.X62W型卧式万能铣床电气控制系统设计摘 要铣床是以各类电动机为动力的传动装置与系统的对象以实现生产过程自动化的技术装置。电气系统是其中的主干部分，在国民经济各行业中的许多部门得到广泛应用。PLC是可编程控制器的简称，是一种数字运算操作的电子系统，它采用可编程序的储存器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过模拟的或数字的输入和输出接口，控制各种类型的机器设备或生产过程。在我国7080年代大多数铣床中，大多数的开关量控制系统都是采用继电器控制，继电器本身固有的缺陷，给铣床的安全和经济运行带来了不利影响。随着科技进步，和PLC技术的成熟，所以对X62W万能铣床进行PLC改造势在必行，是提高机床性能，提升经济效益及产品质量的关键举措。关键词：X62W铣床；电气控制系统；PLC；梯形图目 录摘 要I前 言1第一章 铣床21.1 铣床国内外研究状况和发展趋势21.2 铣床简单介绍31.2.1 铣床的选型31.2.2 X62W万能铣床的特点3第二章 X62W万能铣床的硬件设计42.1 X62W万能铣床电力拖动的特点及控制要求42.2 X62W万能铣床元件选型42.3 X62W万能铣床的主要结构及运动形式5第三章 X62W万能铣床传统继电器的电气控制原理73.1 电气原理图73.2 主电路分析83.3 控制电路分析93.3.1 主轴电机M1的控制93.3.2 进给电动机M2的控制103.3.3 冷却泵电动机及照明电路的控制13第四章 PLC的简介144.1 PLC的产生144.2 PLC的定义和特点144.2.1 PLC的定义144.2.2 PLC的特点154.3 可编程控制器的主要性能指标164.4 可编程控制器的分类164.5 PLC的编程语言174.5.1 梯形图语言174.5.2 助记符语言174.5.3 顺序功能图语言18第五章 X62W万能铣床基于PLC改造的具体设计195.1 改造设计中PLC的选型195.2 X62W万能铣床基于PLC控制电路的改造215.3 现场信号与PLC软继电器对照表（I/O地址分配表）245.4 PLC梯形图255.5 PLC语句表26总 结27 .页脚. 前 言本设计讲述了X62W万能铣床电气控制的工作原理，说明了用PLC改造的具体方法，从而提高整个电气控制系统的性能。铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面，沟槽，齿轮，螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。最早的铣床的美国人惠特尼于1818年创制的卧式铣床；为了铣削麻花钻头的螺旋槽，美国人布朗于1862年创制了第一台万能铣床，这是升降台铣床的雏形；1884年又出现了龙门铣床；二十世纪20年代出现了半自动铣床，工作台利用挡块可完成“进给-快速”或“快速-进给”的自动转换，1950年以后，铣床在控制系统方面发展很快，数字控制的应用大大的提高了铣床的自动化程度。尤其是70年代以后，微处理机的数字控制系统和自动换刀系统在铣床上得到应用，扩大了铣床的加工范围，提高了加工精度和效率。第一章 铣床1.1 铣床国内外研究状况和发展趋势自从1969年第一台可编程控制器在美国问世以来，在工业控制中得到广泛的应用。近年来，我国在石油，化工，机械，轻工，发电，电子，橡胶，塑料加工等行业工业设备的电气控制中，越来越多的采用PLC机控制，并取得了显著的效果，深受各行业的欢迎。铣床是以各类电动机为动力的传动装置与系统的对象以实现生产过程自动化的装置。随着电子技术的发展，可编程控制器日益广泛的应用于机械，电子加工和设备电气改造中。从上世纪80年代起铣床制造业的发展虽有起伏但对自动控制技术和自动铣床一直给予较大的关注。经过95自动车床和加工中心包括自动铣床的产业化的生产基地的形成，所生产的中档普及型自动铣床的功能性能和可靠性方面已具有较强的市场竞争力，但在中高档自动铣床方面与国外一些先进产品相比仍存在较大差距。随着科学技术的不断发展，生产工艺的不断发展改进，特别是计算机技术的应用，新型控制策略的出现，不断改变着电气控制技术的面貌，在控制方法上，从手动控制发展到自动控制，在控制功能上，从简单控制发展到智能化控制；在操作上，从策重发展到信息化处理，在控制原理上，从单一的有触头硬接线继电器逻辑控制系统发展到以微处理器或微型计算机为中心的网络化自动控制系统，X62W综合计算机技术，微电子技术，检测技术，自动控制技术，智能技术，通信技术，网络技术等先进的科学技术成果。X62W铣床是有普通机床发展而来的，它集于机械，液压，气动，伺服驱动，精密测量，电气自动控制，现代控制理论，计算机控制等技术于一体，是一种高效率，高精度能保证加工质量，解决工艺难题，而且又具有一定柔性的的生产设备。万能铣床的广泛应用，给机械制造的生产方式，产品机构和产业机构带来了深刻的变化，其技术水平高低和拥有量多少，是衡量一个国家和企业现代化的一个重要标志。一种新型的控制装置，一项先进的应用技术，总是根据工业生产的实际需要而产生的。可编程控制器简称PC，PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC其有可靠性高，抗干扰能力强，维修检测方便等优点，适合于万能铣床的控制，获得广泛的推广，现在万能铣床以全部采用PLC控制，结束了近20年使用继电控制的历史。1.2 铣床简单介绍1.2.1 铣床的选型图1-1 X62W的含义图X62W万能铣床是一种通用的多用途机床，它可以进行平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工，是一种较为精密的加工设备，它采用几点接触器电路实现电气控制，PLC转为工业环境应用而设计，其显著的特点之一就是可靠性高，抗干扰能力强，将X62W万能铣床电气控制线路改造为可编程控制器控制，可以提高整个电气控制系统的工作性能，减少维护，维修的工作量。1.2.2 X62W万能铣床的特点1. 能完成很多普通机床难以加工或更本不能加工的复杂型面的加工。2. 采用X62W铣床可以提高零件的加工精度，提高产品的质量。3. 采用X62W可以比普通机床提高2-3倍的生产率，对复杂零件的加工，生产效率可以提高十几倍甚至几十倍。第二章 X62W万能铣床的硬件设计2.1 X62W万能铣床电力拖动的特点及控制要求1. 机床要求有三台电动机，分别称为主轴电动机、进给电动机和冷却泵电动机。2. 由于加工时有顺铣和逆铣两种，所以要求主轴电动机能正反转及在变速时能瞬时冲动一下，以利于齿轮的啮合，并要求还能制动停车和实现两地控制。2.2 X62W万能铣床元件选型表2-1 铣床电机参数参照表符号名称型号规格件数作用M1主轴电动机Y132-M-4-B37.5KW,380V,1450r/min1主轴传动M2进给电动机Y90L-41.5kw,380v,1400r/min1进给传动M3冷却泵电动机JCB-220.125kw,380v,2790r/min1冷却泵传动符号名称型号规格件数作用KM1接触器CJ0-2020A,220V1主轴启动KM2接触器CJ0-1010A,220V1反接制动KM3接触器CJ0-1010A,220V1M2正传KM4接触器CJ0-1010A,220V1M2反转KM5接触器CJ0-1010A,220V1M2快速进给KM6接触器CJ0-1010A,220V1油泵电机启动KV速度继电器JY12A1反接制动SB1,2按钮LA2绿色2M1启动按钮SB3,4按钮LA2黑色2M1停止按钮SB5,6按钮LA2红色2快速进给按钮SA1转换开关HZ1-10/E16三极1圆工作台转换SA2转换开关HZ1-10/E16三极1照明灯开关SA4转换开关HZ1-10/E16三极1M1转向开关SQ1限位开关LX1-11K开启式1向右进给SQ2限位开关LX1-11K开启式1向左进给SQ3限位开关LX2-131单轮，自动复位1向前、向下进给SQ4限位开关LX2-131单轮，自动复位1向后、向上进给SA3转换开关HZ1-10/E16三极1冷却泵开关SQ6限位开关LX3-11K开启式1进给变速冲动SQ7限位开关LX3-11K开启式1主轴变速冲动QS转换开关HZ1-60/E26三极1电源总开关FR1热继电器JRQ-4011A,3A1M1过载保护FR2热继电器JR10-103A,5A1M2过载保护FR3热继电器JR10-100.415A1M3过载保护FU1熔断器RL130A3总电源短路保护FU2熔断器RL110A3进给短路保护FU3熔断器RL16A2控制电路短路保护FU4熔断器RL14A2照明电源短路保护TC1变压器BK-50380/36V1控制电路变压器TC2变压器BK-150380/127V1照明变压器YA电磁离合器B1DL-III1快速进给R电阻ZB21.45W,15.4A2限制制动电阻表2-2 铣床元件型号2.3 X62W万能铣床的主要结构及运动形式1. 主要结构由床身、主轴、刀杆、横梁、工作台、回转盘、横溜板和升降台等几部分组成，如图2-1所示。图2-1 X62W万能铣床外形图2. 运动形式主轴转动是由主轴电动机通过弹性联轴器来驱动传动机构，当机构中的一个双联滑动齿轮块啮合时，主轴即可旋转。工作台面的移动是由进给电动机驱动，它通过机械机构使工作台能进行三种形式六个方向的移动，即：工作台面能直接在溜板上部可转动部分的导轨上作纵向（左、右）移动；工作台面借助横溜板作横向（前、后）移动；工作台面还能借助升降台作垂直（上、下）移动。第三章 X62W万能铣床传统继电器的电气控制原理3.1 电气原理图该铣床共用3台异步电动机拖动，它们分别是主轴电动机M1、进给电动机M2和冷却泵电动机M3。X62W万能铣床的电气原理图主电路图如图3-1所示。图3-1 X62W万能铣床的电气原理图主电路图X62W万能铣床的电气原理图控制电路图如图3-2所示。图3-2 X62W万能铣床的电气原理图控制电路图3.2 主电路分析主轴电动机M1要求能够实现正反转，但旋转方向变换不频繁