基于PLC的铣床电气系统设计模板.docVIP

PAGE PAGE 21 PAGE 13 PAGE 13 统设计 1.前言 我国传统的铣床控制系统都是采用继电器、接触器等硬件逻辑控制电路 , 不但接线复杂 , 而且经常出现故障 , 可靠性比较差。与传统的继电器控制相比 ,PLC控制具有可靠性高、柔性好、开发周期短以及故障自诊断等特点 , 特别适合应用于铣床的控制和故障诊断系统，可以减少强电元件数目，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。 故在PLC广泛应用的控制时代，本设计系统的思想就是采用PLC控制铣床。以达到预定控制系统的简洁性、经济性，减少了成本，也使得维修变的简单。由于PLC的模块化、易扩展性，可根据控制要求及规模的变化进行方便的系统重组及功能的扩展。以及PLC的通信功能甚至可进行远程控制。 2.方案论证 2.1机床传统控制方式 2.1.1设计题目 X62W型万能铣床的PLC控制系统设计。 2.1.2机床的主要结构和运动形式 X62W型万能铣床的结构简图如图2-1所示，由床身1、悬梁2、刀杆支架3、主轴4、工作台5和升降台6等组成，刀杆支架3上安装与主轴相连的刀杆和铣刀，以进行切削加工，顺铣时刀具为一个转动方向，逆铣时为另一个转动方向；床身前面有垂直导轨，升降台6带动工作台5可沿垂直导轨上下移动，完成垂直方向的进给，升降台6上的水平工作台还可在左右（纵向）方向上移动进给以及在横向移动进给；回转工作台可单向转动。进给运动的传递示意图见图2-2。 图2-1：铣床的结构简图 图2-2：进给运动的传递示意图 2.1.3 控制电路分析 X62W型万能铣床控制电路如图2-3，电路可划分为主电路、控制电路和信号照明电路三部分。铣床控制电路所用电器元件说明如表2-1所示。 （一） 主电路分析 铣床是逆铣方式加工，还是顺铣方式加工，开始工作前即已选取定，在加工过程中是不改变的。为简化控制电路，主轴电动机M1正转接线与反转接线是通过组合开关SA5手动转换，控制接触器KM1的主触点只控制电源的接入与切断。 进给电动机M2在工作过程中，频繁变换转动方向，因而仍采用接触器方式构成正转与反转接线。 冷却泵驱动电机M3根据加工需要提供切削液，电路中采用转换开关SA3，在主电路中手动直接接通和断开定子绕组的电源。 图 2-4：控制系统电路图 表2-1 电器元件说明表 符号 名称及用途 符号 名称及用途 符号` 名称及用途 M1 主轴电动机 SQ6 进给变速瞬时点动开关 FR1 主轴电动机继电器 M2 进给电动机 SQ7 主轴变速瞬时点动开关 FR2 进给电动机热继电器 M3 冷却泵电动机 SA1 工作台转换开关 FR3 冷却泵热继电器 KM1 主电动起动接触器 SA2 主轴上刀制动开关 FU1- 8 熔断器 KM2 进给电动机正转接触器 SA3 冷却泵开关 TC 变压器 KM3 进给电动机反转接触器 SA4 照明灯开关 VC 整流器 KM4 快速接触器 SA5 主轴换向开关 YB 主轴制动电磁制动器 SQ1 工作台向右进给行程开关 QS 电源隔离开关 YC1 电磁离合器（快速传动链） SQ2 工作台向左进给行程开关 SB1、SB2 主轴停止按钮 YC2 电磁离合器（工作传动链） SQ3 工作台向前、向上进给行程开关 SB3、SB4 主轴起动按钮 SQ4 工作台向后向下进给行程开关 SB5、SB6 工作台快速移动按钮 控制电路分析 水平工作台/圆工作台选择控制见表2-2，主轴上刀制动/正常工作控制见表2-3。 表2-2 水平工作台/圆工作台选择开关SA1触点接通表 水平工作台 圆工作台 SA1-1 × SA1-2 × SA1-3 × 表2-3主轴上刀制动开关SA2触点接通表 功 功 能 触 点 正常工作台 制动状态 SA2-1 × SA2-2 × 1.主轴电动机M1的控制 （1）主轴电动机起动的控制 主轴电动机空载直接起动，起动前，由组合开关SA5选定电动机的转向，控制电路中选择开关SA2选定主轴电动机为正常工作方式，即SA2-1触点闭合，SA2-2触点断开，然后通过压动起动按钮SB3或SB4，接通主轴电动机起动控制接触器KM1的线圈电路，其主触点闭合，主轴电动机按给定的方向起动旋转。压动停止按钮SB1与SB2，主轴电动机停转。SB3与SB4、SB1与SB2分别位于两个操作板上，从而实现主轴电动机的两地操作控制。 （2）主轴电动机制动及换刀制动 为使主轴能迅速停车，控制电路采用电磁制动器进行主轴的停车制动。按下停车按钮SB1或SB2，其动断触点使接触器KM1的线圈失电，电动机定子绕组脱离电源，同时其动合触点闭合接通电磁制动器YB的线圈电路，对