X62W銑床PLC系統(tǒng)改造

摘要：X62W萬(wàn)能銑床是一種高效率的加工機(jī)械，在機(jī)械加工和機(jī)械修理中得到廣泛的應(yīng)用，萬(wàn)能銑床的操作是通過(guò)機(jī)械手柄同時(shí)操作電氣與機(jī)械，已達(dá)到機(jī)電緊密配合完成預(yù)定的操作，是機(jī)械與電氣結(jié)構(gòu)聯(lián)合動(dòng)作的典型控制，是自動(dòng)化程度較高的組合機(jī)床。繼電器接觸式控制系統(tǒng)，由于電氣控制線路觸點(diǎn)多、線路復(fù)雜、故障率高、檢修周期長(zhǎng)，給生產(chǎn)與維護(hù)帶來(lái)諸多不便。將X62W萬(wàn)能銑床電氣控制線路改造為可編程控制器控制，既可以提高整個(gè)電氣控制系統(tǒng)的工作性能，又減少維護(hù)、維修的工作量。PLC控制系統(tǒng)無(wú)論是硬件還是軟件，控制穩(wěn)定可靠，具有極高的可靠性與靈活性。
關(guān)鍵詞：X62W萬(wàn)能銑床，PLC，梯形圖

1 萬(wàn)能銑床電氣控制分析
    X62W萬(wàn)能銑床電氣控制電路圖如圖1所示，該線路分為主電路、控制電路和照明電路三部分。電氣控制線路的工作原理如下：

1．1 控制電路分析
    控制電路的電源由控制變壓器TC輸出110V電壓供電。主軸電動(dòng)機(jī)M1控制，為了操作方便，主軸電動(dòng)機(jī)M1采用兩地控制方式，一組安裝在工作臺(tái)上；另一組安裝在床身上。SB1和SB2是兩組啟動(dòng)按鈕并接在一起，SB3和SB4是兩組停止按鈕串接在一起。KM1是主軸電動(dòng)機(jī)M1的啟動(dòng)接觸器，SQ7是主軸變速時(shí)瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)的位置開關(guān)。主軸電動(dòng)機(jī)是經(jīng)過(guò)彈性聯(lián)軸器和變速機(jī)構(gòu)的齒輪傳動(dòng)鏈來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的，可使主軸具有18級(jí)不同的轉(zhuǎn)速(30-1500r／min)。

2 銑床拖動(dòng)的特點(diǎn)及控制要求
    (1)銑床在銑削加工時(shí)，小進(jìn)刀量用高速銑削，反之用低速銑削，要求主傳動(dòng)系統(tǒng)能夠調(diào)速，而且在各種銑削速度下保持功率不變，即恒功率調(diào)速。為此，主軸電動(dòng)機(jī)采用籠型異步電動(dòng)機(jī)。
    (2)銑床一般有順銑和逆銑兩種加工方式，要求主軸能夠正反轉(zhuǎn)，但不需經(jīng)常變換，只需在加工前預(yù)選主軸傳動(dòng)方向。
    (3)銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)在空載下迅速起動(dòng)，但由于傳動(dòng)系統(tǒng)裝有慣性輪，慣性大，因此設(shè)有電氣制動(dòng)環(huán)節(jié)。
    (4)為使變速時(shí)變速箱內(nèi)齒輪易于嚙合，減少齒輪端面的沖擊，要求主軸電動(dòng)機(jī)在主軸變速時(shí)具有變速?zèng)_動(dòng)，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)在進(jìn)給變速時(shí)也具有變速?zèng)_動(dòng)。
    (5)多向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，且在任一時(shí)刻只能接通一個(gè)方向的傳動(dòng)。由操作手柄實(shí)現(xiàn)機(jī)電聯(lián)合控制，通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)進(jìn)給的改變。
    (6)為避免損壞刀具或工件，要求主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有順序控制，即主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后可起動(dòng)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)。

3 萬(wàn)能銑床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    X62W萬(wàn)能銑床的電氣控制系統(tǒng)，存在線路復(fù)雜、故障率高、維護(hù)工作量大、可靠性差、靈活性差等缺點(diǎn)，本義提出了用PLC對(duì)X62W萬(wàn)能銑床的繼電器接觸式控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，從而保證了電控系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、合理性，更好地滿足了實(shí)際生產(chǎn)的需要，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
3．1 系統(tǒng)控制的安裝設(shè)計(jì)
    在X62W型萬(wàn)能銑床PLC控制接線圖中如下圖2所示，需要注意的是，圖中對(duì)輸入的常閉觸點(diǎn)進(jìn)行了處理，即常閉按鈕改用常開按鈕，熱繼電器的常閉觸點(diǎn)不變。

4 X62W萬(wàn)能銑床線路PLC改造
4．1 主軸控制電路分析
    (1)主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。啟動(dòng)前先合上電源開關(guān)QS1，再把主軸轉(zhuǎn)換開關(guān)SA4扳到所需的旋轉(zhuǎn)方向，然后按啟動(dòng)按鈕SB1(或SB2)，I0．0閉合，Q0．0得電，KM1工作，主軸的電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
    (2)主軸電動(dòng)機(jī)的停車制動(dòng)。按主軸停止按鈕SB3 (或SB4)，這時(shí)I0．1常閉斷開，Q0．0失電，Y0失電，KM1斷開，主軸電動(dòng)機(jī)失電作慣性運(yùn)動(dòng)，接著I0．1常開閉合，Q0．1得電，對(duì)主軸進(jìn)行制動(dòng)。
    (3)主軸變速?zèng)_動(dòng)控制。主軸變速?zèng)_動(dòng)控制是利用變速手柄與沖動(dòng)行程開關(guān)SQ7，通過(guò)機(jī)械上的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，變速時(shí)，扳操縱手柄使SQ7動(dòng)作，這時(shí)I0．3常閉斷開(斷開自鎖回路)，I0．3常開閉合，使Q0．0得電，KM1工作，主軸電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。
4．2 進(jìn)給電路分析
    (1)工作臺(tái)左(右)控制。主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，將操縱手柄向左(右)扳，其聯(lián)動(dòng)機(jī)械壓動(dòng)位置開關(guān)SQ1(SQ2)，使I0．7(I1．0)常閉斷開(聯(lián)
鎖保護(hù))，I0．7(I1．0)常開閉合，KM3(KM4)工作，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正(反)轉(zhuǎn)，通過(guò)相應(yīng)傳動(dòng)裝置拖動(dòng)工作臺(tái)向左、向右運(yùn)動(dòng)。
    (2)工作臺(tái)下、前(上、后)控制。主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，將操縱手柄分別向下、前(上、后)扳，其聯(lián)動(dòng)機(jī)械壓動(dòng)位置開關(guān)SQ3 (SQ4)，使I0．5(I0．6)常閉斷開(聯(lián)鎖保護(hù))，I0．5 (I0．6)常開閉合，KM3(KM4)工作，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正(反)轉(zhuǎn)，通過(guò)相應(yīng)傳動(dòng)裝置拖動(dòng)工作臺(tái)向下、前(上、后)運(yùn)動(dòng)。
    (3)進(jìn)給變速傳動(dòng)控制
    與主軸變速原理一樣，變速時(shí)只需將變速盤往外拉，使進(jìn)給齒輪松開，待轉(zhuǎn)到變速盤選擇好速度后，將變速盤向里推，在推進(jìn)時(shí)，擋塊壓動(dòng)位置開關(guān)SQ5，使I0．4常閉斷開(斷開自鎖回路)，I0．4常開閉合，KM3工作，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。
    (4)工作臺(tái)快速移動(dòng)控制
    按下快速點(diǎn)動(dòng)按鈕SB5 (或SB6)，I0．2接通，讓工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)給。松開SB5(或SB6)，I0．2斷開，工作臺(tái)快速移動(dòng)停止，仍按原方向作正常進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

5 結(jié)束語(yǔ)
    本論文先是X62W萬(wàn)能銑床傳統(tǒng)電氣控制原理進(jìn)行分析，通過(guò)分析后確定對(duì)電氣控制部分進(jìn)行改造，即解決了傳統(tǒng)繼電器-接觸器電氣控制系統(tǒng)存在的線路復(fù)雜、可靠性穩(wěn)定性差、故障診斷和排除困難等難題。PLC的正確接線最后確定改造方案，即用PLC來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器-接觸器控制。通過(guò)改造后，不但使操作者更加安全而且還使銑床的工作性能大大提高，從而提高生產(chǎn)效率。