课程设计XW万能铣床PLC控制设计

1、课程设计XW万能铳床PLC控制设计IMB standardization office IMB 5AB-IMBK 08- IMB 2C摘要本设计讲述了 X62W万能铳床电气控制线路的工作原理，说明了用 PLC改造的具体方法，从而可以提高整个电气控制系统的工作性能。钱 床是用铳刀对工件进行铳削加工的机床。铳床除能铳削平面、沟槽、轮 齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机 械制造和修理部门得到广泛应用。最早的铳床是美国人惠特尼于1818年 创制的卧式钱床；为了铳削麻花钻头的螺旋槽，美国人布朗于1862年创 制了第一台万能铳床，这是升降台铳床的雏形；1884年前后又出现了龙

2、门铳床；二十世纪20年代出现了半自动铳床，工作台利用挡块可完成“进 给决速”或决速进给”的自动转换。1950年以后，铁床在控制系统方面 发展很快，数字控制的应用大大提高了铳床的自动化程度。尤其是70年 代以后，微处理机的数字控制系统和自动换刀系统在铳床上得到应用， 扩大了铳床的加工范围，提高了加工精度与效率。第一章主要介绍钱床国内外研究状况和发展趋势和铳床简单介绍， 包括铳床的选型和特点。第二章X62W万能铁床硬件设计主要包括 X62W万能铳床电力拖动的特点及控制要求和X62W万能铁床元件选型 还有X62W万能钱床的主要结构及运动形式，第三章主要分析电路的工 作原理。第四章是介绍软件部分及其P

3、LC的基本知识。关键词X62W万能铳床；电气控制系统；PLC ；梯形图目录第一章概述铳床国内外研究状况和发展趋势4铳床简单介绍71.2. 1铳床的选型1.2.2 X62W机床特点第二章X62W万能铁床硬件设计X62W万能铳床电力拖动的特点X62W万能铳床元件选型, 9X62W万能铳床的主要结构及运动形式1011X62W万能铳床的控制要求 第三章电气控制原理电气原理图12主电路分析14控制电路分析 14第四章X62W万能铳床软件设计P1C的基本定义和PLC的主要特点 17X62W万能铳床电气控制线路的PLC设计 18现场信号与PLC软继电器对照表 22PLC梯形图和PLC指令表 23第五章总结2

4、527致谢参考文献28第1章概述铳床国内外研究状况和发展趋势自从1969年第一台可编程控制器在美国问世以来，在工业控制中得 到广泛的应用。近年来，我国在石油、化工、机械、轻工、发电、电 子、橡胶、塑料加工等行业工艺设备的电气控制中，越来越多地采用PLC 机控制，并取得了显着的效果，深受各行业的欢迎。铳铳床是以各类电 动机为动力的传动装置与系统的对象以实现生产过程自动化的技术装 置。随着电子技术的发展，可编程序控制器日益广泛的应用于机械、电 子加工与设备电气改造中。铳床作为机械加工的通用设备在内燃机配件的生产中一直起着不可 替代的作用。自动铳床具有工作平稳可靠,操作维护方便，运转费用低 的特点，

5、已成为现代生产中的主要设备。自动铳床控制系统的设计是一 个很传统的课题，现在随着各种先进精确的诸多控制仪器的出现，铳床 控制的设计方案也越来越先进，越来越趋于完美。在我国70 80年代大 多数铳床中，大多数的开关量控制系统都是采用继电器控制,也有相当一 部分辅机系统是采用继电控制。因此,继电器本身固有的缺陷,给铳床的 安全和经济运行带来了不利影响,用PLC对铳床的继电器式控制系统进行 改造已是大势所趋。自动铳床的发展及现状：从上世纪80年代起铳床制造业的发展虽有起伏但对自动控制技术和 自动铳床床一直给予较大的关注。经过九五自动车床和加工中心包括自 动铳床的产业化生产基地的形成，所生产的中档普及

6、型自动铳床的功能 性能和可靠性方面已具有较强的市场竞争力。但在中高档自动铳床方面 与国外一些先进产品相比仍存在较大差距。这是由于欧美日等先进工业 国家于80年代先后完成了自动机床产业进程，其中一些着名机床公司致 力于科技创新和新产品的研发引导着数控机床技术发展,如美国英格索 尔公司和德国惠勒喜乐公司对用于汽车工业和航空工业高速数控铳床的 发展日本牧野公司对高效精密加工中心所作的贡献，德国瓦德里希公司 在重型龙门五面加工铳床方面的开发以及日本马扎克公司研发的车铳中 心对高效复合加工的推进等等。相比之下,我国大部分数近代机床产品 在技术处于跟踪阶段。表1以中挡铳床为例列出国内外先进产品主要技 术指

7、标，由此可以看到效率精度和可靠性等方面均有明显差。随着科学技术的不断发展，生产工艺的不断发展改进，特别是计算 机技术的应用，新型控制策略的出现,不断改变着电气控制技术的面 貌。在控制方法上,从手动控制发展到自动控制;在控制功能上，从简单 控制发展到智能化控制；在操作上，从策重发展到信息化处理；在控制 原理上，从单一的有触头硬接线继电器逻辑控制系统发展到以微处理器 或微型计算机为中心的网络化自动控制系统。X62W铳床综合了计算机技 术、微电子技术、检测技术、自动控制技术、智能技术、通信技术、网 络技术等先进的科学技术成果。X62W铳床是由普通机床发展而来。它集于机械、液压、气动、伺服 驱动、精密

8、测量、电气自动控制、现代控制理论、计算机控制等技术于 一体，是一种高效率、高精度能保证加工质量、解决工艺难题，而且又 具有一定柔性的生产设备。万能铳床的广泛应用，给机械制造业的生产方式、产品机构和产业 机构带来了深刻的变化，其技术水平高低和拥有量多少，是衡量一个国 家和企业现代化水平的重要标志。一种新型的控制装置，一项先进的应 用技术，总是根据工业生产的实际需要而产生的。可编程序控制器产生以前，以各种继电器为主要元件的电气控制线 路，承担着生产过程自动控制的艰巨任务,可能有成百上千只各种继电 器构成复杂的控制系统，需要用成千上万根导线连接起来，安装这些继 电器需要大量的继电器控制柜，且占据大量

9、的空间。当这些继电器运行 时，又产生大量的噪声，消耗大量的电能。为保证控制系统的正常运 行，需要安排大量的电气技术人员进行维护，有时某个继电器损坏,甚 至某个继电器触头接触不良，都回影响整个系统的正常运行。如果系统 出现故障，要进行检查排除故障又是非常困难的，全靠电气技术人员长 期积累经脸。尤其是在生产工艺发生变化时，可能需要增加很多的继电 器或继电器控制柜,重新接线或改线的工作量很大，甚至需要重新设定 控制系统。尽管如此，这种控制系统的功能仅仅局限在能实现具有粗略 定时、计数功能的顺序逻辑控制。因此，人们迫切需要一种新的工业控 制装置来取代传统的继电器控制系统,是电气控制系统工作更可靠,更

10、容易维修，更能适应经常变化的生产工艺要求。可编程控制器(Programmable Controller)简称PC,在办公自动化和 工业自动化中广泛使用的个人计算机(Personal Computer)也简称PC, 为了避免混摇，现在一般将可编程序控制器简称为PLC (Programmable Logic Controller).随着可编程控制器在国内的运用和推广，人们找到 了万能铳床较理想的控制系统，即PLC控制系统。由于其具有可靠性 高，抗干扰能力强, 维修检测方便等优点,适合于对万能铳床的控制， 获得广泛的推广。现在万能铳床已全部采用PLC控制，结束了近二十年 使用继电控制的历史。本文主要

11、以该厂对PLC控制系统的研究，推广介 绍可编程控器在万能铳床上的应用。自从1969年第一台可编程控制器在美国问世以来，在工业控制中得 到广泛的应用。近年来，我国在石油、化工、机械、轻工、发电、电 子、橡胶、塑料加工等行业工艺设备的电气控制中，越来越多地采用PLC 机控制，并取得了显着的效果，深受各行业的欢迎。1988年开始将可编 程序控制器应用在万能铳床上，至今使用情况一直良好。国外生产PLC 的厂家很多，最着名的有美国A-B公司和GE-FANUC公司，日本的欧姆龙 公司和三菱公司，德国AEG公司和西门子公司，法国的TE公司。它们号 称PC领域的大雄，代表PC的最高水平。它们在中国都有各自的代

12、理 商，很容易买到其产品。国产PLC以小型为主，多数为仿制产品，I/O点 均在128点以下。主要厂家有上海工业自动化仪表研究所，苏州电子计 算机厂，北京机械工业自动化研究所,无锡华光电子工业公司中科院自 动化研究所究上海香岛机电制造公司。一般只处理开关量，进行逻辑运 算，顺序运算铳床简单介绍1.2.1 铳床的选型X62W万能铳床是一种通用的多用途机床，它可以进行平面、斜面、 螺旋面及成型表面的加工，是一种较为精密的加工设备，它采用继电接 触器电路实现电气控制。PLC专为工业环境应用而设计，其显着的特点之 一就是可靠性高，抗干扰能力强。将X62W万能铳床电气控制线路改造为 可编程控制器控制，可以

13、提高整个电气控制系统的工作性能,减少维 护、维修的工作量。1.2.2 X62W机床特点(1)能完成很多普通机床难以加工或者根本不能加工的复杂型面的 加工。(2)采用X62W铳床可以提高零件的加工精度，稳定产品的质量。(3)采用X62W可以比普通机床提高2飞倍生产率，对复杂零件的加 工，生产率可以提高十几倍甚至几十倍。(4)此机床具有柔性，只需更换程序,就可以适应不同品种及尺寸 规格零件的自动加工。(5)大大的减轻了工人的劳动强度。万能铳床是一种高效率的加工机械,在机械加工和机械修理中得到广 泛的应用，万能铳床的操作是通过手柄同时操作电气与机械,以达到机电 紧密配合完成预定的操作,是机械与电气结

14、构联合动作的典型控制,是自 动化程度较高的组合机床。但是在电气控制系统中,故障的查找与排除是 非常困难的,特别是在继电器接触式控制系统，由于电气控制线路触点 多、线路复杂、故障率高、检修周期长,给生产与维护带来诸多不便，严 重地影响生产。本文所述方案是对原来的继电器接触式模拟控制系统进 行PLC改造而成,经实际运行证明该PLC控制系统无论是硬件还是软件， 控制稳定可靠，具有极高的可靠性与灵活性，更容易维修,更能适应经常 变动的工艺条件，取得了较好的经济效益。X62W万能铳床硬件设计X62W万能铳床电力拖动的特点(1)铳削加工有顺铳和逆铳两种加工方式，要求主轴电动机能正反 转，因正反操作并不频繁

15、，所以由床身下侧电器箱上的组合开光来改变 电源相序实现。(2)由于主轴传动系统中装有避免震荡的惯性轮，故主轴电动机采 用电磁离合器制动以实现准确停车。(3)铳床的工作台要求有前后、左右、上下6个方向的进给运动 和快速移动，所以也要求进给电动机能正反转，并通过操作手柄和机械 离合器相配合来实现。进给的快速移动通过电磁铁和机械挂挡来完成。 圆形工作台的回转运动是由进给电动机经传动机构驱动的。(4)根据加工工艺的要求，该铳床应具有以下的电气联锁措施：为了防止刀具和铳床的损坏，只有主轴旋转后才允许有进给运动和 进给方向的快速运动。为了减小加工表面的粗糙度，只有进给停止后主轴才能停止或同时 停止。该铳床

16、采用机械操纵手柄和位置开关相配合的方式实现进给运动6个方向的连锁。主轴运动和进给运动采用变速盘来进行速度选择,为保证变速齿轮 进入良好的啮合状态，两种运动都要求变速后顺时点动。当主轴电动机或冷却泵过载时，进给运动必须立即停止，以免损坏 刀具和铳床。(5)要求有冷却系统、照明设备及各种保护措施。X62W万能铁床元件选型表2-1钱床的电机参数参照表符号名称型号规格件数作用Ml主轴电动机Y132M4B37 . 5KW, 380V, 1450r/min1主轴传动M2进给电动机Y90L41 . 5KW, 380V, 1400r/ min1进给传动M3冷却泵电动 机JCB220 . 125KW, 380V

17、, 2790 r/min1冷去口泵传动表2-2钱床的基本元件一览表符号名称型号规格件数作用KM1接触器CJ02020A, 110V1主轴启动KM2接触器CJ01010A, 110V1快速进给KM3接触器CJ01010A, 110V1“2正转KM4接触器CJ01010A, 110V1M2反转KS速度继电器JY12A1反接制动SB1、2按钮LA2绿色2皿启动按钮SB3、4按钮LA2黑色2快速进给按钮SB5、6按钮LA2红色2皿停止按钮SA1转换开关HZ1 10/E16三极1换刀开关SA2转换开关HZ1三极1圆工作台转换10/E16SA3转换开关HZ1 10/E16三极1皿换向开关SQ1限位开关LX

18、111K开启式1向右进给SQ2限位开关LX1UK开启式1向左进给SQ3限位开关LX2131单轮，自动复 位1向前、向下进给SQ4限位开关LX2131单轮，自动复 位1向后、向上进给SQ5限位开关LX3UK开启式1快速与进给转换SQ6限位开关LX311K开启式1主轴变速冲动SQ7限位开关LX3UK开启式1进给变速冲动QS1转换开关HZ1 60/E26三极1电源总开关QS2转换开关HZ1 60/E26三极1冷却泵开关FR1热继电器JRQ1011AS 3A1Ml过载保护FR2热继电器JR10103A、5A1M3过载保护FR3热继电器JR10101M2过载保护FU1熔断器RL130A3总电源短路保护F

19、U2熔断器RL110A3进给短路保护FU3、FU6熔断器RL16A2控制电路短路保护FU4、FU5熔断器RL14A2照明电源短路保护VC整流器ZCZX45A, 50V1整流作用TC变压器BK50380/36V1照明变压器TC1变压器BK150380/127V1控制电路变压器YC1电磁离合器B1DLIII1主轴制动YC2电磁离合器B1DLII1正常进给YC3电磁离合器B1DLII1快速进给R电阻ZB21 . 45WS2限制制动电阻X62W万能铳床的主要结构及运动形式X62W型万能铳床的外形结构如图2-1所示，它主要由床身、主轴、刀 杆、悬梁、工作台、回转盘、横溜板、升降台、底座等几部分组成。在

20、床身的前面有垂直导轨，升降台可沿着它上下移动。在升降台上面的水 平导轨上，装有可在平行主轴轴线方向移动（前后移动）的溜板。溜板 上部有可转动的回转盘，工作台就在溜板上部回转盘上的导轨上作垂直 于主轴轴线方向移动（左右移动）。工作台上有T形槽用来固定工件。这 样，安装在工作台上的工件可以在三个坐标上的六个方向调整位置或进给。铳床主轴带动铳刀的旋转运动是主运动；铳床工作台的前后（横 向）、左右（纵向）和上下（垂直）6个方向的运动是进给运动；铳床其 他的运动，如工作台的旋转运动、在各个方向的快速移动则属于辅助运 动。1 一床身（立柱）2主轴3刀杆4一悬梁5支架6工作台7回转叁8一横溜板9一升降台10

21、底座图2-1铳床外部结构图X62W万能铳床的控制要求（1）主轴电动机Ml有三种控制：正反转起动，反接制动和变速冲 动。（2）工作台进给电动机M2有三种控制：进给、快速移动和变速冲 动。（3） M3拖动冷却泵提供冷却液，只需单向运行。（4）为了能及时实现控制，机床设置了两套操纵系统，再机床正面 及侧都安装了相同的按钮、手轮和手柄，操作方面，以实现两地控制。（5）为了保证安全，防止事故，机床有顺序的动作，采用了联锁。(6)三台电动机都设有过载保护，控制线路设有短路保护，工作台 的六个方向，都设有终端保护。第三章电气控制原理电气原理图图3-1 X62W卧式铳床电气原理图该铳床共用3台异步电动机拖动，

22、它们分别是主轴电动机Ml、进给 电动机M2和冷却泵电动机M3。X62W万能铳床的电路如图3-1所示，该 线路分为主电路、控制电路和照明电路三部分。主电路分析主轴电动机Ml拖动主轴带动铳刀进行铳削加工，通过组合开关SA3 来实现正反转；进给电动机M2通过操纵手柄和机械离合器的配合拖动工 作台前后、左右、上下6个方向的进给运动和快速移动，其正反转由接触 器KM3、KM4来实现；冷却泵电动机M3供应切削液，且当加启动后，用手 动开关QS2控制；3台电动机共用熔断器FU1作短路保护，3台电动机分别 用热继电器FR1、FR2、FR3作过载保护。控制电路分析控制电路的电源由控制变压器tc输出nov电压供电

23、。主轴电动机Ml的控制主轴电动机加采用两地控制方式，SB1和SB2是两组启动按钮，SB5和 SB6是两组停止按钮。心口是主轴电动机Ml的启动接触器，YC1是主轴制动 用的电磁离合器，SQ1是主轴变速时瞬时点动的位置开关。1）主轴电动机Ml启动前，应首先选择好主轴的转速，然后合上电源 开关QS1,再把主轴换向开关SA3扳到所需要的转向。按下启动按钮SB1 （或SB2），接触器KM1线圈得电，KM1主触头和自锁触头闭合，主轴电动 机Ml启动运转，KM1常开辅助触头（9-10）闭合，为工作台进给电路提供 了电源。按下停止按钮SB5 （或SB6） , SB5T （或SB6T）常闭触头分 断，接触器KM

24、1线圈失电，心口触头复位，电动机Ml断电惯性运转，SB5-2 （或SB6-2）常开触头闭合,接通电磁离合器YC1,主轴电动机Ml制动停 转。2）主轴换铳刀时将转换开关SA1扳向换刀位置，这时常开触头SA1-1 闭合，电磁离合器YC1线圈得电，主轴处于制动状态以便换刀；同时常闭 触头SA1-2断开，切断了控制电路.保证了人身安全。3）主轴变速时，利用变速手柄与冲动位置开关SQ1,通过Ml点动，使 齿轮系统产生一次抖动，以便于齿轮顺利啮合，且变速前应先停车。进给电动机M2的控制工作台的进给运动在主轴启动后方可进行。工作台的进给可在3个坐 标的6个方向运动，进给运动是通过两个操作手柄和机械联动机构控

25、制相 应的位置开关使进给电动机M2正转或反转来实现的，并且6个方向的运动 是联锁的，不能同时接通。1）当需要圆形工作台旋转时，将开关SA2扳到接通位置，这时触头 SA2-1 和SA2-3断开，触头SA2-2闭合，电流经 101314152019 1718路径，使接触器KM3得电，电动机M2启动，通过一根专用轴带动圆 形工作台作旋转运动。转换开关SA2扳到断开位置，这时触头SA2T和 SA2-3闭合，触头SA2-2断开，以保证工作台在6个方向的进给运动，因为 圆形工作台的旋转运动和6个方向的进给运动也是联锁的。2）工作台的左右进给运动由左右进给操作手柄控制。操作手柄与 位置开关SQ5和SQ6联动

26、，有左、中、右三个位置，其控制关系见表1。当 手柄扳向中间位置时，位置开关SQ5和SQ6均未被压合，进给控制电路处 于断开状态；当手柄扳向左或右位置时，手柄压下位置开关SQ5或SQ6, 使常闭触头SQ5-2或SQ6-2分断，常开触头SQ5T或SQ6-1闭合，接触器KM3 或KM4得电动作，电动机M2正转或反转。由于在SQ5或SQ6被压合的同时， 通过机械机构已将电动机M2的传动链与工作台下面的左右进给丝杠相搭 合，所以电动机M2的正转或反转就拖动工作台向左或向右运动。表31工作台左右进给手柄位置及其控制关系手柄位置位置开关动 作接触器动作电动机“2转 向传动链搭合丝 杠工作台运动方 向左SQ5

27、KM3正转左右进给丝杠向左中停止停止右SQ6KM4反转左右进给丝杠向右工作台的上下和前后进给运动是由一个手柄控制的。该手柄与位置 开关SQ3和SQ4联动，有上、下、前、后、中5个位置.其控制关系见表 2o当手柄扳至中间位置时,位置开关SQ3和SQ4均未被压合，工作台无任 何进给运动；当手柄扳至下或前位置时，手柄压下位置开关SQ3使常闭触 头SQ3-2分断，常开触头SQ3T闭合，接触器KM3得电动作,电动机M2正 转，带动着工作台向下或向前运动；当手柄扳向上或后时，手柄压下位 置开关SQ4,使常闭触头SQ4-2分断，常开触头SQ4-1闭合，接触器KM4得 电动作，电动机M2反转，带动着工作台向上

28、或向后运动。当两个操作手柄被置定于某一进给方向后，只能压下四个位置开关 SQ3、SQ4、SQ5、SQ6中的一个开关，接通电动机M2正转或反转电路，同 时通过机械机构将电动机的传动链与三根丝杠（左右丝杠、上下丝杠、 前后丝杠）中的一根（只能是一根）丝杠相搭合，拖动工作台沿选定的 进给方向运动，而不会沿其他方向运动。表32工作台上、下、中、前、后进给手柄位置及其控制关系手柄 位置位置开 关动作接触器动 作电动机M2转 向传动链搭合丝杠工作台运动 方向SQ4KM4反转上下进给丝杠SQ3KM3正转上下进给丝杠停止SQ3KM3正转前后进给丝杠SQ4KM4反转前后进给丝杠左右进给手柄与上下前后手柄实行了联

29、锁控制，如当把左右进给手 柄扳向左时，若又将另一个进给手柄扳到向下进给方向，则位置开关SQ5 和SQ3均被压下，触头SQ5-2和SQ3-2均分断,断开了接触器KM3和KM4 的通路，电动机M2只能停转，保证了操作安全。3） 6个进给方向的快速移动是通过两个进给操作手柄和快速移动按 钮配合实现的。安装好工件后，扳动进给操作手柄选定进给方向，按下 快速移动按钮SB3或SB4 （两地控制），接触器KM2得电，KM2常闭触头 分断，电磁离合器YC2失电，将齿轮传动链与进给丝杠分离；KM2两对常 开触头闭合，一对使电磁离合器YC3得电，将电动机M2与进给丝杠直接 搭合；另一对使接触器KM3或KM4得电动

30、作，电动机M2得电正转或反 转，带动工作台沿选定的方向快速移动。由于工作台的快速移动采用的是点动控制，故松开SB3或SB4,快速移动停止。4)进给变速时与主轴变速时相同，利用变速盘与冲动位置开关SQ2使Ml产生瞬时点动，齿轮系统顺利啮合。第四章X62W万能铳床软件设计PIC的基本定义和PLC的基本特点可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员， 是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑 控制器(Programmable Logic Controller),简称PLC,它主要用来代替 继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能

31、已经大大超过 了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器,简称PC。 但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可 编程控制器简称PLC。PLC的主要特点：1、高可靠性(1)所有的I/。接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与 PLC内部电路之间电气上隔离。(2)各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为1020ms.(3)各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。(4)采用性能优良的开关电源。(5)对采用的器件进行严格的筛选。(6)良好的自诊断功能，一旦电源或其他软，硬件发生异常情况， CPU立即采用有效措施，以防止故障扩大。(7)大型P

32、LC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决 系统，使可靠性更进一步提高。2、丰富的I/O接口模块PLC针对不同的工业现场信号，如：交流或直流；开关量或模拟量； 电压或电流；脉冲或电位；强电或弱电等。有相应的I/O模块与工业现场 的器件或设备，如：按钮；行程开关；接近开关；传感器及变送器；电 磁线圈；控制阀等直接连接。另外为了提高操作性能，它还有多种人-机 对话的接口模块；为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口 模块，等等。3、采用模块化结构为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型PLC以外，绝大多数 PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件，包括CPU,电源，I/O等均

33、采用 模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根 据用户的需要自行组合。4、编程简单易学PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者 来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员 所理解和掌握。5、安装简单，维修方便PLC不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。使用时 只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，即可投入运行。各种 模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。 由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障.用户可以通过更换模 块的方法，使系统迅速恢复运行。X62W万能铳床电气控制线路的PLC设

34、计X62W万能铳床电气控制线路中的电源电路、主电路及照明电路保持 不变，在控制电路中，变压器TC的输出及整流器VC的输出部分去掉。用 可编程控制器改造后的PLC硬接线如图4-2所示，为了保证各种联锁功 能，将501$06,$81586按图示分别接入1：的输入端，换刀开关541和 圆形工作台转换开关SA2分别用其一对常开和常闭触头接入PLC的输入 端子。输出器件分两个电压等级，一个是接触器使用的110V电压，另一 个是电磁离合器使用的36V直流电.这样也将PLC的输出口分为两组连接 点。根据输入输出口的数量，可选择三菱FX2N32YR型PLC。X62W型万能 铳床电器位置图如图4-1所示，所有的

35、电器元件均可采用改造前的型号。根据X62W万能铳床的控制要求，设计该电气控制系统的PLC控制梯形 图，如图4-3所示。该程序共有8条支路，反映了原继电器电路中的各种 逻辑内容。在第1支路中，因SQ1和SB5、SB6都采用常闭触头分别接至输 入端子X13、X2,则X13、X2的常开触点闭合，按下启动按钮SB1或SB2 时，X0常开触点闭合，YO、线圈得电并自锁，第3支路中Y0常开触点闭 合，辅助继电器叩线圈得电，其常开触点闭合，为第4支路以下程序执行 做好准备，保证了只有主轴旋转后才有进给运动。Y0的输出信号使主轴 电动机Ml启动运转。当按停止按钮SB5或SB6时，X2常开触点复位，Y0线 圈失

36、电，主轴惯性运转，同时X3常开触点闭合，Y4线圈得电接通电磁离 合器YC1,主轴制动停转。第2支路表达了KM2及YC3的工作逻辑，当按下 快速移动按钮SB3或SB4时，XI常开触点闭合，则Y1及Y5线圈得电，KM2常 闭触头断开，电磁离合器YC2失电，YC3得电，工作台沿选定方向快速移 动；松开SB3或SB4则YC2得电，YC3失电，快速移动停止。第4、5、6、8 支路表达了工作台六个方向的进给、进给冲动及圆工作台的工作逻辑关 系。当圆形工作台转换开关SA2动作，4、5支路中X5的常开触点分断，第 6支路中X5常闭触头复位，M4及Y2线圈得电，使KM3得电，电动机M2启 动，圆形工作台旋转；当

37、SA2复位时，M4、Y2线圈失电，圆形工作台停止 旋转。左右进给时，SQ5或SQ6被压合，X6常开触点复位，第5、6支路被 分断，而X10或XH常开触点闭合，M2 （其常开触点使Y2线圈得电）或Y3 线圈得电，电动机M2正转或反转，拖动工作台向左或向右运动。同样， 工作台上下、前后进给时，SQ3或SQ4被压合，X7常开触点复位，第5、6 支路被分断，M2或Y3线圈得电，电动机M2正转或反转，拖动工作台按选定的方向（上、下、前、后中某一方向）作进给运动。该程序及PLC的硬 接线不仅保证了原电路的工作逻辑关系，而且具有各种联锁措施，电气 改造的投资少、工作量较小。图4-1 X62W型万能铳床电器位

38、置图4-2 PLC外部接线图现场信号与PLC软继电器对照表分类信号名称现场信号PLC线圈编号输入信号Ml启动按钮SB1、 SB2X0快速进给点动SB3、 SB4XI停止制动按钮常闭 SB5、SB6X2常开 SB5、SB6X3信号名称现场信号PLC线圈编号输入信号换刀开关SA1X4圆工作台开关SA2X5左右进给SQ5、 SQ6X6上下前后进给SQ3、 SQ4X7常开 SQ3、SQ5X10常开汗4、SQ6XII进给冲动SQ2X12主轴冲动SQ1X13输出信号主轴启动接触器KM1、 KM2YO、Y1M2正转接触器KM3Y2M2反转接触器KM4Y3正常进给电磁阀YC2COM主轴制动电磁阀YC1Y4快速

39、进给电磁阀YC3Y5PLC梯形图与PLC指令表PLC图4-3PLC梯形图指令表序号指令名称数据序号指令名称数据0000LDxo0024MPP0001ORMO0025ANDXll0002ANDX20026OUTY30003ANIX130027LDIX120004ANIX40028ANDX60005OUTYO0029ANDX70006ANDX130030ANDX50007OUTMO0031ANDMl0008LDXI0032OUTM30009ANDX20033LDX120010OUTY10034ANDX60011OUTY50035ANDX70012LDY10036ANIX50013ORYO0037A

40、NDMl0014ANDX20038OUTM40015OUTMl0039LDX30016LDX120040ORX40017ANDX70041OUTY40018ORX60042LDM2第结0019AXDX50043ORM3五总0020AXDMl0044ORM40021MPS0045OUTY20022ANDX1000460023OUTM20047常用的万能铳床有两种:一是卧式万能铳，型号为X62W;另一种为立式 万能铳,型号为X53KO万能铳床是一种高效率的加工机械,在机械加工和 机械修理中得到广泛的应用。X62W型卧式万能铳床的电气控制系统，存在线路复杂、故障率高、维 护工作量大、可靠性差、灵活性差等缺点,本文提出了用PLC对X62W型 万能铳床的继电器接触式控制系统进行技术改造,从而保证了电控系统的 快速性、准确性、合理性，更好地满足了实际生产的需要,提高了经济效 益X62W万能铳床是一种高效率的加工机械，万能铳床的操作，是通过 手柄同时操作电气与机械，是机械与电气结构联合动作的典型控制。但 是在电气控制系统中，故障的查找与排除是非常困难的，这给生产与维 护带来诸多不便。随着工业自动化的发展.生产设备和自动生产线的控 制系统必需具有极高的可