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