m1432A外圆磨床控制系统设计.docx

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m1432A外圆磨床控制系统设计

课程设计报告书题目：

M1432A型万能外圆磨床控制系统设计专业:

电气工程及其自动化（拖动方向）班级：

电气工程0901指导教师：

俞鹤学生：

杜敬峰学号：

2009011671学生：

秦洋学号：

2009011682

1⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯M1432A型万能外圆磨床基本特性1.1⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯M1432A简介1.2⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯M1432A外圆磨床基本外形1.3⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯M1432A四种常见加工形式2⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯M1432A型万能外圆磨床接触器—继电器控制电路2.1⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯接触器——继电器控制电气原理图2.2⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯元件明细表2.3⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯接触器——继电器控制电路概述2.4⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯接触器——继电器控制电路分析

3⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯M1432A型万能外圆磨床的PLC控制3.1⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯PLC选型和简介3.2⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯PLC输入输出点分配3.3⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯PLC程序

3.4⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯PLC接线图

4⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯小结5⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯参考文献

一、M1432A型万能外圆磨床基本特性

1.1M1432A简介

M1432A型万能外圆磨床主要以磨削圆柱形或圆锥形（包括阶梯形）的外圆表面和内孔，成品的尺寸精度可达1～2级，表面光洁度可达T8～T10。

机床的外磨砂轮、内磨砂轮、工件、油泵及冷却，均以单独的电机驱动。

机床的工作台纵向运动，可由液压驱动，也可用手轮摇动。

砂轮架横向快速进退由液压驱动，其进给运动由手轮机构实现。

M1432A型万能外圆磨床可以用来加工外圆柱面及外圆锥面，利用磨床上配备的内圆磨具还可以磨削内圆柱面和内圆锥面，也能磨削阶梯轴的轴肩和端平面。

1.2M1432A外圆磨床基本外形

1.3M1432A外圆磨床四种常见加工形式

二、M1432A型万能外圆磨床接触器—继电器控制电路

2.1M1432型万能外圆磨床接触器——继电器控制电气原理图

2.2元件明细表

代号

名称

型号

规格

数量

M1

泵电动机

Y802—4/B5

0.75KW、80V、4极

1500Hmin

1

M2

头架电动机

YUD90LA—814

0.37/5KW、380V814极

1

M3

内圆电动机

Y302—2

1.1KW380V2极

3000r/min

1

M4

外圆电动机

Y112M-4

4KW380V4极1500r/min

1

M5

冷却泵电动机

DB-25

0.125KW380V2极

1

KM

交流接触器

CJ10-10

380V10A线圈电压380

6

FR

热继电器

JR16B-20/3

20A3极

5

FU1

螺旋式熔断器

RL1-60/25

380V60A配熔体25A

3

FU2

螺旋式熔断器

RL1-15/10

380V15A配熔体10A

6

FU3

螺旋式熔断器

RL1-15/10

380V15A配熔体10A

6

FU4

螺旋式熔断器

RL1-15/2

380V15A配熔体2A

2

FU5

熔断器

RL1-15/2

380V15A配熔体2A

1

SA1

选择转速开关

LAY3-22*13

单极3位；380V、6A

1

SA2

冷却泵开关

LAY3-11x/2

单极3位；380V、6A

1

SA3

照明开关

LAY3-11x/2

单极3位；380V、

1

SB

按钮

LA10-3H

380V5A3位

2

SQ

位置开关

LX1-111

380V5A

2

YA

电磁铁

MQW-0.7

380V0.7

1

TC

变压器

BKC-150

380/36246V

1

EL

照明灯

JC6-1

24V40W

1

HL

指示灯

DS22-2/T

0.15A6～8V

1

2.3M1432型万能外圆磨床接触器——继电器控制电路概述

M1432型万能外圆磨床由五台电动机拖动，即油泵电动机M1，头架电动机M2，内圆砂轮电动机M3，外圆砂轮电动机M4和冷却电动机M5。

从控制电路来看，M1432型万能外圆磨床只有在油泵电动机M1启动运转后，即接触器KM1的常开触点闭合后，其他的电动机才能启动运行。

在控制电路中，SB1为机床的总停止按钮；SB2为油泵电动机M1的启动按钮；SB3为头架电动机M2的点动按钮；SB4为内、外圆砂轮电动机M3、M4的启动按钮；SB5为内、外圆砂轮电动机M3、M4的停止按钮；手动开关SA1为头架电动机M2高、低速转换开关；SA2为冷却泵电动机M5的手动开关；行程开关SQ1为为砂轮架快速连锁开关；SQ2为内、外圆砂轮电动机M3、M4的连锁行程开关。

按下按钮SB2，接触器KM1通电闭合并自锁，油泵电动机M1启动运转，其他电动机即可启动。

按下按钮SB3，头架电动机可点动。

将手动开关SA1扳至“低”速挡，将砂轮架快速移动操纵手柄扳至“快进”位置，液压油进入砂轮架移动驱动油缸，带动砂轮架快速进给移动。

当砂轮架接近工件时，压合行程开关SQ1，接触器

KM2通电闭合，头架电动机M2低速运转。

同理，将SA1扳至“高”速档位置，重复以上过程，头架电动机M2高速运转。

内、外圆电动机M3、M4的控制由行程开关SQ2进行转换。

当将砂轮架上的内圆磨具往下翻时，行程开关SQ2复位，按下按钮SB4，接触器KM4通电闭合，内圆砂轮电动机M3启动运行；当将砂轮架上的内圆磨具往上翻时，行程开关SQ2被压合，按下按钮SB4，接触器KM5通电闭合，外圆电动机M4启动运转。

当接触器KM2或KM3闭合时，也就是头架电动机M2不论低速或高速运转，接触器KM6都会通电闭合，冷却泵电动机M5启动运转。

FU1作为线路总的短路保护，FU2作为M1和M2电动机的短路保护，FU3作为M3和M5电动机的短路保护。

5台电动机均有过载保护2.4M1432型万能外圆磨床接触器—继电器控制电路分析

合上电源开关QS1指示灯HL灯亮

合上QS2照明灯EL亮

（1）油泵电动机M1的控制

启动按钮SB2KM1线圈得电KM1自锁触头闭合自锁后面电路才能得电实现顺序控制

KM1主触头闭合油泵电动机M1启动

供给压力油

（2）头架电动机M2的控制

低速：

SA1是头架电动机的转速选择开关，分“低”、“停”、“高”三档位置，如将SA1扳到“低”档位置，按下油泵电动机M1的启动按钮SB2，M1启动，通过液压传动使砂轮架快速前进，当接近工件时，便压合位置开关SQ1SQ1常开闭合

KM2线圈得电KM2联锁触头分断对KM3联锁

KM2主触头闭合电动机M2接成Δ形低速运行

KM2辅助常开闭合KM6线圈得电KM6主触头闭合电动机M5得电运转提供冷却液。

高速：

将转速开关SA1扳到“高”挡位置，砂轮架快速前进当接近工件压合位置开关SQ1SQ1常开闭合KM3线圈得电KM3联锁触头分断对KM3

联锁

KM3主触头闭合电动机M2接成YY形高速运行

KM3辅助常开闭合KM6线圈得电KM6主触头闭合电动机M5得电运转提供冷却液

SB3是点动控制按钮，以便对工件进行校正和调试。

磨削完毕，砂轮架退回原位，位置开关SQ1复位断开，电动机M2自动停转。

（3）外圆砂轮电动机M3和M4控制

内、外圆砂轮电动机不能同时启动，由位置开关SQ2对它们实际联锁。

当外圆磨削时，把砂轮架上的内圆磨具往上翻，它的后侧压住位置开关SQ2

SQ2常闭分断对KM4联锁

SQ2常开闭合KM5线圈得电KM5联锁触头分断对KM4联锁

KM5自锁触头闭合

KM5主触头闭合电动机M4得电

KM5联锁触头复位闭合停止:

只需按下SB5KM5线圈失电KM5自锁触头分断

KM5主触头分断电动机M4失电

停转。

当内圆磨削时：

将内圆磨具翻下，原被内圆磨具压下的位置开关SQ2复位，SQ2常开恢复分断

SQ2常闭恢复闭合电磁铁YA线圈得电

按下SB4KM4线圈得电

①衔铁被吸下，砂轮架快速进退的操纵手柄锁住液压回路，使砂轮架不能快速退回

KM4联锁触头分断对KM5联锁

②KM4自锁触头闭合自锁

KM4主触头闭合内圆砂轮电动机M3启动运行内圆砂轮磨削时，砂轮架是不允许快速退回的，因为此时圆磨头在工件内孔，砂轮架若快速移动，易造成损坏磨及工件报废的严重事故。

（4）冷却泵电动机M5的控制：

当KM2或KM3线圈得电吸合时，利用KM2或KM3辅助常开触头闭合，使KM6线圈得电吸合冷却泵电动机M5自动启动。

修整砂轮时，不需要启动头架电动机M2，但要启动冷却泵电动机M5。

为此，备有转换开关SA2，在修整砂轮时用来控制冷却泵电动机。

（5）停止：

按下SB1KM1线圈失电KM1主触头分断电动机M1失电停转

KM1自锁触头分断后面电路不能得电其余接触器所需的电源都从接触器KM1自锁触头后面接出，所以当油泵电动机停止后其余电动机才能停止。

（6）照明及指示灯线路由变压器TC降压为36V电压供照明，6.3伏供指示灯（7）切断电源开关QS1断开QS2照明灯EL灭

指示灯HL灯灭

三、M1432A型万能外圆磨床的PLC控制

3.1PLC选型和简介

采用PLC控制M1432A开型万能外圆磨床可以减少控制电路的接线，提高系统的可靠性，同时也方便于控制系统的自动化改装。

此控制系统有11个输入点和8个输入点，为获得较高的性价比，故采用三菱生产的FX1s-30MR-001。

此款PLC集成有16个输入口，14个输出口，220V交流供电，24V直流输入，继电器220V交流输出。

3.2.PLC输入输出点分配

PLC输入点分配

SB1

SB2

SA2低速

SA2高速

SB3

SB5

SB4

SA3

SA1

SQ1

SQ2

X000

X001

X002

X003

X004

X005

X006

X007

X010

X011

X012

PLC输出点分配

KM1

KM2

KM3

KM5

KM4

KM6

YA

缺省

EL

Y000

Y001

Y002

Y003

Y004

Y005

Y006

Y007

Y010

3.3PLC程序

4.小结

M1432A型万能外圆磨床可以磨削圆柱形或圆锥形（包括阶梯形）的外圆表面和内孔，有较好的尺寸精度和表面光洁度，常用于实验室等需要小批量加工的场合，功能较简单，可以进行一定程度的自动运行，控制电路接线也较简单。

此种磨床设计时间早，多采用接触器——继电器式控制，虽然能满足其功能要求，但是接线稍显复杂，故障率较高，出现故障不易定位和排除。

所以此次在设计了传统的接触器——继电器控制系统后，亦进行了基于PLC的改装，简化

了接线，使得电路更加清晰明了。

并且可以通过对PLC程序的更改来增强其功能。

对于传统控制系统的PLC改装要注意以下情况：

１.传统控制电路和PLC控制电路中哪些电气设备是通用的

２.设计PLC控制电路的时候要以传统控制电路为基础，保证功能可以在新控制系统上完整重现。

３.在保证功能的同时，应尽量追求少使用电气元件和设备。

４.在设计PLC控制电路时应保证I/O点和其它编程资源有一定的裕量。

５.不能过于依赖PLC的软件控制，为了保证控制电路和主电路的安全，应在主回路上加入保护设备（如互锁、紧急停止按钮）等。

６.在对控制电路进行PLC改装的同，可以不拆除原有电路，在PLC出现故障时可以作为备份控制电路来使用。

5.参考文献

1.秦绪平张成忠．西门子S7系列可编程控制器使用技术．化学工业出版社，2011

2.廖常初．FX系列PLC编程及使用．机械工业出版社，2005

3.黄海平黄鑫.低压380V电动机控制电路.科学出版社，2010

4.史国生.电气控制和可编程控制器技术.化学工业出版社，2010

5.赵秉衡.工厂电气控制设备.冶金工业出版社.2001

6.辜承陈乔夫．电机学．华中科技大学出版社，2010

7.

2004

白公悦英．高级电工技术和技能自学读本．北京；机械工业出版社，

8.陈远龄．机床电气自动控制．重庆：

重庆大学出版社，1999

9.陈本孝．电器和控制．武汉：

华中理工大学出版社，1996