C534J1型双柱式车床文档格式.docx

C534J1型双柱式车床文档格式.docx

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三是主传动及控制部分电气操作条件多，不但增加了维修工作量，也使整个系统可靠率降低。

因此，基于以上考虑改用可编程控制，形成PLC控制普通车床的控制系统。

通过改进，既可以提高系统的可靠性，用可以通过编程，灵活的改变其控制程序。

用PLC对系统进行逻辑控制和变速位置的数据处理，既能较好地实现原工艺要求，简化线路，又提高了可靠性和机床的运行率。

二、C534J1型双柱式车床的工作原理

C534J1型立式车床是一种双柱立式车床，具有两个刀架，一般应用于冶金行业车制各种大型工件。

可用于内外圆柱面、圆锥面、端面、内孔、切槽、切断等加工。

C534J1型立式车床是一种自动化程度要求较高的机电设备，它通常采用继电器逻辑控制方式，传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。

本车床通过主控电动机，油泵电机控制车床的动作，当电源接通后，通过相应的指示灯判定润滑是否正常，导轨温度是否正常，当一切正常情况下，通过按相应的按钮进行横梁的升降，刀架的移动等相应的动作完成相应的工作。

工作台起动时为避免过大的机械冲击，用液压装置将工作台稍微抬起，以减少导轨摩擦，便于起动。

工作台电动机为绕线式感应电动机，采用转子两级电阻起动，停车时反接制动。

三、C534J1型双柱式车床的主电路和控制电路的分析

工作台起动的条件：

先起动油泵电动机一供给润滑油一油量足够时一水银开关SL触点闭台．KA5线圈得电吸合一使控制电路电源接通如图2.1。

1、工作台起动和制动

（1）起动。

接通控制电路电源后，指示灯H2亮，说明润滑正常。

在横粱夹紧时．压下SQ1。

在齿轮啮台正常时，限位开关SQ3、SQ4复位，同时指示灯H1亮，以示齿轮啮合良好。

当工作台导轨油温过高达50℃时。

水银接触温度计ST1将KA11接通，报警灯H3亮，表示导轨温度过高；

当温度达到60℃时，水银接触温度计ST2将KA12接通，使工作台自动停止工作。

按下起动按钮SB6．接触器KMl1、中间继电器KA13线圈得电吸合自锁，工作台电动机M1起动，同时使KT1，KT2得电，KTl延时3-4s后动作，使KM1线圈得电吸合KT2延时7-8S后动作，使KM2线圈得电吸台，实现逐级切除Ml电机转子串电阻，完成平稳起动。

要油泵电动机M7起动时，按下SB20线圈KM7得电，电磁铁YA9得电推动油压阀，油压使得工作台略有抬起。

当工作台起动结束，按下SB6线圈KM2吸合后，使YA9失电，工作台下降到正常位置。

反转时，按下SB11后动作过程与正转时类似。

（2）制动。

主拖动电动机采用反接制动．当M1电机转速高于135～150r／min时，速度继电器SR的触点SR-l闭合，使KA3吸合，为反接制动做好准备。

按下停止按钮SB16时，切断KM11、KA13线圈电源，电机M1失电；

同时KM1、KM2失电，又使转子电路外接电阻接入电路。

在按下SB16时，也使KT4得电。

当放开SBl6时，KT4失电，其动断触点延时闭合，使KMl2得电，电机M1反接制动，当电机转速降到40r/min以下时，SR-1触点复位断开，使KA3失电，从而切断KMl2电源，电机Ml自由停车。

（3）为了在安装工件或对刀时能够转动工作台，电路中设置有点动控制。

点动控制由按钮SBlO、SBl5完成，点动时仍有反接制动停车。

2、工作台转速调节

工作台转速调节由主变建箱和辅助变建箱配合调节，共有18种转速。

变速箱中的齿轮换接由电磁铁控制液压装置完成。

工作台变速时，主电机应轻微转动，便于齿轮啮台。

工作台调速步骤如下：

按下调节器手柄，使箭头指向所需转速，再按下起动按钮SB6（SB11），主电机Ml起动，随即按下停车按钮SB16（SB16应一直按着不放），使工作台自动停车．转速逐渐降低，当降至相当低时，按下变速按钮SB51，电磁铁YA9失电，YA7得电，液压装置将推动齿轮换接。

如变速完成，齿轮未啮合好，则应按上面步骤重复操作一次。

在上述操作中，如果按钮SBl6放开。

工作台便会在反接制动下迅速停车，不便于齿轮的换接。

图2.1立式车床工作台主拖动电气控制电路原理图

（一）

图2.2立式车床工作台主拖动电气控制电路原理图

（二）

3、横粱升降控制电路

横粱升降控制电路如图2.3。

立车切削工作时，横粱应夹紧在立柱上。

横粱在移动时，应先放松夹紧装置，在移动结束后，再将横絷夹紧。

而在横梁下降时，为消除丝杆和螺母间的空隙，下降结束后应再使横粱回升一下。

横粱升降电路能自动完成放松、上升、夹紧和放松、下降、回升和夹紧的工作程序。

在横粱上升时，接上升按钮SB52．KA4吸台（因SQ2未被压下），KM61得电，夹紧电机M6正转，夹紧装置放松。

放松到一定程度，压下SQ2，KM61失电，KM51得电，升降电机M5正转，横粱上升。

松开按钮SB52．KA4失电．KM51失电．M5停转，横粱上升停止。

由于KA4释放，使KM62噬台，夹紧电机M6反转，将横梁夹紧。

横粱夹紧到一定程度时，夹紧电机M6负载增加，使夹紧电流上升到一定值，电流继电器KA动作，KM62失电．横粱夹紧停止。

横梁下降时，接下降按钮SB53，横粱放松和下降过程与上升时相同，但KM52得电的同时，断电延时继电器KT3也得电，为KM51接通横粱回升作准备。

当横粱下降到位，松开按钮SB53．KA4，KM52、KT3失电。

因KT3断电延时，使KM51得电，升降电机M5正转．横梁回升，KT3动台触点延时打开，KM51断电，M5失电横梁回升停止，同时KM62得电，夹紧电机M6反转，将横粱夹紧，横粱夹紧到一定程度时，夹紧电机M6负载增加，使夹紧电流上升到一定值，电流继电器KA动作，KM62失电，横粱夹紧停止。

为防止夹紧电机M6起动时电流过大而使KA误动作，在电路中设置了行程开关SQ1，该行程开关只有当横粱被夹紧时才被压住，这样，即使M6起动时KA动作，也不会使KM62失电。

同时，SQ1还有另外一个作用，就是与工作台连锁。

横粱放松时，SQ1未被压住，工作台不能起动。

由干横粱升降，夹紧都是短时工作，电动机工作在点动状态，SQl5、SQ16为上、下限位开关。

图2.3横粱升降控制电路

4、刀架移动控制电路分析

刀架移动控制电路原理图（图见附录）。

刀架在横粱上可水平方向移动，滑枕又可沿刀架上下移动。

刀架和滑枕都有进给移动、快速移动和低速调整移动三种工作方式。

用十字开关SA1作为刀架进给方向选择，SA5作为三种工作方式变换的转换开关。

刀架的工作方式、进给方向和进给速度都用电磁离合器控制。

左右刀架的控制电路完全相同，这里只分析左刀架控制电路的工作原理。

（1）刀架进给控制。

工作台起动后，将转换开关SA5放在“进给”位置，再用SA1选择进给方向，如滑枕向上运动，此时KA14和KA6吸合，使K2-HL得电。

查线跟踪可以看到，电磁离合器YC29、YC2-L得电。

YC29得电后接通刀架垂直方向传动机构，YC2-L得电使水平方向的进给机构刹车，刀架不能在水平方向移动。

这时，再按下接钮SB27，KM81得电，电机M8正转，滑枕向上进给。

同样，当SA1选定滑枕向下位置时，按下SB27，则KM82吸台．M8反转，滑枕向下进给，将SA1置中间，进给电机M8停止。

切削刀具装在滑枕下端。

刀架水平进给时。

如SAl置刀架于中心位置，KA9得电，K2-LR吸台，电磁离台器YC28，YC2-S得电。

YC28得电接通刀架水平进给传动机构，YC2-S得电将滑枕刹车。

再按下SB27，KM81得电。

M8正转。

刀架向离开中心方向移动。

同样，如SAl置刀架向中心位置，按下SB27，则KM82得电，M8反转，刀架向中心方向移动。

（2）刀架快速移动控制。

刀架快速移动为点动控制。

将SA1放在所需方向上，SA5转至“快速”位置，KA20吸合，接通KA21．使电磁离合器YC2-F、YC2l相继得电，接通刀架快速移动转动机构。

再按下SB27，KM81或KM82得电，电机M8正转或反转，刀架便在设定的方向快速移动，由于KA14来吸合，KM81或KM82无自锁，实现点动控制。

由于电磁离合器的线圈电磁很大，在断开电路时，触点间将产生强烈的火花。

为了减弱断开时火花的强度，可在电磁离合器线圈两端并联一个放电电阻。

四、改造方案

1、PLC的选型

PLC是一种以CPU为核心的工业控制专业计算机，其硬件结构与普通微机相同，具有编程简单、可靠性高、通用性好及控制功能强等特点，主要用于完成较复杂的继电器、接触器控制系统功能。

在实际应用中，应根据设计要求，输入/输出点数以及所需继电器数目来选择型号。

根据C534J1型双柱式车床的控制要求，该车床的输入信号为56个点，输出信号为30个点，因此，本设计选用FX2N-128MT-001型PLC。

2、控制变压器的选择

跟据设计需要，本设计中，变压器型号:

T1为BK-300,380V/127-6.3V；

T2为BK-1500，380V/32-30-28V；

T3为BK-100，380V/36V。

3、断路器QF的选择

断路器又称自动开关，是一个开关和保护电器的组合体，可用来接通和分断负载电路，也可用来控制不频繁起动的电动机。

对电路和电气设备有短路、过载、漏电和失（欠）压的保护作用。

本设计所需的断路器为：

QF1为DZ10-250/330，120A；

QF2为DZ5-20/330，4.5A；

QF4为DZ5-20/330，2A。

4、接触器KM的选择

本设计中KM1、KM2与KM3主要对M1进行控制，而M1额定电流为104A，控制回路电源为127V，KM1与KM2需要主触点3对，辅助触点3对（1对常开，2对常闭），所以KM1、KM2选CJ2O-160型接触器；

而KM3的作用是能耗制动，需要主触点2对，辅助触点3对（2对常开，1对常闭），所以KM3选CZ18—160/10接触器。

KM4主要对M2进行控制，而M2额定电流为5.03A，控制回路电源为127V，需要主触点3对，辅助触点2对（常开），所以KM4选CJ2O-10型接触器。

KM5主要对M4进行控制，而M4的额定电流为5.03A，控制回路电源为127V，需要主触点3对，辅助触点3对（1对常开，2对常闭），所以，KM5选CJ2O-10型接触器。

KM6主要对M5进行控制，而M5的额定电流为3.8A，控制回路电源为127V，需要主触点3对，辅助触点3对（常开），所以KM6选CJ2O-10型接触器。

KM7主要对M6进行控制，而M6的额定电流为5.03A，控制回路电源为127V，需要主触点3对，辅助触点3对（1对常开，2对常闭），所以KM7选CJ2O-10型接触器。

KM8主要对M7进行控制，而M7的额定电流为3.8A，控制回路电源为127V，需要主触点3对，辅助触点3对（常开），所以KM8选CJ2O-10型接触器。

KM9与KM10主要对M3进行控制，而M3的额定电流为18.3A，控制回路电源为127V，需要主触点3对，辅助触点1对（常闭），所以KM9选CJ2O-25型接触器。

5、中间继电器K的选择

根据中间继电器辅助触点的个数、电流、电压的需求，K1选择JZ7-62型中间继电器；

K2—K12选择JZ7-44型中间继电器。

6、时间继电器KT的选择

时间继电器的延时方式包括通电延时和断电延时两种。

通电延时：

接受输入信号后延