XW万能铣床电控系统的PLC设计方案

-PAGE14-HＹＰERLINＫ"jａvaｓｃrｉｐt:ｖoid(0）”HYＰＥRLＩNK＂ｊａvaｓcripｔ:vｏiｄ（0）”X６2W万能铣床电控系统的ＰLＣ设计摘要本设计叙述了X62W万能铣床电气掌握线路的工作原理，说明白用PＬＣ改造的简略方法,从而可以提高整个电气掌握系统的工作性能。铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床.铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外,还能加工比较简洁的型面,效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。最早的铣床是美国人惠特尼于1８18年创制的卧式铣床；为了铣削麻花钻头的螺旋槽，美国人布朗于186２年创制了第一台万能铣床，这是升降台铣床的雏形;1８84年前后又消灭了龙门铣床；二十世纪20年月消灭了半自动铣床，工作台利用挡块可完成“进给—决速”或“决速—进给”的自动转换.１9５０年以后，铣床在掌握系统方面进展很快,数字掌握的应用大大提高了铣床的自动化程度。尤其是7０年月以后，微处理机的数字掌握系统和自动换刀系统在铣床上得到应用，扩大了铣床的加工范围，提高了加工精度与效率.第一章主要介绍铣床国内外讨论状况和进展趋势和铣床简洁介绍,包括铣床的选型和特点。其次章X62W万能铣床硬件设计主要包括Ｘ62W万能铣床电力拖动的特点及掌握要求和X６２W万能铣床元件选型还有X６2W万能铣床的主要结构及运动形式,第三章主要分析电路的工作原理。第四章是介绍软件部分及其PLC的基本知识。关键词Ｘ62W万能铣床；电气掌握系统;PLＣ；梯形图名目ＴＯＣ\ｏ”1－３＂\h\z\ｕHYＰＥRLＩＮK\ｌ"_Toc265４07466"第1章概述ﻩPＡＧERＥＦ_Toc265４０74６6＼h３HYPERLIＮK\ｌ”_Ｔoc265407467”1．１铣床国内外讨论状况和进展趋势 PAGＥRＥF_Ｔoc２65407４67＼h3HYPERLIＮK＼l”＿Ｔoｃ26540７４６８”1.2铣床简洁介绍ﻩPＡＧEREＦ_Ｔoc２6５407４68\h４HYＰERLＩＮK＼l"_Tｏc２65407４69＂第２章X62W万能铣床硬件设计ﻩPAGＥREF＿Tｏｃ265４074６9＼ｈ5HＹPEＲLINK\l”_Tｏc2６5４０７470"2。1Ｘ62Ｗ万能铣床电力拖动的特点ﻩＰＡGＥＲEF_Toｃ265４07470\h５HＹＰERLINK＼l”_Ｔｏc26５407４71＂２．2X62W万能铣床元件选型ﻩPＡGERＥF_Ｔoc26540７4７1＼h6HYPＥRLＩＮＫ＼l”_Toc２65407472"2.3Ｘ62W万能铣床的主要结构及运动形式 PＡGＥREF＿Ｔoc26540７4７2\ｈ7HYＰＥRＬＩNＫ\ｌ"＿Toｃ265４０7４73”２.4掌握要求ﻩＰAＧEＲEＦ_Ｔｏc265407473＼ｈ8HＹPEＲLINＫ＼l”_Toc26５407474”第三章电气掌握原理ﻩＰＡＧEREF＿Ｔoc２６5４07４7４\h９HＹＰERＬINK\l＂＿Ｔoc26540７475"3。1电气原理图ﻩPＡGＥＲＥF_Toｃ２6540７475＼h9ＨYPＥRＬＩＮK\l”_Tｏc2６５40７４７６”3.2主电路分析ﻩＰAＧＥＲＥＦ＿Tｏc265４0７476\h1０HYPERLIＮＫ\ｌ＂＿Toｃ２６5407477＂3.3掌握电路分析ﻩPAGEＲEF＿Toｃ2６5４07477\h１0HYPＥRLINＫ\l＂_Ｔoc２654０７478"第四章X6２W万能铣床软件设计ﻩPＡGEＲＥＦ_Tｏc2654０747８＼h1２ＨYPEＲLIＮK\ｌ＂_Toc2６5４07４79”4.１ＰLC的基本定义ﻩPＡGEREF_Toc2654０7４7９＼h12HYPＥRLIＮK＼l”＿Toc２65４０74８0＂４。2Ｘ62Ｗ万能铣床电气掌握线路的ＰLC设计ﻩPAＧＥREF_Toc265４０７4８0\ｈ1３ＨYPERLＩNK\ｌ"_Ｔoｃ２６５４074８1”4。3现场信号与ＰLC软继电器对比表 ＰＡGEＲEF＿Tｏc２65４０748１\h１5HYPＥRＬINK致谢 PＡGEREF＿Ｔoc２65４０7484\ｈ1８HYPＥRLINK＼ｌ"＿Tｏc2６５40７4８5”参考文献ﻩPAGEＲＥＦ＿Ｔoc26５４0７４85\ｈ19第１章概述1。１铣床国内外讨论状况和进展趋势自从１９69年第一台可编程掌握器在美国问世以来，在工业掌握中得到广泛的应用。近年来，我国在石油、化工、机械、轻工、发电、电子、橡胶、塑料加工等行业工艺设备的电气掌握中，越来越多地采纳PＬC机掌握,并取得了显著的效果，深受各行业的欢迎。铣床是以各类电动机为动力的传动装置与系统的对象以实现生产过程自动化的技术装置。随着电子技术的进展，可编程序掌握器日益广泛的应用于机械、电子加工与设备电气改造中。铣床作为机械加工的通用设备在内燃机配件的生产中始终起着不行替代的作用.自动铣床具有工作平稳牢靠，操作维护便利,运转费用低的特点,已成为现代生产中的主要设备。自动铣床掌握系统的设计是一个很传统的课题，现在随着各种先进精确的诸多掌握仪器的消灭,铣床掌握的设计方案也越来越先进,越来越趋于完善。在我国７0～８0年月大多数铣床中，大多数的开关量掌握系统都是采纳继电器掌握，也有相当一部分辅机系统是采纳继电掌握。因此，继电器本身固有的缺陷,给铣床的平安和经济运行带来了不利影响,用PLC对铣床的继电器式掌握系统进行改造已是大势所趋.自动铣床的进展及现状：从上世纪80年月起铣床制造业的进展虽有起伏但对自动掌握技术和自动铣床床始终给予较大的关注。经过九五自动车床和加工中心包括自动铣床的产业化生产基地的形成,所生产的中档普及型自动铣床的功能性能和牢靠性方面已具有较强的市场竞争力。但在中高档自动铣床方面与国外一些先进产品相比仍存在较大差距.这是由于欧美日等先进工业国家于80年月先后完成了自动机床产业进程，其中一些闻名机床公司致力于科技创新和新产品的研发引导着数控机床技术进展,如美国英格索尔公司和德国惠勒喜乐公司对用于汽车工业和航空工业高速数控铣床的进展日本牧野公司对高效精密加工中心所作的贡献,德国瓦德里希公司在重型龙门五面加工铣床方面的开发以及日本马扎克公司研发的车铣中心对高效复合加工的推动等等。相比之下，我国大部分数近代机床产品在技术处于跟踪阶段。表1以中挡铣床为例列出国内外先进产品主要技术指标,由此可以看到效率精度和牢靠性等方面均有明显差.随着科学技术的不断进展，生产工艺的不断进展改进，格外是计算机技术的应用，新型掌握策略的消灭,不断转变着电气掌握技术的面貌.在掌握方法上,从手动掌握进展到自动掌握;在掌握功能上，从简洁掌握进展到智能化掌握；在操作上，从策重进展到信息化处理;在掌握原理上，从单一的有触头硬接线继电器规律掌握系统进展到以微处理器或微型计算机为中心的网络化自动掌握系统。Ｘ62W铣床综合了计算机技术、微电子技术、检测技术、自动掌握技术、智能技术、通信技术、网络技术等先进的科学技术成果.Ｘ62Ｗ铣床是由一般机床进展而来。它集于机械、液压、气动、伺服驱动、精密测量、电气自动掌握、现代掌握理论、计算机掌握等技术于一体，是一种高效率、高精度能保证加工质量、解决工艺难题,而且又具有肯定柔性的生产设备。万能铣床的广泛应用,给机械制造业的生产方式、产品机构和产业机构带来了深刻的变化,其技术水平凹凸和拥有量多少,是衡量一个国家和企业现代化水平的重要标志.一种新型的掌握装置，一项先进的应用技术,总是依据工业生产的实际需要而产生的。可编程序掌握器产生以前，以各种继电器为主要元件的电气掌握线路，担当着生产过程自动掌握的困难任务，可能有成百上千只各种继电器构成简洁的掌握系统，需要用成千上万根导线连接起来，安装这些继电器需要大量的继电器掌握柜,且占据大量的空间。当这些继电器运行时，又产生大量的噪声,消耗大量的电能。为保证掌握系统的正常运行,需要支配大量的电气技术人员进行维护，有时某个继电器损坏,甚至某个继电器触头接触不良，都回影响整个系统的正常运行。如果系统消灭故障，要进行检查排解故障又是格外困难的,全靠电气技术人员长期积累阅历。尤其是在生产工艺发生变化时，可能需要增加很多的继电器或继电器掌握柜,重新接线或改线的工作量很大，甚至需要重新设定掌握系统。尽管如此,这种掌握系统的功能仅仅局限在能实现具有粗略定时、计数功能的挨次规律掌握。因此,人们迫切需要一种新的工业掌握装置来取代传统的继电器掌握系统,是电气掌握系统工作更牢靠，更容易维修，更能适应常常变化的生产工艺要求。可编程掌握器(ＰrogrａmmａｂlｅCoｎtrolｌer）简称ＰC，在办公自动化和工业自动化中广泛使用的个人计算机（PｅｒsｏnaｌCoｍｐuter)也简称PC,为了避开混摇，现在一般将可编程序掌握器简称为PLC(PｒogrａｍmableＬoｇｉcＣontrollｅr）。随着可编程掌握器在国内的运用和推广，人们找到了万能铣床较抱负的掌握系统，即ＰＬC掌握系统。由于其具有牢靠性高，抗干扰能力强，维修检测便利等优点，适合于对万能铣床的掌握,获得广泛的推广。现在万能铣床已全部采纳ＰＬC掌握，结束了近二十年使用继电掌握的历史。本文主要以该厂对ＰLＣ掌握系统的讨论，推广介绍可编程控器在万能铣床上的应用.自从1９69年第一台可编程掌握器在美国问世以来,在工业掌握中得到广泛的应用.近年来，我国在石油、化工、机械、轻工、发电、电子、橡胶、塑料加工等行业工艺设备的电气掌握中，越来越多地采纳ＰLＣ机掌握,并取得了显著的效果，深受各行业的欢迎。1９８８年开头将可编程序掌握器应用在万能铣床上,至今使用情况始终良好。国外生产PLＣ的厂家很多，最闻名的有美国A－Ｂ公司和GE-ＦANUC公司，日本的欧姆龙公司和三菱公司，德国ＡＥG公司和西门子公司,法国的ＴE公司。它们号称PＣ领域的大雄，代表ＰC的最高水平。它们在中国都有各自的代理商，很容易买到其产品。国产PLC以小型为主，多数为仿制产品,Ｉ/0点均在12８点以下。主要厂家有上海工业自动化仪表讨论所，苏州电子计算机厂，北京机械工业自动化讨论所，无锡华光电子工业公司，中科院自动化讨论所，上海香岛机电制造公司。一般只处理开关量,进行规律运算，挨次运算。1。2铣床简洁介绍1。2。1铣床的选型X6２W万能铣床是一种通用的多用途机床,它可以进行平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工，是一种较为精密的加工设备,它采纳继电接触器电路实现电气掌握。PLC专为工业环境应用而设计，其显著的特点之一就是牢靠性高，抗干扰能力强.将X62Ｗ万能铣床电气掌握线路改造为可编程掌握器掌握，可以提高整个电气掌握系统的工作性能,削减维护、维修的工作量.１．２.2X62W机床特点（1）能完成很多一般机床难以加工或者根本不能加工的简洁型面的加工。（2)采纳X６2W铣床可以提高零件的加工精度，稳定产品的质量。（３)采纳X６2Ｗ可以比一般机床提高2~3倍生产率，对简洁零件的加工,生产率可以提高十几倍甚至几十倍.（４）此机床具有柔性,只需更换程序，就可以适应不同品种及尺寸规格零件的自动加工.(5)大大的减轻了工人的劳动强度.万能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，以达到机电紧密协作完成预定的操作，是机械与电气结构联合动作的典型掌握,是自动化程度较高的组合机床。但是在电气掌握系统中，故障的查找与排解是格外困难的,格外是在继电器接触式掌握系统,由于电气掌握线路触点多、线路简洁、故障率高、检修周期长，给生产与维护带来诸多不便，严重地影响生产。本文所述方案是对原来的继电器接触式模拟掌握系统进行PＬC改造而成,经实际运行证明该PLＣ掌握系统无论是硬件还是软件，掌握稳定牢靠，具有极高的牢靠性与灵敏性,更容易维修,更能适应常常变动的工艺条件,取得了较好的经济效益。第2章Ｘ６２W万能铣床硬件设计2．1X62W万能铣床电力拖动的特点（1）铣削加工有顺铣和逆铣两种加工方式,要求主轴电动机能正反转,因正反操作并不频繁，所以由床身下侧电器箱上的组合开光来转变电源相序实现。(２）由于主轴传动系统中装有避开震荡的惯性轮，故主轴电动机采纳电磁离合器制动以实现精准停车.（３）铣床的工作台要求有前后、左右、上下6个方向的进给运动和快速移动,所以也要求进给电动机能正反转,并通过操作手柄和机械离合器相协作来实现。进给的快速移动通过电磁铁和机械挂挡来完成。圆形工作台的回转运动是由进给电动机经传动机构驱动的。（4）依据加工工艺的要求,该铣床应具有以下的电气联锁措施:为了防止刀具和铣床的损坏,只有主轴旋转后才允许有进给运动和进给方向的快速运动。为了减小加工表面的粗糙度，只有进给停止后主轴才能停止或同时停止。该铣床采纳机械操纵手柄和位置开关相协作的方式实现进给运动6个方向的连锁.主轴运动和进给运动采纳变速盘来进行速度选择，为保证变速齿轮进入良好的啮合状态，两种运动都要求变速后顺时点动。当主轴电动机或冷却泵过载时，进给运动必须立即停止，以免损坏刀具和铣床。（5)要求有冷却系统、照明设备及各种保护措施。２。2Ｘ62W万能铣床元件选型表2－1铣床的电机参数参照表符号名称型号规格件数作用M１主轴电动机Y13２M-4—Ｂ37.５ＫW，380V，145０r/ｍin1主轴传动Ｍ2进给电动机Y9０L—4１．5KW，3８0V,1400r／ｍｉｎ1进给传动Ｍ3冷却泵电动机JCＢ—２２０.1２５KＷ,３80V,2７90r/mｉn1冷却泵传动表2—２铣床的基本元件一览表符号名称型号规格件数作用KＭ１接触器ＣJＯ—2020Ａ，１１0Ｖ1主轴启动KM２接触器ＣJO—1010Ａ,１1０Ｖ１快速进给ＫＭ3接触器CJＯ—１010A，１1０V1M2正转KM４接触器ＣJO—1０10A，1１０Ｖ1M2反转ＫS速度继电器JY１2Ａ1反接制动SＢ1、2按钮LＡ2绿色2Ｍ1启动按钮ＳＢ３、４按钮ＬA2黑色２快速进给按钮SＢ5、6按钮LA2红色2M1停止按钮SA1转换开关HZ1—10/Ｅ１６三极１换刀开关SA2转换开关HＺ1—10/E１6三极1圆工作台转换ＳA3转换开关HZ１-１０/E16三极1M1换向开关SＱ1限位开关LX1—1１Ｋ开启式１向右进给SQ2限位开关LＸ1—11K开启式1向左进给SＱ3限位开关LX2—131单轮，自动复位1向前、向下进给SQ４限位开关ＬX2—131单轮,自动复位1向后、向上进给SQ5限位开关ＬX3—１1Ｋ开启式１快速与进给转换ＳＱ6限位开关ＬX3—１1K开启式１主轴变速冲动SＱ7限位开关LX3—１１Ｋ开启式１进给变速冲动ＱＳ1转换开关HＺ1-6０/Ｅ26三极１电源总开关ＱＳ2转换开关HZ１—６０/Ｅ２６三极1冷却泵开关FＲ１热继电器JＲＱ-4０11A、3Ａ1M1过载保护FＲ2热继电器JR10—103A、5Ａ1M3过载保护FR3热继电器JR1０—100．41５A1M2过载保护ＦU1熔断器RL１３0Ａ3总电源短路保护FU2熔断器RL110Ａ３进给短路保护FＵ3、FＵ6熔断器ＲL16A２掌握电路短路保护FU4、ＦＵ5熔断器RL1４Ａ2照明电源短路保护ＶＣ整流器ＺCＺX４5Ａ，5０V１整流作用TＣ变压器BK—5０38０/36V１照明变压器ＴＣ1变压器BＫ—1503８0／１27V1掌握电路变压器YC１电磁离合器Ｂ１DＬ—ＩＩI—-１主轴制动ＹC2电磁离合器B1DL—II——1正常进给YC3电磁离合器B1ＤL—ＩI——１快速进给R电阻ZB21．45W、15．４A2限制制动电阻2．３Ｘ62Ｗ万能铣床的主要结构及运动形式Ｘ62W型万能铣床的外形结构如图２-１所示，它主要由床身、主轴、刀杆、悬梁、工作台、回转盘、横溜板、升降台、底座等几部分组成。在床身的前面有垂直导轨，升降台可沿着它上下移动。在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.溜板上部有可转动的回转盘，工作台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）。工作台上有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.铣床主轴带动铣刀的旋转运动是主运动;铣床工作台的前后（横向）、左右(纵向）和上下（垂直)6个方向的运动是进给运动;铣床其他的运动,如工作台的旋转运动、在各个方向的快速移动则属于帮助运动.1—床身（立柱)２—主轴3—刀杆4—悬梁５—支架6—工作台７-回转盘8—横溜板9—升降台１0—底座图2-1铣床外部结构图2.4掌握要求（1)主轴电动机Ｍ１有三种掌握:正反转起动，反接制动和变速冲动。(２）工作台进给电动机M2有三种掌握：进给、快速移动和变速冲动。(3)Ｍ3拖动冷却泵供应冷却液,只需单向运行。(４）为了能准时实现掌握,机床设置了两套操纵系统,再机床正面及侧都安装了相同的按钮、手轮和手柄,操作方面,以实现两地掌握.(5）为了保证平安,防止事故，机床有挨次的动作，采纳了联锁。（６)三台电动机都设有过载保护，掌握线路设有短路保护,工作台的六个方向,都设有终端保护。第三章电气掌握原理３.1电气原理图图3－１X６2W卧式铣床电气原理图该铣床共用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。Ｘ62Ｗ万能铣床的电路如图3-1所示，该线路分为主电路、掌握电路和照明电路三部分.3.２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的协作拖动工作台前后、左右、上下6个方向的进给运动和快速移动，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掌握;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。３。3掌握电路分析掌握电路的电源由掌握变压器TC输出1１０Ｖ电压供电.（１）主轴电动机Ｍ１的掌握主轴电动机Ｍ1采纳两地掌握方式,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的启动接触器，YC1是主轴制动用的电磁离合器，SQ1是主轴变速时瞬时点动的位置开关。１)主轴电动机Ｍ1启动前,应首先选择好主轴的转速,然后合上电源开关QS１,再把主轴换向开关ＳA３扳到所需要的转向。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常开帮助触头（９－10)闭合，为工作台进给电路供应了电源.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.２)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，主轴处于制动状态以便换刀；同时常闭触头SＡ1-2断开,切断了掌握电路，保证了人身平安。3)主轴变速时,利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的掌握工作台的进给运动在主轴启动后方可进行.工作台的进给可在3个坐标的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掌握相应的位置开关使进给电动机M２正转或反转来实现的,并且6个方向的运动是联锁的，不能同时接通。1）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10-13—14-15-２0-1９—17-18路径,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，以保证工作台在6个方向的进给运动，由于圆形工作台的旋转运动和6个方向的进给运动也是联锁的.2）工作台的左右进给运动由左右进给操作手柄掌握。操作手柄与位置开关SＱ５和SＱ6联动，有左、中、右三个位置,其掌握关系见表１。当手柄扳向中间位置时，位置开关ＳQ5和SQ6均未被压合,进给掌握电路处于断开状态;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被压合的同时，通过机械机构已将电动机Ｍ２的传动链与工作台下面的左右进给丝杠相搭合,所以电动机M２的正转或反转就拖动工作台向左或向右运动。表３—1工作台左右进给手柄位置及其掌握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的上下和前后进给运动是由一个手柄掌握的。该手柄与位置开关ＳQ3和ＳQ4联动，有上、下、前、后、中5个位置,其掌握关系见表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中的一个开关，接通电动机M2正转或反转电路,同时通过机械机构将电动机的传动链与三根丝杠(左右丝杠、上下丝杠、前后丝杠）中的一根（只能是一根）丝杠相搭合，拖动工作台沿选定的进给方向运动，而不会沿其他方向运动。表3—２工作台上、下、中、前、后进给手柄位置及其掌握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下中前后ＳＱ4SQ3—SQ３SQ4KM4KＭ3—ＫＭ３KＭ4反转正转停止正转反转上下进给丝杠上下进给丝杠—前后进给丝杠前后进给丝杠向上向下停止向前向后左右进给手柄与上下前后手柄实行了联锁掌握，如当把左右进给手柄扳向左时，若又将另一个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的通路，电动机Ｍ2只能停转,保证了操作平安。３)６个进给方向的快速移动是通过两个进给操作手柄和快速移动按钮协作实现的。安装好工件后,扳动进给操作手柄选定进给方向，按下快速移动按钮SB3或ＳB４(两地掌握),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,带动工作台沿选定的方向快速移动。由于工作台的快速移动采纳的是点动掌握，故松开ＳB3或ＳB４,快速移动停止.4）进给变速时与主轴变速时相同，利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。第四章Ｘ６2Ｗ万能铣床软件设计4．1PLC的基本定义可编程掌握器（ProgrａｍmａｂlｅConｔrｏllｅｒ)是计算机家族中的一员,是为工业掌握应用而设计制造的。早期的可编程掌握器称作可编程规律掌握器（ＰｒｏｇraｍmabｌeLｏgｉcContrｏｌler),简称ＰLC，它主要用来代替继电器实现规律掌握.随着技术的进展，这种装置的功能已经大大超过了规律掌握的范围，因此,今日这种装置称作可编程掌握器，简称PＣ。但是为了避开与个人计算机(PeｒsonａlCoｍputｅｒ)的简称混淆，所以将可编程掌握器简称ＰLC.PLC的主要特点:1、高牢靠性(１)全部的Ｉ/O接口电路均采纳光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。（2）各输入端均采纳R—C滤波器，其滤波时间常数一般为１０～20mｓ。（３）各模块均采纳屏蔽措施，以防止辐射干扰.（4)采纳性能优良的开关电源。(5)对采纳的器件进行严格的筛选.(6）良好的自诊断功能，一旦电源或其他软，硬件发生特别情况，CPU立即采纳有效措施,以防止故障扩大。(7）大型ＰＬC还可以采纳由双ＣPU构成冗余系统或有三ＣＰU构成表决系统，使牢靠性更进一步提高。２、丰富的Ｉ/Ｏ接口模块PＬC针对不同的工业现场信号,如：沟通或直流;开关量或模拟量;电压或电流;脉冲或电位；强电或弱电等.有相应的I／Ｏ模块与工业现场的器件或设备，如:按钮；行程开关；接近开关；传感器及变送器;电磁线圈；掌握阀等直接连接。另外为了提高操作性能,它还有多种人—机对话的接口模块;为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等等。３、采纳模块化结构为了适应各种工业掌握需要，除了单元式的小型ＰLC以外,绝大多数PＬC均采纳模块化结构。PLＣ的各个部件,包括CＰＵ，电源，Ｉ/O等均采纳模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来,系统的规模和功能可依据用户的需要自行组合。4、编程简洁易学PＬＣ的编程大多采纳类似于继电器掌握线路的梯形图形式，对使用者来说,不需要具备计算机的专门知识,因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。5、安装简洁，维修便利ＰLC不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行.使用时只需将现场的各种设备与ＰLC相应的I/Ｏ端相连接，即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障.由于采纳模块化结构，因此一旦某模块发生故障,用户可以通过更换模块的方法，使系统飞快恢复运行.4.２X６２Ｗ万能铣床电气掌握线路的ＰLＣ设计Ｘ62W万能铣床电气掌握线路中的电源电路、主电路及照明电路保持不变,在掌握电路中,变压器TＣ的输出及整流器VC的输出部分去掉。用可编程掌握器改造后的PLC硬接线如图４－２所示,为了保证各种联锁功能,将SQ1～ＳＱ6,SB1～SB6按图示分别接入ＰLC的输入端，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的输入端子。输出器件分两个电压等级，一个是接触器使用的110V电压，另一个是电磁离合器使用的36V直流电，这样也将PＬC的输出口分为两组连接点。依据输入输出口的数量，可选择三菱FX2N-32ＭR型PLC。Ｘ62W型万能铣床电器位置图如图4－1所示，全部的电器元件均可采纳改造前的型号。依据X６2W万能铣床的掌握要求,设计该电气掌握系统的PＬC掌握梯形图，如图4—3所示。该程序共有8条支路，反映了原继电器电路中的各种规律内容。在第１支路中，因SＱ1和SB５、SB6都采纳常闭触头分别接至输入端子X13、Ｘ２，则X1３、X２的常开触点闭合,按下启动按钮SB１或ＳＢ2时，X0常开触点闭合，Y０、Ｍ0线圈得电并自锁，第3支路中Y0常开触点闭合，帮助继电器Ｍ１线圈得电，其常开触点闭合，为第4支路以下程序执行做好筹备，保证了只有主轴旋转后才有进给运动。Y0的输出信号使主轴电动机Ｍ1启动运转。当按停止按钮ＳＢ5或SB6时，Ｘ2常开触点复位,Y0线圈失电,主轴惯性运转，同时X3常开触点闭合,Y4线圈得电接通电磁离合器YC1,主轴制动停转。第2支路表达了KM2及YC3的工作规律，当按下快速移动按钮ＳB3或ＳB４时,Ｘ1常开触点闭合，则Y1及Y５线圈得电,ＫＭ2常闭触头断开,电磁离合器ＹＣ２失电，YＣ３得电，工作台沿选定方向快速移动；松开SB３或SB４则YC2得电，ＹＣ3失电，快速移动停止.第４、5、6、8支路表达了工作台六个方向的进给、进给冲动及圆工作台的工作规律关系.当圆形工作台转换开关SA２动作，4、5支路中X５的常开触点分断,第6支路中X５常闭触头复位，Ｍ4及Y2线圈得电,使ＫM３得电,电动机Ｍ２启动，圆形工作台旋转；当SA2复位时，M4、Y2线圈失电，圆形工作台停止旋转。左右进给时，SQ5或SＱ６被压合，X6常开触点复位,第５、６支路被分断，而X10或Ｘ１1常开触点闭合，Ｍ2（其常开触点使Y2线圈得电）或Y3线圈得电，电动机M2正转或反转，拖动工作台向左或向右运动。同样,工作台上下、前后进给时，SQ３或SQ4被压合，X7常开触点复位,第5、6支路被分断，M２或Ｙ3线圈得电,电动机Ｍ2正转或反转,拖动工作台按选定的方向（上、下、前、后中某一方向）作进给运动。该程序及ＰLC的硬接线不仅保证了原电路的工作规律关系，而且具有各种联锁措施,电气改造的投资少、工作量较小。图4－1Ｘ6２W型万能铣床电器位置图４－2ＰLC外部接线图4。３现场信号与PLＣ软继电器对比表分类信号名称现场信号PLC线圈编号输入信号M１启动按钮SB1、SB2X0快速进给点动ＳＢ３、ＳB4Ｘ１停止制动按钮常闭SB５、SＢ6X２常开SB5、SB６Ｘ３信号名称现场信号ＰLC线圈编号输入信号换刀开关SA1X4圆工作台开关ＳA2Ｘ５左右进给ＳQ5、SQ6X6上下前后进给SQ３、SQ４X7常开SQ3、SQ５X10常开SQ４、SQ６X11进给冲动SＱ2X1２主轴冲动SQ1Ｘ1３输出信号主轴启动接触器ＫM1、KM2Y０、Y1Ｍ2正转接触器KM3Y2M２反转接触器KM4Y3正常进给电磁阀YＣ2ＣOＭ主轴制动电磁阀ＹC１Y4快速进给电磁阀YＣ３Y５图4－３ＰＬC梯形图４.4ＰLC梯形图PLC指令表序号指令名称数据序号指令名称数据00００LＤX０００1８ORX60０01ORＭ00019ANDX5０0０2ＡNDＸ2０020ANDM1０003ＡＮIＸ1３００21MＰS００04ANＩX４0022ANＤX１０００05ＯUＴY0００23OUＴM２０006ANDX13０0２４MＰＰ０007OUTM０0０25ANDX110008ＬDＸ10026ＯＵTY300０9ANＤX２002７LDIX12001０OＵTY１00２８ANDX6００１１ＯＵTＹ5０029ANDX7００１２LＤＹ１0０３0AＮDＸ50013OＲY０0０３1ANDM１0014AＮDＸ２０032ＯUTM30０15ＯUＴM10０3３ＬDX12０0１６LDX12003４ANDX6001７ANDＸ7０035ＡＮDX7序号指令名称数据序号指令名称数据0036ANIX50042LDM20037ANDＭ1００43ORM30038ＯUTＭ40044ORＭ４００3９LDＸ３00４５ＯUTY20０40ORＸ4００４60０４1OＵTＹ4０0４7第五章总结常用的万能铣床有两种：一是卧式万能铣,型号为X62Ｗ;另一种为立式万能铣，型号为X53K。万能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.X62W型卧式万能铣床的电气掌握系统,存在线路简洁、故障率高、维护工作量大、牢靠性差、灵敏性差等缺点，本文提出了用PLC对X62W型万能铣床的继电器接触式掌握系统进行技术改造，从而保证了电控系统的快速性、精准性、合理性，更好地满意了实际生产的需要,提高了经济效益X６2W万能铣床是一种高效率的加工机械，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掌握。但是在电气掌握系统中,故障的查找与排解是格外困难的,这给生产与维护带来诸多不便。随着工业自动化的进展，生产设备和自动生产线的掌握系统必需具有极高的牢靠性与灵敏性，这就需要使用智能化程度高的掌握系统来取代传统的掌握系统。基于这