CA6140型普通车床电气控制系统的PLC改造

CA6140型普通车床电气控制系统的PLC改造

1 CA6140车床的概述

1.1 CA6140车床的介绍

主要功能：CA6140车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹、切断及割槽等，并可以装上钻孔或铰刀进行钻孔和铰空等。

型号意义：如图1—1

C A 6 1 40 类代号（车床类） 主参数折算值

结构特性代号 系代号（卧式车床系）

组代号（落地及卧式车床组）

图 1—1 CA6140车床型号意义

1.2 CA6140车床的主要运动形式及控制要求

1.2.1 主运动

运动形式：主轴通过卡盘或顶尖带动工件的旋转运动； 控制要求：

（1）主轴电动机选用三相笼型异步电机，不进行调速，主轴采用齿轮箱进行机械有级调速

（2）车削螺纹时要求主轴有正反转，一般由机械方面实现，主轴电动机只作单向旋转

（3）主轴电动机的容量不大，可采用直接启动

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1.2.2进给运动

运动形式：刀架带动刀具的直线运动

控制要求：进给运动也由主轴电动机拖动，主轴电动机的动力通过挂轮箱

传递给进给箱来实现刀具的纵向和横向进给。加攻螺纹时，要求刀具移动和主轴转动有固定的比例关系

1.2.3辅助运动

（1）运动形式：刀架的快速移动

控制要求：由刀架快速移动电动机拖动，该电动机可直接启动，也不需要正反转和调速

（2）运动形式：尾架的纵向移动 控制要求：由手动操作控制 （3）运动形式：工件的夹紧与放松 控制要求：由手动操作控制 （4）运动形式：加工过程的冷却

控制要求：冷却泵电动机和主轴电机要实现顺序控制，冷却泵电动

机也不需要正反转和调速

1.3 CA6140车床所用的电动机

主轴电动机M1 冷却泵电动机M2 快速移动电动机M3

M1主轴电动机：Y系列电动机具有体积小、重量轻、运行可靠，结构坚固，外形美观等特点，起动性能好，具有效率高等特点，达到了节能效果。而且噪

型号 Y132M-4-B3 AOB-25 AOS5634 电压 电流 380V 15.4A 380V 0.32A 380V 功率 7.5KW 90W 转速 1450r/min 3000r/min 0.25KW 1360r/min

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声低、寿命长、经久耐用。Y系列电动机适用于空气中不含易燃、易爆或腐蚀性气体的场所。Y132M-4-B3型号电动机功率为7.5kW，频率为50Hz，转速为1450r/min，功率因素COSφ为0.85,效率为87%，堵转转矩为2.2n.m，最大转矩为2.3n.m，所以此类型电动机能符合电路配置，并能有效完成工作。 M2冷却泵电动机：AOB-25机床冷却泵是一种浸渍式的三相电泵，它由封闭式三相异步电动机与单极离心泵组合而成，具有安装简单方便.运行安全可靠.过负荷能力强.效率高.噪声低等优点，适合作为各种机床输送冷却液、润滑液的动力。此电动机输出功率为90W，扬程为4米，流量为25升/分，出口管径为1/2吋，能有效配合M1电动机使用。

M3快速移动电动机：AOS5634功率为250W，电压为380V，频率为50Hz，转速为1360转/分，E级

2 CA6140车床电气控制电路分析

CA6140车床的电气控制原理图如图1所示，我们对原理图进行分析。

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2.1 主回路分析

主回路有三台电动机，M1为主轴电动机，采用直接启动，由接触器KM1控制，热继电器FR1为过热保护，短路保护由电源断路器QF实现

冷却泵电动机M2由接触器KM2控制，熔断器FU1为短路保护，热继电器FR2为过热保护。

刀架快速移动电动机M3由接触器KM3控制，熔断器FU2为短路保护。因为M3的运行时间比较短，不需要进行过热保护。

2.2控制回路分析

控制变压器TC二次分别输出6V、24V和110V，其中6V作为电源指示灯的电源，24V作为照明灯的电源，而110V为控制回路的工作电源。

主轴电动机的控制：在车床电气柜门关好的情况下，将钥匙向右转动电源开关锁，合上电源开关QF，为启动做准备。按下启动按钮SB2，接触器KM1线圈得电吸合，主触点闭合，主轴电动机M1启动，同时辅助常开触点闭合实现自锁；按下停止按钮SB1，接触器KM1线圈失电，其主触点和辅助触点均断开，主轴电机停转。

冷却泵电动机的控制：当接触器KM1吸合，主轴电动机M1启动后，旋转开关SA2闭合，接触器KM2得电吸合，冷却泵电动机M2启动；旋转开关SA2断开，接触器KM2失电，冷却泵电动机M2即停转。同时M2与M1是连锁的，M1停转后M2也会停止运转。

刀架快速移动电动机的控制：M3的控制由SB3点动控制实现。按下SB3，KM3线圈得电，主触点闭合，M3启动；松开SB3,KM3线圈失电，KM3主触点复位，M3停转。

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