T68鏜床的PLC改造答案

1、3.3 T68臥式鏜床電氣控制線路分析 鏜床是一種精密加工機(jī)床，主要用于加工工件上的精密圓柱孔。這些孔的軸心線往往要求嚴(yán)格地平行或垂直，相互間的距離也要求很準(zhǔn)確。這些要求都是鉆床難以達(dá)到的。而鏜床本身剛性好，其可動(dòng)部分在導(dǎo)軌上的活動(dòng)間隙很小，且有附加支撐，所以，能滿足上述加工要求。 鏜床除能完成鏜孔工序外，在萬能鏜床上還可以進(jìn)行鏜、鉆、擴(kuò)、鉸、車及銑等工序。因此，鏜床的加工范圍很廣。 按用途的不同，鏜床可分為臥式鏜床、坐標(biāo)鏜床、金剛鏜床及專門化鏜床等。本節(jié)僅對常用的臥式鏜床電氣控制進(jìn)行分析。 1臥式鏜床用于加工各種復(fù)雜的大型工件，如箱體零件、機(jī)體等。是一種功能很廣的機(jī)床。除了鏜孔外，還可以進(jìn)行

2、鉆、擴(kuò)、鉸孔以及車削內(nèi)外螺紋、用絲錐攻絲、車外圓柱面和端面。安裝了端面銑刀與圓柱銑刀后，還可以完成銑削平面等多種工作。因此，在臥式鏜床上，工件一次安裝后，即能完成大部分表面的加工，有時(shí)甚至可以完成全部加工，這在加工大型及笨重的工件時(shí)，具有特別重要的意義。 2一、臥式鏜床的主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)情況臥式鏜床的外形結(jié)構(gòu)如圖3-4所示。 臥式鏜床的床身是由整體的鑄件制成，床身的一端裝有固定不動(dòng)的前立柱，在前立柱的垂直導(dǎo)軌上裝有鏜頭架，它可以上下移動(dòng)。鏜頭架上集中了主軸部件、變速箱、進(jìn)給箱與操縱機(jī)構(gòu)等部件。切削刀具安裝在鏜軸前端的錐孔里，或裝在平旋盤的刀具溜板上。在工作過程中，鏜軸一面旋轉(zhuǎn)，一面沿軸向作進(jìn)給運(yùn)

3、動(dòng)。平旋盤只能旋轉(zhuǎn)，裝在它上面的刀具溜板可在垂直于主軸軸線方向的徑向作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。平旋盤主軸是空心軸，鏜軸穿過其中空部分，通過各自的傳動(dòng)鏈傳動(dòng)，因此可獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)。在大部分工作情況下，使用鏜軸加工，只有在 用車刀切削端面時(shí)才使用平旋盤。 31-床身 2-尾架 3-導(dǎo)軌 4-后立柱 5-工作臺 6-鏜軸7-前立柱 8-鏜頭架 9-下溜板 10-上溜板圖3-4 T68型臥式鏜床結(jié)構(gòu)示意圖 4臥式鏜床后立柱上安裝有尾架，用來夾持裝在鏜軸上的鏜桿的末端。它可隨鏜頭架同時(shí)升降，并且其軸心線與鏜頭架軸心線保持在同一直線上。后立柱可在床身導(dǎo)軌上沿鏜軸軸線方向上作調(diào)整移動(dòng)。 加工時(shí)，工件安放在床身中部的工作臺上，工

4、作臺在溜板上面，上溜板下面是下溜板，下溜板安裝在床身導(dǎo)軌上，并可沿床身導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。上溜板又可沿下溜板上的導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，工作臺相對于上溜板可作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這樣，工作臺就可在床身上作前、后、左、右任一個(gè)方向的直線運(yùn)動(dòng)，并可作回旋運(yùn)動(dòng)。再配合鏜頭架的垂直移動(dòng)，就可以加工工件上一系列與軸線相平行或垂直的孔。 5 由以上分析，可將臥式鏜床的運(yùn)動(dòng)歸納為： 主運(yùn)動(dòng)：鏜軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與平旋盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：鏜軸的軸向進(jìn)給，平旋盤刀具溜板的徑向進(jìn)給，鏜頭架的垂直進(jìn)給，工作臺的橫向進(jìn)給與縱向進(jìn)給。 輔助運(yùn)動(dòng)：工作臺的回旋，后立柱的軸向移動(dòng)及垂直移動(dòng)。 6二、臥式鏜床的拖動(dòng)特點(diǎn)及控制要求 鏜床加工范圍廣，運(yùn)動(dòng)部件多，

5、調(diào)速范圍廣，對電力拖動(dòng)及控制提出了如下要求：（1）主軸應(yīng)有較大的調(diào)速范圍，且要求恒功率調(diào)速，往往采用機(jī)電聯(lián)合調(diào)速。（2）變速時(shí)，為使滑移齒輪能順利進(jìn)入正常嚙合位置，應(yīng)有低速或斷續(xù)變速?zèng)_動(dòng)。（3）主軸能作正反轉(zhuǎn)低速點(diǎn)動(dòng)調(diào)整，要求對主軸電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)及點(diǎn)動(dòng)控制。（4）為使主軸迅速、準(zhǔn)確停車，主軸電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有電氣制動(dòng)。7（5）由于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)直接影響切削量，而切削量又與主軸轉(zhuǎn)速、刀具、工件材料、加工精度等因素有關(guān)，所以一般臥式鏜床主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺主軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，由各自傳動(dòng)鏈傳動(dòng)。主軸和工作臺除工作進(jìn)給外，為縮短輔助時(shí)間，還應(yīng)有快速移動(dòng)，由另一臺快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。（6）由于鏜床運(yùn)動(dòng)部件較多，應(yīng)設(shè)

6、置必要的連鎖和保護(hù)，并使操作盡量集中。8三、T68型臥式鏜床的電氣控制T68型臥式鏜床是使用最為廣泛的一種鏜床，現(xiàn)以該型號鏜床為例，分析臥式鏜床的電氣控制線路。圖3-5為T68型臥式鏜床電氣控制電路圖，它包括主電路、控制電路、照明和指示電路，以及各種保護(hù)環(huán)節(jié)。表3-3為T68臥式鏜床電氣元件符號及功能說明。 9圖3-5 T68型臥式鏜床電氣控制電路圖 10 符號 名稱及用途 符號名稱及用途 M1主電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)主軸和進(jìn)給運(yùn)動(dòng) YB機(jī)械制動(dòng)電磁鐵線圈 M2快速移動(dòng)用電動(dòng)機(jī) SQ1限位開關(guān)，控制電機(jī)的高低速轉(zhuǎn)動(dòng) QS隔離開關(guān) SQ2限位開關(guān)，控制主軸和進(jìn)給變速 KM1、KM2主電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)用接觸器

7、SQ3、SQ4行程開關(guān)，用于聯(lián)鎖保護(hù) KM3KM5主電動(dòng)機(jī)低速和高速轉(zhuǎn)換接觸器 SQ5、SQ6快速限位開關(guān)，控制M2的快速移動(dòng) KM6、KM7 快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)用接觸器 FU1FU3短路保護(hù)用熔斷器 KT通電延時(shí)時(shí)間繼電器 HL指示燈 SB1 主電動(dòng)機(jī)停止按鈕 FR熱繼電器，對M1進(jìn)行過載保護(hù)用 SB3、SB2主電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕 EL照明燈 SB4、SB5正、反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制按鈕 SA照明燈開關(guān)表3-3 T68臥式鏜床電氣元件符號及功能說明 11（一）主電路分析圖35所示的主電路有2臺電動(dòng)機(jī)，M1為主拖動(dòng)雙速電動(dòng)機(jī)，由KM1和KM2的主觸點(diǎn)控制其正、反轉(zhuǎn)，以帶動(dòng)主軸的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給。要求M

8、1能正、反向運(yùn)轉(zhuǎn)，正、反向點(diǎn)動(dòng)，制動(dòng)、高、低速調(diào)速，并由雙速電動(dòng)機(jī)的兩極啟動(dòng)控制，保證主軸的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給量都有足夠的調(diào)節(jié)范圍。當(dāng)電動(dòng)機(jī)定子繞組連接成三角形時(shí)為低速運(yùn)行；當(dāng)定子繞組連接成雙星時(shí)為高速運(yùn)行。M2為快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)，由KM6，KM7的主觸點(diǎn)來控制其正，反轉(zhuǎn)，它通過不同齒輪，齒條，絲桿的不同連接來完成各運(yùn)動(dòng)方向的快速移動(dòng)，因M2 為短時(shí)間運(yùn)行，故不需過載保護(hù)。QS為總電源開關(guān)，熔斷器FU1、FU2起主電路短路保護(hù)作用，熱繼電器FR起主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1的過載保護(hù)作用。12T68臥式鏜床采用電磁鐵控制的機(jī)械制動(dòng)裝置，電路中的YB是機(jī)械制動(dòng)電磁鐵線圈，由KM3和KM5的觸點(diǎn)控制。M1無論是正向還是

9、反向運(yùn)轉(zhuǎn)，YB均通電吸合，使電動(dòng)機(jī)軸上的制動(dòng)輪松開，電動(dòng)機(jī)即可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。M1和YB同時(shí)斷電時(shí)，在彈簧作用下，杠桿將制動(dòng)帶緊箍在制動(dòng)輪上制動(dòng)，電動(dòng)機(jī)很快就停轉(zhuǎn)。（二）控制電路分析1主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1的控制主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1的控制由接觸器KM1KM5、按鈕SB1SB5、時(shí)間繼電器KT、限位開關(guān)SQ1、SQ2等組成。 13 （1） 低速啟動(dòng)控制 將變速手柄扳到低速檔，此時(shí)SQ11閉合、SQ12斷開。壓下按鈕SB3，KM1吸合并自鎖，自鎖回路由SB5、SB4的常閉觸點(diǎn)及KM1的輔助觸點(diǎn)組成。接觸器KM1的主觸點(diǎn)閉合，為M1通電作好準(zhǔn)備。KM1的輔助動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，使接觸器KM3得電，其主觸點(diǎn)閉合，YB 獲電

10、，松開制動(dòng)輪，主電動(dòng)機(jī)M1以三角形（）連接（KM3通，KM4、KM5斷）低速啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，接觸器KM3聯(lián)鎖斷開。14 （2）高速啟動(dòng)控制 將變速手柄扳到高速檔，行程開關(guān)SQ11斷開，SQ12閉合，壓下按鈕SB3，接觸器KM1閉合，時(shí)間斷電器KT通電吸合，KT的瞬動(dòng)觸點(diǎn)馬上閉合，接觸器KM3吸合，主電動(dòng)機(jī)M1為三角形（）聯(lián)結(jié)低速啟動(dòng)。時(shí)間繼電器KT延時(shí)觸點(diǎn)延時(shí)斷開后，接觸器KM3釋放，M1切除三角形（）聯(lián)結(jié)，接觸器KM3的動(dòng)斷觸點(diǎn)又閉合，接觸器KM4、KM5吸合，制動(dòng)輪保持放松狀態(tài)，主電動(dòng)機(jī)M1以雙星（YY）聯(lián)結(jié)高速啟動(dòng)，完成兩極啟動(dòng)。反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)壓下按鈕SB2，工作過程和正向運(yùn)轉(zhuǎn)控制相同，不再重復(fù)1

11、5 （3）主軸點(diǎn)動(dòng)控制 主軸點(diǎn)動(dòng)控制是在低速方式下進(jìn)行的。點(diǎn)動(dòng)控制時(shí)，壓下點(diǎn)動(dòng)按鈕SB4或SB5。點(diǎn)動(dòng)按鈕是復(fù)合按鈕，其常閉觸點(diǎn)斷開，斷開了KM1或KM2的自鎖回路。壓住按鈕SB4或SB5時(shí)，接觸器KM1或KM2吸合，KM3也吸合，YB通電，制動(dòng)輪松開，主電動(dòng)機(jī)M1旋轉(zhuǎn)。當(dāng)松開按鈕時(shí)，接觸器KM1或KM2及KM3即斷電釋放，主電動(dòng)機(jī)M1停轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。（4）主軸的停止和制動(dòng) 壓下停止按鈕SB1，接觸器KM1或KM2 則斷電釋放，主軸電動(dòng)機(jī)M1停止運(yùn)轉(zhuǎn)，并進(jìn)行機(jī)械制動(dòng)。M1斷電時(shí)制動(dòng)電磁鐵YB線圈也斷電，由于彈簧的作用抱閘制動(dòng)，電動(dòng)機(jī)很快停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 16 2主軸變速及進(jìn)給變速的控制主軸變速和

12、進(jìn)給變速的控制是在電動(dòng)機(jī)M1運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行的。當(dāng)主軸手柄拉出時(shí)，行程限位開關(guān)SQ2被壓斷開，使接觸器KM3、KM4、KM5斷電釋放，主軸電動(dòng)機(jī)M1停止運(yùn)轉(zhuǎn)。主軸轉(zhuǎn)速選好后推回調(diào)速手柄，行程開關(guān)SQ2復(fù)位，M1自行啟動(dòng)工作。同理，進(jìn)給變速時(shí)，拉出進(jìn)給變速操縱手柄，SQ2同樣被壓分?jǐn)啵琈1停止轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)進(jìn)給量選好后，將變速手柄推回，SQ2復(fù)位，主軸電動(dòng)機(jī)M1自動(dòng)工作。當(dāng)變速手柄推不上時(shí)可來回推動(dòng)，使手柄軸通過彈簧裝置作用于行程開關(guān)SQ2，使主軸電動(dòng)機(jī)M1通斷時(shí)進(jìn)行沖動(dòng)，這樣便于齒輪嚙合，變速完成后正常進(jìn)行工作。 17 3快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M2的控制機(jī)床各部分的快速移動(dòng)由單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)M2來拖動(dòng)。由快速移動(dòng)手柄

13、壓下限位開關(guān)SQ5或SQ6使其閉合，接觸器KM6或KM7吸合，電動(dòng)機(jī)M2旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)快速移動(dòng)。 4機(jī)械和電氣聯(lián)鎖保護(hù)聯(lián)鎖行程開關(guān) SQ4有一個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)和工作臺及主軸箱進(jìn)給操作手柄相連。 操作手柄處于“進(jìn)給”位置時(shí)，聯(lián)鎖行程開關(guān)SQ4的常閉觸頭處于斷開狀態(tài)。行程開關(guān)SQ3也有一個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)和主軸及花盤進(jìn)給與操作手柄相連，當(dāng)操作手柄處在“進(jìn)給”位置時(shí)，SQ3的常閉觸頭也處于斷開狀態(tài)。這兩個(gè)手柄在任一手柄處于“進(jìn)給”位置時(shí)，主軸電動(dòng)機(jī)M1和快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M2均可啟動(dòng)。18 若兩個(gè)手柄同時(shí)扳到“進(jìn)給”位置時(shí)，則聯(lián)鎖行程開關(guān)SQ3和SQ4的觸頭都處在斷開狀態(tài)，切斷控制電路，電動(dòng)機(jī)M1和M2則無法啟動(dòng)，保證了在

14、誤操作時(shí)避免造成事故，起到聯(lián)鎖保護(hù)作用。 （三）輔助電路分析因?yàn)榭刂齐娐肥褂秒娖鞣N類較多，所以采用一臺控制變壓器TC供電，控制電路為127V，并有36V安全電壓給局部照明燈EL供電，SA為照明燈開關(guān)，HL為電源指示燈。 19四、臥式鏜床電氣控制線路的特點(diǎn) （1）主軸與進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M1為雙速電動(dòng)機(jī)，由接觸器KM3和KM4、KM5控制定子繞組由三角形接法換接成雙星形接法，進(jìn)行低高速轉(zhuǎn)換。低速時(shí)直接啟動(dòng)；高速時(shí)，先低速啟動(dòng)，而后自動(dòng)轉(zhuǎn)換成高速運(yùn)行，以減小啟動(dòng)電流。 （2）雙速電動(dòng)機(jī)M1能正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行，并可正、反向點(diǎn)動(dòng)。制動(dòng)采用電磁操作的機(jī)械制動(dòng)裝置。 （3）主軸和進(jìn)給變速均可在運(yùn)行中進(jìn)行，只要進(jìn)行變速

15、，主電動(dòng)機(jī)便斷電停車，變速完成后又恢復(fù)運(yùn)行。 （4）主軸箱、工作臺與主軸進(jìn)給等部分的快速移動(dòng)由單獨(dú)的快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)，它們與電動(dòng)機(jī)進(jìn)給之間有機(jī)械和電氣的聯(lián)鎖保護(hù)。 20臥式鏜床繼電器的PLC改造-移植設(shè)計(jì)法 1臥式鏜床繼電器控制系統(tǒng) 此電路圖與書上不同如圖所示為某臥式鏜床繼電器控制系統(tǒng)的電路圖，包括主電路、控制電路、照明電路和指示電路。鏜床的主軸電機(jī)M1是雙速異步電動(dòng)機(jī)，中間繼電器KA1和KA2控制主軸電機(jī)的起動(dòng)和停止，接觸器KM1和KM2控制主軸電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，接觸器KM4、KM5和時(shí)間繼電器KT控制主軸電機(jī)的變速，接觸器KM3用來短接串在定子回路的制動(dòng)電阻。SQ1、SQ2和SQ3、SQ

16、4是變速操縱盤上的限位開關(guān)，SQ5和SQ6是主軸進(jìn)刀與工作臺移動(dòng)互鎖限位開關(guān)，SQ7和SQ8是鏜頭架和工作臺的正、反向快速移動(dòng)開關(guān)。 212畫PLC外部接線圖 改造后的PLC控制系統(tǒng)的外部接線圖中，主電路、照明電路和指示電路同原電路不變，控制電路的功能由PLC實(shí)現(xiàn)，PLC的I/O接線圖如圖所示。223設(shè)計(jì)梯形圖 根據(jù)PLC的I/O對應(yīng)關(guān)系，再加上原控制電路中KA1、KA2和KT分別與PLC內(nèi)部的M300、M301和T0相對應(yīng)，可設(shè)計(jì)出PLC的梯形圖如圖所示。 23設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意梯形圖與繼電器電路圖的區(qū)別。梯形圖是一種軟件，是PLC圖形化的程序，PLC梯形圖是串行工作的，而在繼電器電路圖中，各

17、電器可以同時(shí)動(dòng)作（并行工作）。 移植設(shè)計(jì)法主要是用來對原有機(jī)電控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，這種設(shè)計(jì)方法沒有改變系統(tǒng)的外部特性，對于操作工人來說，除了控制系統(tǒng)的可靠性提高之外，改造前后的系統(tǒng)沒有什么區(qū)別，他們不用改變長期形成的操作習(xí)慣。這種設(shè)計(jì)方法一般不需要改動(dòng)控制面板及器件，因此可以減少硬件改造的24T68型臥式鏜床控制原理說明書1.1 T68型臥式鏜床的用途T68型臥式鏜床主要用于鉆孔、鏜孔、鉸孔及加工端平面等。1.2 電氣控制線路的特點(diǎn)（1）主電機(jī)為雙速電機(jī)，它提供機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。高低速轉(zhuǎn)換，由主軸孔盤變速機(jī)構(gòu)內(nèi)的限位開關(guān)S控制，S常態(tài)時(shí)接通低速，被壓下時(shí)接通高速。由接觸器KM6及KM

18、7實(shí)現(xiàn)定子繞組從三角形接法轉(zhuǎn)接成雙星型接法。（2）主電機(jī)可正反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)及反接制動(dòng)。（3）主電機(jī)用低速時(shí)，可直接啟動(dòng)；但用高速時(shí)，則由控制線路先起動(dòng)到低速，延時(shí)后再自動(dòng)轉(zhuǎn)換到高速，以減少起動(dòng)電流。（4）在主軸變速或進(jìn)給變速時(shí)主電動(dòng)機(jī)能緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，使齒輪易于嚙合。251.3 控制線路工作原理（1）主軸的點(diǎn)動(dòng)控制主軸的正反向點(diǎn)動(dòng)由按鈕SB3和SB4操縱。按下正向點(diǎn)動(dòng)按鈕SB3后，PLC輸出使KM1、KM6線圈得電動(dòng)作。因此，三相電源經(jīng)KM1主觸點(diǎn)、限流電阻R和接觸器KM6的主觸點(diǎn)接通電動(dòng)機(jī)M1，使電動(dòng)機(jī)在低速下旋轉(zhuǎn)。放開按鈕時(shí)，KM1和KM6都相繼斷電釋放，電動(dòng)機(jī)斷電停止。反向點(diǎn)動(dòng)與正向點(diǎn)動(dòng)相似，由S

19、B4操縱，經(jīng)接觸器KM2及KM6相互配合動(dòng)作來完成。26（2）主電機(jī)的正反向長動(dòng)主電機(jī)正反控制由SB1和SB2操縱。當(dāng)要求電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，限位開關(guān)XK為斷開狀態(tài)，按下起動(dòng)按鈕SB1、KM1、KM3、KM6得電動(dòng)作。主電機(jī)就在全電壓和三角形接線下，直接起動(dòng)低速運(yùn)行。使用高速時(shí)，限位開關(guān)XK閉合，按下SB1后，電動(dòng)機(jī)先低速起動(dòng)，延時(shí)5秒后KM6斷開，再經(jīng)0.6秒KM7得電動(dòng)作。KM7的主觸點(diǎn)使電機(jī)的繞組連成雙星形并重新接入電流，從而使主電動(dòng)機(jī)從低速再起動(dòng)到高速。反向起動(dòng)原理與正向起動(dòng)相同，但參與控制的按鈕為SB2，接觸器為KM2、KM3、KM6及KM7。27（3）主電機(jī)的反接制動(dòng)控制當(dāng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器的正轉(zhuǎn)動(dòng)合觸點(diǎn)Kn閉合，而正轉(zhuǎn)動(dòng)斷觸