C650卧式车床的控制系统的PLC控制改造.doc

C650卧式车床的控制系统的PLC控制改造
摘要:更新改造旧机床是最近几年发展起来的一个新兴产业,该设计是对C650卧式车床的控制系统的PLC控制改造的研究设计。采用连线少、体积小、功耗小、控制速度快、可靠性高、功能完善的PLC控制系统,来代替电气控制系统中继电器控制逻辑,配以合适的数控系统,可使机床控制功能更加丰富,自动化水平大大提高。此次设计从被控对象的I/O点数和性价比高、综合成本低这几个主要原则出发,主要进行了控制装置选型,PLC的地址分配和用梯形图编辑的PLC控制程序设计。改造后的机床在实现机床原有功能的基础上还增加了自动加工、自动换刀等多种功能。
关键词…….数控改造……继电器 PLC 梯形图
1、C650车床的主要结构
普通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、螺纹和定型表面,并可以通过尾架进行钻孔、铰孔、攻螺纹等加工。C650卧式普通车床属中型车床,加工工件回转直径最大可达1020mm,长度可达3000mm。其结构主要由床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、丝杆和光杆等部分组成。车床有两种运动,一是轴卡盘带动工件的旋转运动,称为主运动(切削运动),另一种是溜板刀架顶针带动***的直线运动,称为进给运动。两种运动由同一电动机带动并通过各自的变速箱调节主轴转速或进给速度。此外,为提高效率、减轻劳动强度、便于对刀和减小辅助工时,C650车床的刀架还能快速移动,称为辅助运动。C650车床车床由三台三相笼型异步电动机拖动,即主电动机M1、冷却电动机M2和刀架快速移动电动机M3。
2、 C650车床的控制要求
从车削工艺要求出发,对各电动机的控制要求主要是:
主电动机M1(30KW):由它完成主运动的驱动。要求:直接起动连续运行方式并有点动功能以便调整;能正反转以满足螺纹加工需要;由于加工工件转动惯性大,停车时带有电气制动,此外,还要显示电动机的工作电流以监视切削状况。冷却电动机M2:用以加工时提供冷却液,采用直接起动、单向运行、连续工作方式。快速移动电动机M3:单向点动、短时工作方式。要求有局部照明和必要的电气保护与联锁。
3、继电器电气线路的分析
C650车床电气控制原理图如图3-1所示:
图3-1 C650车床电气控制原理图

该机床共配置三台电动机M1、M2和M3。主电动机M1(功率为30kW)完成主轴主运动和***进给运动的驱动,采用直接启动方式,可正反两个方向旋转,并可进行正反两个旋转方向的电气制动停车。为加工调整方便,还具有点动功能。电动机M1控制电路分为四个部分:①由正转控制接触器KM1和反转控制接触器KM2的两组主触点构成电动机的正反转电路。②电流表PA经电流互感器TA接在主电动机M1主运动上,以监视电动机绕组工作电流变化。为防止电流表被启动电流冲击损坏,利用时间继电器KT的动断触头,在启动的短时间内将电流表暂时短接。③串联电阻限流控制部分,接触器KM3的主触点控制限流电阻R的接入和切除,在进行点动调整时,为防止连续的启动电流造成电动机过载而串入了限流电阻R,以保证电路设备正常工作。④速度继电器KS的速度检测部分与电动机的主轴相联,在停车制动过程中,当主电动机转速接近零时,其动合触头可将控制电路中反接制动的相应电路切断,完成停车制动。电动机
M2提供切削液,采用直接启动停止方式,为连续工作状态,由接触器KM4的主触点控制其主电路的接通与断开。快速移动电动机M3由交流接触器KM5控制,根据使用需要,可随时手动控制启停。为保证主电路的正常运行,主电路中还设置了采用熔断器的短路保护环节和采用热继电器的电动机过载保护环节。
控制电路分析
电源:由控制变压器TC(380V/110V,36V)的接线和参数标注可知各接触器、继电器线圈电压等级为~110V,而照明为~36V安全电压由主令开关SA控制。主电动机M1控制:接通电源QS+。正向点动 SB1+→KM1+(无自保)→M1串R正向点动(SB1+表示按SB1并保持)正向起动 SB2+→KM3+, KT+→短接R, KA+ →KM1+ (自保) →M1全压正向起动(当n≥120r/min时) →KS-1+ (KT延时到,起动完成) →转速达n,电流表A接入正向停止制动 SB0+→KM1-,KM3-,KT-,KA-(当KS-1+时)KM2+→M1串R反接制动 n↓↓(当n≤100r/min时) KS-1- →KM2-。反向制动(接SB3)与停车制动(KS-2+)过程与正向类似。采用控制流程来表达电路的过程具有简单、一目了然的优点。其基本步骤是:各自受控点动作后出现的控制结果(利用坐标标注检索可避免遗漏)。冷却泵电动机 SQ6+ →KM4+(自保)→M2起动。快速电动机 SQ+(刀架手柄压动