T68卧式镗床PLC控制系统设计

→16→KM1线圈→PE。

当转速升到速度继电器KS1的动作值时，其常闭触头KS1-2（14－17）断开，使接触器KM1断电释放；另一速度继电器常开触头 KS1-1（14－19）闭合，使接触器KM2通电吸合，对主轴电动机M1进行反接制动，使转速下降。当到达速度继电器KS1的释放值时，其常开触头KS1-1（14－19）断开，常闭触头KS1-2（14－17）闭合，反接制动结束。

若此时变速操纵手柄仍然推不回去，则控制电路继续重复上述过程，从而使主轴电动机M1处于间歇起动和制动状态，获得变速时的低速冲动，利于齿轮啮合，直到变速操纵手柄能推回原位为止。当手柄推回原位后，压下行程开关SQ1,而行程开关SQ2释放，整个变速过程完成。此时行程开关SQ2的常开触头（17－15）断开上述瞬动控制电路，而行程开关SQ1的常开触头（5－10）闭合，使接触器KM3,KM1相继通电吸合，主轴电动机M1自行起动，拖动主轴 在新选定的转速下旋转。

2.在进给变速时，首先将进给变速操纵手柄向外拉出，然后转动进给变速盘，选择所需要的进给速度，最后将变速操纵手柄推回原位。在拉出变速操纵手柄时，行程开关SQ3释放，而行程开关SQ4受压。推回手柄时的压合情况正好相反。如果变速齿轮不能啮合而造成进给变速手柄推不动，则主轴电动机M1处于间歇起动和制动状态，获得变速时的低速冲动，直到变速操纵手柄能推回原位为止。整个过程和主轴变速控制相同，其控制电路不再另行分析。由于变速过程中KA1或KA2一直保持自锁，从而记忆了变速前的主轴方向，保证变速后M1仍按原来的方向起动运转。 3.2.5.镗头架、工作台快速移动的控制

镗头架和工作台等部件各方向的快速移动由快速移动电动机M2拖动，通过快速移动操作手柄来控制，而移动方向则由位于工作台前方的操作手柄进行预选。当扳动快速操作手柄时，行程开关SQ7或SQ8被压合，接触器KM7或KM6通电，使快速移动电动机M2旋转而实现快速移动。当快速操作手柄复位时，行程开关SQ7或SQ8不再受压，接触器KM7或KM6断电释放，快速移动电动机M2停止旋转，快速移动过程结束。

第四章 T68

卧式镗床低压控制电路设计方案

4.１设计目的

本设计通过对大学三年的所学知识进行整合，完成一个指定功能、特殊要求的卧式镗床的设计，能够比较好地体现电气自动化专业毕业生的理论研究水平，实践动手能力以及专业精神和态度，具有较强的针对性和明确的实施目标，能够实现理论和实践的有机结合。

目前，在国内的很多工厂的生产线上镗床控制通过继电器控制来完成，这就暴露出来生产方面结构复杂、故障率高这一现象。为了提高生产效率，降低生产成本，并使生产线发展成柔性制造系统，适应现代自动化大生产，针对具体生产工艺来设计，以提高自动控制可靠性。

4.2 T68卧式镗床整体设计

4.2.1 基本要求

满足自动控制能够快速、准确地进行孔加工这一条件，就要求它们具有高精度、反应快速、承载能力强、工作空间够大和自由度灵活及在指定位置都能自动定位等特点。 4.2.2 T68卧式镗床主要结构和运动形式

镗床的床身是一个整体铸件，在它的一端固定有前立柱，在前立柱的垂直导轨上又安装有镗头架，镗头架可沿垂直导轨上下移动。在镗头架里集中里装有主轴、变速箱、进给箱和操纵机构等部件。切削刀具一般安装在镗轴前端的锥形孔里，或安装在花盘的刀具溜板上。在切削过程中，镗轴一面旋转，一面沿轴向作进给运动，而花盘只能旋转，装在他上面的刀具溜板可作垂直主轴轴线方向的径向进给运动，镗轴和花盘轴分别通过各自的传动链传动，可以独立转动。后立柱位于镗床床身的另一端，后立柱上的尾座用来支撑装夹在镗轴上的镗杆末端，它与镗头架同时升降，两者的轴线始终在同一水平直线上。根据镗杆的长短，可通过后立柱沿床身水平导轨的移动来调整前、后立柱之间的距离。

有以上分析可知，T68型卧式镗床运动形式为：

（1）主运动 镗轴和花盘的旋转运动

（2）进给运动 镗轴是轴向进给、花盘上刀具的径向进给、镗头架的垂直进给、工作台的横向和纵向进给。

（3）辅助运动 工作台的回转、后立柱的轴向水平移动、尾座的垂直移动及各部分的快速移动。

4.2.3 电力拖动及电气控制设计要求

T68型卧式镗床由两台电动机拖动：主轴电动机M1和快速转动电动机M2。主轴电动机M1用来驱动镗轴或花盘的旋转，并通过变速箱的传动产生镗轴、花盘：工作台及镗头架的进给运动。调整尾座或工作台相对位置的快速移动电动机M2来拖动。 T68型卧式镗床的电气控制设计要求如下：

（1）为了扩大调速范围和简化机床的传动装置，本机采用机电联合调速，使用双速笼型异步电动机M1作为主拖动电动机，其绕组接法为△/YY。

（2）主轴或进给变速时，为了便于齿轮之间的啮合，要有变速冲动。

（3）为了适应调整的需要，要求主轴电动机能够进行正、反向旋转及点动操作

（4）为了快速准确地停车，要求主轴电动机具有制动过程，本机床采用反接制动方式。 第五章 T68

卧式镗床的硬件设计

5.1 T68卧式镗床应用PLC 与外部信息交换

5.1.1 机床至PLC

机床侧的信号通过I /O单元接口输入到PLC, 输入的地址由PLC程序编制人员自行定义。当然要根据相关规范确定。 5.1.2 PLC至机床

根据机床的配置, 以及所需要完成的控制功能, PLC将控制信号输送至机床侧。输出信号的地址也是由程序编制人员自行定义。

5.2 PLC地址分配表

表5-1 地址分配表

分类 输 入 信 号 用途及名称 正转启动按钮 反转启动按钮 正转点动按钮 反转点动按钮 停止按钮 高低速转换限位开关 主轴变速限位开关 主轴变速限位开关 进给变速限位开关 进给变速限位开关 快移电动机正转限位开关 快移电动机反转限位开关 速度继电器正向触点 速度继电器反向触点 元件代号 SBI SB2 SB3 SB4 SB5 SQ SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 SQ7 SQ8 KV1 PLC数据 1101 1102 1103 1104 1105 1000 1001 1002 1003 1004 1007 1008 1011 备注 按钮在设计中选用了“11”通道继电器 限位开关和速度继电器在设计中选用了PLC“10”通道输入继电器 输 出 信 号 中 间

主轴箱与工作台进给互锁限位开关 主轴箱与工作台进给互锁限位开关 热继电器常闭触点 主轴电机正转起停接触器 主轴电机反转起停接触器 主轴电机低速转动接触器 主轴电机高速转动接触器 主轴电机高速转动接触器 短接限流电阻接触器 快速电动机正转接触器 快速电动机反转接触器 主电机正转中间继电器 主电机反转中间继电器 KV2 SQ5 SQ6 FR1 1012 - - - 未进PLC KM1 KM2 KM6 KM7 KM8 KM3 KM4 KM5 KA1 KA2 2001 2002 2006 2007 2008 2003 2004 2005 3001 3002 输出信号选用的是“20”通道的输出继电器 中间继电器选用了“30”通道和“40”通道

继 电 器 PLC内部辅助继电器 PLC内部辅助继电器 PLC内部辅助继电器 PLC内部辅助继电器 PLC内部辅助继电器 PLC内部辅助继电器 主电机高速延时启动时间继电器△联结防电弧延时时间继电器 时间继电器 - - - - - - KT1 - 3005 4000 4001 4002 4003 4004 5000 5001 延时5S 延时1S 5.3 T68卧式镗床控制系统PLC外部接线图

KM1KM2KM3KM4KM5KM6KM7KRS2S3S4SS5S6X010X011X012X013X014X015COMLNCOMNWSB5SB1SB2SB3SB4Kn1Kn2S1X000X001X002X003X004X005X006X007Y000Y001Y002Y003Y004Y005Y006

图5-1 PLC外部接线图

5.4 PLC的I/O分配表

表5-2 PLC的I/O分配表

输入信号 名称

输出信号 编号 名称 功能 编号 功能