使用PLC改造X1540单柱机床.docx

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使用PLC改造X1540单柱机床

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小组：

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指导老师：

目录

一课题概述

二内容与要求

第一节X1540单柱铣床

第二节X1540单柱铣床PLC控制系统改造的意义

第三节系统设计要求

第四节调试

三心得

一．课题概述

随着科学技术的不断发展，生产工艺的不断发展改进，PLC在近年来迅速发展，得到广泛应用。

PLC具有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、使用方便、速度快、精度高等特点，我组将使用PLC对X1450单柱铣床进行改造。

铣床的加工范围较广，运动形式较多，其结构也较复杂。

工作者操作铣床时，在机床的正面与侧身都要有操作的可能，这就涉及到机床电动机的两地或多地控制问题。

通过对它的改造，一方面可以节省很多的硬件成本，比如说省去很多的低压电器；另一方面是减少机床本身的损耗，节约能源，自动化程度更高，降低人工费用等。

二．内容与要求

第一节X1540单柱铣床

1、主要结构与运动方式

机床由床身、工作台、立柱、主轴箱、进给箱、升降减速箱及四个电机。

分别为：

M1、M2、M3、M4。

M1

M2

M3

M4

功率

7.5KW

2.2KW

0.6KW

120W

电压

380V

380V

380V

380V

电流

14.6A

4.4A

1A

0.39A

转速

1450转/分

1450转/分

1380转/分

2160转/分

型号

JO2-J2-51-4

JO2-11-4

OB-25B

机床运动形式：

1、主轴运动形式：

主轴带动铣刀做旋转运动。

2、进给运动形式:

工作台相对于铣刀向左或向右运动。

3、辅助运动形式：

工作台快速运动，主轴箱的上下运动。

2、电路工作原理分析

（1）主电的路分析：

自动空气开关QF1为本机床的电源总开关。

它具有过流、过载和短路保护。

共有四台电动机。

M1为主轴电动机。

M2为工作台进给和快速移动电动机。

M3为主轴箱升降电动机。

M4为冷却泵电动机。

由图可知主轴电动机M1通过接触器KM1的主触点直接起动。

主轴的正反转控制是利用万能转换开关SA1手动控制进行定子相序的换接来获得。

用热继电器FR作主轴电动机的过载保护。

工作台电动机。

主轴箱升降电动机。

冷却泵电动机必须在自动空气开关QF2合上后方能进行工作。

工作台进给电动机M2通过接触器KM2、KM3的主触点控制实现正反转控制。

主轴箱升降箱电动机M3通过接触器KM4、KM5的主触点控制。

实现正反转控制。

冷却泵电动机M4由手动开关QS直接控制它的起停。

（2）控制电路分析：

1）主轴运动的电气控制

检查开关好挂轮箱盖。

使进给箱安全开关SQ3被闭合。

按下起动按钮SB2通过中间继电器KA1接通主轴控制电路。

使接触器KM1线圈得电。

主触点闭合主轴电动机按SA1所选定的方向旋转。

按下“总停”按钮SB1可以使主轴停止，而使用自动循环时则大多是以停止撞块压下停止行程开关SQ1来使主轴停止的。

2）进给运动的电气控制

进给运动即工作台的往复运动，是由按钮或行程开关分别控制的。

不使用自动循环时由按钮进行点动控制，使用自动循环时，则由行程开关进行连续控制。

SB5和SB7分别控制工作台向前和向后快速运动。

SB4和SB6分别控制工作台向前

和向后进给运动。

工作台的快慢速是通过二个电磁离合变换来实现的。

YC1是进给电磁离合器；YC2是快速电磁离合器。

3）主轴箱升降运动的电气控制

主轴箱的升降分别由按钮SB8和SB9来控制的；升降运动的停止由按钮SB10控制。

主轴箱的升降运动设有安全限位开关SQ8、SQ9。

4）工作台导轨面润滑的电气控制

每当工作台进行一次快速运动时，“快速”中间继电器KA3或KA5就接通电磁铁YA一次。

通过它操纵油阀对工作台导轨面进行一次自动润滑。

5）自动循环的调整

当需要工作台左右边疆往复循环或间歇的半自动循环时必须在工作台侧装上各种撞块（见下图）来控制行程开关。

调整时应把主轴换向开关SA1转至中间零位。

使主轴不参加工作。

然后按下“起动”按钮SB2使工作台控制电路获得电源，再以“快速”按钮SB5控制工作台快速向前，向后点动。

按选定的自动循环调装各撞块的位置。

行程开关SQ4、SQ6分别控制工作台向前和向后快速运动。

SQ5、SQ7分别控制工作台向前和向后慢速（进给）运动。

SQ1的工作台自动循环行程停止开关，SQ2为控制工作台最大行程的安全限位开关，以便防止其他行程开关失灵时工作台跑出导轨面。

当工作台快速运动时，即使相反方向的“快速”行程开关或“慢速”行程开关被撞块所碰，也不会引起运动的变换，当工作台在作慢速运动时，即使同向“快速”行程开关或反方向的“慢速”行程开关被撞块所碰，同样不会引起运动的变化。

这些联锁是通过电气互锁来实现的。

撞块调整完毕，若按下起动按钮SB2工作台按所选定的工作循环进行运动。

本机床可以实现以下几种基本工作循环：

循环一：

工作情况：

向前进给（按下起动按钮SB2）→向后快速（3号撞块压下SQ6）→后端停止（2号、5号撞块分别压SQ5和SQ1）

循环二：

工作情况：

快速向前（按下起动按钮SB2）→向前进给（3号撞块压下SQ5）→快速向后（2号撞块压下SQ6）→后端停止（1号、5号撞块压下SQ4和SQ1）

循环三：

工作情况：

快速向前（按下起动按钮SB2）→向前进给（3号撞块压下SQ5）→前端停止（2号及5号撞块分别压下SQ1和SQ6）→快速向后（按下起动按钮SB2）→向后进给（4号撞块压下SQ7）→后端停止（1号及5号撞块分别压下SQ4和SQ1）

循环四：

工作情况：

快速向前（按下起动按钮SB2，再按快速向前按钮SB5）→向前进给（3号撞块压下SQ5）→快速向后（2号撞块压下SQ6）→向后进给（4号撞块压下SQ7）→快速向前（1号撞块压下SQ4）→向前进给（3号撞块压下SQ5）…依此循环下去。

循环五：

工作情况：

快速向前（按起动按钮SB2）→向前进给（3号撞块压下SQ5）→快速向前（1号撞块压下SQ4）→向前进给（3号撞块压下SQ5）→快速向后（2号撞块压下SQ6）→后端停止（1号、5号撞块分别压下SQ4、SQ6）

循环六：

工作情况：

快速向前（按下起动按钮SB2再按快速向前按钮SB5）→向前过给（3号撞块压下SQ5）→快速向前（1号撞块压下SQ4）→向前进给（3号撞块压下SQ5）→快速向后（2号撞块压下SQ6）→向后进给（4号撞块压下SQ7）→快速向前（1号撞块压下SQ4）…依此循环下去。

第二节X1540单柱铣床PLC控制系统改造的意义

1）可靠性高，抗干扰能力强

2）配套齐全，功能完善，适用性强

3）易学易用，深受工程技术人员欢迎

4）系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造

5）体积小，重量轻，能耗低

第三节系统设计要求

1PLC的选型

本次课题PLC的型号为

2画出原主电路

3编制I/O分配

输入

输出

SQ1—X14

SB4—X4

KM1—Y1

SQ2—X15

SB5—X5

KM2—Y2

SQ3—X16

SB6—X6

KM3—Y3

SQ4—X17

SB7—X7

KM4—Y4

SQ5—X20

SB8—X10

KM5—Y5

SQ6—X21

SB9—X11

HL1—Y6

SQ7—X22

SB10—X13

HL2—Y7

SQ8—X23

HL3—Y16

SQ9—X24

HL4—Y17

SB1—X1

YC1—Y13

SB2—X2

YC2—Y14

SB3—X3

YA—Y15

第4节调试

（1）首先主轴启动：

合上QF，将旋转方向转换开关扳到正转或反转，合上齿轮箱安全开关SQ3,按下SB2,KA1得电并自锁，KA1另一常开点闭合，KM1线圈得电，主轴电机M1启动。

（2）工作台向前进给：

按下SB4,KA2得电，KA2（16-11）自锁、KA2（22-23）对KA3互锁、KA2（202-203）向前进给指示灯亮、KA2（11-39）-KM2得电-M2启动、KM2（L1-L2）-YC1得电-工作台向前进给

（3）工作台向前快速：

按下SB5,KA3得电，KA3（29-30）对KA4互锁、KA3（11-39）-KM2得电-M2启动、KA3（L1-L3）-YC2得电-工作台向前快速

（4）工作台向后进给：

按下SB6,KA4得电,KA4（11-28）自锁、KA4（33-34）对KA5互锁、KA4（202-304）向后进给指示灯亮、KA4（11-41）-KM3得电-电动机反向启动｛KA4（L1-L2）-YC1得电｝-工作台向后进给

（5）工作台向后快速：

按下SB7,KA5得电，KA5（17-18）对KA2互锁、KA5（11-41）-KM3得电-电机M2反向启动｛KA5（L1-L3）-YC2得电｝-工作台向后快速

（6）主轴箱上升：

按下SB8,KM5得电，KM5（43-44）自锁、KM5（200-305）向上指示灯亮、KM5主轴点闭合-电机M3启动

（7）主轴箱下降：

按下SB9,KM4得电，KM4（43-47）闭合自锁、KM4（202-306）指示灯亮、KM4主轴点闭合-电机M3启动

三心得

通过这次的学习，我们收获颇丰。

原本开始听课感觉一窍不通，根本不知老师所云，直到老师不厌其烦的给我们单独讲解才弄懂明白，在此，特向罗老师道声谢谢！

我门可以自豪的说，这里面的每一段代码，都有我们的劳动。

当看着自己的程序，自己一周的学习有了结果，真是莫大的幸福和欣慰。

我相信其中的酸甜苦辣最终都会化为甜美的甘泉。

通过一周的实训，我们交上了一份属于我们答案。

想借此机会感谢一直以来给我们帮助的同学和任课老师。

这次实训的经历也会使我终身受益，我感受到实训是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和探索研究的过程，没有学习就不可能有研究的能力，没有自己亲身的研究，自己就不会有所突破，那也就不叫实训了。

希望这次的经历能让我在以后学习中激励我继续进步。