PLC在X62W万能铣床中的应用.pdf

第 3 5 卷第 6期 2 01 5年 l 2月 黑 龙 江 冶 金 H e i l o n g j i a n g Me t a l l u r g y V0 1 ． 3 5 No ． 6 D e c e mb e r 2 0 1 5 P L C在 X 6 2 W 万能铣床 中的应用 孙福 才 哈尔滨职业技术学院 ，哈尔滨1 5 0 0 4 0 摘要 本文针对 X 6 2 W 万能铣床电气控制工作原理进行分析， 详细说了 P L C控制系统改造， 提高系统工作性 能和工作效率。 关键词 X 6 2 W万能铣床；电气控制；P L C The a p pl i c a t i o n o f PLC i n X6 2 W u ni v e r s a l mi l l i ng m a c h i ne S u n Fu c ai Ha r b i n v o c a t i o n a l a n d t e c h n i c a l c o l l e g e Ha r b i n 1 5 0 0 4 0 C h i n a Abs t r a c t Th i s p a p e r f o c us e s o n t h e a n aly s i s o f t h e X6 2W u n i v e r s al mi l l i n g ma c hi n e e l e c t ric c o n t r o l p ri n c i p l e ，d e t a i l t h e s y s t e m r e c o n s t r u c t i o n o f P L C c o n t r o l ，i mp r o v e t h e s y s t e m p e rf o r ma n c e a n d e f fi - c i e n c y ． Ke yW o r d s X62 W u n i v e r s a l mi l l i n g ma c h i ne；El e c t r i c al c o n t r o l ；PLC 项 目来源于省 内大中型企业 ， 运行在生产 一 线的设备， 6 0 ％以上是八十年代的旧设备， 采用的 是传统的继电器 一 接触器的控制方式。这种控制 方式存在着可靠性低、 故障率高的缺点， 大大影响 着企业 的生产效率和市场竞争力 。如果全部或部 分更新这些设备 ， 需要花费大量资金 ； 如果不更新 设备 ， 必将影响生产效率 ， 降低企业 的竞争力 。因 此 ， 作为老工业基 地的 旧设备 的升级改 造已迫在 眉睫。 1 X 6 2 W 万能铣 床 的 电 气控 制 工 作 原理 分析 X 6 2 W 卧式万能铣床主要 由主电路 、 控制电路 及辅助 电路组成 。下面是铣床控制线路的工作原 理 图 。 1 ． 1 主轴电动机的控制 控制线路的起动按钮 S B 1和 S B 2是异地控制 按钮 ， 方便操作。S B 3和 S B 4是停止按钮 。 K M3是 主轴 电动机 M1的起 动接触器 ， K M2 是主轴反接制动接触器 ， S Q 7是 主轴变速 冲动开 关 ， K S是速度继电器。 收稿 日期 2 0 1 51 2 3 0 作者简介 孙福才， 哈尔滨职业技术学院， 讲师。 1 主轴 电动机的起动 起动前先合上电源开关 Q S ， 再把主轴转换开 关 S A 5 扳到所需要的旋转方向， 然后按起动按钮 S B 1 或 S B 2 ， 接触器 K M3获 电动作 ， 其主触点闭 合 ， 主轴电动机 M1 起动。 2 主轴 电动机的停车制动 当铣削完毕 ， 需要主轴 电动机 M1停车 ， 此 时 电动机 M1 运转速度在 1 2 0 r ／ mi n以上时， 速度继电 器 K S的常开触点 闭合 9区或 l 0区， 为停车制 动做好准备 。当要 M1停车 时， 就按 下停止按 钮 S B 3 或 S B 4 ， K M 3断电释放 ， 由于 K M 3主触 点 断开， 电动机 M 1 断电作惯性运转， 紧接着接触器 K M2线圈通电吸合 ， 电动机 M1串电阻 R反接制 动。当转速降至1 2 0 r ／ m i n以下时， 速度继电器 K S 常开触点断开， 接触器 K M 2断电释放， 停车反接 制动结束。 3 主轴的冲动控制 当需要主轴 冲动时， 按下 冲动开关 S Q 7 ， S Q 7 的常闭触点 S Q 7 2先断开 ， 而后常开触点 S Q 7 1 闭合， 使接触器 K M 2通 电吸合， 电动机 M 1起 动 ， 冲动完成。 41 黑龙江冶金 第 3 5卷 图 1 X 6 2 W铣床控制线路工作原理图 1 ． 2工作台进给电动机控制 转换开关 S A1是控制圆工作 台的， 在不需要 圆工作 台运动 时， 转换开关扳到” 断开” 位置 ，此 时 S A1 l_ l 闭合 ， S A1 2断开 ， S A1 3闭合 ； 当需 要圆工作台运动时将转换开关扳到” 接通”位置 ， 则 S A1 1断开 ， S A1 2闭合 ，S A 1 3断开。 1 工作台纵 向进给 工作 台的左右 纵 向 运动是 由装在床身两侧 的转换开关跟开关 S Q 1 、 S Q 2来 完成 ， 需要进给 时 把转换开关扳到” 纵向” 位置 ， 按下开关 S Q 1 ， 常开 触点 S Q 11闭合 ， 常闭触点 S Q 1 2断开 ， 接触器 K M 4通电吸合 电动机 M 2正转 ， 工作台向右运动 ； 当工作台要向左运动时 ， 按下开关 S Q 2 ， 常开触点 S Q 21闭合 ， 常闭触点 S Q 2～ 2断开 ， 接触器 K M5 通电吸合 电动机 M2反转 ， 工作台向左运动 。在工 作台上设置有一块挡铁 ， 两边 各设置有一个行程 开关 ， 当工作台纵 向运动到极 限位置时 ， 挡铁撞 到 位置开关 ， 工作台停止运动 ， 从而实现纵 向运动 的 终端保护。 2 工作台升降和横向 前后 进给 工作台的方向进给是通过操纵装在床身两侧 的转换开关和行程开关 S Q 3 、 S Q 4来完成的。 在工作台上也分别设置有一块挡铁 ， 两边各 设置有一个行程开关 ， 当工作 台升降和横 向运动 到极 限位置时， 挡铁撞到位置开关 ， 工作 台停止运 动 ， 从而实现升降和横 向运动的终端保护。 ①工作台向上 下 运动。在主轴电动机起动 4 2 后 ， 把装在床身一侧 的转换开关扳到” 升降”位置 再按下按钮 S Q 3 S Q 4 ， S Q 3 S Q 4 常开触点闭合 ， S Q 3 S Q 4 常闭触点断开 ， 接触器 K M 4 K M 5 通 电 吸合 ， 电动机 M2正 反 转 ， 工作 台向下 上 运 动。到达想要的位置时松开按钮 ， 工作台停止运 动 。 ②工作台向前 后 运动。在主轴 电动机起动 后 ， 把装在床身一侧的转换开关扳到” 横 向”位置 再按下按钮 S Q 3 S Q 4 ， S Q 3 S Q 4 常开触点闭合 ， S Q 3 S Q 4 常 闭触点断开 ， 接触 器 K M 4 K M5 通 电吸合 ， 电动机 M 2正 反 转 ， 工作 台向前 后 运 动。到达想要 的位置时松开按钮 ， 工 作 台停止运 动。 1 ． 3 联锁问题 机床在上下前后 4个方向进给时又操作纵 向 控制这两个方向的进 给， 将造成机床重大事故 ， 所 以必须联锁保护。当上下 前后 4个方 向进 给时 ， 若操作纵向任一方 向， S Q 12或 S Q 22两个开 关 中的一个被压开 ， 接触器 K M 4 K M5 立刻失电 ， 电动机 M 2停转 ， 从而得到保护。 同理 ， 当纵 向操作 时又操作某一方 向而选 择 了向左或向右进给 ， S Q 1或 S Q 2被压着 ， 它们 的常 闭触点 S Q 1 2或 S Q 2 2是断开 的， 接触器 K M 4 或 K M 5都 由 S Q 32和 S Q 42接通。若 发生误 操作 ， 而选择上 ， 下 ， 前 ， 后某一方 向的进给 ， 就一 定使 S Q 3 2或 S Q 42断开 ， 使 K M 4或 K M5断 电释放 ， 电动机 M 2停止运转 ， 避免 了机床事故。 第 6 期 孙福才 P L C在 X 6 2 W 万能铣床中的应用 1 进给冲动 真实机床为使齿轮进入 良好 的啮合状 态 ， 将 变速盘 向里 推。在 推进 时 ， 挡块 压 动 位 置开 关 S Q 6 ， 首先使常闭触点 S Q 62断开 ， 然后常开触点 S Q 61闭合 ， 接触 器 K M 4通 电吸合 ， 电动机 M2 起动。但它并未转起来 ， 位置开关 已 S Q 6己复位 ， 首先断开 S Q 61 ， 而后闭合 S Q 6 2 。接触器 K M4 失电， 电动机失电停转。这样以来， 使电动机接通 一 下电源， 齿轮系统产生一次抖动， 使齿轮啮合顺 利进行 。要冲动时按下冲动开关 S Q 6 ， 模拟冲动。 2 工作 台的快速移动 在工作 台向某个 方 向运 动时 ， 按 下按钮 S B 5 或 S B 6 两地控制， 接触器闭合 K M 6通 电吸合 ， 它 的常开触点 4区 闭合 ， 电磁铁 Y B通电 指示 灯亮 模拟快速进给。 3 圆工作台的控制 把 圆工作台控制开关 S A 1 扳到” 接通” 位置 ， 此时 S A 1 1断开 ， S A 1 2接通 ， S A 1 3断开 ， 主轴 电动机起动后 ， 圆工作台即开始工作 ， 其控制 电路 是 电源一 S Q 42一 S Q 3 2一 S Q 1 2一 S Q 2 2一 S A 1 2一 K M 4线圈一 电源。接触器 K M 4通 电吸合 ， 电动机 M2运转 。 真实铣床为 了扩大机床 的加工能力 ， 可在机 床上安装 附件 圆工作 台， 这样可 以进行 圆弧或凸 轮的铣削加工。拖动 时， 所有进给 系统 均停 止工 作 ， 只让 圆工作 台绕轴 心回转。该 电动 机带动一 根专用轴 ， 使 圆工作 台绕轴 心 回转 ， 铣 刀铣 出 圆 弧。在圆工作台开动时， 其余进给一律不准运动， 若有误操作动 了某个方 向的进给 ， 则必 然会使开 关 S Q 1 一S Q 4中的某一个常闭触点将开 ， 使 电动机 停转 ， 从而避免 了机床事 故 的发生。按 下主轴停 止按钮 S B 3或 S B 4 ， 主轴停转 ， 圆工作 台也停转 。 1 ． 4 冷却照明控制 要起动冷却泵 时扳开关 S A 3 ， 接触器 K M1通 电吸合 ， 电动机 M3运转冷却泵起动。机床照 明是 由变压器 T供给 3 6 V电压 ， 工作灯 由 S A 4控制。 2 X 6 2 W 万能铣床改造 P L C硬件设计 根据 X 6 2 W 铣床 的电气原理 图， 控制 电路 中 的输入／ 输出均 为开关 量 ， 共 有输人／ 输 出设备 如 表 1 所列。从表 1中可知 ， 共有输入设备 1 4个 ， 输 出设备 1 1个 ， 根据 I ／ O点数可选用 s 72 0 0 P L C。 电气原理 图右半部分 的控制线路用 P L C替代 ， 其 输人／ 输出设备与 P L C的接线图如图 2所示。 表 1 输入／ 输 出点分配表 主轴起动按钮 S B 1 、 S B 2 主轴停止按钮 S B 3 、 S B 4 工作台快速按钮 S B 5 、 S B 6 工作台向右进给行程开关 S Q 1 工作台向左进给行程开关 S Q 2 工作台向前、 向下 进给行程开关 工作台向后、 向上 进给行程开关 进给变速冲动开关 S Q 6 主轴变速冲动开关 S Q 7 圆工作台装换开关 S A 1 冷却泵电动机起动开关 S A 3 进给电动机热继电器 F R 2 主轴、 冷却泵电动机 热继电器 。 速度继电器常开触点 K S 1 0 ． 0 冷却泵接触器K M I Q o ． o I O ． 1 主轴制动接触器 K M 2 Q o ． 1 I O ． 2 主轴起动接触器 K M 3 Q o ． 2 I O ． 3 进给正转接触器 K M 4 Q o ． 3 1 0 ． 4 进给反转接触器 K M 5 Q 0 ． 4 I O ． 5 工作台快速接触器 K M 6 Q o ． 5 I O ． 6 主轴运行指示灯t t L 1 Q1 ． O 1 0 ． 7 主轴制动指示灯 H L 2 Q 1 ． 1 I 1 ． 0 进给正转指示灯 H I ． 3 Q 1 ． 2 I 1 ． 1 进给反转指示灯 H I A Q 1 ． 3 I 1 ． 2 冷却泵运行指示灯 H I 5 Q 1 ． 4 I 1 ． 3 I 1 ． 4 I 1 ． 5 百 卜 堇 百 2 吾 卜 一 - J - J 蚕 星 茎i Ii 盯 量 鲁 卜 冒 _ _一 ～ 罟 吕 p ＼ _ _ 一 蔓 蓍 虽 要 ， 一 善 鲁 _ _ [ 卜 一 量 誊 一 2 ． c g o_ ■ 一 一 一 竺 吾 一 -一 一 吕 圆 一 董 圆一 言 岂 一 n n 一 蓦 甘 } L 蓦 兰o _ 图2 P L C接线图 4 3