基于plc的铣床电气系统设计--毕业论文

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1、1.前言我国传统的铣床控制系统都是采用继电器、接触器等硬件逻辑控制电路,不但接线复杂,而且经常出现故障,可靠性比较差。与传统的继电器控制相比,PLC控制具有可靠性高、柔性好、开发周期短以及故障自诊断等特点,特别适合应用于铣床的控制和故障诊断系统，可以减少强电元件数目，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。故在PLC广泛应用的控制时代，本设计系统的思想就是采用PLC控制铣床。以达到预定控制系统的简洁性、经济性，减少了成本，也使得维修变的简单。由于PLC的模块化、易扩展性，可根据控制要求及规模的变化进行方便的系统重组及功

2、能的扩展。以及PLC的通信功能甚至可进行远程控制。2.方案论证2.1机床传统控制方式2.1.1设计题目X62W型万能铣床的PLC控制系统设计。2.1.2机床的主要结构和运动形式X62W型万能铣床的结构简图如图2-1所示，由床身1、悬梁2、刀杆支架3、主轴4、工作台5和升降台6等组成，刀杆支架3上安装与主轴相连的刀杆和铣刀，以进行切削加工，顺铣时刀具为一个转动方向，逆铣时为另一个转动方向；床身前面有垂直导轨，升降台6带动工作台5可沿垂直导轨上下移动，完成垂直方向的进给，升降台6上的水平工作台还可在左右（纵向）方向上移动进给以及在横向移动进给；回

3、转工作台可单向转动。进给运动的传递示意图见图2-2。20图2-1：铣床的结构简图图2-2：进给运动的传递示意图2.1.3控制电路分析X62W型万能铣床控制电路如图2-3，电路可划分为主电路、控制电路和信号照明电路三部分。铣床控制电路所用电器元件说明如表2-1所示。（一）主电路分析铣床是逆铣方式加工，还是顺铣方式加工，开始工作前即已选取定，在加工过程中是不改变的。为简化控制电路，主轴电动机M1正转接线与反转接线是通过组合开关SA5手动转换，控制接触器KM1的主触点只控制电源的接入与切断。进给电动机M2在工作过程中，频繁变换转动方向，因而仍采用接

4、触器方式构成正转与反转接线。冷却泵驱动电机M3根据加工需要提供切削液，电路中采用转换开关SA3，在主电路中手动直接接通和断开定子绕组的电源。20图2-4：控制系统电路图20表2-1电器元件说明表符号名称及用途符号名称及用途符号`名称及用途M1主轴电动机SQ6进给变速瞬时点动开关FR1主轴电动机继电器M2进给电动机SQ7主轴变速瞬时点动开关FR2进给电动机热继电器M3冷却泵电动机SA1工作台转换开关FR3冷却泵热继电器KM1主电动起动接触器SA2主轴上刀制动开关FU1-8熔断器KM2进给电动机正转接触器SA3冷却泵开关TC变压器KM3进给电动机

5、反转接触器SA4照明灯开关VC整流器KM4快速接触器SA5主轴换向开关YB主轴制动电磁制动器SQ1工作台向右进给行程开关QS电源隔离开关YC1电磁离合器（快速传动链）SQ2工作台向左进给行程开关SB1、SB2主轴停止按钮YC2电磁离合器（工作传动链）SQ3工作台向前、向上进给行程开关SB3、SB4主轴起动按钮SQ4工作台向后向下进给行程开关SB5、SB6工作台快速移动按钮（二）控制电路分析水平工作台/圆工作台选择控制见表2-2，主轴上刀制动/正常工作控制见表2-3。表2-2水平工作台/圆工作台选择开关SA1触点接通表水平工作台圆工作台SA1-

6、1×SA1-2×SA1-3×20表2-3主轴上刀制动开关SA2触点接通表功能触点正常工作台制动状态SA2-1×SA2-2×1.主轴电动机M1的控制（1）主轴电动机起动的控制主轴电动机空载直接起动，起动前，由组合开关SA5选定电动机的转向，控制电路中选择开关SA2选定主轴电动机为正常工作方式，即SA2-1触点闭合，SA2-2触点断开，然后通过压动起动按钮SB3或SB4，接通主轴电动机起动控制接触器KM1的线圈电路，其主触点闭合，主轴电动机按给定的方向起动旋转。压动停止按钮SB1与SB2，主轴电动机停转。SB3与SB4、SB1与SB2分别位于两个

7、操作板上，从而实现主轴电动机的两地操作控制。（2）主轴电动机制动及换刀制动为使主轴能迅速停车，控制电路采用电磁制动器进行主轴的停车制动。按下停车按钮SB1或SB2，其动断触点使接触器KM1的线圈失电，电动机定子绕组脱离电源，同时其动合触点闭合接通电磁制动器YB的线圈电路，对主轴进行停车制动。当进行换刀和上刀操作时，为了防止主轴意外转动造成事故以及为上刀方便，主轴也需处在断电停车和制动的状态。此时工作状态选择开关SA2由正常工作状态位置扳到上刀制动状态位置，即SA2-1触点闭合，接通电磁制动器YB的线圈电路，使主轴处于制动状态不能转动，保证上刀

8、换刀工作的顺利进行。（3）主轴变速时的瞬时点动变速时，变速手柄被拉出。然后转动变速手轮选择转速，转速选定后将变速手柄复位，因为变速是通过机械变速机构实现的，变速手轮