数控机床改造毕业设计论文gfnm.docx

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1、毕业设计计论文 课题名名称C6500卧式车车床的控控制系统统的PLLC控制制改造学院抚顺职业业技术学学院专业数控技术术班级数控一班班姓名郭洋学号1101105001177指导教师师：王旭旭华二零一四四年三月月前言做好毕业业设计是是作为当当代即将将毕业的的一名大大学生巩巩固在校校期间所所学的知知识，来来集合顶顶岗实习习的经验验来不断断完善自自己，为为自己将将来的发发展奠定定一定的的基础。而而我的毕毕业设计计是C6650卧卧式车床床的控制制系统的的PLCC控制改改造，下下面我对对我的CC6500卧式车车床的控控制系统统的PLLC控制制改造设设计进行行粗略的的介绍说说明。PLC控控制改造造设计车车床

2、系统统是采用用连线少少、体积积小、功功耗小、控控制速度度快、可可靠性高高、功能能完善的的PLCC控制系系统，来来代替电电气控制制系统中中继电器器控制逻逻辑，配配以合适适的数控控系统，可可使机床床控制功功能更加加丰富，自自动化水水平大大大提高。此次设计计从被控控对象的的I/OO点数和和性价比比高、综综合成本本低这几几个主要要原则出出发，主主要进行行了控制制装置选选型， PLCC的地址址分配和和用梯形形图编辑辑的PLLC控制制程序设设计。改造后的的机床在在实现机机床原有有功能的的基础上上还增加加了自动动加工等等多种功功能。本设计共共6章，参阅了大量的资料，运用了大学的所学知识及结合工厂实践。写出了

3、C650卧式车床的控制系统的PLC控制改造。限于我的的水平，该该设计中中难免有有错误和和不妥之之处，恳恳请老师师批评指指正，谢谢谢！ 设计计者20111年111月200日 目录前言第1章绪绪论11.1 普通机机床改造造的意义义和前景景11.2 PLCC的基础础知识441.3 PLCC控制系系统与电电气控制制系统的的比较551.4电电气系统统改造为为PLCC控制的的意义661.5 PLCC相关概概述7第2章CC6500车床的的主要结结构与控控制要求求102.1 C6550车床床的主要要结构1102.2 C6550车床床的控制制要求1102.3 继电器器电气线线路的分分析1112.3.1主电电路分

4、析析112.3.2 控控制电路路分析1122.3.3 整整机线路路联锁与与保护113第3章CC6500卧式车车床改造造为PLLC控制制的硬件件设计1143.1 统计I/0的点点数1443.2 PLCC的选型型153.2.1 PPLC 的硬件件组成与与各部分分的作用用153.2.2 PPC的技技术指标标183.3 I/00分配表表203.4 PLCC控制系系统外部部接线图图的设计计21第4章CC6500卧式车车床改造造为PLLC控制制的软件件设计2224.1 电动机机M1正、反反转控制制梯形图图的设计计224.2 电动机机M1正转转点动控控制及反反接制动动控制的的设计2244.4 梯形图图284

5、.5 语句表表30第5章调调试3335.1 M1的的正转点点动调试试345.2 M1正正转调试试355.3反反转调试试365.4 反转制制动调试试375.5 M2的的起动调调试3885.6 M2的的停止调调试3885.7 M3的的起动调调试388第6章结结论399参考文献献40第1章 绪论1.1普普通机床床改造的的意义和和前景从20世世纪中叶叶数控技技术出现现以来，数数控机床床给机械械制造业业带来了了革命性性的变化化。数控控加工具具有如下下特点：加工柔柔性好，加加工精度度高，生生产率高高，减轻轻操作者者劳动强强度、改改善劳动动条件，有有利于生生产管理理的现代代化以及及经济效效益的提提高。数数控

6、机床床是一种种高度机机电一体体化的产产品，适适用于加加工多品品种小批批量零件件、结构构较复杂杂、精度度要求较较高的零零件、需需要频繁繁改型的的零件、价价格昂贵贵不允许许报废的的关键零零件、要要求精密密复制的的零件、需需要缩短短生产周周期的急急需零件件以及要要求1000%检检验的零零件。数数控机床床的特点点及其应应用范围围使其成成为国民民经济和和国防建建设发展展的重要要装备。更新改造造旧机床床是最近近几年发发展起来来的一个个新兴产产业，在在国外己己形成一一定规模模和市场场，涌现现出了许许多专门门从事机机床改造造的公司司。国外外旧机床床改造费费用大约约为同类类型新机机床价格格的600%，尽尽管费用

7、用较高，但但由于机机床改造造后使用用效果好好，所以以仍然受受到机床床用户的的欢迎。国国内近几几年才有有较多的的用户使使用数控控机床，大大多数用用户当前前最关心心的还是是怎样用用好、维维护好数数控机床床，机床床改造还还处于起起步阶段段。改造造旧机床床是一项项高新技技术，风风险大，承承担者必必须具备备比较全全面的知知识和经经验，不不仅要熟熟悉各种种类型的的机床和和不同类类型的数数控及驱驱动系统统，还要要熟悉用用户的使使用要求求和机床床的优缺缺点。因因此，实实施设备备改造的的技术难难度非常常高。随着科学学生产力力的发展展，机床床设备数数控化率率的提高高已是衡衡量一个个国家机机械制造造业现代代化水平平

8、的重要要标志。据据最近有有关资料料表明，我我国机床床总量为为3800余万台台，其中中数控机机床总数数只有111.334万台台，即我我国机床床数控化化率还不不到3%，而一一些发达达国家早早己达到到20%以上。因因此，我我国机械械制造水水平与发发达国家家相比差差距很大大，设备备陈旧，技技术水平平落后，严严重地影影响了生生产力的的发展。对对于一个个企业要要想在竞竞争激烈烈的市场场中赢得得生存，适适应当前前产品更更新日新新月异的的发展，要要求在最最短时间间生产出出优质、高高产、低低价的新新产品。采采用先进进的工艺艺设备，包包括采用用数控机机床，已已显得越越来越重重要。因因此，逐逐步提高高数控机机床的占

9、占有比，己己经成为为我国制制造技术术发展的的总趋势势。提高机床床数控化化率有两两个途径径:一是购购买新的的数控机机床;二是对对旧机床床进行数数控改造造。这对对于我国国一个机机床拥有有量极大大(其中大大部分机机床役龄龄较长)，而当当前经济济财力又又不足的的发展中中国家来来说，采采用旧机机床改造造来提高高设备的的先进性性和数控控化率，是是一个极极其有效效和实用用的途径径.即使在在发达的的工业国国家，在在大量制制造数控控机床的的同时，也也在组建建维修改改造专业业公司，专专门从事事旧机床床的维修修和数控控化改造造，尤其其在美国国、日本本和德国国等发达达国家机机床工业业处于不不景气的的今天，它它们的机机

10、床改造造却是为为新的经经济增长长行业，生生意盎然然，处在在黄金时时代。用数控控技术改改造机床床和生产产线具有有广阔的的市场，已已形成了了机床和和生产线线数控改改造的新新行业。在在美国，机机床改造造业称为为机床再再生(RRemaanuffactturiing)业。从从事再生生业的著著名公司司有:Berrtscche工工程公司司、Ayytonn机床公公司、DDevlliegg-Buullaavd(得宝)服务集集团、uus设备备公司等等。美国国得宝公公司己在在中国开开办公司司。在日日本，机机床改造造业称为为机床改改装(Rettroffitttingg)业。从从事改装装业的著著名公司司有:大限工工程集

11、团团、岗三三机械公公司、千千代田工工机公司司、野崎崎工程公公司、滨滨田工程程公司、山山本工程程公司等等。由于于机床本本身的特特点，以以及相应应技术的的不断发发展进步步，机床床改造仍仍是一个个“永恒”的课题题，并且且正在向向着更高高层次发发展。我我国的机机床改造造业，也也从老的的行业进进入到以以数控技技术为主主的新行行业。结结合我国国机床业业的实际际和当前前相关新新技术的的发展，采采用数控控技术改改造旧机机床主要要有下述述适应性性和特点点:(1) 减少投投资、交交货期短短同购置新新相比，一一般可以以节省660%-80%的费用用，改造造费用低低。特别别是大型型、特殊殊机床尤尤其明显显。一般般大型机

12、机床改造造，只花花新机床床购置费费用的11/3，交交货期短短。但有有些特殊殊情况，如如高速主主轴、刀刀具自动动交换装装置、托托盘自动动交换装装置的制制作与安安装等过过于费工工、费钱钱，往往往使改造造成本提提高2-3倍，与与购置新新机床相相比，只只能节省省投资550%左左右。(2) 机械性性能稳定定可靠，但但结构受受限由于机床床本身的的特点，它它与汽车车等类机机电产品品不同，机机床所利利用的床床身、立立柱等基基础件都都是重而而坚固的的铸铁构构件，而而不是焊焊接构件件。而铸铸铁件年年代愈久久，自然然时效愈愈充分，内内应力的的消除使使得精度度比新铸铸件更稳稳定。从从另一方方面来说说，这些些铸铁件件的

13、重复复使用，即即节约了了社会资资源，又又减少了了铸铁件件生产时时对环保保的影响响.但旧机机床的改改造，由由于受到到原机床床机械结结构的限限制，不不宜做突突破性的的改进。(3) 熟悉了了解设备备结构性性能，便便于操作作维修购新设备备时，事事先不能能全面了了解机床床结构性性能，以以致很难难预计是是否能完完全适合合其加工工要求。改改造则不不然，由由于旧设设备已多多年使用用，机床床操作者者和维修修人员已已对其机机械性能能和结构构了解透透彻，对对机床的的加工能能力能较较准确地地估算。机机床数控控改造时时，可根根据企业业自身的的技术力力量和有有关条件件，采用用自己改改造或委委托专业业改造公公司，并并派原设

14、设备维修修技术人人员参加加相结合合的方法法进行。这这样，既既可在数数控改造造过程中中，培养养提高相相关人员员的数控控技术水水平和有有关专业业知识，又又便于合合理选择择更换原原机床设设备中的的部份元元器件，更更主要的的通过改改造，大大大提高高了企业业自身对对数控机机床维修修的技术术力量，并并且也大大大缩短短了对数数控机床床在操作作使用和和维修方方面的培培训时间间，机床床一旦改改造调试试完毕，就就可很快快投入正正常全负负荷运转转，见效效甚快。(4) 可充分分利用现现有的条条件可以充分分利用现现有地基基，不必必像购入入新设备备时那样样需重新新构筑地地基，同同时工夹夹具、样样板及外外围设备备也能再再利

15、用。以以加工中中心为例例子，工工艺装备备的费用用一般要要占整个个机床售售价的110%以以上。(5) 可更好好地因地地制宜，合合理删选选功能购买现成成的通用用数控机机床，往往往对一一个具体体的生产产加工有有一些多多余的功功能，而而又可能能缺少某某一专用用的特殊殊功能。如如向机床床制造厂厂提出特特殊订货货，增加加某些专专用功能能，往往往费用大大、交货货期长。而而采用改改造的方方案，就就可灵活活选取所所要的功功能，并并可根据据生产加加工要求求，采用用组合的的方法，增增添某些些部件，设设计改造造成专用用数控机机床。(6) 可及时时采用最最新技术术、充分分利用社社会资源源由于技术术进步和和我国机机床功能

16、能部件专专业化生生产的发发展，目目前已有有众多的的社会资资源来支支持机械械方面的的改造。如如可随意意采购各各种尺寸寸的滚珠珠丝杠副副，而且且交货期期短:采用贴贴塑导轨轨新技术术，不仅仅可使传传统的滑滑动导轨轨的摩擦擦系数降降低五至至十几倍倍来防止止爬行，还还使得刮刮研极为为容易。这这种塑料料导轨带带和粘结结剂，国国内己有有多家厂厂生产，可可敞开供供应。此此外，国国产数控控系统还还具有导导轨精度度自动补补偿的功功能，最最终可以以获得高高于导轨轨实际具具有精度度。1.2 PLCC的基础础知识PLC（即即可编程程逻辑控控制器，Programmable Logic Controller）是用来取代用于

17、电机控制的顺序继电器电路的一种器件（图1-1）。是由模仿原继电器控制原理发展起来的，二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，每执行一步该计数器自动加1，程序从起始步起，依次执行到最终步，然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为

18、一个扫描周期。不同型号的PLC，循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。图1-11可编程程序控制制器的基基本结构构PLC用用梯形图图编程，在在解算逻逻辑方面面，表现现出快速速的优点点，在微微秒量级级，解算算1K逻辑程程序不到到1毫秒秒。它把把所有的的输入都都当成开开关量来来处理，116位为为一个模模拟量。大大型PLLC使用用另外一一个CPPU来完完成模拟拟量的运运算。把把计算结结果送给给PLCC的控制制器。相相同I/O点数数的系统统，用PPLC比比用DCCS，其成成本要低低一些。PLC没有专用操作站，它用的软件和硬件都是通用的，所以维护成本比DCS要低很多。一个PLC的控制器，可以接收几千个I/O

19、点。如果被控对象主要是设备连锁、回路很少，采用PLC较为合适。PLC由于采用通用监控软件，在设计企业的管理信息系统方面，要容易一些。PLC在在实际中中用的很很多。只只要有工工业的地地方，就就有PLLC存在在的机会会。如果果你就在在机器制制造、包包装、物物料输送送、自动动装配等等行业中中工作，那那么你可可能已经经在使用用它了。如果没有有的话，你你就是正正在浪费费金钱和和时间。几几乎所有有需要电电气控制制的地方方都需要要PLCC。可编程控控制器得得以迅速速发展和和广泛使使用的原原因是由由于它具具有继电电器接触触器控制制装置和和通用计计算机以以及其他他控制系系统所不不具有的的特点：(1) 运行稳稳定

20、、可可靠性高高、抗干干扰能力力强(2) 设计使使用和维维护方便便(3) 编程御御苑直观观易学(4) 与网络络技术相相结合(5) 体积小小、质量量轻、能能耗低1.3 PLCC控制系系统与电电气控制制系统的的比较PLC控控制系统统与电气气控制系系统的比比较主要要有以下下优点：（1） 控制方方法电气控制制系统控控制逻辑辑采用硬硬件接线线，利用用继电器器机械触触点的串串联或并并联等组组成控制制逻辑，其其连线多多且复杂杂、体积积大、功功耗大，系系统构成成后，想想再改变变或增加加功能较较为困难难。另外外，继电电器的触触点数量量有限，所所以电气气控制系系统的灵灵活性和和可扩展展性受到到很大限限制。而而PLC

21、C采用了了计算机机技术，其其控制逻逻辑时以以程序的的方式存存放在存存储器中中的，要要改变控控制逻辑辑只需改改变程序序，因而而很容易易改变或或增加系系统功能能。系统统连线少少、体积积小、功功耗小，而而且PLLC所谓谓的“软继电电器”实质上上是存储储器单元元的状态态，所以以“软继电电器”的触点点数量是是无限的的PLCC系统的的灵活性性和可扩扩展性也也较好。（2） 工作方方式在继电器器控制电电路中，当当电源接接通时，电电路中所所有继电电器都处处于受制制约状态态，即该该吸合的的继电器器都同时时吸合，不不该吸合合的继电电器受某某种条件件限制而而不能吸吸合，这这种工作作方式称称为并行行工作方方式。而而PL

22、CC的用户户程序按按一定顺顺序循环环执行，所所以各继继电器都都处于周周期性循循环扫描描接通中中，受同同一条件件制约的的各个继继电器的的动作次次序决定定于程序序扫描顺顺序，这这种工作作方式称称为串行行工作方方式。（3） 控制速速度继电器控控制系统统依靠机机械触点点的动作作实现控控制，工工作效率率低，机机械触点点还会出出现抖动动问题。而而PLCC时通过过程序指指令控制制半导体体电路来来实现控控制的，速速度快，程程序指令令执行时时间在微微秒级，且且不会出出现触点点抖动问问题。（4） 定时和和计数控控制电气控制制系统采采用时间间继电器器的延时时动作进进行时间间控制，时时间继电电器的延延时时间间易受环环

23、境温度度和温度度变化的的影响，定定时精度度不高。而而PLCC采用半半导体集集成电路路做定时时器，时时钟脉冲冲由晶体体振荡器器产生，精精度高，定定时范围围宽，用用户可根根据需要要在程序序中设定定时值，修修改方便便，不受受环境的的影响，且且PLCC具有计计数功能能，而电电气控制制系统一一般不具具备计数数功能。（5） 可靠性性和可维维护性由于电气气控制系系统使用用了大量量的机械械触点，存存在机械械磨损、电电弧烧伤伤等问题题，寿命命短，系系统的连连线多，所所以可靠靠性和可可维护性性较差。而而PLCC大量的的开关动动作由无无触点的的半导体体电路来来完成，寿寿命长、可可靠性高高。PLLC还具具有自诊诊断功

24、能能，能查查出自身身的故障障，随时时显示给给操作人人员，并并能动态态地监视视控制程程序的执执行情况况，为现现场的调调试和维维护提供供了方便便。1.4电电气系统统改造为为PLCC控制的的意义传统的继继电器接触器器控制系系统由于于其结构构简单、容容易掌握握、价格格便宜，在在一定的的范围内内能满足足控制要要求，因因而使用用面甚广广，在工工业控制制领域中中曾占主主导地位位，但是是继电器器接触器器控制有有着明显显的缺点点：设备备体积大大、寿命命短、可可靠性差差、动作作速度慢慢、功能能少、程程序不可可变；因因此对于于程序固固定，控控制过程程不太复复杂的系系统还是是适合的的。但是是由于它它是靠硬硬连线逻逻辑

25、构成成的系统统，接线线复杂，所所以当生生产工艺艺或对象象改变时时，原有有的接线线和控制制柜就要要改接或或更改，通通用性和和灵活性性较差。但可编程程序控制制器（PPC）以其完完善的功功能，很很强的通通用性，体体积少及及高可靠靠性等特特点在各各工矿企企业得到到广泛的的应用。在在工厂自自动化系系统中，PC被广泛采用为核心的控制器件。它既可组成功能齐全的自控系统控制整个工厂的运行，亦可单独使用作单机自动控制。它还是继电器控制柜的理想替代物。在生产工艺控制、过程控制、机床控制、组合机床自动控制等场合，PC占有举足轻重的地位。特别是在数控机床及大量的机床改造和老设备改造中，PC应用极广。1.5 PLCC相

26、关概概述现代化生生产的水水平,产产品质量量和经济济效益等等各项指指标在很很大程度度上取决决于生产产设备的的先进性性和电气气化程度度.随着着大规模模集成电电路及微微型计算算机技术术的发展展,给电电气控制制技术开开辟了新新的前景景.可编编程控制制器是近近几十年年发展起起来的一一种新兴兴工业控控制器,由于它它将计算算机的编编程灵活活、功能能齐全、应应用面广广等优点点与继电电器系统统的控制制简单、使使用方便便、抗干干扰力强强、价格格便宜等等优点结结合起来来,而其其本身又又具有体体积小、重重量轻、耗耗电省等等特点,因此在在工业生生产过程程控制中中的应用用越来越越广泛.在实际生生产中,由于大大量存在在一些

27、用用开关量量控制的的简单的的程序控控制过程程,而实实际生产产工艺和和流程又又是经常常变化的的,因而而传统的的继电接接触控制制系统常常不能满满足这种种要求.电子计计算机控控制系统统的出现现,提高高了电气气控制的的灵活性性和通用用性,其其控制功功能和控控制精度度都得到到很大的的提高.然而在在其初期期,存在在着系统统复杂,使用不不便,抗抗干扰能能力差,成本高高等缺陷陷,尤其其对上述述简单的的过程控控制有大大材小用用和不经经济等问问题.因因而,在在20世世纪600年代出出现了一一种能够够根据生生产需要要,方便便地改变变控制程程序,而而又远比比电子计计算机结结构简单单,价格格低廉的的自动化化装置顺序序控

28、制器器,它是是通过组组合逻辑辑元件插插接或编编程来实实现继电电器接触触控制线线路功能能的装置置.它能能满足程程序经常常改变的的控制要要求,使使控制系系统具有有较大的的灵活性性和通用用性,但但它还是是使用硬硬件手段段,装置置体积大大,功能能也受到到一定限限制.随随着大规规模集成成电路和和微处理理技术的的发展和和应用,上述控控制技术术也发生生了根本本的变化化.在220世纪纪70年年代出现现了用软软件手段段来实现现各种控控制功能能以微处处理器为为核心的的新型工工业控制制器可编程程控制器器,这种种器件完完全能够够适应恶恶劣的工工业环境境。由于于它兼备备了计算算机控制制和继电电器控制制系统两两方面的的优

29、点,故目前前在世界界各国以以作为一一种标准准化通用用设备普普遍应用用于工业业控制。PC出现现后就受受到普遍遍的重视视,其应应用发展展也十分分的迅速速,原因因在于现现有的各各种控制制方式相相比,它它有一系系列受用用户欢迎迎的特点点,主要要是:1.可靠靠性高,抗干扰扰能力强强 在在恶劣的的 工业业环境下下工业生生产对控控制设备备的可靠靠性提出出很高的的要求。PC是专专为工业业控制而而设计,由于采采取了一一系列措措施,使使PC控制制系统的的平均无无故障间间隔时间间一般能能达到445万万h,远远远超过传传统继电电器控制制和计算算机控制制系统.可以说说,到目目前为止止尚无任任何一种种工业控控制系统统的可

30、靠靠性能达达到和超超过PCC.保证证PC工作作的可靠靠性高、抗抗干扰能能力强的的主要措措施是:(1) 采用循循环扫描描、集中中采样,集中输输出的工工作方式式。(2) 硬件设设计采用用模块式式结构并并采取屏屏蔽、滤滤波、隔隔离、联联锁等一一系列抗抗干扰技技术,同同时增加加输出联联锁、环环境检测测与故障障诊断等等提高可可靠性电电路。(3) 软件设设计中设设置实时时监控、自自诊断、信信息保护护与恢复复等程序序与硬件件电路配配合实现现各种故故障的诊诊断、处处理、报报警显示示及保护护功能.因此PPC优于于微机控控制的首首要特点点是它能能适应恶恶劣的工工业环境境。2.编程程简单、易易于掌握握 这这是PCC

31、优于微微机的另另一个特特点。梯梯形图编编程方式式是PCC最常用用的编程程语言。它它与继电电器控制制原理图图类似，具具有直观观、清晰晰、修改改方便、易易掌握等等优点。3组合合灵活使使用方便便 由由于它采采用标准准化得到到通用模模块结构构，能灵灵活方便便地组合合成各种种不同规规模、不不同功能能的控制制系统。4功能能强，通通用性好好 现现代PCC具备很很强的信信息处理理功能和和输出控控制能力力，它既既可以对对开关量量进行控控制又可可以对模模拟量进进行控制制。5开发发周期短短，功率率高 随着电子子技术的的发展和和应用领领域日益益扩大，PC技术及其产品仍在继续发展，其结构不断改进，功能日益增强，性价比越

32、来越高。43第2章CC6500车床的的主要结结构与控控制要求求2.1 C6550车床床的主要要结构普通车床床是一种种应用极极为广泛泛的金属属切削机机床，能能够车削削外圆、内内圆、端端面、螺螺纹和定定型表面面，并可可以通过过尾架进进行钻孔孔、铰孔孔、攻螺螺纹等加加工。C6500卧式普普通车床床属中型型车床，加加工工件件回转直直径最大大可达110200mm,长长度可达达30000mmm。其结结构主要要由床身身、主轴轴变速箱箱、进给给箱、溜溜板箱、刀刀架、尾尾架、丝丝杆和光光杆等部部分组成成。车床有两两种运动动，一是是轴卡盘盘带动工工件的旋旋转运动动，称为为主运动动（切削削运动），另另一种四四溜板刀

33、刀架顶针针带动刀刀具的直直线运动动，称为为进给运运动。两两种运动动由同一一电动机机带动并并通过各各自的变变速箱调调节主轴轴转速或或进给速速度。此此外，为为提高效效率、减减轻劳动动强度、便便于对刀刀和减小小辅助工工时，CC6500车床的的刀架还还能快速速移动，称称为辅助助运动。C6500车床车车床由三三台三相相笼型异异步电动动机拖动动，即主主电动机机M1、冷冷却电动动机M22和刀架架快速移移动电动动机M33。2.2 C6550车床床的控制制要求从车削工工艺要求求出发，对对各电动动机的控控制要求求主要是是：主电动机机M1（330KWW）：由由它完成成主运动动的驱动动。要求求：直接接起动连连续运行行

34、方式并并有点动动功能以以便调整整；能正正反转以以满足螺螺纹加工工需要；由于加加工工件件转动惯惯性大，停停车时带带有电气气制动，此此外，还还要显示示电动机机的工作作电流以以监视切切削状况况。冷却电动动机M22：用以以加工时时提供冷冷却液，采采用直接接起动、单单向运行行、连续续工作方方式。快速移动动电动机机M3：单单向点动动、短时时工作方方式。要求有局局部照明明和必要要的电气气保护与与联锁。2.3 继电器器电气线线路的分分析C6500车床电气气控制原原理图如如图2.1所示示:图2.11 C6650车车床电气气控制原原理图2.3.1主电电路分析析该机床共共配置三三台电动动机M11、M2和M3。主电动

35、机机M1（功功率为330kWW）完成主主轴主运运动和刀刀具进给给运动的的驱动，采采用直接接启动方方式，可可正反两两个方向向旋转，并并可进行行正反两两个旋转转方向的的电气制制动停车车。为加加工调整整方便，还还具有点点动功能能。电动动机M11控制电电路分为为四个部部分：由正转转控制接接触器KKM1和和反转控控制接触触器KMM2的两两组主触触点构成成电动机机的正反反转电路路。电流表表PA经电电流互感感器TAA接在主主电动机机M1主运运动上，以以监视电电动机绕绕组工作作电流变变化。为为防止电电流表被被启动电电流冲击击损坏，利利用时间间继电器器KT的的动断触触头，在在启动的的短时间间内将电电流表暂暂时短

36、接接。串联电电阻限流流控制部部分，接接触器KKM3的的主触点点控制限限流电阻阻R的接接入和切切除，在在进行点点动调整整时，为为防止连连续的启启动电流流造成电电动机过过载而串串入了限限流电阻阻R，以保保证电路路设备正正常工作作。速度继继电器KKS的速速度检测测部分与与电动机机的主轴轴相联，在在停车制制动过程程中，当当主电动动机转速速接近零零时，其其动合触触头可将将控制电电路中反反接制动动的相应应电路切切断，完完成停车车制动。电动机MM2提供供切削液液，采用用直接启启动停止止方式，为为连续工工作状态态，由接接触器KKM4的的主触点点控制其其主电路路的接通通与断开开。快速移动动电动机机M3由交交流接

37、触触器KMM5控制制，根据据使用需需要，可可随时手手动控制制启停。为保证主主电路的的正常运运行，主主电路中中还设置置了采用用熔断器器的短路路保护环环节和采采用热继继电器的的电动机机过载保保护环节节。2.3.2 控控制电路路分析电源：由由控制变变压器TTC（3800V/1110VV，36VV）的接接线和参参数标注注可知各各接触器器、继电电器线圈圈电压等等级为1100V，而而照明为为366V安全全电压由由主令开开关SAA控制。主电动机机M1控制制：接通通电源QQS+。正向点动动 SSB1+KMM1+（无自自保）M1串R正向点点动（SSB1+表示按按SB11并保持持）正向起动动 SSB2+KMM3+

38、, KKT+短接R, KAA+ KKM1+(自保保) M1全压压正向起起动(当当n1120rr/miin时) KKS-11+(KT延时时到,起起动完成成) 转速达达n,电流表表A接入正向停止止制动 SBB0+KMM1-，KM33-，KT-，KA-（当KS-1+时）KMM2+M11串R反接制制动 nn(当n1100rr/miin时) KSS-1- KKM2-。反向制动动 （接接SB33）与停车车制动（KS-2+）过程与正向类似。采用控制制流程来来表达电电路的过过程具有有简单、一一目了然然的优点点。其基基本步骤骤是：各各自受控控点动作作后出现现的控制制结果（利利用坐标标标注检检索可避避免遗漏漏）。

39、冷却泵电电动机 SQ66+ KKM4+（自保保）M2起动动。快速电动动机 SQ+（刀架手手柄压动动）KKM5+M33起动。2.3.3 整整机线路路联锁与与保护由KM11与KM22各自的的常闭触触点串接接于对方方工作电电路以实实现正反反转运行行互锁。由由FU及FU11FU66实现短短路保护护。由FFR1与与FR22实现M11与M2的过过载保护护（根据据M1与M2额定定电流分分别整定定）。KKM1KM44等接触触器采用用按钮与与自保控控制方式式，因此此使M11与M2具有有欠电压压与零电电压保护护。第3章CC6500卧式车车床改造造为PLLC控制制的硬件件设计3.1 统计II/0的的点数根据第22章

40、的主主电路分分析,统统计I/0的点点数如表表3-11所示:表3-11 I/0点数数的统计计类 型型功能所占点数数(个)输入设备M1的停停止按钮钮1M1的点点动按钮钮1M1的正正转按钮钮1M1的反反转按钮钮1M2的停停止按钮钮1M2的启启动按钮钮1M3的限限位开关关1M1的热热继电器器动合触触电1M2的热热继电器器动合触触电1速度继电电器正转转触点1速度继电电器反转转触点1 输输出设备M1的正正转接触触器1M1的反反转接触触器1M1的制制动接触触器1M2接触触器1M3接触触器1电流表接接入中间间继电器器13.2 PLCC的选型型根据设计计要求可可知，PPLC点点数的选选择，不不管是输输入点数数还

41、是输输出点数数都要留留有100%的余余量，根根据I/O口分分配情况况可知：输入信信号有111个，输输出信号号有6个个，根据据I/OO点数可可选择FFX2NN244MR可可编程控控制器，以以满足控控制要求求，而且且输入输输出都留留有一定定的余量量。3.2.1 PPLC 的硬件件组成与与各部分分的作用用可编程控控制器(PLCC)是一种种数字运运算操作作的电子子系统，专专为在工工业环境境下应用用而设计计。它采采用可编编程序的的存贮器器，用来来在其内内部存贮贮执行逻逻辑运算算、顺序序控制、定定时、计计数和算算术运算算等操作作的指令令，并通通过数字字的、模模拟的输输入和输输出，控控制各种种类型的的机械或

42、或生产过过程。可可编程序序控制器器及其有有关设备备，都应应按易于于与工业业控制系系统形成成一个整整体，易易于扩充充其功能能的原则则设计。其结构如下图:图3.11 PPLC硬硬件基本本组成的的简化框框图由图可见见， PPLC的的硬件是是由主机机（基本本单元）、I/O扩展模块以及各种外部设备组成，通过各自的端口联成一个整体。其主要组成及各部分作用是:1.CPPU CPUU是PLCC的核心心，起神神经中枢枢的作用用，主要要由运算算器、控控制器、寄寄存器及及实现它它们之间间联系的的数据、控控制及状状态总线线构成，CCPU单单元还包包括外围围芯片、总总线接口口及有关关电路。每每套PLLC至少少有一个个C

43、PUU，它按按PLCC的系统统程序赋赋予的功功能接收收并存贮贮用户程程序和数数据，用用扫描的的方式采采集由现现场输入入装置送送来的状状态或数数据，并并存入规规定的寄寄存器中中，同时时，诊断断电源和和PLCC内部电电路的工工作状态态和编程程过程中中的语法法错误等等。进入入运行后后，从用用户程序序存贮器器中逐条条读取指指令，经经分析后后再按指指令规定定的任务务产生相相应的控控制信号号，去指指挥有关关的控制制电路,2.存储储器 存存储器分分为系统统存储器器和用户户存储器器, 用用户存储储器包括括用户程程序存储储器和数数据存储储器两种种，前者者用于存存放用户户程序，后后者用来来存放用用户程序序执行过过

44、程中使使用NO/OFFF状态量量或数值值量，以以生成用用户数据据区。用用户存储储器内容容由用户户根据控控制需要要可读可可写，可可任意修修改、删删除。可可采用高高密度、低低功耗的的CMOOS RRAM或或EPRROM与与EEPPROMM。他在在PLCC技术指指标中的的内存容容量系指指用户存存储器容容量，是是PC等等级的一一项重要要指标；系统存存储器用用于固化化PLCC生产厂厂家编写写的各种种系统工工作程序序，相当当于单片片机的监监控程序序或个人人计算机机的操作作系统，在在很大程程度上他他决定该该种PCC的性能能和质量量，用户户无法更更改或调调用。3.输入入、输出出单元（I/O单元） I/O口单元

45、称为I/O接口电路，PLC程序执行过程中需要用的各种开关量、数字量或模拟量等各种外部设备或设定量，都通过输入电路进入PLC。而程序执行结果又是通过输出电路送到控制现场实现外部控制功能。由于生产过程当中的信号电平、频率是多种多样的，外部执行机构所需的电平、频率也是千差万别的，而CPU处理的信号只是标准电平，其工作节拍又与外部环境不一样。所以PLC与通用计算机I/O电路有着类似的作用，即电平变换、速度匹配、驱动功率放大、信号隔离等。不同的是，PC产品的I/O单元是顾及其工作环境和各种要求而经过精心设计和制造的。通用计算机则要求拥护根据使用条件自行开发，其可靠性、抗干扰能力往往达不到系统要求。(1)

46、.输入接接口电路路各种PLLC输入入电路大大致相同同，其输输入方式式有三种种类型：一种是是直流输输入（DDC122V或24VV），另另一种是是交流输输入（AAC10001200V或20002400V），第第三种是是交直流流输入（交交直流112V或或24VV）。外部部输入器器件可以以是无源源触点，如如按钮、行行程开关关、主令令开关等等，也可可以是有有源器件件，如各各类传感感器、集集电极开开路的晶晶体管接接近开关关、光电电开关等等。在PPLC内内部电源源容量允允许前提提下，有有源输入入器件可可采用PPLC输输出电源源，否则则必须外外设电源源。当输输入信号号为模拟拟量时，信信号必须须经过专专用的模模

47、拟量输输入模块块进行AA/D转转换，然然后通过过输入电电路进行行PLCC。输入入信号是是通过输输入断子子经RCC滤波、光光电隔离离进入内内部电路路。图11-2是是一个直直流244V输入入连路的的内部原原理线路路，由装装在PLLC面板板上的来来显示某某一输入入点是否否有信号号输入。图3.22 224V输输入接口口电路(2).输出接接口电路路为适应不不同负载载需求，各各类PLLC的输输出有三三种方式式，即继继电器输输出、晶晶体管输输出和晶晶闸管输输出。继继电器输输出最常常用，适适用交直直流负载载，其特特点是带带负载能能力强，但但动作频频率和响响应速度度慢。晶晶体管适适应直流流负载，其其特点是是动作频频率高，响响应速度度快，但但带负载载能力小小。晶闸闸管输出出使用交交流负载载，响应应速度快快，带载载能力不不大。外部负载载直接与与PLCC输