C5225型立式车床.doc

C5225型立式车床是一种万能双柱立式车床，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。C5225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，由于控制触点多， 电控系统故障率高，检修周期长。立式机床使用年月久后，电气控制系统线路老化，继电器故障频繁，检修困难。利用PLC 的高可靠性、高抗干扰，寿命长、维修量少、查找外部线路简单的特点改造传统继电器控制系统是很好的方法。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。1 C5225型立式车床控制特点C5225型立式车床主电路如图l所示。从图1中可以看出，主电路共有7台三相交流异步电动机，车床全部设备均由380V交流电源供电。M2为油泵电动机，供给车床工作台润滑和液压装置的压力油。M1为工作台主拖动电动机，它采用星三角降压启动和能耗制动，仅有正向工作转动。但可作正反点动， 以便调整刀具。工作台的变速通过变速箱实现16种转速变换(见表1)。M3为横梁升降电动机，通过机械传动使横梁沿立柱导轨上下移动。M4为右立刀架快移动电动机。M5为右立刀架进给电动机。M6为左立刀架快速移动电动机，M7为左立刀架进给电动机。2 C5225型立式车床PLC控制系统设计原C5225型立式车床的电气系统，所有转换开关，断路器开关，仪表触点，控制按钮等为PLC控制系统的输入信号，共有39个输入信号；而电磁阀线圈，接触器线圈，指示灯等为PLC控制系统的输出信号，共有32个输出信号。C5225型立式车床PLC的输入输出分配见表2。根据UO分配结果，设计IO端子接线图。根据C5225型立式车床的控制要求，设计出PLC控制梯形图及指令语句表， 图2为PLC控制梯形图。表2 C5225 型立式车床PLC的输入输出点分配表输入信号输出信号名称代号输入点编号名称代号输出点编号总停止按钮SB1I0.0润滑指示灯HL1Q0.0总启动开关、按钮SB2、QF1、QF2I0.1变速指示灯HL2Q0.1电动机M1 停止按钮SB3I0.2主轴电动机M1 正转接触器KM1Q0.2电动机M1 启动按钮SB4I0.3主轴电动机MI 反转接触器KM1Q0.3电动机M1 正转点动SB5I0.4主轴电动机M1 制动接触器KM1Q0.4电动机M1 反转点动SB6I0.5主轴电动机Y型启动接触器KMYQ0.5工作台变速按钮SB7I0.6主轴电动机型启动接触器KMQ0.6右立刀架快速移动按钮SB8I0.7油泵电动机M2 接触器KM4Q0.7右立刀架进给停止按钮SB9I1.0右立刀架快速移动电动机接触器KM5Q1.0右立刀架进给启动SB10、SA3I1.1右立刀架进给电动机接触器KM6Q1.1左立刀架快速移动按钮SB11I1.2左立刀架快速移动电动机接触器KM7Q1.2左立刀架进给停止按钮SB12I1.3左立刀架进给电动机接触器KM8Q1.3左立刀架进给启动SB13、SA4I1.4横粱上升接触器KM9Q1.4横梁下降按钮SB14I1.5横梁下降接触器KM10Q1.5横梁上升按钮SB15I1.6工作台变速电磁铁YA1Q1.6右立刀架制动按钮SB16I1.7工作台变速电磁铁YA2Q1.7左立刀架制动按钮SB17I2.0工作台变速电磁铁YA3Q2.0工作台变速选择SA-1I2.1工作台变速电磁铁YA4Q2.1SA-2I2.2定位电磁铁YA5Q2.2SA-3I2.3横粱放松电磁铁YA6Q2.3SA-4I2.4右立刀架向左离合器电磁铁YC1Q2.4右立刀架向左SA1-1I2.5右立刀架向右离合器电磁铁YC2Q2.5右立刀架向右SA1-2I2.6右立刀架向上离合器电磁铁YC3Q2.6右立刀架向上SA1-3I2.7右立刀架向下离合器电磁铁YC4Q2.7右立刀架向下SA1-4I3.0右立刀架水平制动离合器电磁铁YC5Q3.0左立刀架向左SA2-1I3.1右立刀架垂直制动离合器电磁铁YC6Q3.1左立刀架向右SA2-2I3.2左立刀架水平制动离合器电磁铁YC7Q3.2左立刀架向上SA2-3I3.3左立刀架垂直制动离合器电磁铁YC8Q3.3左立刀架向下SA2-4I3.4左立刀架向左离合器电磁铁YC9Q3.4速度继电器KSI3.5左立刀架向右离合器电磁铁YC10Q3.5压力继电器KPI3.6左立刀架向上离合器电磁铁YC11Q3.6自动伺服行程开关ST1I3.7左立刀架向下离合器电磁铁YC12Q3.7右立刀架向左限位开关ST3I4.0右立刀架向右限位开ST4I4.1左立刀架向左限位开关ST5I4.2左立刀架向右限位开关ST6I4.3横梁上升、下降行程开关ST7、ST8、ST9、ST10I4.4横梁上升限位开关ST11I4.5横梁下降限位开关ST12I4.6 C5225型立式车床接触器-继电器控制电路概述C5225型立式车床接触器-继电器控制电路原理图如图所示。从图中可以看出，C5225型立式车床由七台电动机拖动，即主轴电动机、油泵电动机、横梁升降电动机、右立刀架快速移动电动机、右立刀架进给电动机、左立刀架快速移动电动机、左立刀架进给电动机。从图中可以看出，只有在油泵电动机M2启动运行，机床润滑状态良好后，其他电动机才能启动。1） 油泵电动机M2控制按下按钮SB4，接触器KM4通电闭合，油泵电动机M2启动运转，同时14区中的接触器KM4的常开触点闭合，接通了其他电动机控制电路的电源，为其他电动机的启动运行做好了准备。2） 主轴电动机M1控制主轴电动机M1可采用Y-降压启动控制，也可采用正反转电动控制，还可采用停车制动控制。由主轴电动机M1拖动的工作台还可以通过电磁阀的控制来达到变速的目的。（1） 主轴电动机M1的Y-降压启动控制。按下按钮SB4（15区），中间继电器K1闭合并自锁，接触器KM1线圈（17区）通电闭合，继而接触器KMY线圈（24区）通电闭合，同时时间继电器KT1线圈（21区）通电闭合，主轴电动机M1开始Y-降压启动。经过一段时间，时间继电器KT1动作，接触器KT1线圈断电释放，接触器KMY线圈断电，接触器KM线圈（26区）通电闭合，主轴电动机M1接法全压运行。（2） 主轴电动机M1的正、反转点动控制。按下正转点动按钮SB5（17区），接触器KM1线圈通电闭合，继而接触器KMY通电闭合，主轴电动机M1正向Y接法点动启动运转。按下反转点动按钮SB6(20区)，接触器KM2线圈（20区）通电闭合，继而接触器KMY通电闭合，主轴电动机M1反向Y接法点动启动运转。（3） 主轴电动机M1的停车制动控制。当主轴电动机M1启动运转时，速度继电器KS的常开触点（22区）闭合。按下停止按钮SB3（15区0，中间继电器K1、接触器KM1、时间继电器KT1、接触器KM线圈施电释放，接触器KM3线圈通电闭合，主轴电动机M1能耗制动。当速度下降至100r/min时，速度继电器的常开触点（22区）复位断开，主轴电动机M1制动停车完毕。（4） 工作台的变速控制。工作台的变速由手动开关SA控制，改变手动开关SA的位置（电路图中3538区），电磁铁YA1YA4有不同的通断组合，可得到工作台各种不同的转速。表5-3列出了C5225型立式车床转速表。将SA扳至所需转速位置，按下按钮SB7（31区），中间继电器K3、时间继电器KT4线圈通电吸合，继而电磁铁YA5线圈通电吸合，接通锁杆油路，锁杆压合行程开关ST1(28区)闭合，使中间继电器K2、时间继电器KT2、线圈通电吸合，变速指示灯HL2亮，相应的变速电磁铁（YA1YA4）线圈通电，工作台得到相应的转速。 时间继电器KT2闭合后，经过一定时间，KT3线圈通电闭合，使接触器KM1、KMY通电吸合，主轴电动机M1作短时启动运行，促使变速齿轮啮合。变速齿轮啮合后，ST1复位，中间继电器K2、时间继电器KT2与KT3、电磁铁YA1YA4失电释放，完成工作台的变速过程。3） 横梁升、降控制（1） 横梁上升控制。按下横梁上升按钮SB15(68区)，中间继电器K12线圈通电吸合，继而横梁放松电磁铁YA6（33区）通电吸合，接通液压系统油路，横梁夹紧机构放松，然后行程开关ST7、ST8、ST9、ST10（63区）复位闭合，接触器KM9线圈（64区）通电闭合，横梁升降电动机M3正向启动运转，带动横梁上升。松开按钮SB15，横梁停止上升。（2） 横梁下降控制。按下横梁下降按钮SB14（66区），时间继电器KT8(66区)、KT9(67区)及中间继电器K12（68区）线圈通电吸合，继而横梁放松电磁铁YA6（33区）通电吸合，接通液压系统油路，横梁夹紧机构放松，然后行程开关ST7、ST8、ST9、ST10(63区)复位闭合，接触器KM10线圈（65区）通电闭合，横梁升降电动机M3反向启动运转，带动横梁下降。松开按钮SB14，横梁下降停止。4） 刀架控制（1）右立刀架快速移动控制。将十字架手动开关SA1扳至“向左”（4750区）位置，中间继电器K4(47区)通电吸合，继而右立刀架向左快速离合器电磁铁YC1线圈（72区）通电吸合。然后按下右立刀架快速移动电动机M4的启动按钮SB8（39区），接触器KM5通电吸合，右立刀架电动机M4启动运转，带动右立刀架快速向左移动。松开按钮SB8，右立刀架快速移动电动机M4停转。同理，将十字手动开关SA1扳至“向右”、“向上”、“向下”位置，分别可使右立刀架各移动方向电磁离合器电磁铁YC2YC4（7479区）线圈吸合，从而控制右立刀架向右、向上、向下快速移动。根据右立刀架快速移动控制的原理，左立刀架快速移动则是通过十字手动开关SA2（5962区）扳至不同位置来控制电磁离合器电磁铁YC9YC12的通断及按下左立刀架快速移动电动机M6的启动按钮SB11（51区）控制左立刀架快速移动电动机M6 的启停来实现。（2）右立刀架进给控制。在工作台电动机M1启动的前提下，将手动开关SA3（43区）扳至接通位置，按下右立刀架进给电动机M5的启动按钮SB10，接触器KM6通电吸合，右立刀架进给电动机M5启动运转，带动右立刀架工作进给。按下右立刀架进给电动机M5的停止按钮SB9，右立刀架进给电动机M5停转。同理可得左立刀架进给电动机M7的控制过程。（3）左、右立刀架快速移动和工作进给控制。当右立刀架快速移动电动机M3或右立刀架进给电动机M4启动运转时，时间继电器KT6通电闭合，80区瞬时闭合延时断开触点闭合，当松开右立刀架快速进给移动电动机M3的点动按钮SB8或按下右立刀架进给电动机M4的停止按钮SB9时，接触器KM5或KM6失电释放，由于KT6为断电延时，因此80区中时间继电器KT6的瞬时闭合延时断开触点仍然闭合，此时按下右立刀架水平制动离合器按钮SB16（80区），右立刀架水平制动离合器电磁铁YC5、YC6线圈通电吸合，使制动离合器动作，对右立刀架的快速进给及工作进给进行制