T68镗床的控制设计
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1 目 录
引言………………………………………………………………3
摘要………………………………………………………………5
第一章 绪论
第一节 PLC改造设计T68镗床的目的和意义…………….6
第二节 PLC特点和发展…………………………………..7
第二章 T68型卧式镗床的控制系统
第一节T68型卧式镗床的控制原理………………………..8
1.1 T68型卧式镗床的用途…………………………….8
1.2 主要结构和运动形式………………………………8
1.3 电气控制线路的特点…………………………….…8
1.4 T68型卧式镗床的电力拖动特点和控制要求…....9
1.5 控制线路的工作原理………………………………9
1.6 电气控制线路分析…………………………………11
第二节T68型卧式镗床主要元件选择………………..…..17
第三章PLC基础知识及设计方案选择
第一节PLC相关知识…………………………….19
第二节 PLC的工作原理和过程………………..21
第三节 PLC的安装……………………………………...23
第四节 设计方案的确定…………………………………24
第四章 PLC改造T68型卧式镗床电路
第一节 PLC型号的选择……………………………….25
第二节 设计流程图…………………………………….26
第三节 PLC的I/O分配表（主电路）和I/O接线图...27
第四节 PLC设计梯形图………..………………..…….29
第五章 改造后的T68镗床的调试过程
5.1主轴正传低速……………………………….......…32 河南工业职业技术学院
2 5.2主轴正传高速…………………………….…......…32
5.3主轴正传点动……………………………………...…32
5.4主轴反接低速……………………………....…...…32
5.5 主轴反向高速……………………………..……..…32
5.6 主轴反向点动…………………………….……...…32
5.7 正向反接制动…………………………….….………33
5.8 反向反接制动………………………….…….…..…33
5.9 联锁保护装置………………………………..…..…33
第六章 机床面板电气线路安装
6.1机床面板对电气线路的基本要求………….……....34
6.2机床电气线路的安装步骤…………………….……..34
附录…………………………………………………………….35
总结……………………………………………………………..36
致谢……………………………………………………………… 40
参考文献…………………………………………………………41
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3 引 言
镗床是一种精密加工机床，主要用于加工精确高的孔，以及各孔间距离要求较为精确的零件，如主轴箱，变速箱。由于镗床刚性好，其可动部分在导轨上活动间隙小，还可附加支承，故能满足上述要求。
镗床除镗孔外，在万能镗床上海口音钻孔、铰孔、扩孔；用镗轴或平旋盘铣削平面；加上车螺纹附件后，还可以车削螺纹；装上平旋盘刀架还可加工大的孔经，端面和外圆。因此，镗床加工范围广，调速范围大，运动部件多。按用途不同，镗床可以分为卧式镗床，立式镗床，坐标镗床，金刚镗床和专门化镗床等。
通常，镗刀旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动。它的加工精度和表面质量要高于钻床。镗床是大型箱体零件加工的主要设备。
目前，部分中小型企业及高校仍广泛使用传统的继电器控制机床，这些机床经历了比较长的历史，虽然它在一定范围内满足单机和自动生产线的需要，但由于它的电控系统是以继电器，接触器的硬件连接为基础的，技术上比较落后，特别是其触点的可靠性问题，直接影响了产品的质量和生产效率。而用PLC对它的进行技术上的改造，便能取得很好的效果。
对T68镗床的电气控制线路进行了分析与研究后，T68镗床具有主轴转速高，调速范围宽等功能外；T68镗床的电气控制系统还存在控制线路上的一些复杂性，故障率高，维护工作量大，可靠性差，灵活性差等缺点；给生产与维护带来了诸多不便，严重影响生产。采用可编程序控制器（PLC）对T68镗床的传统的电气控制系统进行改造，在实际生产线上有着明显的效率，这也使整个生产系统带来推动的力量。PLC对T68镗床的控制改造的设计梯形图，提高了T68镗床电气控制系统的可靠性和抗干扰能力；然而PLC对T68镗床的继电器接触式控制系统进行技术改造，从而保证了电控系统的快速性，准确性，合理性，更好的满足了实际生产的需要，提高了经济效益。
本设计主要介绍的是T68镗床的PLC改造控制，第一章是绪论，主要介绍设计的目的和意义和以后的发展；第二章介绍了T68镗床的电气控制原理和分析电气控制线路；第三章介绍PLC有关知识和选择及设计方案的研究和确定；第四章主要介绍了PLC对T68镗床的改造设计；第五章介绍了改造后的T68镗床的调试过程；第六章介绍了机床面板电气线路安装。 河南工业职业技术学院
4 本设计在手法上采用模块化结构，运用图解的方法，以图为主，以文为辅。设计中对梯形图的每个梯阶和语句表的每个语句都注释，说明该梯阶和语句的作用，并且用电路工作过程图与电气元件和编程元件动作顺序表相结合的方法来说明PLC的控制过程。
设计在编写过程中，参考了一些书刊内容，并且引用了其中的一些资料。由于编者能力有限，内容中难免会出现一些错误，请老师批评指正。
编者
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5 摘 要
目前PLC已广泛应用于冶金、化工、轻工、机械、电力、建筑、交通、运输等各行各业。随着机电一体化的发展，对不系统的可靠性要求愈来愈高。可编程控制器有控制可靠，体积小，功能强，速度快，组态灵活和可扩展的特点而得到广泛的应用。可编程控制器是20世纪60年代末在继电器控制系统的基础上开发出来的。
在我国PLC的应用最近几年发展很快。首当先应用一些大中型现代化工厂的引进工程上，PLC是专为工业控制设计的控制装置，能适应工业现场的恶劣环境。在老企业旧设备的技术改造上，PLC的应用比较广泛，而且已取得了可喜的经济效益。
为了提高镗床控制电路的稳定性和自动化程序，延长镗床的使用寿命，降低机床的故障。分析了T68镗床的机械、电气控制原理，保留镗床主电路有PLC取代复杂的电气连线控制，设计出由PLC为镗床的控制电路。完成了将镗床的控制电路用PLC梯形图实现，大大的简化了电路，从而降低机床的故障、更加便于控制、也降低了维修的难度。
本设计介绍了PLC改造T68镗床控制系统的应用。运用了图解的方法。以文为主，以图为辅，并且用电气元件和编程元件动作顺序表来说明PLC的控制过程。
关键词
T68镗床 西门子PLC 改造 梯形图
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6 第一章 绪 论
第一节 PLC改造T68镗床的目的和意义
大多数企业的生产机床为普通机床，生产设备陈旧落后，由于丝杠、导轨、进刀手轮间隙大、磨损厉害，用这种设备加工出来的产品普遍存在质量差，精度低，成本高，供货周期长等问题，已经不能适合当今企业所面临的竞争需要。由于数控机床的成本较高，如企业靠重新购买新设备，需要大量资金，一般的企业难以承受，为此，把普通机床改造为数控机床是提高机床数控化率的捷径和有效手段。普通机床改造成经济型数控机床后，可以大大提高自动化程度和生产劳动效率，提高原机床的加工精度，加工出普通机床难以加工各种外形比较复杂的工件，具有投资少、见效快等特点。
研究者已课题的目的和意义有以下几点。
1) 将所学的知识得以综合的应用。
2) 将所学的知识与实践相结合。
3) 近年来PLC在工业自动化控制领域应用愈来愈广，它在控制性能.组机周期和硬件成本等方面的综合优势，三其他工控产品难以比拟的，用PLC控制技术对T68镗床控制电路改造，具有普遍的技术及经济意义。
4) 提高镗床控制电路的稳定性和自动化程度。
5) 通过PLC改造后，可以延长镗床的使用寿命，还可以降低机床的故障，更加便于控制，方便维修等好处。
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7 第二节 PLC特点和发展
PLC(可编程序控制器)是以微机技术为核心的通用工业控制装置。它是将传统的继电器--接触器控制技术与计算机技术和通信技术融为一体，具有功能大、环境适应性好、编成简单、使用方便等优点。因此，近年来在工业自动控制，机电一体化，改造传统产业等方面，PLC得到了广泛的应用。学习，掌握和应用PLC技术对提高我国工业自动化水平和生产效率具有十分重要的意义。
21世纪，PLC会有更大的发展：
1)向高速度，大容量方向发展。
2)向超大型，超小型两个方向发展。
3)PLC大力开发智能模块，加强联网通信能力。
4)增加外部故障的检测与处理能力。
5)编成语言多样化。
因此，用PLC(可编程序控制器)对T68型卧式镗床的改造有助于提高镗床发性能，提高生产效率。
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8 第二章 T68型卧式镗床的控制系统
第一节 T68型卧式镗床控制原理
1.1 T68型卧式镗床的用途
T68型卧式镗床主要用于钻孔、镗孔、铰孔及加工段平面等。
1.2主要结构和运动形式
卧式镗床主要由床身, 前立柱, 镗头架, 后立柱, 尾座, 下溜板,，上溜板和工作台等组成。
T68型镗床的运动形式有:
(1)主运动: 镗轴和平旋轴的旋转运动。
(2)进给运动: 镗轴的轴向进给, 平旋盘刀具溜板的径向进给, 镗头架的垂直进给, 工作台的纵向进给和横向进给。
(3)辅助运动: 工作台的回旋运动, 后立柱的轴向移动, 尾座的垂直移动几各部分的快速移动等。
1.3 电气控制线路的特点
(1)主电动机M1为双速笼型异步电动机，实现机床的主轴旋转和工作进给。低速时由接触器KM6控制，将电动机三相定子绕组接成三角形连接；高速时由KM7、KM8控制，将电动机三相定子绕组接成双星形联结。高低速由主轴孔盘变速机构内的行程开关SQ控制，选择低速时，电动机为直接启动；高速时，电动机采用先低速起动再自动转换成高速起动运行的两极起动控制，以减少起动电流的冲击。
(2)主电机能正反转, 点动并具有停车反接制动。
(3)主轴变速或进给变速时主电动机缓慢转动，使齿轮易于啮合。
1.4 T68型卧式镗床的电力拖动特点和控制要求
镗床加工范围广、运动部件多、调速范围广、而进给运动直接影响切削量，切削量又与主轴转速、刀具、工件材料、加工精度等有关，所以一般卧式镗床主运动与进给运动由一台主轴电动机拖动，由各自传动链传动，还应由一台快速电动机拖动。
T68型卧式镗床的控制要求：
（1）主轴与进给运动都有较大的调速范围,由一台电机拖动，采用双速笼型异
