上海机床厂M7475B 立轴圆台平面磨床

PLC在M7475B型平面磨床上的改造教学作者：胡惠君来源：《读写算》2013年第15期摘要：本文指导学生从M7475B型平面磨床原电气控制工作原理分析入手，判断出可用PLC改造的电气控制功能，排出PLC改造方案，最后对M7475B型平面磨床的电气控制进行了具体的改造。

关键词：电气控制 PLC 改造教学探索前言：可编程序控制器简称PLC，是现代工业控制的基础部件，是工厂自动化的支柱之一。

它是自动控制技术、计算机技术与通讯技术三者有机结合的产品，即工业专用计算机。

它既有计算机控制系统的可编程特点（控制功能由软件实现），又具有继电器控制系统的优良的抗电噪能力（适应工业控制的各种恶劣的工作环境）。

可编程序控制器还具有很强的连网能力和很高的可靠性，不仅可以单机使用，而且可以与计算机结合组成集散式控制系统。

即可编程序控制器聚集了结构简单、编程简单、可靠性高、性能价格比高、抗干扰能力强、通用灵活、体积小等一系列优点，使其在工业生产过程的自动化控制领域得到了越来越广泛的应用。

作为中等专业学校教师，在专业课教学中引入新技术新知识，培养适应市场需求的实用型技术人才，是教学责任，也是一项重要的社会责任。

对于电工专业学生，在搞好学生的专业基础训练基础上，教会他们应用PLC，具有重要的现实意义。

以下是专业训练后期，指导学生对M7475B型平面磨床的电气控制进行PLC改造的教学案例，通过本案例教学，以图使学生熟练掌握较复杂控制电路的PLC技术运用，为今后从事专业技术工作打下良好基础。

指导步骤如下：一、向学生说明对M7475B型平面磨床的电气控制进行PLC改造的意义通过改造，可以优化普通磨床的控制功能，延长控制线路的使用寿命，提高生产的效益和工件质量。

说明改造意义有利于明确学生的学习目标，带领学生向目标挺进。

二、要求学生复习M7475B型平面磨床的主要运动形式、电气控制的特点、要求、电气控制线路和工作原理三、分小组分析可用PLC改造的控制线路及功能将全班学生分成6-8个小组，以小组为单位讨论分析可用PLC改造的控制线路及功能，然后老师在综合各组意见后得出以下结论：（1）砂轮电动机M1单方向旋转及Y—△降压启动；（2）工作台转动动机M2双速异步电动的高速和低速控制；（3）电磁吸盘励磁起动和关闭；（4）工作台移动电动机正反转控制；（5）磨头升降电动机M4的正反转控制；（6）磨床工作台与磨头下降，工作台快转与慢转，工作台左移与右移，磨头上升与下降之间的电气联锁；工作台的左、右移动和磨头上升控制中的限位保护。

［单击此处键入论文标题］（楷体_GB2312，五号）第一章磨床的概述第一节磨床的概述1.1.1 磨床的发展史十八世纪30年代，为了适应钟表、自行车、缝纫机和枪械等零件淬硬后的加工，英国、德国和美国分别研制出使用天然磨料砂轮的磨床。

这些磨床是在当时现成的机床如车床、刨床等上面加装磨头改制而成的，它们结构简单，刚度低，磨削时易产生振动，要求操作工人要有很高的技艺才能磨出精密的工件。

1876年在巴黎博览会展出的美国布朗-夏普公司制造的万能外圆磨床，是首次具有现代磨床基本特征的机械。

它的工件头架和尾座安装在往复移动的工作台上，箱形床身提高了机床刚度，并带有内圆磨削附件。

1883年，这家公司制成磨头装在立柱上、工作台作往复移动的平面磨床。

1900年前后，人造磨料的发展和液压传动的应用，对磨床的发展有很大的推动作用。

随着近代工业特别是汽车工业的发展，各种不同类型的磨床相继问世。

例如20世纪初，先后研制出加工气缸体的行星内圆磨床、曲轴磨床、凸轮轴磨床和带电磁吸盘的活塞环磨床等。

自动测量装置于1908年开始应用到磨床上。

到了1920年前后，无心磨床、双端面磨床、轧辊磨床、导轨磨床，珩磨机和超精加工机床等相继制成使用；50年代又出现了可作镜面磨削的高精度外圆磨床；60年代末又出现了砂轮线速度达60～80米/秒的高速磨床和大切深、缓进给磨削平面磨床；70年代，采用微处理机的数字控制和适应控制等技术在磨床上得到了广泛的应用。

1.1.2 磨床的概述磨床系指用磨具或磨料加工工件各种表面的机床。

一般用于对零件淬硬表面做磨削加工。

通常磨具旋转为主运动，工件或磨具的移动为进给运动，其应用广泛、加工精度高、表面粗糙度Ra值小，磨床可分为十余种：(1)外圆磨床：是普通型的基型系列，主要用于磨削圆柱形和圆锥形外表面的磨床。

(2)内圆磨床：是普通型的基型系列，主要用于磨削圆柱形和圆锥形内表面的磨床。

(3)座标磨床：具有精密座标定位装置的内圆磨床。

M7475型立轴圆台平面磨床的故障
1)砂轮只能下降不能上升。

观察接触器KM，是否吸合，如电压正常且接触器无声音，可测量线圈电阻。

如电路不通，可确定为断路。

如有一定阻值又无法确定电阻是否正常;可对比同型号的完好的接触器线圈。

如电阻高很多，说明线圈断路;小很多，说明线圈短路。

如接触器有“嗡嗡”声但不吸合，可能是机械部分的故障。

这种故障可用置换法来试验，用同一型号的接触器重新换上，如故障消失，即判断为接触器本身的故障。

2)电磁吸盘吸力不够。

这种故障可用对比法来检查，首先检查各操作控制器件是否工作正常;然后根据控制原理图检查整流电源部分各元器件是否工作正常;逐步测量各部分的电压来进行逐点排查。

在检查时，要注意先用简单的方法，后用复杂的方法。

3)电磁吸盘控制电路短路:如果FU6熔断后，更换新的熔体后继续熔断可判断为短路。

检查的重点是电磁吸盘的接插器口和电磁吸盘进线口，原因是电磁吸盘随机床工作台活动，运动频繁，而且冷却液直接喷洒在上面，很容易造成短路。

电磁工作台线圈损坏需重绕时，应持慎重态度，因拆卸很费力，线圈绕好后要用沥青灌注在台座内，所以修理应一次成功。

绕制线圈的匝数及导线规格应与原来的一致。

若选的导线截面偏小，则电阻大，线圈通过的电流小，电磁工作台吸力比原来的减小，影响使用。

修理完毕，应进行吸力实验，用电工纯铁或10号钢制成试块，跨放在两极之间，用弹簧在垂直方向测试，应达到70N/cm线圈对地绝缘应不小于5MΩ。

因为加工时经常用冷却液且
工作台往复运动很频繁，应注意两出线端的密封和加牢，否则容易出现接地、短路和断路等故障。

M7475立轴圆台磨床的调试和操作规程文件编号；ZX/QG—30 初版日期；2001/8/28共6页; 版本号；11.0目的使操作人员能以经过优化的统一规范程序调试操作设备，以期得到生产过程中最稳定的产品质量。

2.0适用范围适用于M7475平面磨床的调试和操作。

3.0调试程序3.1安全核查。

3.1.1检查机床有关防护罩壳是否齐全备。

3.1.2检查机床各电气开关位置及通电关状态是否正常。

3.1.3检查机床各润滑点位置油杯、油箱的油量是否符合要求。

3.1.4检查机床冷却液箱的水位、纯净状况是否符合要求。

3.2设备及工艺装备调试3.2.1砂轮采用筒形砂轮，尺寸450x380x150mm。

3.2.2浇注砂轮；筒形砂轮与其卡盘的粘合剂采用硫磺，将硫磺用铁锅加热融化成深黄色水状即可浇注(硫磺加热时注意火不能太大或太小，加热时必须经常搅拌)，浇注前，砂轮四周与卡盘的间隙应基本相等。

3.2.3当要调换砂轮时，需用锤将硫磺剩余砂轮敲碎清理干净，然后浇注新砂轮。

3.2.4在机床上调换砂轮时，必须在工作台面上铺设木板，以防划伤台面。

并均匀拧紧卡盘与磨头的连接螺栓。

3.2.5砂轮的修正是通过砂轮修正器来实现的。

当需要修正砂轮时，转动螺母，使修正轴及修正刀片上升一定的修正量，然后转动手柄，刀片在砂轮端面作弧状修正运动。

如上动作重复几次，就可达到修正砂轮的目的。

工作中，应检查修正刀片是否松动或失效。

修砂轮时，工作台与砂轮之间要留一定距离。

磨削过程中，每台面应修正一次砂轮，在修正砂轮前后分为粗磨和精磨。

3.2.6加工过程中，当工件翻身或磨结束后，必须关闭电磁工作台开关，否则难以搬动工件。

3.3日常生产操作过程中的调试。

3.3.1磨削过程中，砂轮进给应连续均匀，从开始火花到全部见火花期间应控制磨头电动机电流表在于25A以下；正常磨削时，磨头电机电流表应控制在此35A以下。

33.2在磨削时，应特别注意磨削余量在套圈两个端面上的分配，必须按工艺要求合理地去除每个端面的磨削量。

课程设计说明书M7475B型平面磨床电气控制设计学院：机电工程学院专业：电气化及自动化姓名：指导教师：设计完成日期：年月目录：一、设计概况1、设计要求 (1)2、设计方案概况 (2)二、主电路设计 (2)三、辅助电路设计 (3)四、电气控制板的制作与安装1、器件选择 (5)2、器件安装 (5)3、器件布置 (5)4、导线连接 (5)5、电气控制板控制说明 (5)6、电气控制板控制功能及介绍 (6)五、调试情况1、故障现象 (7)2、故障原因 (7)3、解决办法 (7)六、PLC控制系统设计1、I/O分析 (7)2、PLC选择 (7)3、I/O分配表 (8)4、程序的编制及调试 (8)七、设计小结 (13)八、参考文献 (14)一、设计概况1、设计要求磨床是用砂轮对工件的表面进行磨削加工的一种精密机床。

其结构主要由床身、圆工作台、电磁吸盘、砂轮架、滑座和立柱等部分组成。

它采用立式磨头，用砂轮的端面进行磨削加工，用电磁吸盘固定工件。

其结构简图如下：由此可见，M7475B型平面磨床主要由六台电动机组成，分别是：砂轮电动机M1、工作台转动电动机M2、工作台移动电动机M3、砂轮升降电动机M4、冷却泵电动机M5。

控制设计要求：1、M1采用星三角启动，能耗制动；2、M2为双速电动机；3、M3具有正反转控制及行程控制；4、M4具有点动正反转及行程控制；5、M5采用转换开关控制；6、机床具有照明灯，照明电路电压为36V，通过控制变压器TC变换；7、五台电动机均具有过载保护功能。

2、设计方案概况由上述设计要求可知，几个电动机都是相互独立工作的，没有一台电机的工作需要建立在另一台电机工作的基础上。

另外对于电机的控制所涉及到的方法，诸如正反转、星三角启动、点长动控制等，在平时的学习都已经掌握。

所以此次课程设计组队队员可以模块化分别设计。

为了减轻电路设计负担，指导教师只让在电路连接设计方面完成上述要求的第1、2、3以及7即可。