PLC控制的T68型卧式镗床电气控制

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课程名称： 机电传动控制课程设计

题目： PLC 控制的 T68 型卧式镗床电气控制

学 院： 机械工程学院

专业班次： 机械电子 2022 级

名：

指导教师：

学 期： 2022~2022 学年 第一学期

日 期： 2022.12.27 .页脚

目录

第一章 引言 ........................................................ 1

1.1 本设计的意义 .................................................1

1.2 PLC 的概述 ................................................... 1

1.3 卧式镗床介绍 ................................................

1

2.1 T68 卧式镗床电气路线的工作原理 ...................... 2

2.2 T68 卧式镗床电气控制路线的分析 ......................

3

3.1 PLC 的选择 ................................................ 8

3.2 I/O 地址分配 ............................................. 9

3.3 PLC 接线图 ................................................ 10

3.4 系统 PLC 的程序梯形图 .................................

11

..................................................

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课题通过用 PLC 控制系统取代了原来的 T68 镗床继电接触控制系统，使性

能大为改善， 自动化程度提高， 生产效率得到了很大提高， 并能很好地保证其加

工精度。系统运行稳定、可靠，满足生产工艺的要求；同时，对其它同类设备的

技术改造也有较大的参考价值，在工业上有广泛的应用前景。

可编程控制器简称 PLC，是一种以微处理器为核心的用于工程自动控制的工

业控制机， 其本质是一台工业控制专用计算机。 它的软件， 硬件配置与计算机极

为类似， 只无非它比普通计算机具有更强的与工业过程相连接的接口和更直接的

适应于控制要求的编程语言。硬件主要由中央处理器 CPU、存贮器、输入/输出

单元以及编程器、电源和智能输入/输出单元等构成。 PLC 是一种专为在工业环

境应用而设计的数字运算电子系统， 它是以微处理机为基础， 综合了计算机技术、

自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置，

是当今工业发达国家自动控制的标准设备之一。

卧式镗床的发展以其注入加速度概念而倍受关注， 为高速运行作技术支撑的

传动元件电主轴、 直线机电、 线性导轨等得到广泛应用， 将机床的运行速度推向

了新的高度。而主轴可更换式卧式镗加工中心的创新设计解决了电主轴与镗杆移

动伸缩式结构各存利弊的不足， 具有复合加工与一机两用的功效， 也是卧式镗铣 .页脚

床的一大技术创新。

落地式镗床的发展以其新的设计理念引领现代加工的潮流， 以高速加工为理

念的无镗轴滑枕式、 多种铣头交换使用的结构型式尽显风貌， 大有替代传统铣削

加工的趋势。 以两坐标摆角铣头为代表的各种铣头附件成为实现高速、 高效复合

加工的主要手段，其工艺性能更广，功率更大，刚性更强，是落地镗床发展的一

大突破。

1.结构：如下图所示

1) 前立柱：固定地安装在床身的右端，在它的垂直导轨上装有可上下挪移的

主轴箱。

2) 主轴箱：其中装有主轴部件，主运动和进给运动变速传动机构以及控制机

构。

3) 后立柱：可沿着床身导轨横向挪移，调整位置，它上面的镗杆支架可与主

轴箱同步垂直挪移。如有需要，可将其从床身上卸下。 .页脚

4) 工作台：由下溜板，上溜板和回转工作台三层组成。下溜板可沿床身顶面

上的水平导轨作纵向挪移， 上溜板可沿下溜板顶部的导轨作横向挪移， 回转工作

台可以上溜板的环形导轨上绕垂直轴线转位， 能使要件在水平面内调整至一定角

度位置，以便在一次安装中对互相平等或者成一角度的孔与平面进行加工。

2.运动形式： (在上图中用箭头表示)

(1)主运动：镗杆(主轴)旋转或者平旋盘(花盘)旋转。

(2)进给运动：主轴轴向(进，出)挪移，主轴箱(镗头架)的垂直(上，

下)挪移，花盘刀具溜板的径向挪移，工作台的纵向(前，后)和横向(左，右)

挪移。

(3)辅助运动：有工作台的旋转运动，后立柱的水平挪移和尾假垂直挪移。

主体运动和各种快速进给由主轴机电 1M 驱动，但各部份的快速进给运动是

由快速进给机电 2M 驱动。

(1 ) 机 床 的 主 运 动 与 进 给 运 动 共 用 一 台 双 速 电 动 机M1{5.5/7.5KW，

(1440/2900) r/min}来拖动。用主轴变速操作机构内的行程开关SQ控制时间继

电器KT， 用三个接触器KM4和KM5、KM6控制定子绕组的“Δ -YY”接线转换， 以

实现高、低速的转换。低速时，电动机可直接启动。高速时，采用先低速起动，

而后自动转换为高速运行的二级控制，以减少起动电流。

(2)主电动机M1能逆运行，并可正、反向点动及反接制动，在点动、制动

以及变速过程的脉动慢转时， 路线中均串接限流电阻R， 以减少起动和制动电流。

(3)主轴和进给变速均可在运行中进行。只要进行变速，主电动机M1就脉

动缓慢旋转， 以利于齿轮的啮合。 主轴变速时， 电动机的脉动旋转是通过行程开 .页脚

关SQ1和SQ2，进给变速是通过行程开关SQ3和SQ4以及速度继电器KR来共同完

成。

(4)为缩短机床加工的辅助工作时间，主轴箱、工作台、主轴以单独的电

动机M2 (2.2KW)拖动起快速挪移。它们之间的机动进给有机械和电气联锁保

护。

(5)为了保证准确选择所需运动(上滑座挪移、下滑座挪移、主轴挪移、主

轴箱升降、工作台回转)，夹紧和松开由单独的主轴箱油泵机电 M3 (0.75Kw) ，

工作台油泵机电M4 (0.5kW) 拖动。 它们之间的机动进给有机械和电气联锁保护。

图 2-1 为 T68 型卧式镗床电气控制系统原理图 .页脚

1.主电动机的启动控制

(1)主电动机的点动控制 主电动机的点动有正向点动和反向点动，分别

由按钮 SB4 和SB5 控制。 按 SB4 接触器 KM1 线圈通电吸合， KM1 的辅助常开触

点(3-13)闭合，使接触器 KM4 线圈通电吸合，三相电源 KM1 的触点，电阻 R

和 KM4 的主触点接通主机电 1M 的定子绕组，接线法为三角形，使电动机在低

速下正向运转。松开 SB4 主机电断电住手。

反向点动与正向点动控制过程相似，由按钮 SB5，接触器 KM2， KM4 来实现。

(2)主电动机的的正， 反转控制 当要求主电动机正向低速旋转时行程开关 .页脚

QS7 的触点(11-12) 处于断开位置， 主轴变速和进给变速用行程开关 SQ3(4-9)，

SQ4(9-10)均为闭合状态。按 SB2，中间继电器 KA1 线圈通电吸合，它有三对常

开触点， KA1 常开触点(4-5)闭合自锁； KA1 常开触点(10-11)闭合，接触器

KM3 线圈通电吸合， KM3 主触点闭合，电阻 R 短接； KA1 常开触点(17-14)闭

合和 KM3 辅助常开触点(4-17)闭合，使接触器 KM1 通电吸合，并将 KM1 线

圈自锁。 KM1 的辅助常开触点 (3-13) 闭合接通主机电低速用接触器 KM4 线圈，

使其通电吸合。由于接触器 KM1， KM3， KM4 的主触点均闭合，故主电动机在

全电压， 定子绕组三角形连接下直接启动， 低速运行。 当要求主电动机为高速旋

转时，行程开关 SQ7 的触点(11-12)， SQ3(4-9)， SQ4(9-10)均处于闭合状态。

按 SB2 后，一方面 KA1， KM3， KM1， KM4 的线圈相继通电吸合，使主电动机

在低速下直接启动；另一方面由于 SQ7 (11-12)的闭合，使时间继电器KT (通

电延时式)线圈通电吸合，经延时后， KT 的通电延时断开的常闭触点(13-20)

断开， KM4 线圈断电，主电动机的定子绕组脱离三相电源，而 KT 的通电延时闭

合的常开触点(13-22)闭合，使接触器 KM5 线圈通电吸合， MKM5 的主触点

闭合， 将主电动机的定子绕组接成双星形后， 重新接到三相电源， 故从低速启动

转为高速旋转。

主电动机的反向低速或者高速的起动旋转过程与正向起动旋转过程相似， 但是反 向起动旋转所用的电器为按钮 SB3， 中间继电器 KA2， 接触器 KM3， KM2，

KM4， KM5，时间继电器 KT。

2.主电动机的反转制动控制

当主机电正转时，速度继电器 KS 正转，常开触点 KS (13-18)闭合，而正转

得常闭触点 KS (13-15) 断开。 主电动机反转时， KS 反转， 常开触点 KS (13-14)