mA外圓磨床控系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計(jì)方案

1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告書題目：M1432A型萬能外圓磨床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè): 電氣工程及其自動化（拖動方向） 班級：電氣工程 0901 指導(dǎo)教師：俞鶴學(xué)生：杜敬峰 學(xué)號： 2009011671 學(xué)生：秦 洋 學(xué)號： 2009011682目錄1 M1432A型萬能外圓磨床基本特性1.1 M1432A簡介1.2 M1432A外圓磨床基本外形1.3 M1432A四種常見加工形式2 M1432A型萬能外圓磨床接觸器一繼電器控制電路2.1 接觸器一一繼電器控制電氣原理圖2.2 元件明細(xì)表2.3 接觸器一一繼電器控制電路概述2.4 接觸器一一繼電器控制電路分析3 M1432A型萬能外圓磨床的PLC控制3.1 PLC選

2、型與簡介3.2 PLC輸入輸出點(diǎn)分配3.3 PLC程序3.4 PLC接線圖4 小結(jié)5 參考文獻(xiàn)一、M1432A型萬能外圓磨床基本特性1.1 M1432A 簡介M1432A型萬能外圓磨床主要以磨削圓柱形或圓錐形（包括階梯形）的外圓表面和內(nèi)孔，成品的尺寸精度可達(dá) 12級，表面光潔度可達(dá)T8T10。機(jī)床的 外磨砂輪、內(nèi)磨砂輪、工件、油泵及冷卻，均以單獨(dú)的電機(jī)驅(qū)動。機(jī)床的工作臺縱向運(yùn)動，可由液壓驅(qū)動，也可用手輪搖動。砂輪架橫向快速進(jìn)退由液壓驅(qū)動，其進(jìn)給運(yùn)動由手輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。M1432A型萬能外圓磨床可以用來加工外圓柱 面及外圓錐面，利用磨床上配備的內(nèi)圓磨具還可以磨削內(nèi)圓柱面和內(nèi)圓錐面，也能磨削階梯軸的軸

3、肩和端平面。1.2 M1432A外圓磨床基本外形® 3-2能外圓磨鹿外羽圖身2頭禦3內(nèi)同醉耳4-砂乾禦5尾厘6晉憂7手晁S-XfFfe1.3M1432A外圓磨床四種常見加工形式n nn na圓柱體的外圓加工c.階梯軸的軸肩的磨削b.圓錐體的外圓加工d.內(nèi)圓磨削二、M1432A型萬能外圓磨床接觸器一繼電器控制電路2.1 M1432型萬能外圓磨床接觸器一一繼電器控制電氣原理圖Z 一二二_o O應(yīng)斗丸聲於01金So OUJxr JAi.曲 m2 譽(yù)旺T卜«? L£ 審*E 1*七1££=&* 士2.2元件明細(xì)表代號名稱型號規(guī)格數(shù)量M1泵電動機(jī)

4、Y8024/B50.75KW、80V、4 極1500Hmi n1M2頭架電動機(jī)YUD90LA 8140.37/5KW、380V 814 極1M3內(nèi)圓電動機(jī)Y30221.1KW380V2 極3000r/mi n1M4外圓電動機(jī)Y112M-44KW 380V 4 極 1500r/min1M5冷卻泵電動 機(jī)DB-250.125KW380V 2 極1KM交流接觸器CJ10-10380V 10A線圈電壓3806FR熱繼電器JR16B-20/320A3 極5FU1螺旋式熔斷 器RL1-60/25380V 60A 配熔體 25A3FU2螺旋式熔斷 器RL1-15/10380V15A 配熔體 10A6FU3螺

5、旋式熔斷 器RL1-15/10380V15A 配熔體 10A6FU4螺旋式熔斷 器RL1-15/2380V15A配熔體2A2FU5熔斷器RL1-15/2380V15A配熔體2A1SA1選擇轉(zhuǎn)速開關(guān)LAY3-22*13單極3位；380V、6A1SA2冷卻泵開關(guān)LAY3-11X/2單極3位；380V、6A1SA3照明開關(guān)LAY3-11X/2單極3位；380V、1SB按鈕LA10-3H380V 5A 3 位2SQ位置開關(guān)LX1-111380V 5A2YA電磁鐵MQW-0.7380V 0.71TC變壓器BKC-150380/3624 6V1EL照明燈JC6-124V40W1HL指示燈DS22-2/T0

6、.15A6 8V1M1432 型萬能外圓磨床由五臺電動機(jī)拖動，即油泵電動機(jī)M1 ，頭架電動機(jī)M2，內(nèi)圓砂輪電動機(jī) M3，外圓砂輪電動機(jī)M4和冷卻電動機(jī)M5。從控制電路來看， M1432 型萬能外圓磨床只有在油泵電動機(jī) M1 啟動運(yùn)轉(zhuǎn) 后，即接觸器 KM1 的常開觸點(diǎn)閉合后，其他的電動機(jī)才能啟動運(yùn)行。在控制電路中，SB1為機(jī)床的總停止按鈕；SB2為油泵電動機(jī)M1的啟動按 鈕； SB3 為頭架電動機(jī) M2 的點(diǎn)動按鈕； SB4 為內(nèi)、外圓砂輪電動機(jī) M3、M4 的啟動按鈕； SB5 為內(nèi)、外圓砂輪電動機(jī) M3、M4 的停止按鈕；手動開關(guān) SA1 為頭架電動機(jī) M2 高、低速轉(zhuǎn)換開關(guān)； SA2 為冷

7、卻泵電動機(jī) M5 的手動開關(guān)；行 程開關(guān)SQ1為為砂輪架快速連鎖開關(guān)；SQ2為內(nèi)、外圓砂輪電動機(jī) M3、M4的 連鎖行程開關(guān)。按下按鈕SB2，接觸器KM1通電閉合并自鎖，油泵電動機(jī) M1啟動運(yùn)轉(zhuǎn)， 其他電動機(jī)即可啟動。按下按鈕SB3,頭架電動機(jī)可點(diǎn)動。將手動開關(guān) SA1扳至“低”速擋，將 砂輪架快速移動操縱手柄扳至“快進(jìn)”位置，液壓油進(jìn)入砂輪架移動驅(qū)動油缸， 帶動砂輪架快速進(jìn)給移動。當(dāng)砂輪架接近工件時(shí)，壓合行程開關(guān)SQ1，接觸器KM2 通電閉合，頭架電動機(jī) M2 低速運(yùn)轉(zhuǎn)。同理，將 SA1 扳至“高”速檔位置， 重復(fù)以上過程，頭架電動機(jī) M2 高速運(yùn)轉(zhuǎn)。內(nèi)、外圓電動機(jī)M3、M4的控制由行程開關(guān)

8、SQ2進(jìn)行轉(zhuǎn)換。當(dāng)將砂輪架上 的內(nèi)圓磨具往下翻時(shí)，行程開關(guān) SQ2復(fù)位，按下按鈕SB4,接觸器KM4通電閉 合，內(nèi)圓砂輪電動機(jī) M3 啟動運(yùn)行；當(dāng)將砂輪架上的內(nèi)圓磨具往上翻時(shí)，行程開 關(guān)SQ2被壓合，按下按鈕SB4,接觸器KM5通電閉合，外圓電動機(jī) M4啟動運(yùn) 轉(zhuǎn)。當(dāng)接觸器 KM2 或 KM3 閉合時(shí)，也就是頭架電動機(jī) M2 不論低速或高速運(yùn) 轉(zhuǎn)，接觸器 KM6 都會通電閉合，冷卻泵電動機(jī) M5 啟動運(yùn)轉(zhuǎn)。FU1 作為線路總的短路保護(hù)， FU2 作為 M1 和 M2 電動機(jī)的短路保護(hù)， FU3作為 M3 和 M5 電動機(jī)的短路保護(hù)。 5臺電動機(jī)均有過載保護(hù)2.4 M1432型萬能外圓磨床接觸器

9、 一繼電器控制電路分析合上電源開關(guān)QS1 指示燈HL燈亮合上QS2 一照明燈EL亮（1）油泵電動機(jī)M1的控制啟動按鈕SB2 一KM1線圈得電 一KM1自鎖觸頭閉合自鎖一 后面電路才能得電實(shí)現(xiàn)順序控制 KM1主觸頭閉合一 油泵電動機(jī)M1啟動供給壓力油（2）頭架電動機(jī)M2的控制低速：SA1是頭架電動機(jī)的轉(zhuǎn)速選擇開關(guān)，分“低”、“?！?、“高”三檔位置， 如將SA1扳到“低”檔位置，按下油泵電動機(jī) M1的啟動按鈕SB2, M1啟動， 通過液壓傳動使砂輪架快速前進(jìn)，當(dāng)接近工件時(shí)，便壓合位置開關(guān) SQ SQ1 常開閉合.KM2線圈得電一“KM2聯(lián)鎖觸頭分?jǐn)鄬M3聯(lián)鎖KM2主觸頭閉合一電動機(jī)M2接成形低速

10、運(yùn)行KM2輔助常開閉合一KM6線圈得電一 KM6主觸頭閉 合一電動機(jī)M5得電運(yùn)轉(zhuǎn)提供冷卻液。高速：將轉(zhuǎn)速開關(guān)SA1扳到“高”擋位置，砂輪架快速前進(jìn)當(dāng)接近工件壓合位置開關(guān)SQ1 SQ1常開閉合 KM3線圈得KM3聯(lián)鎖觸頭分?jǐn)鄬?KM3聯(lián)鎖f KM3主觸頭閉合電動機(jī)M2接成YY形高 速運(yùn)行_KM3輔助常開閉合一 KM6線圈得電一 KM6主觸頭閉合 一電動機(jī)M5得電運(yùn)轉(zhuǎn)提供冷卻液SB3是點(diǎn)動控制按鈕，以便對工件進(jìn)行校正和調(diào)試。磨削完畢，砂輪架退回原位，位置開關(guān) SQ1復(fù)位斷開，電動機(jī)M2自動停轉(zhuǎn)。（3）外圓砂輪電動機(jī)M3和M4控制內(nèi)、外圓砂輪電動機(jī)不能同時(shí)啟動，由位置開關(guān)SQ2對它們實(shí)際聯(lián)鎖。當(dāng)外圓

11、磨削時(shí)，把砂輪架上的內(nèi)圓磨具往上翻，它的后側(cè)壓住位置開關(guān)SQ2SQ2常閉分?jǐn)鄬M4聯(lián)鎖SQ2常開閉合KM5線圈得電KM5聯(lián)鎖觸頭分?jǐn)鄬M4聯(lián)鎖KM5自鎖觸頭閉合KM5主觸頭閉合一電動機(jī)M4得電EKM5聯(lián)鎖觸頭復(fù)位閉合KM5自鎖觸頭分?jǐn)郖M5主觸頭分?jǐn)嘁?電動機(jī)M4失電 停轉(zhuǎn)。當(dāng)內(nèi)圓磨削時(shí)：將內(nèi)圓磨具翻下，原被內(nèi)圓磨具壓下的位置開關(guān) SQ2復(fù)位，SQ2 常開恢復(fù)分?jǐn)郤Q2常閉恢復(fù)閉合_'電磁鐵YA線圈得電按下SB4 KM4線圈得電一銜鐵被吸下，砂輪架快速進(jìn)退的操縱手柄鎖住液壓回路， 使砂輪架不能快 速退回EKM4聯(lián)鎖觸頭分?jǐn)鄬M5聯(lián)鎖KM4自鎖觸頭閉合自鎖KM4主觸頭閉合一內(nèi)圓砂輪

12、電動機(jī)M3啟動運(yùn)行內(nèi)圓砂輪磨削時(shí)，砂輪架是不允許快速退回的，因?yàn)榇藭r(shí)圓磨頭在工件內(nèi)孔，砂 輪架若快速移動，易造成損壞磨及工件報(bào)廢的嚴(yán)重事故。（4）冷卻泵電動機(jī)M5的控制：當(dāng)KM2或KM3線圈得電吸合時(shí)，利用KM 2或KM3輔助常開觸頭閉合，使KM6線圈得電吸合一 冷卻泵電動機(jī)M5自動啟動。修整砂輪時(shí)，不需要啟動頭架電動機(jī) M2，但要啟動冷卻泵電動機(jī) M5。為 此，備有轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2，在修整砂輪時(shí)用來控制冷卻泵電動機(jī)。（5） 停止：按下SB1 KM1線圈失電 _ KM1主觸頭分?jǐn)嘁浑妱訖C(jī)M1失電 停轉(zhuǎn) KM1自鎖觸頭分?jǐn)嘁缓竺骐娐?不能得電其余接觸器所需的電源都從接觸器 KM1自鎖觸頭后面接出，

13、所以當(dāng)油 泵電動機(jī)停止后其余電動機(jī)才能停止。（6）照明及指示燈線路由變壓器 TC降壓為36V電壓供照明，6.3伏供指示燈（7）切斷電源開關(guān)QS1 丁斷開QS2 -照明燈EL滅一指示燈HL燈滅三、M1432A型萬能外圓磨床的PLC控制3.1PLC選型與簡介采用PLC控制M1432A開型萬能外圓磨床可以減少控制電路的接線，提高系 統(tǒng)的可靠性，同時(shí)也方便于控制系統(tǒng)的自動化改裝。此控制系統(tǒng)有11個(gè)輸入點(diǎn)與8個(gè)輸入點(diǎn)，為獲得較高的性價(jià)比，故采用三菱 生產(chǎn)的FX1S-30MR-001。此款PLC集成有16個(gè)輸入口，14個(gè)輸出口，220V交 流供電，24V直流輸入，繼電器220V交流輸出。輸入輸出點(diǎn)分配PL

14、C輸入點(diǎn)分配SB1SB2SA2低速SA2高速SB3SB5SB4SA3SA1SQ1SQ2X000X001X002X003X004X005X006X007X010X011X012 :PLC輸出點(diǎn)分配KM1KM2KM3KM5KM4KM6YA缺省ELY000Y001Y002 :Y003Y004Y005Y006Y007Y010r-000(¥0013.3PLC程序XOOO X001T-fI -qYODOT丄¥000 XO11 X002 YOOSHII X0041217(Y002<Y003¥000XOUX003¥001HIIIII¥000X0D5X0L

15、2X006Y004HI¥003(YOW3.4PLC接線4.小結(jié)M1432A 型萬能外圓磨床可以磨削圓柱形或圓錐形 （包括階梯形） 的外圓表面 和內(nèi)孔，有較好的尺寸精度和表面光潔度， 常用于實(shí)驗(yàn)室等需要小批量加工的場 合，功能較簡單，可以進(jìn)行一定程度的自動運(yùn)行，控制電路接線也較簡單。此種磨床設(shè)計(jì)時(shí)間早，多采用接觸器繼電器式控制，雖然能滿足其功能 要求，但是接線稍顯復(fù)雜，故障率較高，出現(xiàn)故障不易定位與排除。所以此次在 設(shè)計(jì)了傳統(tǒng)的接觸器繼電器控制系統(tǒng)后，亦進(jìn)行了基于 PLC 的改裝，簡化 了接線，使得電路更加清晰明了。并且可以通過對 PLC 程序的更改來增強(qiáng)其功 能。對于傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的

16、PLC 改裝要注意以下情況：1 .傳統(tǒng)控制電路與PLC控制電路中哪些電氣設(shè)備是通用的2 .設(shè)計(jì)PLC控制電路的時(shí)候要以傳統(tǒng)控制電路為基礎(chǔ)，保證功能可以在新控制系統(tǒng)上完整重現(xiàn)。3. 在保證功能的同時(shí)，應(yīng)盡量追求少使用電氣元件與設(shè)備。4 .在設(shè)計(jì)PLC控制電路時(shí)應(yīng)保證I/O點(diǎn)與其它編程資源有一定的裕量。5 .不能過于依賴PLC的軟件控制，為了保證控制電路與主電路的安全，應(yīng)在主回路上加入保護(hù)設(shè)備（如互鎖、緊急停止按鈕）等。6 .在對控制電路進(jìn)行PLC改裝的同，可以不拆除原有電路，在 PLC出現(xiàn)故障時(shí)可以作為備份控制電路來使用。5. 參考文獻(xiàn)1. 秦緒平 張成忠西門子S7系列可編程控制器應(yīng)用技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社，20112. 廖常初.FX系列PLC