X62W万能铣床电气控制的PLC改造skh.docx

毕业设计说明书X62W卧式万能铣床的PLC改造扬州市职职业大学学毕业设计计（论文文）设计题目目：X622W卧式式万能铣铣床电气气控制的的PLC改改造系 别: 机械械工程学学院专 业:机械制制造与自自动化班 级:08机机械（44）班姓 名: 王 星学 号: 0880100104427指导老师师: 张兆东东完成时间间: 20111年44月摘要铣床可以以用来加加工平面面、斜面面、沟槽槽，装上上分度头头可以铣铣切直齿齿齿轮和和螺旋面面，装上上圆工作作台还可可以铣切切凸轮和和弧形槽槽。所以以铣床在在金属切切削机床床中占有有很大的的比重，使使用数量量仅次于于车床。PLC是以计算机技术为技术核心的通用自动控制装置，在各行各业中得到了广泛的应用。它是将逻辑运算，顺序控制，时序和计数以及算数运算等控制程序，用一串指令的形式存放到存储器中，然后根据存储的控制内容，经过模拟，数字等输入输出部件，对生产设备和生产过程进行控制的装置。在电气控控制系统统中，故故障的查查找于排排除是非非常困难难的，特特别是在在继电器器接触式式控制系系统，由由于定期期开展线线路触点点多、线线路复杂杂、故障障率高、检检修周期期长，给给生产与与维护带带来诸多多不便，严严重地影影响生产产。而PPLC控控制系统统无论是是硬件还还是软件件，控制制稳定可可靠，具具有极高高的可靠靠性与灵灵活性，更更容易维维修，更更能适应应经常变变动的工工艺条件件。为了使铣铣床控制制稳定与与可靠，具具有极高高的可靠靠性和灵灵活性，更更容易检检修，更更能适应应经常变变动的工工艺条件件，取得得较好的的经济效效益，所所以对原原来的继继电器接接触模式式模拟控控制系统统进行PPLC改改造。关键词：X622W；电气控控制；PLCC-可编编程控制制器；梯形图图目录摘要.2第一章 铣床特特点及电电气控制制线路分分析.51.1铣铣床简介介.51.2 XX62WW万能铣铣床.51.3 电器元元件设备备.71.4 电力力拖动特特点及控控制要求求.81.5 电气气控制线线路.81.6 电气气控制线线路分析析.100 主电路分分析.10 控制电路路分析.10 冷却和照照明控制制.13第二章 可编程程控制器器的概述述.1442.1 PLC的的发展历历史.1142.2 PLC的的构成.142.3 PLCC的基本本特点.152.4 PLC的的功能.1152.5 PLC的的应用领领域.1152.6 PLCC的分类类.1662.7 PLC的的国内外外状况.182.8 PLC的的未来展展望.118第三章 X622W万能能铣床电电气控制制线路PPLC的的硬件改造造.1193.1 XX62WW铣床PPLC控控制系统统的分析析.1193.2 PPLC的的选型及及校验.1993.3PPLC的的I/OO端口的的分配.193.4 系系统控制制的安装设设计.200第四章 X622W万能能铣床电电气控制制线路PPLC的的软件改改造.224.1梯梯形图控控制分析析.22主轴控控制电路路分析.23进给控控制电路路分析.234.2 PLCC控制指令令语句表表.244第五章 X622W万能能铣床PPLC改改造的测测试实验验.265.1 PLLC的模模拟实验验.265.2 改进进后的XX62WW万能铣铣床空载载实验.265.3 改进进后的XX62WW万能铣铣床负载载实验.26第六章 PLCC控制与与电气控控制的区区别.27第七章 致谢.228参考文献献.29第一章 铣床特点点及电气气控制线线路分析析1.1 铣床简介介铣削是一一种高效效率的加加工方式式，铣刀刀的旋转转是主运运动，工工作台的的上下、左左右、前前后运动动都是进进给运动动，其他他的运动动，如工工作台的的旋转运运动则是是辅助运运动。铣床的种种类很多多，按照照结构型型式和加加工性能能的不同同，可分分为立式式铣床、卧卧式铣床床、仿形形铣床、龙龙门铣床床和专用用铣床等等。万能铣床床是一种种通用的的多用途途机床，它它可以用用圆柱铣铣刀、圆圆片铣刀刀、成型型铣刀及及端面铣铣刀等工工具对各各种零件件进行平平面、斜斜面、螺螺旋面及及成型表表面的加加工，还还可以加加装万能能铣头和和圆工作作台来扩扩大加工工范围。目目前，万万能铣床床常用的的有两种种，一种种是卧式式万能铣铣床，铣铣头水平平放置，型型号为XX62WW；另一一种是立立式万能能铣床，铣铣头垂直直放置，型型号为XX52KK。这两两种铣床床结构大大体相似似，差别别在于铣铣头的放放置方向向上，而而工作台台进给方方式，主主轴变速速等都一一样，电电气控制制线路经经过系列列化以后后，也是是一样的的，只不不过容量量不同。型号意义义图1.111.2 X622W万能能铣床X62WW万能铣铣床是一一种通用用的多用用途机床床，它可可以进行行平面、斜斜面、螺螺旋面及及成型表表面的加加工，是是一种较较为精密密的加工工设备，它它采用继继电接触触器电路路实现电电气控制制。其操操作是通过手手柄同时时操作电电气与机机械，以以达到机机电紧密密配合完完成预定定的操作作，是机机械与电电气结构构联合动动作的典典型控制制，是自自动化程程度较高高的组合合机床。X62WW型万能能铣床的的结构主主要由床床身、主主轴、刀刀杆、悬悬梁、刀杆支支架、工工作台、回回转盘、横横溜板、升升降台、底底座等几几部分组组成。在在床身的的前面有有垂直导导轨，升升降台可可沿着它它上下移移动。在在升降台台上面的的水平导导轨上，装装有可在在平行主主轴轴线线方向移移动（前前后移动动）的溜溜板。溜溜板上部部有可移移动的回回转盘，工工作台就就在溜板板上部回回转盘上上的导轨轨上作垂垂直于主主轴轴线线方向移移动（左左右移动动）。 工作台台上有TT形槽用用来固定定工件。这这样，安安装在工工作台上上的工件件就可以以在三个个坐标上上的六个个方向调调整位置置或进给给。铣床床主轴带带动铣刀刀的旋转转运动时时主运动动；铣床床工作台台的前后后（横向向）、左左右（纵纵向）和和上下（垂垂直）66个方向向的运动动是进给给运动；铣床的的其他运运动，如如工作台台的讯转转运动则则属于辅辅助运动动。此外，由由于回转转盘可绕绕中心转转过一个个角度（通通常是±±45°），因因此工作作台在水水平面上上除了能能在平行行于或垂垂直于主主轴轴线线方向进进给，还还能在倾倾斜方向向进给，可可以加工工螺旋槽槽，故称称万能铣铣床。X62WW万能铣铣床特点点：(1) 能完成成很多普普通机床床难以加加工或者者根本不不能加工工的复杂杂型面的的加工。(2) 采用XX62WW铣床可可以提高高零件的的加工精精度，稳稳定产品品的质量量。(3) 采用XX62WW可以比比普通机机床提高高2 3倍倍生产率率，对复复杂零件件的加工工，生产产率可以以提高十十几倍甚甚至几十十倍。(4) 大大的的减轻了了工人的的劳动强强度。X62万万能铣床床外形结结构图1、2纵向工工作台进进给手动动手轮和和操纵手手柄。 3、115主轴停停止按钮钮。 4、117主轴启启动按钮钮。 5、114工作台台快速移移动按钮钮。 6工作台台横向进进给手动动手轮。 7工作台台升降进进给手动动摇把。 8自动进进给变速速手柄。 9工作台台升降、横横向进给给手柄。 100油泵开开关。 111电源开开关。 122主轴瞬瞬时冲动动手柄。 133照明开开关。 166主轴调调速转盘盘。1.3 电器元件件设备X62WW万能铣铣床电器器元件明明细表代号元件名称称型号规格件数用途M1M2M3QS1QS2SA1SA2SA3FU1FU2FU3FU4FU5FR1FR2FR3T2TCT1VCKM1KM2KM3KM4SB1、SSB2SB3、SSB4SB5、SSB6YC1YC2YC3SQ1代号电动机电动机电动机开关开关开关开关开关熔断器熔断器熔断器熔断器熔断器热继电器器热继电器器热继电器器变压器变压器变压器整流器接触器接触器接触器接触器按钮按钮按钮电磁离合合器电磁离合合器电磁离合合器位置开关关元件名称称JO2-51-4JO2-22-4JCB-22HZ1-60/3JHZ1-10/3JHZ1-10/3JHZ1-10/3JHZ3-1333RL1-60RL1-15RL1-15RL1-15RL1-15JR0-60/3JR0-20/3JR0-20/3BK-1100BK-1150BK-5504X2ZZCCJ0-20CJ0-10CJ0-10CJ0-10LA2LA2LA2定做定做定做LX3-11KK型号7.5kkw 114500r/mmin1.5kkw 114100r/mmin0.1225kww 27790rr/miin60A 5000V10A 5000V10A 5000V10A 5000V60A 5000V60A5A5A5A1A16A0.5AA1.5AA380/36VV380/1000V380/24VV20A 1110V10A 1110V10A 1110V规格1111111131111111111111112221111件数驱动主轴轴驱动进给给驱动冷却却泵总开关冷却泵开开关换刀开关关圆工作台台开关M1换相相开关电源总保保险整流电源源保险直流电路路保险控制回路路保险照明保险险M1过载载保护M3过载载保护M2过载载保护整流电源源控制回路路电源照明电源源整流器主轴驱动动快速进给给M2正转转M2反转转M1启动动快速进给给点动停止、制制动主轴制动动正常进给给快速进给给主轴冲动动开关用途SQ2SQ3SQ4SQ5SQ6位置开关关位置开关关位置开关关位置开关关位置开关关LX3-11KKLX2-1311LX2-1311LX2-1311LX2-131111111进给冲动动开关M2正、反反转及联联锁、1.4 电力力拖动特特点及控控制要求求1、主轴轴电动机机需要正正反转，但但方向的的改变并并不频繁繁。根据据加工工工艺的要要求，有有的工件件需要顺顺铣（电电动机正正转），有有的工件件需要逆逆铣（电电动机反反转）。大大多情况况下是一一批或多多批工件件只用一一种方向向铣削，并并不需要要经常改改变电动动机的转转向。因因此，可可用电源源相序转转换开关关实现主主轴电动动机的正正反转，节节省一个个反向转转动接触触器。2、铣刀刀的铣削削是一种种不连续续的切削削，容易易使机械械传动系系统发生生振动，为为了避免免这种现现象，在在主轴传传动系统统中装有有惯性轮轮但在高高速切削削后，停停车很费费时间，故故采用电电磁离合合器制动动。3、工作作台既可可以做六六个方向向上的进进给，又又可以在在六个方方向上快快速移动动。4、为了了防止刀刀具和机机床的损损坏，要要求只有有主轴旋旋转后，才才允许有有进给运运动。为为了减小小加工工工件表面面的粗糙糙度，只只有进给给停止后后主轴才才能停止止或同时时停止。本本机床在在电气上上采用了了主轴和和进给同同时停止止的方式式，但由由于主轴轴运动的的惯性很很大，实实际上就就保证了了进给运运动先停停止，主主轴运动动后停止止的要求求。5、主轴轴运动和和进给运运动采用用变速盘盘来进行行速度选选择，为为保证变变速齿轮轮进入良良好啮合合状态，两两种运动动都要求求变速后后作瞬时时点动。1.5电电气控制制线路X62WW万能铣铣床的电电气控制制线路。分分为主电电路，控控制电路路和照明明电路三三部分。X62WW万能铣铣床电气气控制电电路图1.6 电气气控制线线路分析析主电路路分析主电路中中共有三三台电动动机，MM1是主主电动机机，拖动动主轴带带动铣刀刀进行铣铣削加工工；M22是工作作台进给给电动机机，拖动动升降台台及工作作台进给给；M33是冷却却泵电动动机，供供应冷却却液。每每台电动动机均有有热继电电器作过过载保护护。控制电电路分析析1、 主轴电动动机的控控制控制线路路中的启启动按钮钮SB11和SBB2是异异地控制制按钮，分分别装在在机床两两处，方方便操作作。SBB5和SSB6是是停止按按钮。KKM1是是主轴电电动机MM1的启启动接触触器，YYC1则则是主轴轴制动用用的电磁磁离合器器，SQQ1是主主轴变速速冲动的的行程开开关。主主轴电动动机是经经过弹性性联轴器器和变速速机构的的齿轮传传动链来来实现传传动的，可可使主轴轴获得十十八级不不同的转转速。（1）主主轴电动动机的启启动 启动动前先合合上电源源开关QQS1，再再把主轴轴转换开开关SAA3扳到到所需要要的旋转转方向，然然后按启启动按钮钮SB11(或SSB2)，接触触器KMM1获电电动作，其其主触头头闭合，主主轴电动动机M11启动。SA3的的功能见见表1.1所示：正转时时SA33-2，SSA3-3两开开关触点点分别接接通，反反转时SSA3-1，SSA3-4分别别接通，停停止时都都不接通通。表1.11主轴转转换开关关位置表表位置触头正转停止反转SA3-1SA3-2SA3-3SA3-4（2）主主轴电动动机的停停车制动动 当铣削削完毕，需需要主轴轴电动机机M1停停车时，按按停止按按钮SBB5(或或SB66)，接接触器KKM1线线圈断电电释放，电电动机MM1停电电，同时时由于SSB5-2或SSB6-2接通通电磁离离合器YYC1，对对主轴电电机进行行制动。当当主轴停停车后方方可松开开停止按按钮。（3）主主轴换铣铣刀控制制 主轴轴更换铣铣刀时，为为避免主主轴转动动，造成成更换困困难，应应将主轴轴制动。方法是将转换开关SA1扳到换刀位置，常开触头SA1-1闭合，电磁离合器YC1获电，将电动机轴抱住；同时常闭触头SA1-2断开，切断控制电路，机床无法运行，保证了人身安全。（4）主主轴变速速时的冲冲动控制制主轴变变速时的的冲动控控制，是是利用变变速手柄柄与冲动动行程开开关SQQ1通过过机械上上的联动动机构进进行控制制的。将变速手手柄拉开开，啮合合好的齿齿轮脱离离，可以以用变速速盘调整整所需要要的转速速（实质质是改变变齿轮的的传动比比），然然后将变变速手柄柄推回原原位，使使变了传传动比的的齿轮组组重新啮啮合。由由于齿与与齿之间间的位置置不能刚刚好对上上，因而而造成啮啮合困难难。若在在啮合时时齿轮系系统冲动动一下，啮啮合将十十分方便便。当手手柄推进进时，手手柄上装装的凸轮轮将弹簧簧杆推动动一下又又返回，而而弹簧杆杆又推动动一下位位置开关关SQ11，SQQ1的常常闭触头头SQ11-2先先断开，而而后常开开触头SSQ1-1闭合合，使接接触器KKM1通通电吸合合，电动动机M11启动，但但紧接着着凸轮放放开弹簧簧杆，SSQ1复复位，常常开触头头SQ11-1先先断开，常常闭触头头SQ11-2后后闭合，电电动机MM1断电电。此时时并未采采取制动动措施，故故电动机机M1产产生一个个冲动齿齿轮系统统的力，足足以使齿齿轮系统统抖动，保保证了齿齿轮的顺顺利啮合合。2、 工作台进进给电动动机的控控制转换开关关SA22是控制制圆工作作台的，在在不需要要圆工作作台运动动时，转转换开关关SA22扳到“断开”位置，此此时SAA2-11闭合，SSA2-2断开开，SAA2-33闭合；当需要要圆工作作台运动动时，将将转换开开关SAA2扳到到“接通”位置，则则SA22-1断断开，SSA2-2闭合合，SAA2-33断开。SSA2的的功能如如表1.2所示:位置触头接通断开SA2-1SA2-2SA2-3+表1.22圆工作作台开关关位置（1）工工作台纵纵向进给给 工作台台的左右右(纵向向)运动动是由“工作台台纵向操操作手柄柄”来控制制。手柄柄有三个个位置：向左、向向右、零零位（停停止），其其控制关关系见表表1.33。当手手柄扳到到向左或或向右位位置时，手手柄有两两个功能能，一是是压下位位置开关关SQ55或SQQ6，二二是通过过机械机机构将电电动机的的传动链链拨向工工作台下下面的丝丝杠上，使使电动机机的动力力唯一的的地传到到该丝杠杠上，工工作台在在丝杠的的带动下下作左右右进给。在在工作台台两端各各设置一一块挡铁铁，当工工作台纵纵向移动动到极限限位置时时，挡铁铁撞动纵纵向操作作手柄，使使它回到到中间位位置，工工作台停停止运动动，从而而实现纵纵向运动动的终端端保护。表1.33 工工作台纵纵向进给给开关位位置位置触头左停右SQ5-1SQ5-2SQ6-1SQ6-2+1）工作作台向右右运动 主轴电动动机M11 启动动后，将将操纵手手柄向右右扳，其其联动机机构压到到位置开开关SQQ5，常常开触头头SQ55-1闭闭合，常常闭触头头SQ55-2断断开，接接触器KKM3通通电吸合合;电动动机M22正转启启动，带带动工作作台向右右进给。 2）工工作台向向左进给给 控制制过程与与向右相相似，只只是将操操作手柄柄拨向左左，这时时位置开开关SQQ6被压压着，SSQ6-1被压压着闭合合，SQQ6-22断开，接接触器KKM4通通电吸合合，电动动机反转转，工作作台向左左进给。（2）工工作台升升降和横横向（前前后）进进给 操纵纵工作台台上下和和前后运运动时用用同一手手柄完成成的。该该手柄有有五个位位置，即即上、下下、前、后后和中间间位置。当当手柄扳扳向向上上或向下下时，机机械上接接通了垂垂直进给给离合器器；当手手柄扳向向前或后后时，机机械上接接通了横横向进给给离合器器；手柄柄在中间间位置时时，横向向和垂直直进给离离合器均均不接通通。在手柄扳扳到向下下或向前前位置时时，手柄柄通过机机械联动动机构使使位置开开关SQQ3被压压动，接接触器KKM3通通电吸合合，电动动机正转转；在手手柄扳到到向上或或向后时时，位置置开关SSQ4被被压动，接接触器KKM4通通电吸合合，电动动机反转转。对应操纵纵手柄的的五个位位置，可可列出与与之对应应的运动动状态，见见表1.4表1.44 工作台台横向与与垂直操操纵手柄柄功能手柄位置置工作台运运动方向向离合器接接通的丝丝杠行程开关关动作接触器动动作电动机运运转向上向下向前向后中间向上进给给或快速速向上向下进给给或快速速向下向前进给给或快速速向前向后进给给或快速速向后升降或横横向停止止垂直丝杠杠垂直丝杠杠横向丝杠杠横向丝杠杠横向丝杠杠SQ4SQ3SQ3SQ4KM4KM3KM3KM4M2反转转M2正转转M2正转转M2反转转此五个位位置是联锁的的，各个个方向的的进给不不能同时时接通，所所以不可可能同时时传动紊紊乱的现现象。 1）工工作台向向上（下下）运动动 在主轴轴电机启启动后，将将操纵手手柄扳到到中间位位置，把把横向和和升降操操作手柄柄扳到向向上（下下）位置置，其联联动机构构一方面面接通垂垂直传动动丝杠的的离合器器；令一一方面它它使位置置开关SSQ4（SSQ3）动动作，KKM4(KM33)获电电，电动动机M22反（正正）转，工工作台向向上（下下）运动动。将手手柄扳回回中间位位置，工工作台停停止运动动。 2) 工作台台向前（后后）运动动 手柄扳扳到向前前（后）位位置，机机械装置置将横向向传动丝丝杠的离离合器接接通；同同时压动动位置开开关SQQ3(SSQ4)，KMM3（KKM4）获获电，电电动机MM2正（反反）转，工工作台向向前（后后）运动动。3)联锁锁问题 单单独对垂垂直和横横向操作作手柄而而言，上上下前后后四个方方向只能能选择其其一，绝绝不会出出现两个个方向的的可能性性。但在在操作这这个手柄柄时，又又将控制制纵向的的手柄拨拨动了，这这时有两两个方向向进给，将将造成机机床重大大事故，所所以必须须联锁保保护。从从图1.1可以以看出，若若纵向手手柄扳到到任一方方向，SSQ5-2或SSQ6-2两个个位置开开关中的的一个被被压开，接接触器KKM3或或KM44立刻失失电，电电动机MM2停转转，从而而得到保保护。 同同理，当当纵向操操作手柄柄扳到某某一方向向而选择择了向左左或向右右进给时时，SQQ5或SSQ6被被压着，它它们的常常闭触头头SQ55-2或或SQ66-2是是断开的的，接触触器KMM3或KKM4都都由SQQ3-22和SQQ4-22接通。若若发生误误操作，使使操作和和横向操操作手柄柄扳离了了自己位位置，而而选择上上、下、前前、后某某一方向向的进给给就一定定使SQQ3-22或SQQ4-22断开，使使KM33或KMM4断电电释放，电电动机MM2停转转运转，避避免了机机床事故故。（3）进进给变速速冲动 和和主轴变变速一样样，进给给变速时时，为使使齿轮进进入良好好的啮合合状态，也也要做变变速后的的瞬时点点动。在在进给变变速时，只只需将变变速盘（在在升降台台前面）往往外拉，使使进给齿齿轮松开开，待转转动变速速盘以后后，将变变速盘向向里推。在在推进时时，挡块块压动位位置开关关SQ22，首先先使常闭闭触头SSQ2-2断开开，然后后常开触触头SQQ2-11闭合，接接触器KKM3通通电吸合合，电动动机M22启动。但但它并未未运转起起来，位位置开关关SQ22已复位位，首先先断开SSQ2-1，而而后闭合合SQ22-2。接接触器KKM3失失电，电电动机失失电停转转。这样样以来，使使电动机机接通一一下电源源，齿轮轮系统产产生一次次抖动，使使齿轮啮啮合顺利利进行。（4）工工作台的的快速移移动 为为了提高高劳动生生产率，减减少生产产辅助时时间，XX62WW万能铣铣床在加加工过程程中，不不做铣削削加工时时，要求求工作台台快速移移动，当当进入铣铣削区时时，要求求工作台台以原进进给速度度移动。安装好工工件后，按按下按钮钮SB33或SBB4（两两地控制制），接接触器KKM2通通电吸合合，它的的一个常常开触头头接通进进给控制制电路，另另一个常常开触头头接通电电磁离合合器YCC3，常常闭触头头切断电电磁离合合器YCC2。离离合器YYC2吸吸合将使使齿轮系系统和变变速进给给系统相相联，而而离合器器YC33则是快快速进给给变换用用的，它它的吸合合，使进进给传动动系统跳跳过齿轮轮变速链链，电动动机可直直接拖动动丝杠套套，让工工作台快快速进给给。进给给的方向向，仍由由进给操操作手柄柄来决定定。当快快速移动动到预订订网站时时，松开开按钮SSB3或或SB44，接触触器KMM2断电电释放，YYC3断断开，YYC2吸吸合，工工作台的的快速移移动停止止，仍按按原来方方向做进进给运动动。3、 圆工作台台的控制制为了扩大大机床的的加工能能力，可可在机床床上安装装附件圆圆形工作作台，这这样可以以进行圆圆弧或凸凸轮的铣铣削加工工。在拖拖动时，所所有进给给系统均均停止工工作（手手柄放置置在零位位上），只只让圆工工作台绕绕轴心回回转。当工件在在圆工作作台安装装好后，用用快速移移动方法法，将铣铣刀和工工件之间间位置调调整好，把把圆工作作台控制制开关拨拨到“接通”位置。这这个开关关就是SSA2，此此时SAA2-11和SAA2-33断开，SSA2-2闭合合。当主主电动机机启动后后，圆工工作台即即开始工工作，其其控制电电路是：电源SQ22-2SQ33-2SQ44-2SQ66-2SQ55-2SA22-2KM44（常闭闭）KM33线圈电源。接接触器KKM3通通电吸合合，电动动机M22正转。该该电机带带动一根根专用轴轴，使圆圆工作台台绕轴心心回转，铣铣刀铣出出圆弧。在在圆工作作台开动动时，其其余进给给一律不不准运动动，若有有误操作作，拨动动了两个个进给手