X62W万能铣床控制系统组成分析.docx
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X62W万能铣床控制系统组成分析
X62W万能铣床控制系统组成分析
青岛滨海学院毕业设计
引言
PLC控制是以计算机技术为技术核心的通用自动控制装置,在各行各业中得到了广泛的应用。
铣床可以用来加工平面、斜面、沟槽,装上分度头可以铣切直齿齿轮和螺旋面,装上圆工作台还可以铣切凸轮和弧形槽。
所以铣床在金属切削机床中占有很大的比重,使用数量仅次于车床。
铣床的迅速发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识,其一,它能部分的代替人工操作,它能大大的改善工人的劳动条件,显著提高的提高生产劳动效率,加快实现工业的机械化和自动化的步伐。
因而,受到各工业国家的重视,并投入大量的人力、物力加以研究和应用。
在我国,近几年来也有较快的发展,并取得一定的成果,受到各工业部门的重视。
通过此设计,可以使大家了解到X62W万能铣床的电气控制系统的结构和PLC控制的原理,简单工作原理。
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X62W万能铣床控制系统组成分析
正文
一、X62W万能铣床的简单介绍
产品常用名称:
万能铣床,X62W万能铣,X62W卧式铣床,X62W铣床。
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。
图1.1X62W万能铣床结构示意图
1-底座2-主轴变速盘手柄3-主轴变速盘测速盘4-床身5-悬梁6-刀杆支架7-主轴8-工作台9-工作台纵向操作手柄10-回转台11-溜板12-工作台升降台13-进给变速盘14-升降台二、X62W万能铣床的主要结构特点与运动形式
1、X62W万能铣床的结构特点
(1)底座、机身、工作台、中滑座、升降滑座等主要构件均采用高强度材料铸造而成,并经人工时效处理,保证机床长期使用的稳定性。
(2)机床主轴轴承为圆锥滚子轴承,X6132万能铣床主轴采用三支承结构,主轴的系统
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刚度好,承载能力强,且主轴采用能耗制动,制动转矩大,停止迅速、可靠。
(3)工作台水平回转角度?
45?
,拓展机床的加工范围。
主传动部分和工作台进给部分均采用齿轮变速结构,调速范围广,变速方便,快捷。
(4)工作台X/Y/Z向有手动进给、机动进给和机动快进三种,X6132万能铣床进给速度能满足不同的加工要求;快速进给可使工件迅速到达加工位置,加工方便、快捷,缩短非加工时间。
(5)X、Y、Z三方向导轨经超音频淬火、精密磨削及刮研处理,配合强制润滑,提高精度,延长机床的使用寿命。
(6)润滑装置可对纵、横、垂向的丝杠及导轨进行强制润滑,减小机床的磨损,保证机床的高效运转;同时,X6132万能铣床冷却系统通过调整喷嘴改变冷却液流量的大小,满足不同的加工需求。
(7)设计符合人体工程学原理,操作方便;X6132万能铣床操作面板均使用形象化符号设计,简单直观。
表一X6132万能铣床的参数特征
X6132铣床主要技术参数X6132
主轴孔锥度7:
24ISO50
主轴中心线至床身垂直导轨的距离(mm)30-350
主轴中心线至悬梁的距离(mm)155
主轴孔径(mm)29
工作台最大回转角度?
45?
主轴转速范围(rpm)30,1500(18级)
工作台面尺寸(mm)1325×320
工作台行程纵向/横向/垂向(mm)700(680)/255(240)/320(300)
工作台进给范围纵向/横向/垂向(mm/min)18级23.5-1180/23.5-1180/8-394
工作台快速移动速度纵向/横向/垂向(mm/min)2300/2300/770
工作台“T”型槽槽数/宽度/间距(mm)3/18/70
主电动机功率(kw)7.5
进给电动机功率(kw)1.5
机床外形尺寸(长x宽x高)(mm)2294×1770×1665
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2、铣床的运动形式
X62W型卧式万能铣床的三种运动形式分别如下:
(1)主轴转动是由主轴电动机通过弹性联轴器来驱动传动机构,当机构中的一个双联滑动齿轮块啮合时,主轴即可旋转。
(2)作台面的移动是由进给电动机驱动,它通过机械机构使工作台能进行三种形式六个方向的移动,工作台面能直接在溜板上部可转动部分的导轨上作纵向(左、右)移动;工作台面借助横溜板作横向(前、后)移动;工作台面还能借助升降台作垂直(上、下)移动。
三、X62W万能铣床的电力拖动及控制要求
1、铣床的电力拖动
(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、机床对电气线路的主要要求
铣床的电力拖动系统由3台电动机所组成:
主轴电动机、进给电动机和冷却泵电动机。
铣床对电力拖动及其控制有要求:
(1)铣床的主运动由一台笼型异步电动机拖动,直接启动,能够正反转,并设有电气制动环节,能进行变速冲动。
(2)工作台的进给运动和快速移动均由同一台笼型异步电动机拖动,直接启动,能够正反转,也要求有变速冲动环节。
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(3)冷却泵电动机只要求单向旋转。
(4)3台电动机之间有联锁控制,即主轴电动机启动之后,才能对另外两台电动机进行控制。
(5)主轴电动机启动后才允许工作电动机工作。
四、X62W万能铣床的电气控制线路分析
图1.2电气控制图
X62W万能铣床电气元件符号及其功能(见附录X62W万能铣床电气原理图)
电气元件符号名称及用途电气元件符号名称及用途
M1主轴电动机SQ6进给变速控制开关
M2进给电动机SQ7主轴变速制动开关
M3冷却泵电动机SA1圆工作台转换开关
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KM1冷却泵电动机起停控制接触器SA3冷却泵转换开关
KM2反接制动控制接触器SA4照明灯开关
KM3主电动机起停控制接触器SA5主轴换向开关
KM4、KM5进给电动机正转、反转控制接触器QS电源隔离开关
KM6快移控制接触器SB1、SB2分设在两处的主轴起动按钮
KS速度继电器SB3、SB4分设在两处的主轴停止按钮
YA快速移动电磁铁线圈SB5、SB6工作台快速移动按钮
R限流电阻FR1主轴电动机热继电器
SQ1工作台向右进给行程开关FR2进给电动机热继电器
SQ2工作台向左进给行程开关FR3冷却泵热继电器
SQ3工作台向前、向上进给行程开关TC变压器
SQ4工作台向后、向下进给行程开关FU1~FU4熔断
1、主轴转动电路
三相电源通过FU1熔断器,由电源隔离开关QS引入X62W万能铣床的主电路。
在主轴转动区中,FR1是热继电器的加热元件,起过载保护作用。
KM3主触头闭合、KM2主触头断开时,SA5组合开关有顺铣、停、逆铣三个转换位置,分别控制M1主电动机的正转、停、反转。
一旦KM3主触头断开,KM2主触头闭合,则电源电流经KM2主触头、两相限流电阻R在KS速度继电器的配合下实现反接制动。
与主电动机同轴安装的KS速度继电器检测元件对主电动机进行速度监控,根据主电动机的速度对接在控制线路中的速度继电器触头KS1、KS2的闭合与断开进行控制。
2、进给运动电路
KM4主触头闭合、KM5主触头断开时,M2电动机正转。
反之KM4主触头断开、KM5主触头闭合时,则M2电动机反转。
M2正反转期间,KM6主触头处于断开状态时,工作台通过齿轮变速箱中的慢速传动路线与M2电动机相联,工作台作慢速自动进给;一旦KM6主触头闭合,则YA快速进给磁铁通电,工作台通过电磁离合器与齿轮变速箱中的快速运动传动路线与M2电动机相联,工作台作快速移动。
3、冷却泵电路
KM1主触头闭合,M3冷却泵电动机单向运转;KM1断开,则M3停转。
主电路中,M1、M2、M3均为全压起动。
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五、X62W万能铣床控制线路识读
TC变压器的一次侧接入交流电压,二次侧分别接出127V与36V两路二相交流电,其中36V供给照明线路,而127V则供给控制线路使用。
图1.3X62W万能铣床电气原理图
1、主轴电动机控制
(1)主轴电动机全压起动
主轴电动机M1采用全压起动方式,起动前由组合开关SA5选择电动机转向,控制线路中SQ71断开、SQ72闭合时主轴电动机处在正常工作方式。
按下SB1或SB2,通过3、8、12、SB1(或SB2)、13、14支路,KM3线圈接通,而16区的KM3常开辅助触头闭合形成自锁。
主轴转动电路中因KM3主触头闭合,主电动机M1按SA5所选转向起动。
(2)主轴电动机制动控制
按下SB3或SB4时,KM3线圈因所在支路断路而断电,导致主轴转动电路中KM3主触头断开。
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由于控制线路的11区与13区分别接入了两个受KS速度继电器控制的触头KS1(正向触头)、KS2(反向触头)。
按下SB3或SB4的同时,KS1或KS2触头中总有一个触头会因主轴转速较高而处于闭合状态,即正转制动时KS1闭合,而反转制动时KS2闭合。
正转制动时通过8、SB3、11、9、KM3、10支路,反转制动时通过8、SB4、9、KM3、10支路,都将使KM2线圈通电,导致主轴转动电路中KM2主触头闭合。
主轴转动电路中KM3主触头断开的同时,KM2主触头闭合,主轴电动机M1中接入经过限流的反接制动电流,该电流在M1电动机转子中产生制动转矩,抵消KM3主触头断开后转子上的惯性转矩使M1迅速降速。
当M1转速接近零速时,原先保持闭合的KS1或KS2触头将断开,KM2线圈会因所在支路断路而断电,从而及时卸除转子中的制动转矩,使主轴电动机M1停转。
SB1与SB3、SB2与SB4两对按钮分别位于X62W万能铣床两个操作面板上,实现主轴电动机M1的两地操作控制。
(3)主轴变速制动控制
主轴变速时既可在主轴停转时进行,也可有主轴运转时进行。
当主轴处于运转状态,拉出变速操作手柄将使变速开关SQ71、SQ72触动,即SQ71闭合、SQ72断开。
SQ72率先
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