万能铣床电气控制电路的PLC改造gqig.docx
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1、XA61132万万能铣床床电气控控制电路路的PLLC改造造摘要可编程控控制器(PPLC)是近年年来发展展迅速应应用广泛泛的控制制装置,是是一种工工业环境境应用而而设计的的数字电电子控制制系统,它它不仅可可以取代代传统的的继电器器-接触触器控制制系统,还还可以完完成逻辑辑运算,顺顺序控制制,定时时,计数数,数值值计算和和特定的的功能,其其应用于于从单机机自动化化控制到到整条生生产线的的自动化化及至整整个工厂厂的生产产自动化化控制,使使电器控控制技术术进入了了一个暂暂新的阶阶段,目目前PLLC控制制几乎在在工业生生产的所所有领域域都得到到了广泛泛的应用用。 本次设设计的主主要内容容是利用用PLCC
2、对XAA61332万能能铣床的的电器部部分进行行改造。先先对本设设计进行行总体的的思考,使使自己有有一个大大致的总总体概念念,然后后仔细分分析XAA61332铣床床,该床床除主运运动和较较复杂的的进给运运动外,还还有其他他辅助运运动,如如圆工作作台的旋旋转,圆圆工作台台是为了了扩大机机床的生生产能力力而安装装的附件件。另外外该床运运动较多多,电气气控制较较复杂,为为安全可可靠工作作,还设设置完善善的连锁锁与保护护。了解解铣床基基本结构构和电气气控制后后,根据据电气原原理图,编编译PLLC梯形形图,编编译通过过后,利利用PLLC实验验台进行行实验仿仿真。因因此铣床床在完成成原有功功能特点点外,还
3、还具有安安装简便便,稳定定性好,易易于维修修,扩展展能力强强等特点点。关键词: 可编编程控制制器 XA661322万能铣铣床 电气控控制 改造目录第一章 引言.6 1.11研究背背景及意意义.66第二章 铣床与PPLC概概述.7 2.11 铣铣床简介介及主要要特点.7 2.22 XAA61332铣床床.8第三章 机床的的PLCC控制系系统设计计.111 3.11 机床床PLCC控制系系统设计计的基本本原则.111 3.22 机床床PLCC控制系系统设计计的基本本内容.122 3.33 机床床PLCC控制系系统设计计的一般般步骤.113 3.44 XAA61332铣床床进行PPLC改改造需解解决
4、的问问题.13 3.55 XAA61332铣床床进行PPLC改改造方法法及步骤骤.15第四章 设计要要求.116 4.11 工艺艺要求.16 4.22 机床床的电力力拖动特特点和控控制要求求.116 4.33 原机机床的控控制过程程.118第五章 控制系系统的PPLC设设计.288 55.1 硬件设设计.28 55.2 软件设设计.30 总结.3第一章 引言一、 研研究背景景及意义义 生产产中广泛泛采用各各种机床床设备,不不过传统统的机床床电气控控制系统统一般采采用继电电器接触触器控制制方式。这这种控制制方式由由于控制制方法简简单、成成本低等等特点,在在传统机机械设备备中应用用广泛。但但是由继
5、继电器构构成的电电气控制制系统有有着体积积大、耗耗电多、可可靠性差差、寿命命短等明明显缺点点。尤其其是对生生产工艺艺多变的的系统适适应性更更差,如如果生产产任务和和工艺发发生变化化,就必必须重新新设计并并改变硬硬件结构构,造成成时间和和资金的的严重浪浪费。 随着科学学技术的的发展,PLC 技术被逐渐引入到各种生产机械 设备中。与传统继电器控制相比,可编程控制器具有可靠性高、柔性好、编程灵活、开发周期短以及故障自诊断等特点,特别适合应用于机床控制系统的开发和应用,通过使用PLC设计机床控制系统,可以减少强电元器件数目,提高电气控制系统的稳定性和可靠性,从而提高产品的品质和生产效率。目前,国内许多
6、厂家的自动控制系统及加工机床都采用PLC代替继电器控制。. 可编编程逻辑辑控制器器(PLLC),是是计算机机技术与与继电器器常规控控制技术术相结合合的产物物,是近近年来发发展最迅迅速,应应用最广广泛的工工业自动动控制装装置之一一。目前前PLCC 技术术很成熟熟,所以以基于PPLC 的机床床电气控控制系统统设计具具有良好好的可行行性。在在我国PPLC 的应用用比例还还不足110,有有广阔的的市场前前景。因因此该课课题的研研究具有有一定的的应用价价值。第二章 铣床概述述一、铣床床简介及及主要特特点铣床作为为机械加加工的通通用设备备在内燃燃机配件件的生产产中一直直起着不不可替代代的作用用。铣床床具有
7、工工作平稳稳可靠,操操作维护护方便,已已成为现现代生产产中的主主要设备备。铣床主主要是用用于加工工零件的的平面、斜斜面、沟沟槽、成成型面的的加工机机床。可可以配置置分度头头、圆工工作台、镗镗刀架、传传动箱、铣铣夹头、平平口钳等等附件。其其用途广广泛,在在机械行行业的机机床设备备中占有有相当大大的比重重。二、铣床床主要特特点(1)工工作台沿沿床鞍移移动实现现纵向运运动、床床鞍沿升升降台移移动实现现横向运运动、其其垂向运运动由升升降台沿沿床身导导轨移动动实现。(2)机机床具有有基础铸铸件钢性性好,能能承受重重负荷切切削。(3)主主轴传动动和进给给传动均均采用118级齿齿轮变速速,具有有较宽的的变速
8、范范围和很很宽的加加工范围围。(4)机机床电气气控制贯贯彻了国国家GBB52226.11-20002标标准,提提高了安安全性和和可靠性性。(5)机机床通用用性强、互互换性好好,可以以配置分分度头、圆圆工作台台、镗刀刀架、铣铣夹头等等附件,进进一步扩扩大机床床加工范范围。(6)容容易磨损损的部分分都有消消除间隙隙的调整整装置。保保证机床床的精度度和工作作平稳。三、铣床床的作用用及其结结构运动动(1)作作用:铣床是用用于成形形面加工工的机床床,如加加工平面面、键槽槽、斜面面、球面面等。常常见的铣铣床有平平面铣床床、立式式铣床、仿仿形铣床床、专用用铣床等等。在机机床中,铣铣床使用用量除车车床外,位位
9、居第二二。(2)结结构:铣床的主主要组成成部件有有:底座座、工作作台、铣铣刀架、主主轴变速速箱、进进给变速速箱等。(3)运运动:主运动:铣刀的的旋转运运动辅运动:进给运运动和冷冷却泵旋旋转运动动进给运动动可以按按以下几几种方式式分类:工作进给,简称工进快速进给,简称快进速度圆工作台进给矩形工作台进给左右上下前后方式方向向四、 XXA61132铣铣床本设计以以XA661322型万能能铣床为为研究对对象,保保持原铣铣床的工工艺和操操作方法法,让整整个设备备具有更更好的协协调性。最最终实现现铣床通通用性、实实用性、可可靠性及及有效速速率得到到有效的的应用。XA61132型型铣床是是一种高高效率的的加
10、工机机械,在在机械加加工和机机械修理理中得到到广泛的的应用。万能铣床的操作,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。XA6132型铣床的电气控制系统,在线路、故障率、维护工作上操作简单,成本低廉等特点。本文提出了XA6132型铣床的继电器接触式控制系统进行技术,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。(一)XXA61132型型万能铣铣床主要要技术参参数表2-11XA661322型万能能铣床主主要技术术参数主要技术术参数单单位X61132工作台尺尺寸mm132203200三向行程程(X/Y/ZZ)mm70002555320
11、0(手动动mannuall)688024003000(机动动mecchannic)主轴中心心线至工工作台距距离mm30-3500主轴中心心至床身身垂直导导轨的距距离mm2155-4770主轴转速速范围r.pp.m18(级steeps)30-15000工作台进进给范围围(X/Y/ZZ)mm/minn18(级steeps)23.5-111800/233.5-11880/88-3994工作台快快速移动动速度(X/YY/Z)mm/minn23000/223000/7770外型尺寸寸mm229941777016665电动机功功率kw7.55净重/毛毛重kg26550/229500(二)XXA61132型
12、型铣床的的控制要要求,具具体有以以下几点点:a.主轴轴电动机机正反转转运行,以以实现顺顺铣、逆逆铣;b.主轴轴具有停停车制动动;c.主轴轴变速箱箱在变速速时具有有变速冲冲动,即即短时点点动;d.进给给电动机机双向运运行;e.主轴轴电动机机与进给给电动机机具有联联锁,以以防在主主轴没有有运转时时,工作作台进给给损坏刀刀具或工工件;f.圆工工作台进进给与矩矩形工作作台进给给具有互互锁,以以防损坏坏刀具或或工件;g.矩形形工作台台各进给给方向具具有互锁锁,以防防损坏工工作台进进给机构构;h.工作作台进给给变速箱箱在变速速时同样样具有变变速冲动动;i.主轴轴制动、工工作台的的工进和和快进由由相应的的电
13、磁离离合器接接通对应应的机械械传动链链实现;j.具有有完善的的电气保保护。(三)XXA61132铣铣床元件件选型表2-22铣床的的电机参参数参照照表符号名称型号规格件数作用M1主轴电动动机Y1322M44B3375KKW,3800V,14550r/minn1主轴传动动M2进给电动动机Y90LL415KKW,3380VV,14400rr/miin1进给传动动M3冷却泵电电动机JCB2201225KWW,3880V,27990r/minn1冷却泵传传动表2-33.8铣铣床的基基本元件件一览表表符号名称型号规格件数作用KM1接触器CJO2010A,1100V1主轴正传传KM2接触器CJO1010A,
14、1100V1主轴反转转KM3接触器CJO1010A,1100V1进给正转转KM4接触器CJO1010A,1100V1进给反转转KA1中间继电电器JZ7-4410A,1100V1主电动机机起停控控制KA2中间继电电器JZ7-4410A,1100V1工步进给给与快速速进给转转换控制制KA3中间继电电器JZ7-4410A,1100V1冷却泵电电动机控控制SB1、2按钮LA2绿色2M1启动动按钮SB3、4按钮LA2黑色2快速进给给按钮SB5、6按钮LA2红色2M1停止止按钮SA1转换开关关HZ110/E166三极M1换向向开关SA2转换开关关HZ110/E166三极1换刀开关关SA3转换开关关HZ11
15、0/E166三极冷却泵开开关SQ1限位开关关LX111KK开启式1向右进给给SQ2限位开关关LX111KK开启式1向左进给给SQ3限位开关关LX21311单轮,自自动复位位1向后、向向上进给给SQ4限位开关关LX21311单轮,自自动复位位1向前、向向下进给给FR1热继电器器JR1001003A、55A1M3过载载保护FR2热继电器器JRQ4011A、3A1M1过载载保护FR3热继电器器JR1001000.4115A1M2过载载保护FU1熔断器RL130A3总电源短短路保护护FU2熔断器RL110A3进给短路路保护FU3熔断器RL16A2控制电路路短路保保护FU4、FU55熔断器RL14A2照
16、明电源源短路保保护QF低压断路路器1低压断路路保护VC整流器ZCZXX45A,550V1整流作用用TC1变压器BK1150380/1277V1控制电路路变压器器TC2变压器BK550380/36VV1照明变压压器YC1电磁离合合器B1DLLIIII1工步进给给控制电电磁铁线线圈YB电磁离合合器1主轴制动动控制电电磁铁线线圈EL照明灯JC6-Z1工作照明明(四)XXA61132主主电路分分析主轴电电动机MM1由正正、反接接触器KKM1、KM22实现正正反向运运行直接接启动,由由热继电电器FRR2实现现长期过过载保护护。进给电动动机M22由接触触器KMM3、KM44实现正正反运行行直接启启动,由由
17、热继电电器FRR3实现现长期过过载保护护。冷却泵电电动机MM3由继继电器KKA3实实现直接接起动,由由热继电电器FRR1实现现长期过过载保护护。第三章 机床的的PLCC控制系系统设计计3.1机机床PLLC控制制系统设设计的基基本原则则 设设计任何何一个机机床PLLC控制制系统,如如同设计计任何一一种机床床电气控控制系统统一样,其其目的都都是通过过控制被被控对象象机床来来实现其其机械加加工的生生产工艺艺要求,提提高生产产效率和和产品质质量。因因此,在在设计PPLC控控制系统统时,应应遵循以以下基本本原则:(1) 机床PPLC控控制系统统应能控控制机床床设备最最大限度度地满足足机床的的生产工工艺要
18、求求。 (22) 在在满足生生产工艺艺要求的的前提下下,力求求使PLLC系统统越简单单、越经经济,操操作使用用及维护护维修越越方便越越好。 (33) 要要充分保保证PLLC控制制系统的的安全和和可靠性性。 (44) 考考虑到今今后加工工生产的的可持续续发展和和机床工工艺的不不断改进进,在配配置PLLC硬件件设备时时应适当当留有一一定的扩扩展余量量。3.2 机床PPLC控控制系统统设计的的基本内内容 机机床PLLC控制制系统是是由PLLC与机机床输入入、输出出设备连连接而成成的。因因此,机机床PLLC控制制系统设设计的基基本内容容应包括括以下主主要内容容: 11)选择择机床输输入设备备(按钮钮、
19、操作作开关、限限位开关关、传感感器等)、输输出设备备(继电电器、接接触器、信信号灯等等执行元元件)以以及由输输出设备备驱动的的控制对对象(电电动机、电电磁阀等等)。这这些设备备属于一一般的电电气元件件。2)PLLC的选选择。PPLC是是PLCC系统的的核心部部件。正正确选择择PLCC对于保保证整个个控制系系统的技技术经济济性能指指标将起起着重要要的决定定性作用用。选择择PLCC,主要要包括机机型、容容量的选选择以及及I/OO模块、电电源模块块等的选选择。3)分配配I/OO点,绘绘制PLLC的实实际接线线图。4)控制制程序设设计,包包括控制制系统流流程图、状状态转移移图、梯梯形图、语语句表等等的
20、设计计。控制制程序是是控制整整个机床床系统工工作的软软件,是是保证机机床系统统工作正正常、安安全、可可靠的关关键。因因此,设设计的机机床控制制程序必必须经过过反复调调试、修修改,直直到满足足机床生生产工艺艺要求为为止。5)必要要时还要要设计机机床控制制台等。6)编制制机床PPLC控控制系统统的技术术文件。3.3机机床PLLC控制制系统设设计的一一般步骤骤 主要要包括:1) 根据生产产的工艺艺过程分分析控制制要求,了了解需要要完成的的动作、操操作方式式。2) 根据控制制要求确确定所需需要的输输入、输输出设备备,据此此确定PPLC的的I/OO接点数数。3) 选择PLLC机型型及容量量。4) 定义输
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