机床电气控制贯彻了国家GB5226.1-2002高了安全性和可靠性。5）机床通用性强、互换性好，可以配置分度头、圆工作台、镗刀架、铣夹头等附件，进一步扩大机床加工范围。6磨损的部分都有消除间隙的调整装证机床的精度和工作平稳。铣床的作用及其结构运动1作用：铣床是用于成形面加工的机床，如加工平面、键槽、斜面、球面等。常见的铣床有平面铣床、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，位居第二。2结构：铣床的主要组成部件有：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：铣刀的旋转运动辅运动：进给运动和冷却泵旋转运动进给运动可以按以下几种方式分类：速度

工作进给，简称工进快速进给，简称快进第页共43页圆工作台进给方式方向

左右矩形工作台进给

上下前后2.2床本设计以XA6132型万能铣床为研究对象，保持原铣床的工艺和操作方让整个设备具有更好的协调性终实现铣床通用性用性靠性及有效速率得到有效的应用。XA6132型铣床是一种高效率的加工机械，在机械加工和机械修理中得到广泛的应用。万能铣床的操作，是通过手柄同时操作电气与机械，是机械与电气结构联合动作的典型控制XA6132型铣床的电气控制系,在线路、故障率、维护工作上操作简单，成本低廉等特点。本文提出了型铣床的继电器接触式控制系统进行技术,从而保证了电控系统的快速性、准确性、合理地满足了实际生产的需要,提高了经济效益。第页共43页XA6132万能铣主要技参数表2-1XA6132型万能铣床要技术参主要技术参数工作台尺寸三向行程(X/Y/Z)680240×机主轴中心线至工作台距离主轴中心至床身垂直导轨的距离主轴转速范围工作台进给范围(X/Y/Z)工作台快速移动速度(X/Y/Z)外型尺寸电动机功率净重/毛重

单位kwkg

1320×700×255×动manual)215-470级级2300/2300/7702294××7.52650/2950XA6132型铣床的控制要求，具体有以下几点：主轴电动机正反转运行，以实现顺铣、逆铣；主轴具有停车制动；主轴变速箱在变速时具有变速冲动，即短时点动；进给电动机双向运行；主轴电动机与进给电动机具有联锁，以防在主轴没有运转时，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有互锁，以防损坏刀具或工件；矩形工作台各进给方向具有互锁，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有变速冲动；主轴制台的工进和快进由相应的电磁离合器接通对应的机械传动链实现；具有完善的电气保护。第页43页XA6132铣元件选表2-2铣的电机参参照表符号

名称

型号

规格

件数

作用M1M2

主轴电动机进给电动机

Y132M4B375KW1450r/minY90L—415KW,380V,1400r/min

11

主轴传动进给传动0．125KW,380V,2790r/mM3

冷却泵电动机JCB—22

1

冷却泵传动inXA6132主路分析主轴电动机由正、反接触KM2现正反向运行直接启动，由热继电器FR2实现长期过载保护。进给电动机M2由接触器KM4实现正反运行直接启动，由热继电FR3实现长期过载保护。冷却泵电动机M3继电器KA3现直接起动，由热继电器FR1现长期过载保护。图1-1X62w万能铣床电路线路第页共页第二章第节

控制方案选择控要分设计任何一个机床PLC控制系统，如同设计任何一种机床电气控制系统一样目的都是通过控制被控对象机床来实现其机械加工的生产工艺要求高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则:机床PLC控制系统应能控制机床设备最大限度地满足机床的生产工艺要求。在满足生产工艺要求的前提下，力求使系统越简单、越经济，操作使用及维护维修越方便越好。要充分保证控制系统的安全和可靠性。考虑到今后加工生产的可持续发展和机床工艺的不断改进硬件设备时应适当留有一定的扩展余量。机床PLC控制系统是由PLC机床输入、输出设备连接而成的。因此，机床PLC控制系统设计的基本内容应包括以下主要内容：选择机床输入设备（按钮、操作开关、限位开关、传感器等备（继电器、接触器、信号灯等执行元件）以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等备属于一般的电气元件。PLC的选择是PLC系统的核心部件确选择对于保证整个控制系统的技术经济性能指标将起着重要的决定性作用。选PLC，主要包括机型、容量的选择以及I/O模块、电源模块等的选择。分配I/O点，绘制PLC的实际接线图。控制程序设计，包括控制系统流程图、状态转移图、梯形图、语句表等的设计是控制整个机床系统工作的软件床系统工作正常、安全、可靠的关键。因此，设计的机床控制程序必须经过反复调试、修改，直到满足机床生产工艺要求为止。第页43页第节

确电拖方XA6132万能卧式铣床，主轴传动系统在床身内部，进给系统在升降台内，而且主运动与进给运动之间没有速度比例协调的要求。故采用单独传动，即主轴和工作台分别由主轴电动机给电动机拖动工作台进给与快速移动由进给电动机拖动；经电磁离合器传动来获得。主轴电动机处于空载下起动，为能进行顺铣和逆铣加工，要求主轴能称实现正轨但旋转方向不需经常改变在加工前预选转动方向而在加工过程中不交换。铣削加工是多刀多刃不连续切削，负载波动。为减轻负载波加动的影响在主轴传动系统中加入飞轮动惯量加大实现主轴快速停车，主轴电动机应设有停车制动。同时，主轴在上刀时，也应使主轴制动，为此本铣床采用电磁离合器控制主轴停车制动和主轴上刀制动。工作台的垂直，横向和纵向三个方向的运动由一台进给电动机拖动，而三个方向的选择是由操纵手柄改变传动链来实现的向又有正反向的运动，这就要求进给电动机能正、反转。而且，同一时间只允许工作台只有一个方向的移动，故应有联锁保护。使用圆工作台时，工作台不得移动，即圆工作台的旋转运动与工作台上下，左右，前后六个方向的运动之间有联锁控制。为适应铣削加工需要，主轴转速与进给速度应有较宽的调节范围。XA6132万能铣床采用机械变速，改变变速箱的传动比来实现，为保证变速时齿轮易于啮合，减少齿轮端面的冲击，要求变速时电动机有冲动控制。根据工艺要求。主轴旋转和工作台进给应有先后顺序控制，即进给运动要在铣刀旋转之后进行，加工结束后必须在铣刀停转前停止进给运动。为供给铣削加工时冷却液，应有冷却泵电动机拖动冷却泵，供给冷却液。为适应铣削加工时操作者的正面与侧面操作要求，机床应对主轴电动机的走动与停止及工作台的快速移动控制，具有两地操作的性能。工作台上下、左右、前后六个方向的运动应具有限位保护。(11）应有局部照明电路第页43页第节

控方的择1.3原床控过程1.3.1主拖动控制电路图1-2XA6132式万能床电气原图第页43页图1-3XA6132能铣床制电路线图图1-2是XA6132卧式万能铣床的电气控制原理图M1为主轴电机为工作台进给电机，为冷却泵电动机。该电路的一个特点是采用电磁离合器控制一个特点是机械操作和电气操作密切配合进行此分析电气原理图时，应对机械操作手柄与相应电器开关动作关系万能铣床控制线路图，对各开关的作用及指令开关状态弄清楚。（

1)主轴电动机的起动控制

主轴电动机由正反转接触器KM2实现正转全压起动由主轴换向开关来预选电动机的正反转停止按钮，起动按钮、KM2成主轴电动机正反转两地操作控制电路动时将电源引入开关闭合把换向开关扳到主轴所需的旋转方向，然后按下起动按SB3或SB4，中间继电KA1线圈通电并自锁，触头KA1闭合，使KM1或KM2线圈通电吸合，其主触头接通主轴电动机，M1现全压起动。而一对辅助触头开，主轴电动机制动电磁摩擦离合器线圈YC1电路断开电器的另一触头KA1闭合工作台第页43页的进给与快速移动作好准备。图1-4XA6132式万能床外形图（2)主轴电动机的制动控制

由主轴停止按SB2KM1或反转接触器KM2以及主轴制动电磁摩托离合器构成主轴制动停车控制环节。电磁离合器YC1安装在主轴传动链中与主轴电动机相联的第一根传动轴上，主轴停车时下SB1或SB2或KM2线圈断电释放轴电动机M1断开三相交流电源时YC1线圈通电生磁场电磁吸力作用下将摩擦片压紧产生制动，使主轴迅速制动。当松开SB1SB2时，YC线圈断电，摩擦片松开，制动结束。这种制动方式迅速、平衡，制动时间不超过（3)主轴上刀换刀时的制动控制

在主轴上刀或更换铣刀时动机不得旋转，否则将发生严重人身事故。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控制。在主轴上刀换刀前，A2扳到“接通”位置。触头SA2断开主轴起动控制电路断电轴电动机不能起动旋转另一触头SA2闭合，接通主轴制动电磁离合YC1线圈，使主轴处于制动状态。上刀换刀结束后将SA2扳断开置头SA2开除主轴制动状态时，触头SA2闭合，为主电动机起动作准备。第页43页（4）主轴变速冲动控制

主轴变速操纵箱装在床身左侧窗口上，变速应在主轴旋转方向预选之后进行。变换主轴转速的操作顺序如（图）下：①将主轴变速手柄压下，使手柄的榫块自槽中滑出，然后拉动手柄使榫块落到第二道槽内为止。转动变速刻度盘，把所需转速对准指针。把手柄推回原来位置，使榫块落进槽内。在将变速手柄推回原位置时，将瞬间压下主轴变速行程开SQ5使触头闭合头SQ5断开是或KM2线圈瞬间吸合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。主轴变速行程开关的触头SQ5是为主轴旋转时进行变速而设的需按下主轴停止按钮需将主轴变速手柄拉出下SQ5断开是断开了主轴电动机的正反转或反转接触器线圈电路动机通电自然停车后再进行主轴变速操作机进行变速冲动变速完成后尚需再次起动电动机，主轴将在新选择的转速下起动旋转。1.3.2给拖动制电路图1-5工作台横向、纵向垂直进给控制线路第页43页图1-6作台纵向进给操作图工作台进给方向的左右纵向运动，前后的横向运动和上下的垂直运动，都是由进给电动机M2的正反转来实现的正转接触器KM3是由行程开关SQ1SQ2来控制的程开关又是由两个机械操作手柄控制的。这两个机械操作手柄向机械操作手柄垂直与横向操作手柄。扳动机械操作手柄完成相应的机械挂档同时合相应的行程开关而接通接触器，起动进给电动机，拖动工作台按预定方向运动。在工作进人时，由于快速移动继电器KM2线圈处于断电状态，而进给移动电磁离合器YC2线圈通电，工作台的运动是工作进给。纵向机械操作手柄有左、中、右三个位置，垂直与横向机械操作手柄有上、下、前、后、中五个位置。、SQ2为纵向机械操作手柄有机械联系的行程开关；SQ3、SQ4为与垂直、横向操作手柄有机械联系的行程开关。当这两个机械操作手柄处于中间位置时，－SQ4都处在未被压下的原始状态，当扳动机械操作手柄时，将压下相应的行程开关。SA3为圆工作台转换开关，其有“接通”与“断开”两个位置，三对触头。当不需要圆工作台时，SA3于“断开”位置，此时触头SA3SA3闭合，SA3断开。当使用圆工作台时，置于“接通”位置，此时SA3SA3断开，SA3闭合。第页43页图1-7给电机工作台六方向运动示意图在起动进给电动机之前，应先起动主轴电动机，即合上电源开QF1，按下主轴起动按钮SB3或SB4，中间继电器KA1圈通电并自锁，其触头KM1闭合，为起动进给电动机作准备。（1）工作台纵向进给运动的控制，若需工作台向右工作进给，将给向进给操作手柄扳向右侧机械上通过联动机构接通纵向进给离合器电气上压下行程开关SQ1SQ1闭合断开切断通KM3的另一条通路，前者使进给电动机M2的接触器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到中间位置，行程开关SQ1不再受压，触SQ1开KM3线圈断电释放M2停转，工作台向右进给停止。工作台向左进给的电路与向右进给时相仿将纵向进给操作手柄扳向左侧，在机械挂档的同时，电气上压下的行程开SQ2，反转接触KM4线圈通电给电动机反转动工作台向左进给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，向左进给结束。（2）工作台向前与向下进给运动的控制

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，在电气上压下行程开关，触头SQ3闭合，SQ3断开，正转接触器KM3圈通电吸合，进给电动机M2正向转动动工作台向前进给前进给结束垂直与横向进给操作手柄扳回中间位置不再受压线圈断电释放停止旋转作台向前进给停止。第页43页工作台向下进给电路工作情况向前完全相同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，电气上仍压下行程开关SQ3，KM3线圈通电吸合，M2正转，拖动工作台向下进给。工作台向后与向上进给的控制，电路情况与向前或向下进给运动的控制相仿，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，电气上都是压下行程开SQ4，反向接触KM4线圈通电吸合，进给电动机M2反向起动旋转，拖动工作台实现向后或向上的进给运动。当操作手柄扳回中间位置时，进给结束。进给变速冲动控制，进给变速冲动只有在主轴起动后，纵向进给操作手柄，垂直与横向操作手柄置于中间位置时才可以进行。进给变速箱是一个独立部件在升降台的左边给速度的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。进给变速的操作顺序是：将蘑菇形手柄拉出。转动手柄，把刻度盘上所需的进给速度值对准指针。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④将蘑菇形手柄推回原位，此时不再受压。就在蘑菇形手柄向前拉于极限位位置向推回之前下闭合SQ6断开。此时，正向接触KM3线圈瞬时通电吸合，进给电动机瞬时正向旋转得变速冲动果一次瞬间点动时齿轮仍未进行啮合状态时变速手柄不能复原再次拉出手柄并再次推回现再次瞬间点动到齿轮啮合为止。（5）进给方向快速移动的控制，进给方向的快速移动是由电磁离合器改变传动链来获得的开动主轴进给操作手柄扳到所需移动方向对应位置工作台按操作手柄选择的方向以选定的进给速度作工作进给按下快速移动按键SB5或SB6，接通快速移动继电KA2电路，而触KA2闭合，快速移动电磁离合器YC3线圈通电，工作台按原运动方向作快速移动。松开或SB6，快速移动立即停止，仍以原进给速度继续进给，所以，快速移动为点动控制。1.3.3工作台控制圆工作台的回转运动是由进人电动机经传动机构驱动的用工作台时第页43页先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SB4，KA1或KM2线圈通电吸合，主轴电动机起动旋转。接触器线圈经－SQ4行程开关闭触头和SA3触头通电吸合给电动机起动旋转动圆工作台单向回转时工作台进给两个机械操作手柄均处于中间位置作台不动拖动圆工作台回转。1.3.4却泵和床照明控制冷却泵电动机M3常在铣削加工时由冷却泵转换开关SA1制，当SA1到“接通”位置时，冷却泵起动继电器KA3圈通电吸合，M3动旋转，并由热继电器FR3作长期过载保护。床工作时允许工作台一个方向运动此作台上下左右前后个方向之间都有联锁中工作台纵向操作手柄实现工作台左右运动方向的联锁直与横向操作手柄实现上下前后4个方向的联锁在于如何实现这两个操作手柄之间的联锁此电路设计成线之间由SQ3常闭触头串联组成，之间由、SQ2闭触头串联组成，然后在24点并接后串于KM4圈电路中控制进给电动机正反转样扳动纵向操作手柄机床照明由照明变压器TC3供给24V安全电压，并由控制开关控制照明灯EL。图1-8能铣床明图1.3.5制电路联锁与护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，电路具有完善的联锁与保护。（1与进给运动的顺序联锁气控制电路接在中间继电器第页43页触头KA1之后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当主轴电动机停止时，进给电动机也立即停止。工作台个运动方向的联锁，铣，SQ1行程开关压下，断开－24支路，KM3或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SQ4行程开关压下支路断开或KM4电路断开给电动机无法起动。从而实现了工作台6个方向之间的联锁。长工作台与圆工作的联锁，圆形工作台的运动必须与长工作台个方向的运动有可靠的联锁，否则将造成刀具与机床的损坏。这里由选择开关SA3来实现其相互间的联锁，当使用圆工作台时，选择开关置于“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程开关的某一个，于是断开了KM3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，扳动圆工作台选择开A3于“接通”位置时触头SA3断开是断开了或KM4线圈电路给电动机也立即停止给运动与快速运动的联锁作台工作进给与快速移动分别电电磁摩擦离合器YC2与YC3传动，而YC2与是由快速进给继电器控制，利用KA2的常开触头与常闭触头实现工作台工作进给与快速运动的联锁。（5）具有完善的保护，完善的保护有以下五种：熔断器FU1、FU2、FU3、FU4、FU5实现相应电路的短路保护。热断电器FR1、FR2、FR3实现相应电动机的长期过载保护。断路器QF1实现整个电路的过电流，欠电压等保护。工作台6个运动方向的限位保护采用机械与电气相配合的方法来实现，当工作台左运动到预定位置时装在工作台前方的挡铁将撞动纵向操作手柄其从左位或右位返回到中间位置工作台停止现工作台左右运动的限位保护。在铣床床身导轨旁设置了上铁上下运动到一定位置时，挡铁撞动垂直与横向操作手柄其回到中间位置现工作台垂直运动的限位保护。工作台横向运动的限位保护由安装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的限位保护。第页43页第三章

计算选择备第节PLC选择根据原机床的控制电路图和结合的型号的触点数和机床的机械动作开关，列出I/O口分配表如（表3-1口分配表设计出输入输出口接线图如图3-1所示。图3-1接线图第页43页图3-2X62W万能铣床PLC接线图3.1.1基于的铣电气控系统件设计（1）分析被控制对象将被控对象按功能进行相互独立的分解，这样便于确LC的资源分配，属于化整为零的设计思路。通过LC来实现铣床电气控制系统的各项功能，需要将各种控制和检测信号通过按钮和检测元件输入LCPLC内部程序的运算将结果输出到各种执行设备成电气控制系统对于铣床的控制个功能的输入信号可以通过控制面板上的按钮进行操作出则可以通过接触器磁阀等执行机构完成。（2）根据控制对象确定I／O点根据分解后的各个功能项，对所需的输入输出点数量进行确定（3）PLC的选型XA6132万能铣床所需IO总数在56下，属于小型机的范围。控制系统只需要逻辑运算等简单功能要用来实现条件控制和顺序控制选择小型机系列，它的价格低，体积小，非常适用于单机自动化控制系统。第页43页3.1.2基于的铣电气控系统序设计（1）程序要求分析PLC控制系统其优点在于根据加工工艺要求的不同相应的修改程序就可以实现。铣床电气控制系统属于广泛的应用系统，不针对特殊的加工工艺，因LC内部的程序只需要相对每个控制按钮发出的信号，做出相应的动作即可。（2）基于PLC的铣床电气控制系统程序PLC的程序可以采用梯形图、语句表、程序块等形式表示。为了与继电器一接触器系统相承接，采用梯形图形式对铣床电气控制系统进行编程3.2床进行PLC造方法及步工艺要

。不变动原机床的控制操作，保留各原有按钮交流接触器，行程开关，热继电器等机械动作保证人身财产的安全起见热继电器不接入的输入端直接接在PLC的输出端。根据XA6132万能铣床的具体控制要求和电气原理图定输入输出点数写控制流程图，设计出PLC控制程序，并调试运行。具体为以下几个步骤：．分析XA6132万能铣床的电气控制要求和电气控制原理图；．根据XA6132万能铣床控制要求，确定输入输出信号；．利用PLC梯形图与电气原理图之间的对应关系，对机床进PLC改造，具体包括程序编制，调试运行等内容。第页43页第节

输设选选择机床输入设备（按钮、操作开关、限位开关、传感器等备（继电器、接触器、信号灯等执行元件）以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等备属于一般的电气元件。表3-1入I/O分配表分类输入信号

信号名称主轴电机停止按钮主轴电机停止按钮主轴电机启动按钮主轴电机启动按钮工作台快速进给按钮工作台快速进给按钮冷却泵电机转换开关主轴制动转换开关原工作台转换开关主轴正反转转换开关工作台右移行程开关工作台左移行程开关工作台前/下移行程开关工作台后/上移行程开关主轴变速冲动行程开关工作台变速冲动行程开关

现场信号SB1SB2SB3SB4SB5SB6SQ1SQ2SQ3SQ4SQ5SQ6

PC数据I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7I1.0I1.1I1.2I1.3I1.4I1.5I1.6I1.7第页43页第节

输设选输出信号

表3-2输出分配表主轴电机正转交流接触器主轴电机反转交流接触器工作台电机正转交流接触器工作台电机正转交流接触器冷却泵继电器主轴正反转制动电磁离合器工作台进给电磁离合器工作台快速进给电磁离合器

KM1KM2KM3KM4YC1YC2YC3

QI.0第节

其设的择熔断器选取熔断器用于短路保护据被保护的对象选择熔断器的类型压电流和熔断器的额定电流。对于没有冲击电流的一般负载如照明、指示信号、电阻器等，熔断的额定电流应稍大于或等于线路的工作电流断器的种类有插入式旋式填料封闭管式及快速熔断器等。可以选择型的熔断器即可满足要求。第页43页第四章

程序设计第节系功表图4-1系统构框图本系统由CNC计算机控制系统和强电柜两部分组成计算机控制系统是一专用的数控装置，由CNC系统、输入／输出接口、驱动单元和执行机构组成,是控制系统轮廓加工的核心,强电柜有动力电路、控制电路和可编程控制器组成。第页43页第节

梯图序计使用梯形图设计卧式万能铣床的PLC程序。设计的基本原则是“复述继电器电路所叙述的逻辑内容于梯形图总是针对输出列写支路的以根据继电器线路中的辅助继电器M0.0的逻辑关系绘出第1个支路，根据辅助继电器M0.1的逻辑关系绘出第2个支路助继电器的逻辑关系绘出第3个支路。根据继电KM1KM2KM4绘出第4个支路。根据连锁保护和非圆工作台进给的工作逻辑绘出第5个支路。第个支路由辅助继电器M1.0绘出。这样做留了原电路的逻辑关系简化了梯形图的结构由继电器电路设计梯形图时常用的方法计的梯形图见图所示中最后3条支路是针对电磁阀YC1、YC2、YC3的。第页43页第页43页图4-2XA6132卧式万能铣床梯形图第页43页第三节

程序清表4-1X62W型能铣床PLC控制指令语句表0LDORY0ANIX1ANIX3ANIX11ANDX14ORX3OUTY0LDX1ORX11OUTY4LDX2OUTY1LDY0ORY1ANDX15MPS

LDIX4ANIX5ANIX6ANDX13ANDX7LDX13ANIX7ANDX10ANDX5ORBLDX13ANDX4ANIX5ANIX6ANIX7ANIX10ORB

LDIX4ANIX5ANIX6ANIX7ANIX10ANDX12ORBANBANIY3OUTY2MRDLDIX4ANIX5ANIX6ANDX13ANDX10LDX13

ANIX7ANIX10ANDX6ORBANBANIY2OUTY3MRDANIY1OUTY5MPPANIY1OUTY6END第页43页第页43页第五章

机床电气理说明书XA6132w万能升降台铣床的外部结构如图所示1床身主轴、3刀竿、4悬梁、5支架、6工作台、7回转盘、横溜板、9升降台、10底座等几个部分组成床身的前面有垂直导轨降台可沿着它上下运动升降台上面的水平导轨上，装有可在平行主轴轴线方向移动（前后移动）的溜板。溜板上面有可转动的回转盘就在溜板上部回转盘上的导轨上作垂直于主轴轴线方向移动（左右移动上有T形槽用来固定工件。这样，安装在工作台上的工件就可以在三个坐标上的六个方向调整位置或进给。铣床的主轴旋转运动称为主运动，他有顺铣和逆铣两种方式，所以要求主轴有两个旋转方向了加工前对刀和提高生产效率求主轴停止迅速以电气线路要有制动措施。铣床的进给运动有六种：即工作台前后（横向）运动，左右（纵向）运动和上下（垂直）运动。六个方向上都能快速移动。图第页43页该铣床由三台异步电动机拖动为主电动7.5KW1450r/min通过组合开关SA5改变电源相序实现主轴正个旋转方向准确停车，主轴电动机采用电磁离合器制动M2为进给电动机，他通过操纵手柄和机械离合器相配合实现前、后、左、右、上、下，六个方向上的进给运动和进给方向的快速移动给的快速移动是通过牵引电磁铁和机械挂档来完成了扩大其加工能力在工作台上可加圆形工作台作台的回转运动是由进给电动机经传动机构驱动的M3为冷却泵电动机，三台电动机都有可靠的短路保护和过载保护。根据加工工艺要求，该电动机具有如下电气连锁措施：为了防止刀具和机床的损坏，要求只有主轴旋转后才允有进给运动和进给方向的快速移动为了降低表面加工粗糙度，只有进给停止后主轴才能停止或同时停止，该机床在电气上采用了主轴和进给同时停止的方式于主运动的惯性很大，实际上保证了进给运动先停止、主轴运动后停止的要求。六个方向的进给运动同时只有一种运动产生，该机床采用了机械操纵手柄和行程开关相配合的办法实现六个方向进给运动的互锁。主轴运动和进给运动采用变速孔盘来进行速度选择，为了保证变速齿轮进入良好啮合状态，两种运动都要求变速后做瞬时点动当主电动机或冷却泵电动机过载时，进给运动必须停止，以免损坏刀具和机床.第页43页第六章

机床使用与护说明书将机台电源开关(33)打开;正反转开关(30)转到for正转位置上;校正机台主轴(8)垂直度及虎钳平行度把虎钳牢固的锁紧在工作平台(10)上;放两个高度合适的垫块在虎钳上垫块高度取决于将工件高出虎钳高度有利于寻边器作业,并且虎钳夹持部分要超过工件厚度一半以上,将工件放在垫块上,转动虎钳手柄将工件平稳的固定在虎钳上.选择合适的套筒夹,把寻边器装于机台主轴刀杆头(9)内,将高低速转换开关(38),转至H檔,主轴转动开关(22)打到转动位置,转动主轴变速开关e),将转速调整在500rpm~550rpm之间,对工件进行寻边根据图纸要求把工件分中或者寻单边);以分中寻边方式进行加工,转速调好后打开紧急停止开关(d),按下电源开关(a),再将主轴转动开关(b)打开,寻边器由主轴带动转起来,开始寻边,用手摇动左右,前后移动摇动游戏杆(13),(16)先寻A,B,寻好后Y轴归零,再寻边,寻好后X轴归零,转过来寻CD边,寻好后分中轴,最后寻DA边,再分中X轴,这样分中寻边就寻好了,0,0一般与模具中心线重合如果不重合,将其移至模具中心线归零分中时应多次寻一条边,寻好后再寻下一边以保证寻边更加准确;根据工件的材质和开槽的大小选择合适的铣刀装夹在主轴夹头内,装夹刀具凸出长度应尽量减小,但不可夹持刀具刃口,具装夹时需夹紧牢固;根据刀具的大小及工件的材质选择适当的转速先在工件顶面碰刀,先将铣刀直径1/4面积对于工件上,然后用手慢慢均匀向上摇动上下移动摇杆(35),用力不可过猛,以免损坏刀具或工件,待碰刀后Z轴归零,然后下降1~2mm,接用手摇至上次归零处0.05~0.08mm处.再半条半条的进刀待刚好进半条时碰到工件为准,再次将Z轴归零,这样Z轴碰刀完成进行开-槽,按下主轴转动开关b),根据铣刀大小,工件材质和开槽深度进行铣削工作,注意深度不能一次性到位,应分两次或两次以上阶段进行加工(包括侧壁第页43页加工),注意预留余量给磨床加工,一般留单边然后根据图纸要求进行其它的孔穴加工(具体加工方法可参考铣床组教育数据;在铣削过程中注意刀具是否有异常现象如果有异常情况应立即停机进行修磨或更换刀具,不可继续使用已磨损或破损的刀具加工过程中选择适当的切削液以减少刀具磨损.注意事项:在整个加工过程中,不可载手套,应穿工作服、安全鞋,对于加工过程中有铁屑飞溅时应作好眼睛的保护工作;加工过程中不能用手或碎布等杂物接触正在转动的刀具在清理铁屑时要确保刀具完全停止运转才能清除铁屑;铣床运转过程中不得变动高低速转换杆38);铣床高速挡转速不可低450rpm,不可高3600rpm,低速挡时不可低60rpm,不可高于480rpm;在加工过程中每加工完一个步骤需将工件毛边打干凈,虎钳虎口板擦拭干凈再进行下一步操作;为保证精度,在加工时应多次测量工件以求将误差减到最小;各光学尺在打扫卫生时,不可用风枪吹拭(以免影响精度),打扫时用羊毛刷将铁屑等杂物清扫干凈,然后用抹布擦拭干凈即可机台其它地方打扫时,可先用风枪吹拭,