毕业设计(论文)-X62W万能铣床电气控制线路的PLC改造.doc
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1、毕业设计说明书课题名称:X62W万能铣床电气控制线路的PLC改造专 业 系 轨道交通系 班 级 学生姓名 指导老师 完成日期 毕业设计任务书一、课题名称:X62W万能铣床电气控制线路的PLC改造二、指导老师:三、设计内容与要求1课题概述X62W万能铣床是一种通用的多用途机床,它可以进行平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工,它采用继电接触器电路实现电气控制。可编程控制器(PLC)专为工业环境应用而设计,其显著的特点之一就是可靠性高,抗干扰能力强。将X62W万能铣床电气控制线路改造为PLC控制,可以提高整个电气控制系统的工作性能,减少维护、维修的工作量。 2设计内容与设计要求设计内容:前言1. X6
2、2W万能铣床电气控制原理说明2. PLC基础知识介绍3. X62W万能铣床电气控制线路的PLC改造3.1 PLC选型及I/O分配3.2 PLC控制程序的编写3.3 PLC控制系统调试4. 总结设计要求:1. 按时间完成设计内容2. 按要求撰写毕业设计说明书3. 绘制设计图样 1)X62W万能铣床系统电气原理图2)PLC的I/O接线图3)PLC控制梯形图4)控制程序清单及注释四、设计参考书目1 陈立定 电气控制与可编程序控制器的原理及应用M. 北京:机械工业出版社,2004 2 王兆义 可编程序控制器教程M. 北京:机械工业出版社,20013 刘祖润、胡俊达主编 毕业设计指导:机械工业出版社4
3、华满香 电气控制及PLC应用【三菱系列】 北京大学出版社 ,20094 李振安工厂电气控制技术 重庆大学出版社五、设计任务书要求1.封面要求:包括设计题目,班级,姓名,指导老师,完成时间;2.目录要求:根据说明书的内容决定,一般采用23级。3.内容摘要要求:200400字左右,中英文。4.正文要求:原理、分析、论证说明及特点。5.结束语要求:包括对本课程设计的客观评价、设计特点、存在的问题以及改进意见等。6.附录要求:包括参考文献作者、署名、出版地、出版年等;图纸;材料清单。封面六、毕业设计进程安排(时间 10周)1熟悉任务书、确定方案1周2查阅资料1周3内容的设计6周4说明写1.5周书的撰5
4、答辩准备0.5周6、毕业设计答辩及论文要求1、毕业设计答辩要求答辩前三天,每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导教师审阅,由指导教师写出审阅意见。学生答辩时对自述部分应写出书面提纲,内容包括课题的任务、目的和意义,所采用的原始资料或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果评论和评价。答辩小组答辩小组质询课题的关键问题,质询与课题密切相关的基本理论、知识、设计与计算方法、实验方法、测试方法,鉴别学生独立工作能力、创新能力。2、毕业设计论文要求文字要求:说明书要求打印(除图纸外),不能手写。文字通顺,语言流畅,排版合理,无错别字,不允许抄袭。图纸要求:按工程制图标准制图
5、,图面整洁,布局合理,线条粗细均匀,圆弧连接光滑,尺寸标注规范,文字注释必须使用工程字书写。曲线图表要求:所有曲线、图表、线路图、程序框图、示意图等不准用徒手画,必须按国家规定的标准或工程要求绘制。 摘 要本设计讲述了X62W万能铣床电气控制线路的工作原理,说明了用PLC改造的具体方法,从而可以提高整个电气控制系统的工作性能,铣床是用铣刀工件进行铣削加工的机床。铣床、沟除能铣削平面槽、轮齿、螺纹和花键轴外,还能加工比较复杂的型面,效率较刨床高,在机械制造和修理部门得到广泛应用。最早的铣床是美国人惠特尼于1818年创制的卧式铣床这是:为了铣削麻花钻头的螺旋槽,美国人布朗于1826年创造了第一台万
6、能铣床,升降台铣床的雏形;1884年前后出现了龙门铣床;二十世纪20年代出现了半自动铣床,工作台利用挡块可完成“进给-快速”或“快速-进给”的自动转换。1950年以后,铣床在控制系统方面发展很快,数字控制的应用大大提高了铣床的自动化程度。尤其是70年代以后,微处理的数字控制系统和自动换刀系统在铣床上得到应用,扩大了铣床的加工范围,提高了加工精度与效率。 Abstract This design about X62W universal milling electrical circuits, and explains the working principle of the concrete
7、method with PLC transformation, which can improve the whole electric control system of performance, milling machine is to use milling cutter workpiece milling machine tools. Milling machine, ditch besides milling planar slot, gear, thread and spline outside, still can be processed complex type surfa
8、ce, efficiency is high, planer in machinery and repair departments widely. The earliest milling machine is American Whitney 1818 splits horizontal milling machine is this: to milling manual twist drill spiral groove, americans brown in 1826 created the first all-purpose milling machine, lifting the
9、prototype of the milling machine, In 1884 around appeared longmen milling machine, The 1920s appeared semi-automatic milling machine, workbench use block block can complete into give - fast or fast - feed the automatic conversion. After 1950, milling machine in control systems development soon, digi
10、tal control application can greatly improve the milling machine of automation. Especially since 1970s, micro digital control system and automatic tool changer in milling machine on get applications, expanded milling machine processing range, improving the machining accuracy and efficiency.关键词:X62W万能
11、铣床 电气控制系统 PLC梯形图。目 录第一章 绪论81.1 铣床国内外研究状况和发展趋势81.2 铣床简单介绍91.3 铣床的选型9第二章 X62W万能铣床硬件设计102.1 X62W万能铣床电力拖动的特点及控制要求102.2 X62W万能铣床元件选型102.3 X62W万能铣床的主要结构及运动形式12第三章 电气控制原理 133.1 电气原理图133.2 主电路分析143.3 控制电路分析14第四章X62W万能铣床软件设计24 4.1 PLC的基本定义和PLC的主要特点244.2 X62W万能铣床电气控制线路的PLC设计25 4.3 PLC梯形图设计29第五章总结31参考文献31致谢32第
12、一章 绪论铣床是以各类电动机为动力的传动装置与系统的对象以实现生产过程自动化的技术装置。电气系统是其中的主干部分,在国民经济各行业中的许多部门得到广泛应用。随着电子技术的发展,可编程序控制器日益广泛的应用于机械、电子加工与设备电气改造中。铣床作为机械加工的通用设备在内燃机配件的生产中一直起着不可替代的作用。自动铣床具有工作平稳可靠,操作维护方便,运转费用低的特点,已成为现代生产中的主要设备。自动铣床控制系统的设计是一个很传统的课题,现在随着各种先进精确的诸多控制仪器的出现,铣床控制的设计方案也越来越先进,越来越趋于完美,各种参考文献也数不胜数。在我国7080年代大多数铣床中,大多数的开关量控制
13、系统都是采用继电器控制,也有相当一部分辅机系统是采用继电控制。因此,继电器本身固有的缺陷,给铣床的安全和经济运行带来了不利影响,用PLC对铣床的继电器式控制系统进行改造已是大势所趋。1.1铣床国内外研究状况和发展趋势从上世纪80 年代起铣床制造业的发展虽有起伏但对自动控制技术和自动铣床床一直给予较大的关注。经过九五自动车床和加工中心包括自动铣床的产业化生产基地的形成,所生产的中档普及型自动铣床的功能性能和可靠性方面已具有较强的市场竞争力。但在中高档自动铣床方面与国外一些先进产品相比仍存在较大差距。这是由于欧美日等先进工业国家于80 年代先后完成了自动机床产业进程,其中一些著名机床公司致力于科技
14、创新和新产品的研发引导着数控机床技术发展,如美国英格索尔公司和德国惠勒喜乐公司对用于汽车工业和航空工业高速数控铣床的发展日本牧野公司对高效精密加工中心所作的贡献,德国瓦德里希公司在重型龙门五面加工铣床方面的开发以及日本马扎克公司研发的车铣中心对高效复合加工的推进等等。相比之下,我国大部分数近代机床产品在技术处于跟踪阶段。随着科学技术的不断发展,生产工艺的不断发展改进,特别是计算机技术的应用,新型控制策略的出现,不断改变着电气控制技术的面貌。在控制方法上,从手动控制发展到自动控制;在控制功能上,从简单控制发展到智能化控制;在操作上,从策重发展到信息化处理;在控制原理上,从单一的有触头硬接线继电器
15、逻辑控制系统发展到以微处理器或微型计算机为中心的网络化自动控制系统。X62W铣床综合了计算机技术、微电子技术、检测技术、自动控制技术、智能技术、通信技术、网络技术等先进的科学技术成果。利用刀具对金属毛坯进行切削,从而加工出机械零件的工作机械称为金属切削机床,简称机床。机床是现代机械制造业中最重要的加工设备,在一般机械制造厂中,机床所担负的加工工作量约占机械制造总工作量的40%60%。机床的性能直接影响机械产品的性能、质量和经济性。因此,它是国民经济中具有战略意义的基础工业,机床的拥有量及其先进程度将直接影响到国民经济各部门生产发展和技术进步的能力。X62W铣床是由普通机床发展而来。它集于机械、
16、液压、气动、伺服驱动、精密测量、电气自动控制、现代控制理论、计算机控制等技术于一体,是一种高效率、高精度能保证加工质量、解决工艺难题,而且又具有一定柔性的生产设备。万能铣床的广泛应用,给机械制造业的生产方式、产品机构和产业机构带来了深刻的变化,其技术水平高低和拥有量多少,是衡量一个国家和企业现代化水平的重要标志。1.2铣床的简单介绍X62W万能铣床是一种通用的多用途机床,它可以用圆柱铣刀、圆片铣刀、角度铣刀、成型铣刀及端面铣刀等刀具对各种零件进行平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工,还可以加装万能铣头、分度头和圆工作台等机床附件来扩大加工范围。PLC专为工业环境应用而设计,其显著的特点之一就是可
17、靠性高,抗干扰能力强。将X62W万能铣床电气控制线路改造为可编程控制器控制,可以提高整个电气控制系统的工作性能,减少维护、维修的工作量。1.3铣床的选型常用的万能铣床有两种,一种是X62W型卧式万能铣床,铣头水平方向放置;另一种是X52K型立式万能铣床,铣头垂直方向放置。这两种铣床在结构上大体相似,差别在于铣头的放置方向不同,而工作台的进给方式、主轴变速的工作原理等都一样,电气控制线路经过系列化以后也基本一样。第二章 X62W万能铣床硬件设计2.1 X62W万能铣床电力拖动的特点及控制要求1、铣削加工有顺铣和逆铣两种加工方式,要求主轴电动机能正反转,因正反操作并不频繁,所以由床身下侧电器箱上的
18、组合开光来改变电源相序实现。2、由于主轴传动系统中装有避免震荡的惯性轮,故主轴电动机采用电磁离合器制动以实现准确停车。3、铣床的工作台要求有前后、左右、上下6个方向的 进给运动和快速移动,所以也要求进给电动机能正反转,并通过操作手柄和机械离合器相配合来实现。进给的快速移动通过电磁铁和机械挂挡来完成。圆形工作台的回转运动是由进给电动机经传动机构驱动的。4、根据加工工艺的要求,该铣床应具有以下的电气联锁措施:为了防止刀具和铣床的损坏,只有主轴旋转后才允许有进给运动和进给方向的快速运动。为了减小加工表面的粗糙度,只有进给停止后主轴才能停止或同时停止。该铣床采用机械操纵手柄和位置开关相配合的方式实现进
19、给运动6个方向的连锁。主轴运动和进给运动采用变速盘来进行速度选择,为保证变速齿轮进入良好的啮合状态,两种运动都要求变速后顺时点动。当主轴电动机或冷却泵过载时,进给运动必须立即停止,以免损坏刀具和铣床。5、要求有冷却系统、照明设备及各种保护措施。2.2 X62W万能铣床元件选型符号名称型号规格用途数量M1电动机J02-51-4 75kw 1450r/min驱动主轴1M2电动机J02-22-4 1.5kw 1450r/min驱动进给1M3电动机J02-22-0 0.125kw 2790kw驱动冷却泵1Qs1开关HZ1-60/3J 60A 500V电源总开关1Qs2开关HZ1-10/3J 10A 5
20、00V冷却泵开关1SA1开关HZ1-10/3J 10A 500V换刀制动1SA2开关HZ1-10/3J 10A 500V圆工作台开关1SA3开关HZ3-10/3J 60A 500V照明开关1FU1熔断器RL1-60 60A电源总保险1FU2熔断器RL1-15 5A整流电源保险1FU3熔断器RL1-15 5A直流电路保险1FU4熔断器RL1-15 5A控制回路保险1FU5熔断器RL1-15 1A照明保险1FR1热继电器JR0-20/3 10AM1过载保护1FR2热继电器JR0-20/3 0.5AM3过载保护1FR3热继电器JR0-20/3 1.5AM2过载保护1TC1变压器BK-150 380/
21、110V控制回路电源1TC2变压器BK-50 380/24V照明电源1TC3变压器BK-100 380/36V整流电源保险1KM1接触器CJ0-20 20A 110V主轴启动1KM2接触器CJ0-10 10A 110V快速进给1KM3接触器CJ0-10 10A 110VM2正转1KM4接触器CJ0-10 10A 110VM2反转1SB1 SB2按钮LA2M1启动2SB3 SB4按钮LA2快速进给2SB5 SB6按钮LA2停止制动2YC1电磁离合器定做主轴制动1YC2电磁离合器定做正常进给1YC3电磁离合器定做快速进给1SQ1行程开关LX1-11K主轴冲动开关1SQ2行程开关LX3-11K主轴冲
22、动开关1SQ3 SQ4 SQ5 SQ6行程开关LX2-13LM2正反转及连锁42.3 X62W万能铣床的主要结构及运动形式 X62W型万能铣床的外形结构如图1所示,它主要由床身、主轴、刀杆、悬梁、工作台、回转盘、横溜板、升降台、底座等几部分组成。在床身的前面有垂直导轨,升降台可沿着它上下移动。在升降台上面的水平导轨上,装有可在平行主轴轴线方向移动(前后移动)的溜板。溜板上部有可转动的回转盘,工作台就在溜板上部回转盘上的导轨上作垂直于主轴轴线方向移动(左右移动)。工作台上有T形槽用来固定工件。这样,安装在工作台上的工件就可以在三个坐标上的六个方向调整位置或进给。此外,由于回转盘相对于溜板可绕中心
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