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c650车床毕业设计
c650车床毕业设计
【篇一:
c650车床毕业设计】
摘要
可编程控制器是在继电器控制和计算机技术的基础上,逐渐发展起来的以微处理器为核心,集微电子技术、自动化技术、计算机技术通信技术为一体,以工业自动化控制为目标的新型控制装置。
它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点,已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。
据统计,可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。
专家认为,可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一,plc、机器人、cad/cam将成为工业生产的三大支柱。
由于plc具有对使用环境适应性强的特性,同时其内部定时器资源十分丰富。
它的功能主要是:
控制功能、数据采集、储存与处理功能、通信、联网功能、输入/输出接口调理功能、人机界面功能。
在系统构成时,可由一台计算机与多台plc构成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络,以便完成较大规模的复杂控制。
本次设计的内容主要是利用plc(programmablelogiccontroller)对c650型车床的电器部分进行改造。
首先我对本设计进行总体的分析,使自己有一个大致的总体概念,然后仔细分析c650车床,对车床主运动和进给运动还有其它的辅助运动,进行分析。
最后根据控制电路的线路图,编译plc的梯形图,编译通过后,利用plc实验台进行实验仿真。
因此使c650车床在完成原有的功能特点外,还具有安装简便、稳定性好、易于维修、扩展能力强等特点。
关键词:
可编程控制器,c650车床,梯形图,电气控制。
目录
第一章引言
随着社会生产力的发展,传统的继电器控制系统已经不能满足当今迅猛发展的社会的现代化生产要求,于是我们在选毕业设计课题之际,一切从实际出发,选定了毕业设计课题——车床plc控制系统设计。
我们选定了c650车床为改造对象,进行传统控制系统的改造,以plc控制系统取代之前的传统控制系统。
改由plc控制后,其控制系统大大的简单化,并且维修方便,易于检查,节省了大量空间,机床的各项性能有了很大的改善,工作效率有了明显提高。
1.1c650型普通卧式车床简介
c650卧式车床属于中型车床,可加工的最大工件回转直径为1020mm,最大工件长度为30000mm。
它主要由床身、光杆、丝杆、尾座、刀架、主轴变速箱、进给箱、和溜板箱等组成,如图1-1。
图1-1c650卧式车床结构图
工艺过程:
为了加工各种旋转表面,车床具有切削运动(主运动和进给运动)和辅助运动。
主运动是主轴通过卡盘或顶尖带动工件作旋转运动。
进给运动是溜
板带动刀架的纵向和横向的直线运动。
辅助运动是指刀架的快速移动及工件的加
紧与放松。
c650型卧式车床由主轴运动和刀具进给运动完成切削加工,车床的主轴、冷却泵、刀架快速移动均由三相异步电动机拖动。
车床有三种运动形式:
车削加工的主运动是主轴通过卡盘或者鸡心夹头带动工件的旋转运动,它承受车削加工时的主要切削功率;进给运动是溜板带动刀架的纵向或横向运动;辅助运动为溜板箱的快速移动,尾座的移动和工件的夹紧与放松。
主轴的旋转运动由主电动机,经传动机构实现。
机床车削加工时,要求车床主轴能在较大范围内变速。
通常根据被加工零件的材料性能、零件尺寸精度要求、车刀材料、冷却条件及加工方式等来选择切削速度,采用机械变速方法。
车床纵、横两个方向的进给运动由主轴变速箱的输出轴,经挂轮箱、进给箱、光杆传入溜板箱而获得,其运动方式有手动与机动两种。
其工作过程过程如下:
(1)正常车削加工时一般不要求反转,但在加工螺纹时,为保证螺纹的加工质量,
为避免乱扣,加工完毕后要求反转退刀,且工件旋转速度与刀具的移动速度之间保持严格的比例关系。
因此,c650卧式车床溜板箱与主轴变速箱之间通过齿轮传动来连接,由同一台电动机拖动。
(2)c650卧式车床通过主电动机的正、反转来实现主轴的正、反转,当主轴反转
时,刀架也跟着后退。
(3)电流表a经电流互感器ta接在主电动机m1的动力回路上,用来监测电动机
的负载情况。
(4)车削加工近似于恒功率负载,主电动机m1通常选用普通笼型异步电动机(功
率为30kw),完成主轴运动和刀具进给运动的驱动。
m1电动机采用直接启动的方式,可正反两个方向旋转,为加工方便,还具有点动功能。
由于加工的工件比较大,加工时其转动惯量也比较大,需停车时不易立即停止转动,必须有停车制动动能,c650车床的正反停车采用速度继电器控制电源的反接制动,以提高生产效率。
(5)车削加工中,为防止刀具和工件的温度过高,延长刀具使用寿命,提高加工
质量,车床附有一台单方向旋转的冷却泵电动机m2。
(6)c650卧式车床的床身较长,为了提高生产效率、减轻工人的劳动强度,专门
设置了一台功率为2.2kw的电动机来拖动溜板箱快速移动。
电动机可根据使用需要,随时手动控制起停。
(7)c650在进行车削加工时,因被加工的工件材料、形状、大小、性质及工艺要
求不同,且使用的刀具也不同,所以要求切削速度也不同,这就要求主轴有较大的调速范围。
车床大多采用机械方法调速,变换主轴箱外的手柄位置,可改变主轴的转速。
1.2c650卧式车床改造主要内容
⑴主电动机m1采用全压空载直接启动。
⑵要求主电动机m1能实现正、反向连续运转。
停止时,由于工件转动惯量大,采用反接制动。
⑶为便于对刀操作,要求m1能实现单向点动控制,同时定子串入电阻获得低速点动。
⑷主轴启动之后,再启动冷却泵电动机.
⑸有必要的保护和联锁,有安全可靠的照明电路。
⑹原车床的工艺加工方法不变。
⑺不改变原控制系统电气操作方法和按钮、手柄等操作元件的功能
【篇二:
c650车床plc毕业设计】
柳州职业技术学院
毕业设计(论文)
题目:
用plc改造c650卧式车床的电气控制系统
姓名覃书臻
学号专业年级2009级
指导教师杨达飞
完成时间2011年9月25日
柳州职业技术学院毕业设计(论文)
任务书
机电工程系系(部)2009机电一体化技术专业09机电一体化技术3班
学生覃书臻学号20090103096
一、毕业设计(论文)题目:
用plc改造c650卧式车床的电气控制系统
二、毕业设计(论文)工作规定进行的日期:
2011年7月5日起至2011年9月30日止
三、毕业设计(论文)进行地点:
柳州职业技术学院
四、任务书的内容:
车床是一种应用极为广泛的机床,主要用于加工各种回转表面(内外圆柱面、圆锥表面、
成型回转表面等),回转体的端面、螺纹等。
车床的类型很多、主要有卧式车床、立式车床、
转塔车床和仿形车床等。
c650型卧式车床主要有床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、刀
架、尾架、光杆和丝杆等部分组成,如图1所示。
光杆;9-床身;
图1c650型卧式车床示意图
1、运动形式
?
主运动:
安装在主轴箱中的主轴带动工件的旋转运动。
?
进给运动:
溜板箱带动溜板和刀架直线运动。
刀具安装在刀架上,与溜板一起随溜板箱沿主轴轴线方向实现进给移动,主轴的传动和
溜板箱的移动均由主电动机驱动。
由于加工的工件比较大,加工时其转动惯量也比较大,使
得需停车时不易立即停止转动,因而必须有停车制动的功能。
较好的停车制动是采用电气制
动。
在加工的过程中,还需提供切削液,并且为减轻工人的劳动强度和节省辅助工作时间,
要求带动刀架移动的溜板箱能够快速移动。
2、控制要求
?
主电动机m1,完成主轴主运动和刀具进给运动的驱动,电动机采用直接启动的方
式启动,可正反两个方向旋转,并可进行正反两个旋转方向的电气停车制动。
为加工调整方
便,还具有点动功能。
?
电动机m2拖动冷却泵,在加工时提供切削液,采用直接启动停止方式,并且为连
续工作状态。
?
快速运动电动机m3,电动机可根据使用需要,随时手动控制启停。
?
主电动机和冷却泵电动机部分应具有短路和过载保护。
?
具有局部安全照明装置。
设计要求:
选用西门子7s-200系列的plc对c650型卧式车床的电气控制系统进行改造
设计。
给定参数:
主电动机30kw;冷却泵电动机2.2kw;快进电动机0.125kw。
其余参数
由学生自己设定。
目的:
(1)通过本设计使学生掌握根据普通机床的加工工艺要求进行机床电气控制系统改造
(继电器——接触器控制、plc控制)的基本方法进一步巩固电气控制技术与可编程控制器
的理论和应用知识,培养学生分析控制要求、设计和调试控制系统的能力,为将来从事机电
设备电气控制设计、维修和管理打下基础。
(2)提高学生对工作认真负责、一丝不苟,认真思考、用于开拓、用于实践的基本素
质。
(3)培养学生综合运用所学知识,结合实际独立完成课题的工作能力和解决生产中实
际问题的能力。
(4)对学生的知识面、掌握知识的深度、运用理论结合实际去处理问题的能力、实验
能力、计算机运用水平、书面及口头表达能力进行综合考核。
任务:
(1)收集c650型卧式车床的相关资料,分析其工作过程。
(2)技术参数的设定。
(3)设计机床电气控制系统,分析电气控制电路工作过程。
(4)选择plc型号,设计plc控制系统输入输出接线图、梯形图。
(5)完成电气元件计算选择、列出元件清单。
(6)设计机床电气接线施工方案。
工作日程安排:
(1)准备阶段:
(7月5日~7月6日)
学生在指导教师指导下确定论文题目
(2)毕业设计阶段:
(7月7日~9月11日)
学生在指导教师的指导下,进行电气控制电路的设计。
初步完成后,指导老师审阅,并
修改。
(3)编写设计说明书阶段:
(9月12日~9月15日)
(4)修改说明书阶段(9月16日~9月24日)
学生根据指导教师提出的意见和建议,对说明书作出必要的补充修改,并于9月3日前
交全部设计终稿。
(5)答辩准备阶段(9月25日~9月26日)
指导教师审定设计,推荐合格的学生参加答辩,学生准备答辩资料。
(6)论文答辩阶段(9月27日~9月30日)
毕业设计分组答辩。
设计(论文)要求:
要求每个学生设定不同的工艺要求及技术参数独立完成设计。
(1)画出电气控制原理图,分析电气控制电路工作过程。
(2)画出plc控制输入输出接线图、梯形图,写出程序清单。
(3)完成电气元件选择、列出元件清单。
(4)绘制电器元件安装位置图和电气接线示意图。
(5)编写设计说明书(不少于7000字)及进行毕业答辩。
【篇三:
c650车床plc课程设计】
摘要传统的c650卧式车床采用继电器实现电气控制,接线多且复杂,体积大,功耗大,一旦系统构成,想改变或增加功能很困难,其工作性能已不能达到现代生产的要求。
因此,以plc取代常规的继电器,可提高工作性能,并且达到车床的控制要求。
本次设计介绍了c650卧式车床电气控制系统的工作原理及其运动形式,编写了plc控制梯形图程序和指令表程序。
利用plc控制系统,实现了车床启动、正转反转、反接制动、刀架快速移动、冷却泵在作等一些列功能,改由plc控制后,其控制系统大大的简单化,并且维修方便,易于检查,节省大量的继电器元件,机床的各项性能有了很大的改善,工作效率有了明显提高。
经反复调试,该项技术可推广应用于自动化其他领域的控制系统中,系统运行情况良好,车削精度更高。
关键词:
plc;卧式车床;继电器
目录
1引言...............................................................3
1.1c650型卧式车床简介..............................................3
1.2plc在电气控制系统中的应用.......................................4
1.3c650型卧式车床发展趋势..........................................52系统总设计..........................................................7
2.1plc控制系统的设计基本内容.......................................7
2.2plc控制系统设计原则与步骤.......................................8
2.2.1plc控制系统设计的基本原则.....................................8
2.2.2plc控制系统设计与调试步骤.....................................8
3系统硬件设计.......................................................10
3.1主要电气元件的选择.............................................10
3.1.1电动机的选择................................................10
3.1.2交流接触器和中间继电器的选择................................11
3.1.3保护电器的选择..............................................12
3.1.4控制电器的选择..............................................12
3.2c650卧式车床的主要结构和运动形式...............................13
3.3c650卧式车床控制原理电路图概述及原理分析.......................14
3.4plc的选型......................................................15
3.5i/o地址的分配..................................................17
3.6i/o接线图......................................................17
4系统软件设计.......................................................17
4.1plc的系统结构和基本工作原理....................................17
4.1.1plc的系统结构................................................17
4.1.2plc的基本工作原理............................................18
4.1.3plc编程语言..................................................18
4.2plc的基本功能和基本指令........................................19
4.2.1plc的基本功能................................................19
4.2.2plc基本指令..................................................20
4.3控制系统的梯形图程序设计.......................................21
5系统调试...........................................................25
5.1硬件检查.......................................................25
5.2系统综合调试...................................................25
结束语................................................................26
致谢................................................................27
参考文献..............................................................28
附录Ⅰ主要电气元件表.................................................29
附录ii控制电路原理图................................................30
附录iiiplc控制系统i/o分配表.......................................31
附录ivplc控制系统i/o接线图.........................................32
附录vplc控制程序清单...............................................33引言
1.1c650型卧式车床简介
c650普通车床属于中型车床,用于切削工件外圆、内孔和端面等。
该车床由主轴运动和刀具进给运动完成切削加工。
主轴由三相异步电动机拖动,主轴通过卡盘带动工件的旋转运动;进给运动,溜板带动刀架的纵向和横向直线运动,其中纵向运动是指相对操作者向左或向右的运动,横向运动是指相对于操作者向前或向后的运动;辅助运动,包括刀架的快速移动、工件的夹紧与松开等。
工作过程如下:
1.正常加工时一般不需反转,但加工螺纹时需反转退刀,且工件旋转速度与刀具的进给速度要保持严格的比例关系,为此主轴的转动和溜板箱的移动由同一台电动机拖动。
主电动机m1(功率为20kw),采用直接起动的方式,可正反两个方向旋转,为加工调整方便,还具有点动功能。
由于加工的工件比较大,加工时其转动惯量也比较大,需停车时不易立即停止转动,必须有停车制动的功能,c650-2车床的正反向停车采用速度继电器控制的电源反接制动。
2.电动机m2拖动冷却泵。
车削加工时,刀具与工件的温度较高,需设一冷却泵电动机,实现刀具与工件的冷却。
冷却泵电动机m2单向旋转,采用直接起动、停止方式,且与主电动机有必要的联锁保护。
3.快速移动电动机m3。
为减轻工人的劳动强度和节省辅助工作时间,利用m3带动刀架和溜板箱快速移动。
电动机可根据使用需要,随时手动控制起停。
4.采用电流表检测电动机负载情况。
5.车削加工时,因被加工的工件材料、性质、形状、大小及工艺要求不同,且刀具种类也不同,所以要求切削速度也不同,这就要求主轴有较大的调速范围。
车床大多采用机械方法调速,变换主轴箱外的手柄位置,可以改变主轴的转速。
传统的机床控制系统是硬连线方式的继电一接触器控制系统,但该系统连线复杂,体积大,可靠性差,自动化水平低,难以满足现代化生产的需求。
现代工业生产中,中小批量零件的生产占产品数量的比例越来越高,零件的复杂性和精度要求迅速提高,传统的普通磨床已经越来越难以适应现代化生产的要求,制造业的竞争已从早期降低劳动力成本、产品成本,提高企业整体效率和质量的竞争,发展到全面满足顾客要求、积极开发新产品的竞争,将面临知识—技术—产品的更新周期越来越短,产品批量越来越小,而对质量、性能的要求更高,同时社会对环境保护、绿色制造的意识不断加强,因此敏捷先进的制造技术将成为企业赢得竞争和生存、发展的主要手段。
计算机信息技术和制造自动化技术的结合越来越紧密,作为自动化柔性生产重要基础的“软”控制系统机床,在生产中所占比例将越来越高。
20世纪70年代以前,电气自动控制的任务基本上是由继电器控制系统来完成。
继电器控制系统的优点是结构简单、价格低廉、抗干扰能力强,所以当时应用的十分广泛,至今仍在许多简单的机械设备中应用。
但是,该类控制系统的缺点也十分明显,它采用固定的硬件接线方式来完成各种逻辑控制,灵活性差;另外机械性触点的工作频率低,易损坏,因此可靠性较差。
当前,随着科学技术的不断发展及生产工艺上不断提出新的要求,电气控制技术得到飞速的发展。
在控制方法上,主要是从手动到自动控制;在控制功能上,是从简单的控制设备到复杂的控制系统;在操作方式上,由笨重到轻巧;在控制原理上,从有触点的继电接触式控制系统到以计算机为核心的“软”控制系统。
plc的应用面广、功能强大、使用方便,是当代工业自动化的主要设备之一。
plc以软件手段实现了各种控制功能,与继电器控制系统相比,灵活性大大提高;与普通的计算机相比,又具有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、组合灵活、扩展方便、体积小等突出优点,因而在机床电气控制系统中得到广泛的应用。
1.2plc在电气控制系统中的应用
plc是先进的工业化国家通用的标准工业控制设备,在现代工业自动化控制中是最值得重视的先进控制技术,现在已经成为现代工业控制三大技术支柱(plc,cad/cam,robot)之一,可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作电子系统。
它采用了可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字量、模拟量
的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
plc是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物,它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点,充分利用了微处理器的优点。
用plc控制改造其继电器控制电路,可靠性高、逻辑功能强、体积小,降低了设备故障率,提高了设备使用效率,运行效果良好。
随着我国电力体制改革的深化,电力市场竞争将更加激烈,降低资源损耗和提高管理效益成为各发电企业的迫切需求。
为此,对火电厂辅助车间自动控制水平提出了更高的要求。
经过科技人员的不断引进、开发、研究,我国大型火电站的辅助系统(输煤、化水、除灰、除渣、燃油泵房、循环水泵房等)已由继电器控制过渡到完全由plc监控。
plc是一种专为工业生产自动化控制设计的,一般而言,无须任何保护措施就可以直接在工业环境中使用。
然而,当生产环境过于恶劣,电磁干扰特别强烈,或安装使用不当,就可能造成程序错误或运算错误,从而产生误输入并引起误输出,这将会造成设备的失控和误动作,从而不能保证plc的正常运行。
要提高plc控制系统可靠性,一方面生产厂家要提高plc的抗干扰能力;另一方面,要在设计、安装和使用维护中引起高度重视,多方配合,减少及消除干扰对plc的影响。
在新的时代,plc会有更大的发展,产品的品种会更丰富、规格更齐全,通过完美的人机界面、完备的通信设备、成熟的现场总线通信能力会更好地适应各种工业控制场合的需求,plc作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分,将在我国发电厂的电气自动化建设中发挥越来越大的作用。
1.3c650型
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