X62W型万能铣床

X62W型万能铣床（通用4篇）

X62W型万能铣床 篇1

卧式万能铣床是一种高效率的加工机械, 在机械加工制造中得到了广泛的应用。X62W型卧式万能铣床的电气控制系统, 存在线路复杂、故障率高、维护工作量大、灵活性差、可靠性差等缺点, 为提高电控系统的快速性、准确性、合理性, 更好地满足了实际生产的需要, 提高经济效益。我们有必要对X62W型卧式万能铣床的电气控制系统进行改造。

一、X62W型万能铣床的电气控制

X62W型卧式万能铣床电气控制电路可分为主电路、控制电路、和信号照明电路三部分。

1. 主电路分析

主电路中共有三台电动机。M1是主轴电动机, M2是工作台进给电动机, M3是冷却泵电动机。

2. 控制电路分析

(1) 主轴电动机M1的控制

(1) 主轴电动机的起动控制

(2) 主轴电动机制动及换刀制动

(2) 进给电动机M2的控制电路

(1) 水平工作台纵向进给运动的控制

(2) 水平工作台横向和升降进给运动的控制

(3) 水平工作台进给运动的联锁控制

(4) 水平工作台的快速移动

(5) 圆工作台运动控制

(6) 水平工作台变速时的瞬时点动

二、PLC电气控制设计

1. 改造方案的确定

(1) 不改变原控制系统电气操作方法。

(2) 不改变原电气系统控制元件 (包括行程开关、按钮、交流接触器、中间继电器, 以上元件的数量、作用均与原电气线路相同) 。

(3) 原控制线路中热继电器仍用硬件控制 (因过载使用几率较少) 。

(4) 指示灯接线仍和原控制线路相同。

(5) 原主轴和进给变速箱操作方法和结构不变。

(6) 原铣床的工艺加工方法不变。

(7) 只是将原继电器控制中的硬件接线改为用软件编程来替代。

(8) 采用何种方式改造采用单片机控制改造的万能铣床, 线路复杂性, 故障率高;采用顺序控制器对于输入、输出点数较多, 工艺过程比较复杂的生产自动线, 是相当麻烦的。而采用PLC则解决了上述问题。由于实验室的PLC为松下电工FP0系列PLC, 因此我们优先采用松下电工FP0系列PLC。

2. X62W铣床的控制分析情况

(1) PLC只需控制X62W铣床这一单台设备属于单机控制;

(2) X62W铣床是由开关量控制的, 其控制电路的输入信号均为开关量, 所以选型时, 主要根据I/O点数来选型。其输入信号为19个, 输出信号为20个, 总的I/O点数为39个;

(3) 估算其存储容量大概为39*8=312字节;

(4) 由前面所分析的X62W铣床的控制要求可知, 它的控制逻辑是顺序控制, 因此一般的PLC都能满足, 不需要考虑PLC功能的特殊要求;

(5) PLC的控制负载为110V的交流接触器;直流控制48V的电磁离合器和24V的发光二级管;

3. 选型综合考虑

选择物理机构为整体式, I/O点数在64点以内, 程序存储容在1000字节以内的超小型PLC, 同时要求PLC具有多COM口。在综合考虑此类PLC产品的控制环境的适应性、通用性、及性能价格比等因素。我们选择通用性较强、结构简单、价格比较低的日本松下电工生产的FP0系列的PLC。

根据PLC的输入量和输出量的点数和性质, 确定I/O模块的型号和数量。

(1) PLC的输入点数不少于19点, 输出点数不少于20点;

4. PLC选用型号

根据上述分析及FP0产品规格选择PLC:

(1) 控制单元选取FP0-C32系列, 其I/O点数分别为16、16, 连接方法选择连接器型, 故部件号选择为FP0-C32T;

(2) 扩展单元选取FP0-E8系列, 其I/O点数分别为4、4, 连接方法选择连接器型, 故部件号选择为FP0-E8RM。

综上, 选用PLC型号为控制单元FP0-C32T, 扩展单元为FP0-E8RM。

三、PLC控制程序设计

1.I/O口分配

2.I/O口接线图

3. PLC电气控制总梯形图编制

经修改完善, 调试后的X62W铣床控制电路的PLC程序设计梯形图如下:

本文在X62W铣床原继电器控制电路基础上, 通过分析其控制过程, 在优化的基础上完成I/O口的分配, 程序的编制, 并对控制过程的各种不同的状态进行指示灯指示。

在硬件电路、程序设计完成之后, 在实验室中进行模拟调试, 用模拟开关代替输入信号, 输出状态通过观察PLC上的发光二级管, 最后获得了成功。X62W铣床原继电器控制电路经PLC控制改造后, 能降低设备运行的故障率, 能提高机床的可靠性和抗干扰能力, 使机床具有良好的柔性, 使用方便, 功能完善, 并具有与监控计算机联网的功能。

PC技术代表了电气程序控制的先进水平, 利用PLC对电气控制系统进行技术改造, 能够减少硬件电气线路, 且运行则不受外部环境影响。大大节省了以往复杂的接线及调试周期, 提高了生产效率。通过改造使传统的铣床, 可降低生产过程中的故障率, 实现生产过程的高效、节能和低成本。实践证明, PLC在生产生活中的应用将会越来越广泛。

摘要：本文主要研究X62W型万能铣床电气控制部分, 针对X62W型万能铣床电气控制存在线路复杂、故障率高、维护工作量大、可靠性差、灵活性差等缺点, 分析其控制的特点, 采用高可靠性、具有丰富的I/O接口模块、编程简单易学、安装简单, 维修方便的PLC进行控制。

关键词：X62W铣床,PLC,改造设计方案

参考文献

[1]周百聪.机电产品开发与创新.2005年11月.第151页.“基于X62W型万能铣床电气控制系统的改造”

[2]张桂香.电气控制与plc应用.化学工业出版社.2003年8月第一版

X62W万能铣床的PLC控制 篇2

PLC是一种数字运算操作的电子系统 , 专为在工业环境下应用而设计。 它采用可编程的存储器, 用来在其内部存储程序, 执行逻辑运算、 顺序控制、 定时、 计数和算术运算等操作指令, 并通过数字式或模拟式的输入和输出, 控制各种类型的机械或生产过程。 用PLC实现电路的控制, 主要包括对电路的控制要求进行分析、 确定输入/输出点数及其地址分配、进行主电路及PLC接线、 进行程序设计、 对程序进行仿真调试和带负荷调试运行这几个步聚。

2 要求

该铣床共用3台异步电机拖动, 它们分别是主轴电动机D-Z、 进给电动机D-G和冷却泵电动机D-L。

2.1 主要特点

(1) 铣削加工有顺铣和逆铣两种加工方式 , 所以要求主轴电动机能正反转。 对主轴电动机D-Z的控制是通过换相5H与接触器C-Z; C-D进行正反转和反接制动及冲动控制, 并通过机械机构进行变速。

(2) 铣床的工作台要求有前后 、 左右 、 上下6个方向的进给运动、 快速移动和限位控制, 并能过机械机构使工作台能上下、 左右、 前后方向的改变, 对D-G要正反转控制; 以T-K工作台快速牵引电磁阀实现工作台快慢移动 。

(3) D-L只要求能进行正转控制 。

2.2 电气控制要求与联锁措施

(1) 为防止刀具和铣床的损坏 , 要求只有主轴旋转后才允许有进给运动和进给方向的快速移动。

(2) 6个方向的进给运动中同时只能有一种方向运动 , 该铣床采用了机械操纵插槽和位置形状相配合的方式来实现6个方向的联锁及接触器联锁。

(3) 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啮合状态, 两种运动都要求变速后作瞬时点动。

(4) 当主轴电动机或冷却电动机过载时 , 进行运动必须立即停止, 以免损坏刀具和铣床。

(5) 要求有冷却系统 、 照明设备及各种保护措施 。

(6) 停止 、 快进和启动要求实现两地控制

3 确定输入/输出 (I/O) 点数及其地址分配

3.1 确定输入点数及其地址分配

确定输入点数及其地址分配即为确定输入信号的个数及其对应的输入继电器的地址分配。 根据上述对铣床的控制要求及分析, PLC控制系统的输入包括: 停止、 过载保护、 圆工作台转换开关、 自动与机动转换开关、 快速移动、 主轴启动、 进给冲动、 主轴冲动、 冷却启动、 照明、 测速继电 器 、工作台自动工作中快速与送进的转换开关、 右移开关、 前下移开关、 后上移开关, 共计18个开关量输入信号, 即18个相对应地址输入继电器, 其地址分配如表1所示。

3.2确定输出点数及其地址分配

确定输出点数及其地址分配即为确定输出信号的个数及其对应的输出继电器的地址分配。 PLC控制系统的输出包括: 主轴电动机接触器、 主轴电动机制动接触器、 工作台正转接触器、 工作台反转接触器、 工作台快速进给接触器、 冷却泵、照明接触器, 共计7个输出执行信号, 即7个相对应地址输出继电器, 其地址分配如表2所示。

4 主电路及 PLC 接线

进行主电路及PLC接线就是进行硬件上的线路连接。 进行PLC接线就是根据控制要求对PLC的输入、 输出端及电源进行线路上的连接, 接线图如图1所示。

连接时要注意元件安装要符合安装工艺要求, 线路布局合理, 避免交错, 导线与接线柱的连接要注意安全可靠, 符合布线及导线连接工艺标准。

5 程序设计

进行程序设计可通过三菱PLC编程软件 “GX Developer”进行。 在PLC中常用的编程方法有梯形图法和指令表法两种。应用梯形图进行编程时, 只要按梯形图逻辑行顺序输入到计算机中去, 计算机就可自动将梯形图转换成指令表及PLC能接受的机器语言, 存入并执行。

指令表类似于计算机汇编语言的形式, 用指令的助记符来进行编程。 所以, 采用指令表法进行编程时首先要根据电路控制要求通过编程软件GX Developer编写出由多个指令语句组成的相对应电路控制功能的程序列表。 根据控制 要求 ,X62W万能铣床的PLC控制的程序列表如表3所示。

6 软件仿真调试

程序编写好后, 先转换成梯形图, 然后利用PLC编程软件 “GX Developer” 中的软元件测试功能分别对X62W万能铣床各动作控制要求进行仿真测试。 在仿真测试中执行各动作要求时各软元件能按预定目标进行动作, 说明程序编写成功,可进行下一个步聚的操作; 如果执行各动作指令时各软元件不能按预定目标进行动作, 无法实现预定目标动作, 说明编写好的程序存在一定的问题, 必须重新修改程序, 再进行仿真测试, 测试成功后才能进行下一步的操作。

7 带负荷调试运行

PLC程序进行仿真调试没问题后 , 要把程序从电脑写入到PLC中, 才能进行带负荷调试。 带负荷调试也就是对硬件进行通电调试。 通电调试前, 必须先检查电路连接是否正确才能进行。

调试时, 要分别对主轴电动机D-Z、 进给电动机D-G和冷却泵电动机D-L进行调试。 如果均能按预定目标运行, 则说明硬件接线正确, 调试成功; 如出现调试不成功时, 必须要根据故障现象对硬件接线相应部分进行反复检查, 排查出故障原因, 然后重新进行接线, 直到主轴电动机D-Z、 进给电动机D-G和冷却泵电动机D-L均能成功按预期目标运行为止。

8 结语

X62W型万能铣床 篇3

1 改造方法

在对普通机床进行PLC改造时, 可以将继电器电路图“翻译”成梯形图, 也就是说用PLC梯形图程序代替继电——接触器控制系统中的控制电路完成机床控制功能。

由于只是把控制电路的硬件接线“翻译”成梯形图程序, 一次PLC改造一般对机床的控制面板不作改动, 保持了系统原有的外部特性, 控制人员不用改变长期形成的操作习惯。

在设计梯形图程序时, 可以将它想像成原来继电器控制系统中的控制箱, 控制箱的外部接线就是PLC外部接线图, 控制箱的内部“电路图”改造成梯形图, 这个假象的控制箱与外部的练习就通过梯形图中的输入继电器 (I) 和输出继电器 (Q) 来实现。在分析时可以将梯形图中输入位的触点想像成对应的外部输入器件的触点, 将输出位的线圈想像成对应的外部负载的线圈。

将继电器电路图“翻译”成可编程序控制器的梯形图时请注意下述问题:

(1) 遵守PLC梯形图语法规则。梯形图每一逻辑行必须从左母线开始, 各个触点根据一定逻辑关系依次连接, 最后以继电器线圈输出结束。因此在梯形图中, 线圈必须放在电路的最右边, 而且与继电器电路一样只能并联。同一继电器的线圈一般只能出现一次, 否则仅最后一次操作有效。

(2) 合理使用中间继电器。在梯形图中, 若某一触点串并联电路的控制控制多个线圈时, 为了简化程序, 在梯形图中可设置该电路控制的存储器位, 它的功能继电器电路中的中间继电器, 其中间转换的作用。

(3) 尽可能减少I/0点数。可编程序控制器I/0点数越多价格就越高。为了降低改造成本要尽量减少输入信号和输出信号的点数在给可编程序控制器提供输入信号的时候, 在梯形图中, 同一元件的触点个数是无限个, 可以多次使用, 它不像继电器那样触点的个数是固定的。因此可以无限次使用同一输入或输出元件的触点。

在继电器电路图中, 如果几个输入器件触点的串并联电路总是作为一个整体出现, 可以将它们作为可编程序控制器的一个输入信号, 只占可编程序控制器的一个输入点。

(4) 合理设置PLC外部互锁电路。就像继电气控制一样, 在需要互锁控制时不仅在梯形图上要考虑必要的互锁, 在可编程序控制器外部同样应该设置硬件互锁电路。

(5) 考虑外部负载的驱动电压。可编程序控制器只能直接驱动直流负载或交流小功率负载, 如果是交流大功率负载要考虑使用中间继电器进行转换。

2 应用S7-200型PLC改造X62W万能铣床

德国西门子公司的S7-200系列PLC结构小巧, 运行速度快, 可靠性高, 具有极丰富的指令系统和扩展模块。S7-200系列PLC硬件配置灵活, 具有RS-485通信接口、内置电源和I/O接口, 可以进行数字量的I/O模块、模拟量的I/O模块以及智能接口模块等扩展。应用非常广泛, 本文就将应用它来对X62W万能铣床进行电气改造。

2.1 了解X62W万能铣床

X62W万能铣床课用于加工平面、斜面和沟槽。主运动是主轴带动刀杆和铣刀的旋转运动, 进给运动包括工作台带动工件在水平的纵、横及垂直三个方向的运动。辅助运动指工作台在三个方向的快速运动。

2.2 PLC机型选择及硬件连接

X62W万能铣床的电器元件较多, 具体电气设备见下表:

X62W万能铣床包含了主电动机与进给电动机的联锁、工作台各进给方向上的联锁、线性进给运动工作台与圆工作台间的联锁等联锁环节。这些联锁都是通过行程开关和操作手柄配合来实现。如果把器件再加上各种按钮及冲动开关等器件都算作PLC的输入信号, 铣床控制需要为12个输入口。考虑到改造成本问题, 先把这些串联及并联后接入PLC, 以节省输入口。值得注意的是, 输出器件有两个电压等级, 应该分两组连接, 其中KM1-KM4为一组, YC1和YC2一组。根据I/O的数量及控制功能选用西门子CPU224型PLC, I/O接线如图1所示。

2.3 X62W万能铣床的梯形图设计

采用“复述”原继电器电路的方式设计X62W万能铣床的梯形图。设计时一定要注意梯形图与继电器原理图的区别。首先, 可以根据继电器线路中KM1的逻辑关系绘出梯形图的第一个支路, 就Q0.0这一层阶梯, 根据KM2的逻辑关系绘出Q0.1这一层阶梯, 选取辅助继电器M10.0实现继电器线路图中主轴电动机与进给电动机的联锁, 绘第三层阶梯。第4、5、6层阶梯表达的是线性工作台进给、进给冲动及圆工作台的工作逻辑。依据这三个工况中继电器电路中电流的流动过程绘制出这三层阶梯。这样设计出的梯形图, 结构简单而且还保留了原电路的逻辑关系, 这是是由继电器电路“翻译”成梯形图时常用的方法。

作为设计结果的梯形图程序见图2所示。电磁阀YCl、YC3及接触器KM3的控制在图中最后的三个支路。在梯形图中4、5、6等三个支路都与KM3有关, 但是PLC中线圈不允许重复使用, 在梯形图中选用了M11.1-M11.3等三只辅助继电器。

摘要：文章采用高可靠性、具有丰富的I/O接口模块、编程简单易学、安装简单, 维修方便西门子S7-200型PLC完成了X62W万能铣床的电气控制改造, 弥补了X62W万能铣床传统的继电——接触器控制系统存在电路复杂、可靠性差、故障诊断与排除困难等缺点。

关键词：可编程控制器,X62W万能铣床,继电器控制

参考文献

[1]王芹.可编程控制器技术及应用[M].天津大学出版社, 2010 (1) .

X62W型万能铣床 篇4

X62W卧式万能铣床是应用广泛、控制较复杂的机床。由于传统铣床采用继电器—接触器控制,硬连接线路多,线路复杂,因而可靠性差、故障率高、自动化程度不高。笔者在实践中采用OMRON CPM1A型PLC对该型机床的电气控制系统进行了改造,大大提高了控制系统的可靠性和自动控制程度,为企业提供了更可靠的生产保证。

2 X62W卧式万能铣床继电控制原理分析

参照图1所示,对X62W万能铣床进行线路分析[1]。

2.1 主电路分析

由图1可知,主电路中共有三台电动机,其中M1为主轴拖动电动机,M2为工作台进给拖动电动机,M3为冷却泵拖动电动机。QS为电源隔离开关。

各电动机的控制过程如下:

1)M1由KM3实现起动—运行—停止控制,由转向选择开关SA5预选转向,KM2的主触点串联两相电阻与速度继电器SR配合实现M1的停车反接制动;

2)工作台拖动电动机M2由接触器KM4、KM5的主触点实现加工中的正、反向进给控制,并由接触器KM6主触点控制快速电磁铁,决定工作台移动速度,KM6接通为快速移动,断开为慢速自动进给;

3)冷却泵拖动电动机由接触器KM1控制,单方向运转。

M1、M2、M3均为直接启动连续运行。

2.2 控制电路分析

2.2.1 控制电路电源

控制电路电压为127V,由控制变压器TC供给。

2.2.2 主轴电动机的起、停控制

在非变速状态,SQ7不受压。根据所用的铣刀,由SA5选择转向,合上QS,起动控制过程为:

按下SB1(或SB2)→KM3线圈得电并自锁→M1直接启动→n≥120r/min→KS1-1(或KS1-2)触点闭合,为反接制动做准备;

加工结束,需要停止时,按下SB3(或SB4)→KM3线圈失电→KM2线圈得电并自锁→M1串R反接制动n↓→n<100r/min→KS1-1(或KS1-2)断开→KM2失电制动结束。

2.2.3 主轴变速冲动控制

X62W卧式万能铣床主轴的变速采用孔盘机构,集中操纵,为使传动机构齿轮在新速度下很好啮合,采用了变速冲动控制。从电路结构看,既可以在停车和M1运转时进行变速。其变速冲动控制过程如下。

1)M1停车时变速扳动变速手柄→机械变速→推回手柄→SQ7短时受压→SQ7-2分断,SQ7-1闭合→M1在反接制动状态下短时低速运行→推回手柄SQ7复位→变速结束。

2)M1运转时变速扳动变速手柄SQ7短时受压→SQ7-2分断,SQ7-1闭合→M1反接制动→机械变速→推回手柄→SQ7短时受压→M1在反接制动状态下短时低速运行→推回手柄SQ7复位→主轴在新转速下运行。

2.2.4 工作台进给控制

电路的电源是从13点引出,串入KM3的自锁触点,以保证主轴旋转与工作台进给的顺序动作。进给电动机M2由KM4、KM5控制,实现正反转。工作台移动方向由各自的操作手柄来选择。各方向进给控制分述如下。

2.2.4.1 工作台左右(纵向)进给

工作台左右运动,需要先启动M1(13点KM3闭合),SA1置于断开圆工作台位置(SA1-1、SA1-3闭合,SA1-2断开),十字开关位置居中(SQ3、SQ4复位)。其操作方法与电路工作过程是:工作台纵向进给是由纵向操作手柄控制的。此手柄有左、中、右三个位置。扳动手柄,合上纵向进给的机械离合器,相应传动链接通,同时压下SQ1或SQ2,实现纵向按选定的进给速度自动进给。控制过程如下:

1)工作台向右进给手柄扳向右→合上纵向进给机械离合器,压下SQ1(SQ1-2断开、SQ1-1闭合)→KM4线圈得电→M2正转→纵向进给传动机构正转→工作台右移。

电流流经路径为:13→SQ6-2→SQ4-2→SQ3-2→SA1-1→SQ1-1→KM4线圈→KM5常闭触点→20。

将手柄扳回中间位置,此行程开关SQ1不受压,KM4释放,工作台停止移动。

2)工作台向左进给手柄扳向左→合上纵向进给机械离合器,压下SQ2(SQ2-1闭合、SQ2-2断开)→KM5线圈得电→M2反转→纵向进给传动机构反转→工作台左移。

电流流经途径为:13→SQ6-2→SQ4-2→SQ3-2→SA1-1→SQ2-1→KM5线圈→KM4常闭触点→20。

工作台纵向进给有限位保护,进给至终端时,利用工作台上安装的左右终端撞块,撞击操纵手柄,使手柄回到中间停车位置,实现限位保护。

2.2.4.2 工作台前后(横向)和上下(升降)进给控制

工作台横向和升降运动是通过十字开关操纵手柄来控制的。该手柄有五个位置:即上、下、前、后和中间零位。在扳动十字开关操纵手柄时,将控制运动方向的机械离合器合上,同时压下相应的行程开关SQ3或SQ4。进给时,需要先启动M1(13点KM3闭合),SA1置于断开圆工作台位置(SA1-1、SA1-3闭合,SA1-2断开),左右(纵向)操作手柄居中。

1)工作台向上进给控制将手柄板向上→合上垂直进给机械离合器,压下SQ4(SQ4-1闭合、SQ4-2断开)→KM5线圈得电→M2反转→垂直进给传动机构反转→工作台向上运动。

电流流经路径为:13→SA1-3→SQ2-2→SQ1-2→SA1-1→SQ4-1→KM5线圈→KM4互锁触点→20。

把手柄扳回中间位置工作台向上进给即可停止。

2)工作台向下进给控制只要将手柄扳向下,SQ3被压下(SQ3-1闭合、SQ3-2断开),则KM4线圈得电,使M2正转即可,其控制过程与上升类似。

电流流经路线:13→SA1-3→SQ2-2→SQ1-2→SA1-1→SQ3-1→KM4线圈→KM5互锁触点→20

3)工作台向前进给控制将手柄板向前→合上纵向进给机械离合器,压下SQ3(SQ3-1闭合、SQ3-2断开)→KM4线圈得点→M2正转→工作台向前运动。

由于同为SQ3被压下电流流经路径同向下进给一致。

4)工作台向后运动控制过程与向前类似,只需将手柄板向后,则SQ4被压下,其控制过程和向前进给类似,电流流经路线和向上进给一致。

工作台上、下、前、后运动都有限位保护,当工作台运动到极限位置时,利用固定在本身上的挡铁,撞击十字手柄,使其回到中间位置,工作台便停止运动。

2.2.4.3 工作台快速进给

在慢速移动过程中按下SB5或SB6→KM6线圈得电→快速电磁铁YA通电→工作台按原移动方向快速移动。

快速移动为短时点动,松开SB5或SB6,快速移动停止,工作台仍按原方向继续进给。

2.2.5 工作台各运动方向的联锁

在同一时间内,工作台只允许向一个方向运动,这种联锁是利用机械和电气的方法来实现的。工作台向左、向右控制,是同一手柄操作的,手柄本身起到左右运动的联锁作用。同理,工作台的前后和上下进给四个方向的联锁是由同一十字手柄本身实现。而工作台的左右进给两个方向与上、下、前、后进给四个方向之间的联锁由电气方法实现。由左、右进给操作手柄控制的SQ1-2→SQ2-2和上、下、前、后进给操作手柄控制的SQ4-2→SQ3-2的两个并联支路控制接触器KM3、KM4线圈,在两个手柄都处于工作位置时,KM3、KM4都不工作。

2.2.6 工作台进给变速冲动控制

与主轴变速类似,为了使变速时齿轮易于啮合,控制电路中也设置了瞬时冲动控制环节,变速应在工作台停止移动时进行。进给变速冲动时SQ6被短时压下。

其电流流过的的路径为:13→SA1-3→SQ2-2→SQ1-2→SQ3-2→SQ4-2→SQ6-1→KM4线圈→KM5常闭触点→20。

2.2.7 圆工作台控制

在使用圆工作台时,工作台纵向及十字操作手柄都应置于中间位置。在机床开动前,先将圆工作台转换开关SA1扳到“接通”位置,此时SA1-2闭合、SA1-1和SA1-3断开,当按下主轴起动按钮SB1或SB2,主轴电动机便起动,而进给电动机也因接触器KM4得电而旋转,电动机M2正转并带动圆工作台单向运转。

电流的路径为:13→SQ6-2→SQ4-2→SQ3-2→SQ1-2→SQ2-2→SA1-2→KM4线圈→KM5常闭触点→20。

由于圆工作台的控制电路中串联了SQ1~SQ4的常闭触点,所以扳动工作台任一方向的进给操作手柄,都将使圆工作台停止转动,这就起到圆工作台转动与工作台三个方向移动的联锁保护。

2.2.8 冷却泵电动机M3的控制

由转换开关SA3控制接触器KM1来控制冷却泵电动机M3的启动和停止。

2.3 辅助电路及保护环节

机床的局部照明由变压器T供给36V安全电压,转换开关SA4控制照明灯。M1、M2、M3为连续工作,由FR1、FR2、FR3热继电器的常闭触点串在控制电路中实现过载保护。当主轴电动机M1过载时,FR1动作切除整个控制电路的电源;冷却泵电动机M3过载时,FR3动作切除M2、M3的控制电源;进给电机M2过载时,FR2动作切除自身控制电源。

由FU1、FU2实现主电路的短路保护,FU3实现控制电路的短路保护,FU4作为照明电路的短路保护。

3 PLC控制系统的分析与设计

3.1 X62W卧式万能铣床电机控制要求及I/O地址分配[2]

3.1.1 各电动机控制要求

1)主轴电机控制要求

(1)起动:空载时直接起动,两地控制。

(2)正反转:SA5完成。

(3)调速:机械结构完成,变速时若电动机停止要求电动机短时冲动,若电动机运行时则要求制动并短时冲动。

(4)制动:反接制动,两地控制。

2)冷却泵电动机控制要求:单向运行,直接起动,自由停车。

3)进给电机控制要求

(1)直接起动,自由停车,可以正反转。

(2)进给电机停止时允许调速,调速时进给电机短时冲动。

(3)六个进给方向互锁。

(4)圆工作台与六个进给方向互锁。

4)快速进给,电磁铁控制要求

(1)进给电机得电时才允许电磁铁得电。

(2)工作台快速移动可以两处控制。

5)过载保护控制要求

(1)M1过载FR1,切断整个控制电路。

(2)M3冷却泵过载FR3,切断M2、M3控制电路。

(3)M2进给电机过载FR2,切断M2控制电路。

根据控制要求确定输入输出点数及地址,如表1所示。

3.1.2 X62W PLC电气控制I/O接线图

按照给出的控制要求,PLC改造X62W电气控制线路的I/O接线图如图2所示。

3.1.3 程序设计

参考梯形图如图3所示。

3.1.3.1 主轴的程序设计

主轴运行(01001)采用两地启动、两地停止,因此梯形图中采用00000和00001相“或”以及00002和00003相“与”。主轴电机停止采用反接制动,在设计程序时用定时器T0实现KM3延时0.1s切换至KM2,防止停止时发生KM3(01001)和KM2(01000)因物理动作延迟而导致的短路事故。主轴变速冲动时SQ7(00011)被短时压下,SQ7(00011)常闭触点切断KM3(01001),常开触点接通KM2(01000)。

3.1.3.2 工作台的程序设计

在设计梯形图程序时,进给电动机的正反转分别由接触器KM4和KM5分别控制,由于工作台的六个方向分别由两个操作手柄控制,在程序上以及外部接线上都实现了联锁。每一个操作手柄都有一个零位,在切换时必须经过零位,这样就在机械上实现了切换延时。因此在设计程序时可以不必考虑两个接触器的切换延时问题。

为区分六方向的工作台进给和圆工作台控制采用分支IL(02)和ILC(03)指令。IL(02)之前的SA1(00100)实现转换,KM3(01001)实现主轴和工作台的顺序控制。IL(02)和ILC(03)之间的程序为六方向的工作台进给,ILC(03)之后为控制圆工作台程序。内部辅助继电器20001表示右、下、前向进给,内部辅助继电器20002表示左、上、后向进给,内部辅助继电器20003表示进给变速冲动控制,内部辅助继电器20004表示圆工作台的控制。再根据六方向进给、圆工作台、进给变速冲动所对应电机正、反转状态编写KM4(01002)KM5(01005)的程序。KM6(01004)控制快速进给电磁铁,采用两地点动控制。

4 结束语

X62W卧式万能铣床是普遍使用的机械加工机床。在采用PLC控制后,解决了以往存在的故障多、生产效率低等问题,控制性能得到显著提高,具有一定的推广价值,用PLC对该型机床的改造对类似生产机械的技术改造具有借鉴意义。

参考文献

[1]王炳实.机床电气控制[M].北京:机械工业出版社,2004.