X6132铣床电气控制电路的PLC改造

X6132铣床电气控制电路的PLC改造【摘要】可编程控制器�PLC)是近年来发展迅速应用广泛的控制装置�是一种工业环境应用而设计的数字电子控制系统。本次设计的主要内容是利用PLC对X6132铣床的电器部分进行改造。先对本设计进行总体的思考�使自己有一个大致的总体概念�然后仔细分析X6132铣床�该床除主运动和较复杂的进给运动外�还有其他辅助运动�如圆工作台的旋转�圆工作台是为了扩大机床的生产能力而安装的附件。另外该床运动较多�电气控制较复杂�为安全可靠工作�还设置完善的连锁与保护。了解铣床基本结构和电气控制后�根据电气原理图�编译PLC梯形图�编译通过后�利用PLC实验台进行实验仿真。因此铣床在完成原有功能特点外�还具有安装简便�稳定性好�易于维修�扩展能力强等特点。【关键词】可编程控制器X6132铣床电气控制改造目录第一章引言..........................................................................................61.1研究背景及意义......................................................................6第二章铣床与PLC概述.....................................................................72.1铣床简介及主要特点...........................................................72.2X6132铣床...........................................................................8第三章机床的PLC控制系统设计....................................................113.1机床PLC控制系统设计的基本原则...................................113.2机床PLC控制系统设计的基本内容...................................123.3机床PLC控制系统设计的一般步骤....................................133.4X6132铣床进行PLC改造需解决的问题..........................133.5X6132铣床进行PLC改造方法及步骤..............................15第四章设计要求..................................................................................164.1工艺要求..................................................................................164.2机床的电力拖动特点和控制要求.........................................164.3原机床的控制过程.................................................................18第五章控制系统的PLC设计......................................................285.1硬件设计...................................................................................275.2软件设计...................................................................................28第一章引言一、研究背景及意义生产中广泛采用各种机床设备�不过传统的机床电气控制系统一般采用继电器接触器控制方式。这种控制方式由于控制方法简单、成本低等特点�在传统机械设备中应用广泛。但是由继电器构成的电气控制系统有着体积大、耗电多、可靠性差、寿命短等明显缺点。尤其是对生产工艺多变的系统适应性更差�如果生产任务和工艺发生变化�就必须重新设计并改变硬件结构�造成时间和资金的严重浪费。随着科学技术的发展�PLC技术被逐渐引入到各种生产机械设备中。与传统继电器控制相比�可编程控制器具有可靠性高、柔性好、编程灵活、开发周期短以及故障自诊断等特点�特别适合应用于机床控制系统的开发和应用�通过使用PLC设计机床控制系统�可以减少强电元器件数目�提高电气控制系统的稳定性和可靠性�从而提高产品的品质和生产效率。目前�国内许多厂家的自动控制系统及加工机床都采用PLC代替继电器控制。.可编程逻辑控制器(PLC)�是计算机技术与继电器常规控制技术相结合的产物�是近年来发展最迅速�应用最广泛的工业自动控制装置之一。目前PLC技术很成熟�所以基于PLC的机床电气控制系统设计具有良好的可行性。在我国PLC的应用比例还不足10��有广阔的市场前景。因此该课题的研究具有一定的应用价值。第二章铣床概述第三章2.1铣床简介及主要特点铣床作为机械加工的通用设备在内燃机配件的生产中一直起着不可替代的作用。铣床具有工作平稳可靠�操作维护方便�已成为现代生产中的主要设备。铣床主要是用于加工零件的平面、斜面、沟槽、成型面的加工机床。可以配置分度头、圆工作台、镗刀架、传动箱、铣夹头、平口钳等附件。其用途广泛�在机械行业的机床设备中占有相当大的比重。铣床主要特点1�工作台沿床鞍移动实现纵向运动、床鞍沿升降台移动实现横向运动、其垂向运动由升降台沿床身导轨移动实现。2�机床具有基础铸件钢性好�能承受重负荷切削。3�主轴传动和进给传动均采用18级齿轮变速�具有较宽的变速范围和很宽的加工范围。4�机床电气控制贯彻了国家GB5226.1-2002标准�提高了安全性和可靠性。5�机床通用性强、互换性好�可以配置分度头、圆工作台、镗刀架、铣夹头等附件�进一步扩大机床加工范围。6�容易磨损的部分都有消除间隙的调整装置。保证机床的精度和工作平稳。铣床的作用及其结构运动1作用�铣床是用于成形面加工的机床�如加工平面、键槽、斜面、球面等。常见的铣床有平面铣床、立式铣床、仿形铣床、专用铣床等。在机床中�铣床使用量除车床外�位居第二。2结构�铣床的主要组成部件有�底座、工作台、铣刀架、主轴变速箱、进给变速箱等。3运动�主运动�铣刀的旋转运动辅运动�进给运动和冷却泵旋转运动进给运动可以按以下几种方式分类�速度方式方向2.2X6132铣床本设计以X6132型铣床为研究对象�保持原铣床的工艺和操作方法,让整个设备具有更好的协调性。最终实现铣床通用性、实用性、可靠性及有效速率得到有效的应用。X6132型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。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控制。X6132型铣床的电气控制系统,在线路、故障率、维护工作上操作简单�成本低廉等特点。本文提出了X6132型铣床的继电器接触式控制系统进行技术,从而保证了电控系统的快速性、准确性、合理性,更好地满足了实际生产的需要,提高了经济效益。.X6132型铣床主要技术参数表2-1X6132型铣床主要技术参数工作进给�简称工进快速进给�简称快进左右上下前后圆工作台进给矩形工作台进给主要技术参数单位X6132工作台尺寸mm1320×320三向行程(X/Y/Z)mm700×255×320(手动manual)680×240×300(机动mechanic)主轴中心线至工作台距离mm30-350主轴中心至床身垂直导轨的距离mm215-470主轴转速范围r.p.m18(级steps)30-1500工作台进给范围(X/Y/Z)mm/min18(级steps)23.5-1180/23.5-1180/8-394工作台快速移动速度(X/Y/Z)mm/min2300/2300/770外型尺寸mm2294×1770×1665电动机功率kw7.5净重/毛重kg2650/2950X6132型铣床的控制要求�具体有以下几点�a.主轴电动机正反转运行�以实现顺铣、逆铣�b.主轴具有停车制动�c.主轴变速箱在变速时具有变速冲动�即短时点动�d.进给电动机双向运行�e.主轴电动机与进给电动机具有联锁�以防在主轴没有运转时�工作台进给损坏刀具或工件�f.圆工作台进给与矩形工作台进给具有互锁�以防损坏刀具或工件�g.矩形工作台各进给方向具有互锁�以防损坏工作台进给机构�h.工作台进给变速箱在变速时同样具有变速冲动�i.主轴制动、工作台的工进和快进由相应的电磁离合器接通对应的机械传动链实现�j.具有完善的电气保护。X6132铣床元件选型表2-2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2-3.8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—2010A,110V1主轴正传KM2接触器CJO—1010A,110V1主轴反转KM3接触器CJO—1010A,110V1进给正转KM4接触器CJO—1010A,110V1进给反转KA1中间继电器JZ7-4410A,110V1主电动机起停控制KA2中间继电器JZ7-4410A,110V1工步进给与快速进给转换控制KA3中间继电器JZ7-4410A,110V1冷却泵电动机控制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�M1换向开关SA2转换开关HZ1—10/E16三极1换刀开关SA3转换开关HZ1—10/E16三极�冷却泵开关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向后、向上进给SQ4限位开关LX2—131单轮�自动复位1向前、向下进给FR1热继电器JR10—103A、5A1M3过载保护FR2热继电器JRQ—4011A、3A1M1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熔断器RL16A2控制电路短路保护FU4、FU5熔断器RL14A2照明电源短路保护QF低压断路器————1低压断路保护VC整流器ZCZX45A�50V1整流作用TC1变压器BK—150380/127V1控制电路变压器TC2变压器BK—50380/36V1照明变压器YC1电磁离合器B1DL—III——1工步进给控制电磁铁线圈YB电磁离合器————1主轴制动控制电磁铁线圈EL照明灯JC6-Z——1工作照明X6132主电路分析主轴电动机M1由正、反接触器KM1、KM2实现正反向运行直接启动�由热继电器FR2实现长期过载保护。进给电动机M2由接触器KM3、KM4实现正反运行直接启动�由热继电器FR3实现长期过载保护。冷却泵电动机M3由继电器KA3实现直接起动�由热继电器FR1实现长期过载保护。第三章机床的PLC控制系统设计3.1机床PLC控制系统设计的基本原则设计任何一个机床PLC控制系统�如同设计任何一种机床电气控制系统一样�其目的都是通过控制被控对象机床来实现其机械加工的生产工艺要求�提高生产效率和产品质量。因此�在设计PLC控制系统时�应遵循以下基本原则:(1)机床PLC控制系统应能控制机床设备最大限度地满足机床的生产工艺要