车床PLC控制系统设计【维修电工(高级)技师培训结业论文】.docx

PAGE PAGE 10 “金蓝领”维修电工（高级）技师鉴定论文 车床 PLC 控制系统设计 摘 要： 介绍三菱公司的 PLC 在普通车床 C650 改造中的应用，给出 C650 车床电气控制的软、硬件设计，本系统既可以用于新型车床的开发也可以用于车床的数控改造。 关键词： PLC ；梯形图；车床 随着社会生产力的发展，传统的继电器控制系统已经不能满足当今迅猛发展的社会的现代化生产要求，选择了 C650 车床为改造对象，进行传统控制系统的改造，以 PLC 控制系统取代之前的传统控制系统。改由 PLC 控制后，其控制系统大大的简单化，并且维修方便，易于检查，节省了大量空间，机床的各项性能有了很大的改善，工作效率有了明显提高。 一、C650 型卧式车床简介 C650 卧式车床属于中型车床，可加工的最大工件回转直径为 1020mm ， 最大工件长度为 30000mm ，它主要由床身、主轴变速箱、尾座、进给箱、丝杆、光杆、刀架和溜板箱等组成，如图 1 。 图 1 C650 卧式车床结构图 C650 车床由主轴运动和刀具进给运动完成切削加工，车床的主轴、冷却泵、刀架快速移动均由三相异步电动机拖动。车床有三种运动形式：车削加工的主运动是主轴通过卡盘或者鸡心夹头带动工件的旋转运动，它承受车削加工时的主要切削功率；进给运动是溜板带动刀架的纵向或横向运动；辅助运动为溜板箱的快速移动，尾座的移动和工件的夹紧与放松。主轴的旋转运动由主电动机，经传动机构实现。机床车削加工时，要求车床主轴能在较大范围内变速。通常根据被加工零件的材料性能、零件尺寸精度要求、车刀材料、冷却条件及加工方式等来选择切削速度，采用机械变速方法。车床纵、横两个方向的进给运动由主轴变速箱的输出轴，经挂轮箱、进给箱、光杆传入溜板箱而获得，其运动方式有手动与机动两种。 二、C650 卧式车床改造要求 ）主轴具有正、反转起停功能和正转点动功能。 ）主轴具有点动功能，点动时主轴电机为 Y 形接法。 ）主轴正转、反转起动时采用 Y/△起动。 ）主轴制动时采用 Y 接法。 ）冷却泵电机起停控制功能。 ）快进电机点动功能并采用按钮控制快进电机点动。 ）照明电路改为 PLC 控制，有启停控制功能。三、PLC 控制系统设计 任何一个控制系统的都是由输入部分，逻辑部分和输出部分组成。而本次毕业设计要改造的对象 C650 卧式车床的传统继电器控制系统，其输入部分由所有行程开关、方式选择开关、控制按钮等组成。输出部分为控制各种负载的所有接 触器线圈组成。逻辑部分由各种继电器及其触点组成实现逻辑控制。我们设计控制系统以 PLC 控制系统取代传统继电器控制系统的逻辑控制线路部分，输入部分为车床控制控制系统的控制按钮（SB1-SB9 ）,速度继电器监测主轴电动机正反转的正反向常开触点（KS1 、KS2 ）,及热继电器常闭触点（FR1 、FR2 ）,输出部分为机床控制系统的接触器线圈（KM1-KM6 ）,中间继电器线圈（KA ），照明灯（HL ）。 1 、PLC 系统设计 ）确定 PLC I/O 口地址表 由系统改造要求可确定 I/O 地址表，如表 3-2 所示。 表 3-2 I/O 地址表 名称 输入 功能作用 I/O 口 名称 输出 功能作用 I/O 口 SB1 总停 X0 KM1 控制 M1 正转运行 Y0 SB2 M1 正转启动 X1 KM2 控制 M1 反转运行 Y1 SB3 M1 反转启动 X2 KM3 控制 M1 △形运行 Y2 SB4 M1 点 动 X3 KM4 控制 M1 Y 形运行 Y3 SB5 M2 启 动 X4 KM5 控制 M2 运行 Y4 SB6 M2 停 止 X5 KM6 控制 M3 运行 Y5 SB7 HL 照明 X6 KA 电流表A 短接中间继 电器 Y6 SB8 HL 熄灭 X7 HL 车床照明 Y7 SB9 M3 点动 X10 FR1 M1 过载保护 X11 FR2 M2 过载保护 X12 KS1 正转制动速度继电器常开触点 X13 KS2 反转制动速度继电 器常开触点 X14 ） PLC 选型 本次设计考虑到共有输入 13 个信号，输出8 个信号，又因控制程序不是很大及不需要远程控制与特殊要求，所以选用三菱 FX 系列的 FX2N-32MR-001, 由表知输入\输出总点数为 32 ，输入点数为 16 ，输出点数为 16 ，继电器输出， 可以满足本次设计的要求。 ）PLC 的 I/O 电气接线图 由 3.2.1 I/O 口分配表可以知道，输入部分：按钮 SB1 为整个控制系统的停止开关；按钮 SB2 、SB3 及 SB4 分别控制主轴电机M1 的正反转及点动控制； 按钮 SB5 、SB6 分别控制冷却泵电机的 M2 启动与停止；按钮 SB7 、SB8 分别控制 HL