毕业论文----基于plc的x62w万能铣床电气控制系统设计

毕业论文----基于plc的x62w万能铣床电气控制系统设计内容摘要：

R1 热继电器 JRQ40 11A,3A 1 M1 过载保护 FR2 热继电器 JR1010 3A,5A 1 M2 过载保护 FR3 热继电器 JR1010 1 M3 过载保护 FU1 熔断器 RL1 30A 3 总电源短路保护 FU2 熔断器 RL1 10A 3 进给短路保护 FU3 熔断器 RL1 6A 2 控制电路短路保护 FU4 熔断器 RL1 4A 2 照明电源短路保护 TC1 变压器 BK50 380/36V 1 控制电路变压器 TC2 变压器 BK150 380/127V 1 照明变压器 YA 电磁离合器 B1DLIII 1 快速进给 R 电阻 ZB2 , 2 限制制动电阻 X62W 万能铣床的主要结构及运动形式 1. 主要结构 由床身、主轴、刀杆、横梁、工作台、回转盘、横溜板和升 降台等几部分组成，如图 21 所示。 图 21 X62W万能铣床外形图 2. 运动形式 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。 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 [6]。 基于 PLC的 X62W铣床电气系统控制 6 第三章 X62W 万能铣床传统继电器的电气控制原理 电气原理图 该 铣床共用 3 台异步电动机拖动，它们分别是主轴电动机 M进给电动机 M2 和冷却泵电动机 M3。 X62W 万能铣床的电 气原理图主电路图 如图 31 所示。 图 31 X62W万能铣床的电气原理图主电路图 X62W 万能铣床的电 气原理图控制电路图 如图 32 所示。 基于 PLC的 X62W铣床电气系统控制 7 图 32 X62W万能铣床的电气原理图控制电路图 主电路分析 主轴电动机 M1 要求能够实现正反转，但旋转方向变换不频繁。 通过换向开关 SA4在加工前预先选择，与接触器 KM1 配合，能进行正反转控制；与接触器 KM制动电阻 R 及速度继电器 KV 的配合，实现主轴电动机的正反转反接制动控制，并通过机械装置进行变速。 进给电动机 M2 要求能够实现正反转，通过接触器 KM KM4 与行程开关、接触器 KM5 和牵引电磁铁 YA 配合，实现三种形式六个方向的常速进给和快速进给控制。 冷却泵电动机只要求单向旋转。 电路中熔断器 FU1 既作为铣床总的短路保护，又作为主轴电动机 M1 的短路保护；FU2 作为进给电动机 M冷却泵电动机 M3 及控制变压器、照明变压器一次侧的短路基于 PLC的 X62W铣床电气系统控制 8 保护；热继电器 FR FR2 和 FR3 分别作为 M M2 和 M3 的过载保护 [7]。 控制电路分析 主轴电机 M1 的控制 将图 32 的主轴电动机的控制线路另画于图 33 中。 图中 SB SB SB3 和 SB4是分别装在工作台的前面和床身侧面的启动和停止按钮，可在两地控制，方便操作。 图 33 主轴电机控制线路 KM1 是主轴电动机启动接触器，需要启动主轴电动机时，先将转换开关 SA4 扳到主轴电动机所需的旋转方向；然后按下启动按钮 SB1 或 SB2，接触器 KM1 得电且自锁，电动机 M1 拖动主轴旋转；速度继电器 KV 动作， KV1 或 KV2 中的一对常开触点闭合，为主轴电动机的反接制动作好准备。 主轴电动机 M1 得电 通路： T1→ SQ7 常闭触点→SB4→ SB3→ SB1 或 SB2→ KM2 常闭触点→ KM1 线圈→ T1。 KM2 是反接制动和主轴变速冲动接触器。 停车时，按下停止按钮 SB3 或 SB4，接触器 KM1 失电，主轴电动机 M1 惯性转动；停止按钮按到底， KM2 得电且自锁，改变了主轴电动机 M1 的电源相序，串入电阻反接制动；当 M1 的转速降至约 100r/min 时，速度继电器 KV1 或 KV2 的常开触点恢复断开， KM2 失电， M1 迅速停止转动，反接制动结束。 反接制动接触器 KM2 得电通路： T1→ SQ7 常闭触点→ SB4 或 SB3 常开触点（已闭合）→ KV1 或 KV2 常开触点（已闭合）→ KM1 常闭触点→ KM2 线圈→ T1。 SQ7 是与主轴变速手柄联动的瞬时动作行程开关。 主轴变速时，先将变速手柄压下拉到前面，转动变速盘选择需要的转速，然后将变速手柄推回原位。 在将变速手柄拉到基于 PLC的 X62W铣床电气系统控制 9 前面和推回原位的过程中，与变速手柄相联的凸轮都会把行程开关 SQ7 压下， SQ7 的常开触点瞬时闭合一下， KM2 得电，主轴电动 M1 反向转动一下，使变速后的齿轮易于啮合，这就是主轴的变速冲动。 主轴变速可在主轴不转时进行，也可在主轴转动时进行。 如果是在主轴转动时进行变速，无需先按停止按钮再变速， 可直接进行变速操作。 行程开关 SQ7 在变速手柄拉出时，在凸轮的作用下常闭触点先断开，切断接触器 KM1 的线圈电路，主轴电动机M1 断电； SQ7 的常开触点后闭合， KM2 得电，对主轴电动机 M1 进行反接制动， M1的转速迅速下降；将变速手柄推回时， SQ7 再次动作一下，实现主轴的变速冲动。 变速完成后，主轴停止转动，需再次启动电动机，主轴将在新的转速下旋转 [8]。 进给电动机 M2 的控制 进给运动的所有操作都是在主轴电动机 M1 启动、接触器 KM1 常开触点闭合后进行的；所有的进给运动都是由进给电动机 M2 拖动的。 转换开关 SA1 是工作台的选择开关，当置于“断开”位置时， SA1 SA13 闭合， SA12 断开，可以进行工作台的进给操作；当置于“闭合”位置时， SA1 SA13 断开， SA12 闭合，此时不能进行工作台的操作，只能对圆工作台的进给运动进行控制。 工作台的进给运动分为左右的纵向运动、前后的横向运动和上下的垂直运动。 当转换开关 SA1 置于“断开”位置时，将图 32 中工作台进给运动的控制线路另画于图 34中。 接触器 KM KM4 使进给电动机实现正反转控制，用来改变工作台进给运动的方向。 进给运动的操作是由两个机械 操作手柄与对应的行程开关和机械传动机构相互配合实现的。 SQ SQ2 是与纵向进给机械操作手柄相联动的行程开关， SQ SQ4 是与横向进给及垂直进给机械操作手柄相联动的行程开关。 六个方向的进给运动相互联锁，同一时刻只允许有一个方向的运动，当两个操作手柄处在中间位置时， SQ1～ SQ4 各行程开关都处在未受压的原始状态 [9]。 基于 PLC的 X62W铣床电气系统控制 10 图 34 工作台进给运动控制线路 1. 工作台纵向（左、右）进给运动的控制 工作台的纵向进给由纵向操作手柄控制，该手柄有三个位置：向左、向右和中间。 当将操作手柄扳向右（或向左）时，一方面 通过机械机构将工作台与纵向移动的传动装置相联接，另一方面压下向右（或向左）进给行程开关 SQ1（或 SQ2）， SQ11（或 SQ21）常开触点闭合，接触器 KM3（或 KM4）得电，进给电动机 M2 通电转动（或反向转动），拖动工作台向右（或向左）移动。 当将纵向操作手柄扳回到中间位置时，一方面工作台脱离纵向移动的传动装置，另一方面行程开关 SQ1（或 SQ2）复位，接触器 KM2（或 KM3）失电，进给电动机 M2断电，工作台停止转动。 由于进给速度低， M2 未采取制动措施。 为避免工作台左、右移动越过极限进给位置发生事故，在工 作台的左、右两端各有一块挡铁，当工作台移动到极限位置时，挡铁撞向纵向操作手柄，使手柄回到中间位置，实现自动停车。 左、右移动的极限位置，可以通过改变左、右两端的挡铁位置进行调整。 2. 工作台横向（前、后）及垂直（上、下）进给运动的控制 工作台横向及垂直进给由十字手柄控制，该手柄也有两个，分别装在工作台左侧的前、后方。 十字手柄有：前、后、左、右和中间五个位置。 与纵向进给操作一样，在扳动十字手柄压下行程开关 SQ SQ4 的同时，将工作台与横向运动或垂直运动的机械传动装置相联接。 SQ3 控制工作台向下或向前运动， SQ4 控 制工作台向上或向后运动。 基于 PLC的 X62W铣床电气系统控制 11 当将十字手柄扳向下或向前时，压下行程开关 SQ3， SQ31 常开触点闭合，接触器KM3 得电，进给电动机 M2 通电转动，拖动工作台向下或向前移动。 若将十字手柄扳回到中间位置，工作台与传动机构脱离，同时行程开关 SQ3 复位，接触器 KM3 失电，进给电动机 M2 断电，工作台停止进给运动。 当将十字手柄扳向上或向后时，压下行程开关 SQ4， SQ41 常开触点闭合，接触器KM4 得电，进给电动机 M2 通电反转，拖动工作台向上或向后运动。 3. 工作台的快速移动 为提高工作效率，在铣刀未作铣切加工时，工作台可以快速 移动，操作过程如下：工作台在进给移动时，按下快速移动按钮 SB5 或 SB6（两地控制），接触器 KM5 得电，快速移动电磁铁 YA 通电动作，工作台按原进给方向快速移动，当工作台移动到预期位置，松开探险钮 SB5 或 SB6， KM5 失电， YA 断电，快速进给结束，工作台按原速度、原方向继续移动。 4. 进给电动机的变速冲动 为使齿轮易于啮合，与主轴变速一样，进给变速也设有变速冲动装置。 SQ6 是进给变速冲动行程开关，在操作进给变速盘变速时，其连杆机构会瞬时压下行程开关 SQ6，使 SQ62 常闭触点断开、 SQ61 常开触点闭合，接触器 KM3 短时得电，进给电动机 M2 瞬时转动一下，实现对进给变速的冲动。 从进给控制电路可以看出，进给变速冲动是在行程开关 SQ1～ SQ4 不受压、其常闭触点闭合时完成的。 所以进给变速时，需将操作手柄都置在中间位置，进给电动机 M2不转的情况下，才能实现进给的变速冲动，这一点与主轴的变速冲动不同。 5. 圆工作台的控制 图 35 圆工作台进给控制电路 圆工作台的控制电路如图 35 所示，此时工作台的进给操作手柄都应处在中间位置， SQ1～ SQ4 的常闭触点处于闭合的原始位置，按下主轴启动按钮 SB1 或 SB2，接触基于 PLC的 X62W铣床电气系统控制 12 器 KM KM3 先后得电，主轴转动的同时，进给电动机 M2 通过传动机构拖动圆工作台单向转动。 若要使圆工作台停止运动，只要按下主轴停止按钮 SB3 或 SB4，主轴与圆工作台便同时停止工作。 6. 进给控制的。