机电传动控制课程设计

机电传动控制课程设计 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988） 淮阴工学院 课 程 设 计

课程名称： 机电传动控制课程设计 题目： 基于PLC的X62W万能铣床控制系统的改造 学 院： 机械工程学院 专业班次： 机械电子2011级 姓 名： 汪旭阳 指导教师： 路连，李森林 学 期： 2013~2014学年 第一学期 日 期： 目录 基于PLC的X62W万能铣床控制系统的改造 ......................... 1 1 本课题简介 .............................................. 1 1.1 自动铣床的发展及现状 .............................. 1 1.2 X62W万能铣床基本概况 .............................. 1 1.3 X62W万能铣床的运动形式 ............................ 2 1.4 X62W万能铣床电气控制主要元器件 .................... 3 1.5 X62W万能铣床电力拖动的控制要求 .................... 3 1.6 X62W万能铣床的主电路图及控制电路图 ................ 3 1.7 X62W万能铣床原继电器控制线路分析 .................. 5 2 PLC改造 ................................................. 7 2.1 PLC改造万能铣床的优点及意义 ....................... 7 2.2 X62W万能铣床电气控制改PLC控制改造说明 ............ 7 2.3 PLC选型 ........................................... 7 2.4 I/O口分配 ......................................... 8 参考文献 ................................................. 14 基于PLC的X62W万能铣床控制系统的改造 1 本课题简介 1.1 自动铣床的发展及现状 X62W铣床是由普通机床发展而来。它集于机械、液压、气动、伺服驱动、精密测量、电气自动控制、现代控制理论、计算机控制等技术于一体，是一种高效率、高精度能保证加工质量、解决工艺难题，而且又具有一定柔性的生产设备。随着科学技术的不断发展，生产工艺的不断发展改进，特别是计算机技术的应用，新型控制策略的出现，不断改变着电气控制技术的面貌。 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，其技术水平高低和拥有量多少，是衡量一个国家和企业现代化水平的重要标志。一种新型的控制装置，一项先进的应用技术，总是根据工业生产的实际需要而产生的。

1.2 X62W万能铣床基本概况 铣床型号意义:X62W中X代表铣床，6代表卧式，2号工作台，W代表万能。 X62W万能铣床主要由床身、主轴、刀杆、悬梁、工作台、回旋盘、横溜板、升降台、底座等部分组成。 床身床身用来固定和支承铣床各部件。顶面上有供横梁移动用的水平导轨。前壁有燕尾形的垂直导轨，供升降台上下移动。内部装有主电 动机，主轴变速机构，主轴，电器设备及润滑油泵等部件。横梁横梁一端装有吊架，用以支承刀杆,以减少刀杆的弯曲与振动。横梁可沿床身的水平导轨移动，其伸出长度由刀杆长度来进行调整。主轴是用来安装刀杆并带动铣刀旋转的。主轴是一空心轴，前端有7:24的精密锥孔，其作用是安装铣刀刀杆锥柄。纵向工作台纵向工作台由纵向丝杠带动在转台的导轨上作纵向移动,以带动台面上的工件作纵向进给。台面上的T形槽用以安装夹具或工件。横向工作台横向工作台位于升降台上面的水平导轨上，可带动纵向工作台一起作横向进给。转台转台可将纵向工作台在水平面内扳转一定的角度(正、反均为0～45o)，以便铣削螺旋槽等。具有转台的卧式铣床称为卧式万能铣床。升降台升降台可以带动整个工作台沿床身的垂直导轨上下移动,以调整工件与铣刀的距离和垂直进给。底座底座用以支承床身和升降台，内盛切削液 X62W万能铣床的外形主要结构图如图： X62W万能铣床的外形主要结构图

1.3 X62W万能铣床的运动形式 铣床的主运动是由主轴带动铣刀的旋转运动。主轴转动是由主轴电动机通过弹性联轴器来驱动传动机构，当机构中的一个双联滑动齿轮块啮合时，主轴即可旋转。 铣床的进给运动是由工作台的前后（横向）、左右（纵向）和上下（垂直）6个方向的运动。工作台面的移动是由进给电动机驱动，它通过机械机构使工作台能进行三种形式六个方向的移动，即：工作台面能直 接在溜板上部可转动部分的导轨上作纵向（左、右）移动；工作台面借助横溜板作横向（前、后）移动；工作台面还能借助升降台作垂直（上、下）移动。 铣床的辅助运动是铣床其它的运动。如工作台的旋转运动等。

1.4 X62W万能铣床电气控制主要元器件 铣床电机参数表: 符号 名称 型号 规格 件数 作用 M1 主轴电动机 Y132M—4—B3 7．5KW，380V，1450r/min 1 主轴传动 M2 进给电动机 Y90L—4 1．5KW,380V,1400r/min 1 进给传动 M3 冷却泵电动机 JCB—22 0．125KW,380V,2790r/min 1 冷却泵传动

FR压缩机热继电器(FR1、FR2、FR3)是由流入热元件的电流产生的热

量使不同膨胀的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作。使控制电路断开，从而使接触器失电，主电路断开，实现电动机的过载保护，继电器作为电动机的过载保护元件，以其体积小，结构简单，成本低等优点，在生产中得到了广泛应用。 速度继电器（KS-1、KS-2）：反接制动，当M1的转速低于120转/分时，速度继电器KS的一副常开触点恢复断开。切断电路，M停转。 SB1、SB3与SB2、SB4是分别装在机床两边得停止（制动）和启动按钮，实现两地控制，方便操作，KM1是主轴电动机启动接触器，KM2是反接制动和主轴变速冲动接触器，SQ7是与主轴变速手柄联动的瞬间动作行程开关。 1.5 X62W万能铣床电力拖动的控制要求 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。该铣床采用机械操纵手柄和位置开关相配合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用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。 1.6 X62W万能铣床的主电路图及控制电路图

1.7 X62W万能铣床原继电器控制线路分析

主轴电动机需启动时，要先将SA5扳到主轴电动机素需要的旋转方向，然后再按启动按钮SB3或SB4来启动电动机M1。 M1启动后，KS闭合，为主轴电动机的停转制动做好准备，停车时，按停住按钮SB1或SB2切断KM1电路，接通KM2电路，改变M1的电源相序进行串电阻反接制动。使ks常闭触电断开，切断KM2电路，M1停转，制动结束。主轴电动机反转时的通路：1→2→3→7→8→9→10→KM1线圈→0；主轴停止与反接制动时的通路：1→2→3→4→5→→KM2线圈→0 主轴电动机变速时的顺动（冲动）控制，是利用变速手柄与冲动行程开关SQ7通过机械上联动机构进行控制的。但要注意，不论是开车还是停车时，都应以较快的速度把手柄推回原始位置，以免通电时间过长，引起M1转速过高而打坏齿轮。 工作台纵向（左右）运动的控制： 工作台左右进给手柄位置及其控制关系 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 SQ1 KM3 正转 左右进给丝杠 向左 中 — — 停止 — 停止 右 SQ2 KM4 反转 左右进给丝杠 向右

当手柄扳到向右或向左运动方向时，手柄的联动机构压下行程SQ1

或SQ2，时接触器KM3或KM4动作，控制M2的正反转。向左：压下SQ1，使SQ1-2断，SQ1-1通，而其他控制进给运动的行程开关都处于原始位置，使KM3吸合，M2正转，其控制电路的通路为：11→15→16→17→18→19→20→KM3线圈→0；向右：压动行程开关SQ2，使SQ2-2断，SQ2-1通，使KM4吸合，M2反转，其通路为：11→15→16→17→18→24→25→KM4线圈→0。

工作台上、下、中、前、后进给手柄位置及其控制关系

工作台垂直（上下）和横向（前后）运动的控制：工作台的垂直和横向运动，由垂直和横向进给手柄操纵。工作台前（或者向下）运动的的控制：下压SQ4，使SQ4-2断，SQ4-1通，使KM4吸合，M2反转，其通

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 SQ3 SQ4 — SQ4 SQ3 KM3 KM4 — KM4 KM3 正转 反转 停止 反转 正转 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