xa6132万能铣床电气控制电路的plc改造-毕业设计word格式

xa6132万能铣床电气控制电路的plc改造-毕业设计word格式内容摘要：

正、反接触器 KM 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 KM 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 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 生产工艺要求。 （ 2） 在满足生产工艺要求的前提下，力求使 PLC 系统越简单、越经济，操作使用及维护维修越方便越好。 （ 3） 要充分保证 PLC 控制系统的安全和可靠性。 （ 4） 考虑到今后加工生产的可持续发展和机床工艺的不断改进，在配置 PLC 硬件设备时应适当留有一定的扩展余量。 机床 PLC 控制系统设计的基本内容 机床 PLC 控制系统是由 PLC 与机床输入、输出设备连接而成的。 因此，机床 PLC 控制系统设计的基本内容应包括以下主要内容： 1）选择机床输入设备（按钮、操 作开关、限位开关、传感器等）、输出设备（继电器、接触器、信号灯等执行元件）以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等）。 这些设备属于一般的电气元件。 2） PLC 的选择。 PLC 是 PLC 系统的核心部件。 正确选择 PLC对于保证整个控制系统的技术经济性能指标将起着重要的决定性作用。 选择 PLC，主要包括机型、容量的选择以及 I/O 模块、电源模块等的选择。 3）分配 I/O 点，绘制 PLC 的实际接线图。 4）控制程序设计，包括控制系统流程图、状态转移图、梯形图、语句表等的设计。 控制程序是控制整个机床系统工作的软件，是保证机床系统工作正常、安全、可靠的关键。 因此，设计的机床控制程序必须经过反复调试、修改，直到满足机床生产工艺要求为止。 5）必要时还要设计机床控制台等。 6）编制机床 PLC 控制系统的技术文件。 机床 PLC 控制系统设计的一般步骤 主要包括： 1） 根据生产的工艺过程分析控制要求，了解需要完成的动作、操作方式。 2） 根据控制要求确定所需要的输入、输出设备，据此确定 PLC的 I/O 接点数。 3） 选择 PLC 机型及容量。 4） 定义输入、输出点名称，分配 PLC 的 I/O 点，设计 PLC 的实际接线图。 5） 根据 PLC 所要完成的任务及应具备的 功能进行 PLC 程序设计，同时可进行控制台的设计和现场施工。 XA6132 铣床进行 PLC 改造需解决的问题 采用 PLC 对 XA6132 万能铣床进行电气控制系统改造，需要解决两个主要的问题，一是基于 PLC 的铣床电气控制系统硬件设计，二是基于 PLC 的铣床电气控制系统软件设计。 1．基于 PLC的铣床电气控制系统硬件设计 （ 1）分析被控制对象 将被控对象按功能进行相互独立的分解，这样便于确定 PLC的资 源分配，属于化整为零的设计思路。 通过 PLC来实现铣床电气控制系统的各项功能，需要将各种控制 和检测信号通过按钮和检测元件输入PLC，再通过 PLC内部程序的运算将结果输出到各种执行设备，完成电气控制系统对于铣床的控制。 每个功能的输入信号，都可以通过控制面板上的按钮进行操作，输出则可以通过接触器、电磁阀等执行机构完成。 （ 2）根据控制对象确定 I／ O点 根据分解后的各个功能项，对 PLC 所需的输入输出点数量进行确定 （ 3） PLC的选型 XA6132万能铣床所需的 I／ O点总数在 256以下，属于小型机的范围。 控制系统只需要逻辑运算等简单功能。 主要用来实现条件控制和顺序控制，可选择小型机系列， 它的价格低，体积小，非常适用于单机自动化控制系统。 2． 基于 PLC 的铣床电气控制系统程序设计 （ 1）程序要求分析 PLC控制系统其优点在于根据加工工艺要求的不同相应的修改程序就可以实现。 因此系统的自动控制程度很高。 铣床电气控制系统属于广泛的应用系统，不针对特殊的加工工艺，因此 PLC内部的程序只需要相对每个控制按钮发出的信号，做出相应的动作即可。 （ 2）基于 PLC的铣床电气控制系统程序 PLC的程序可以采用梯形图、语句表、程序块等形式表示。 为了与继 电器一接触器系统相承接，采用梯形图形式对铣床电气控制系统进 行编程。 XA6132铣床进行 PLC改造方法及步骤 根据 XA6132 万能铣床的具体控制要求和电气原理图，确定输入输出点数，编写控制流程图，设计出 PLC 控制程序，并调试运行。 具体为以下几个步骤： 1．分析 XA6132 万能铣床的电气控制要求和电气控制原理图； 2．根据 XA6132 万能铣床控制要求，确定输入输出信号； 3．利用 PLC 梯形图与电气原理图之间的对应关系，对机床进行 PLC 改造，具体包括程序编制，调试运行等内容。 第四章 设计要求 工艺要求 不变动原机床的控制操作，保留各原有按钮交流接触器，行程开关，热继电器等机械动作。 为保证人身财产的安全起见热继电器不接入 PLC 的输入端，而直接接在 PLC 的输出端 机床的电力拖动特点和控制要求 1） XA6132 万能卧式铣床，主轴传动系统在床身内部，进给系统在升降台内，而且主运动与进给运动之间没有速度比例协调的要求。 故采用单独传动，即主轴和工作台分别由主轴电动机，进给电动机拖动。 而工作台进给与快速移动由进给电动机拖动；经电磁离合器传动来获得。 2）主轴电动机处于空载下起动，为能进行顺铣和逆铣加工， 要求主轴能称实现正、反轨但旋转方向不需经常改变。 仅在加工前预选转动方向而在加工过程中不交换。 3）铣削加工是多刀多刃不连续切削，负载波动。 为减轻负载波加动的影响，往往在主轴传动系统中加入飞轮，使转动惯量加大，但为实现主轴快速停车，主轴电动机应设有停车制动。 同时，主轴在上刀时，也应使主轴制动，为此本铣床采用电磁离合器控制主轴停车制动和主轴上刀制动。 4）工作台的垂直，横向和纵向三个方向的运动由一台进给电动 机拖动，而三个方向的选择是由操纵手柄改变传动链来实现的。 每个方向又有正反向的运动，这就要求进给电动机能正、 反转。 而且，同一时间只允许工作台只有一个方向的移动，故应有联锁保护。 5）使用圆工作台时，工作台不得移动，即圆工作台的旋转运动与工作台上下，左右，前后六个方向的运动之间有联锁控制。 6）为适应铣削加工需要，主轴转速与进给速度应有较宽的调节范围。 XA6132 万能铣床采用机械变速，改变变速箱的传动比来实现，为保证变速时齿轮易于啮合，减少齿轮端面的冲击，要求变速时电动机有冲动控制。 7）根据工艺要求。 主轴旋转和工作台进给应有先后顺序控制，即进给运动要在铣刀旋转之后进行，加工结束后必须在铣刀停转前停止进给运动。 8）为供给铣削加工时冷却液，应有冷却泵电动机拖动冷却泵，供给冷却液。 9）为适应铣削加工时操作者的正面与侧面操作要求，机床应对主轴电动机的走动与停止及工作台的快速移动控制，具有两地操作的性能。 10）工作台上下、左右、前后六个方向的运动应具有限位保护。 11）应有局部照明电路 原机床的控制过程 主拖动控制电路 图 41 XA6132 卧式万能铣床电气控制原理图 图 41 是 XA6132 卧式万能铣床的电气控制原理图。 图中 M1 为主轴电机， M2 为工作台进给电机， M3 为冷却泵电动机。 该电路的一个特点是采用电磁离合器控制，另一个特点是机械操作和电气操作密切配合进行。 因此，在分析电气原理图时，应对机械操作手柄与相应电器开关动作关系，对各开关的作用及指令开关状态弄清楚。 1) 主轴电动机的起动控制 主轴电动机 M1 由正反转接触器KM KM2 来实现正、反转全压起动，而由主轴换向开关 SA4 来预选电动机的正反转。 由停止按钮 SB1 或 SB2，起动按钮 SB3 或 SB4与 KM KM2 构成主轴电动机。