应用PLC改造普通车床的电气控制系统

毕业设计任务书课题名称:应用PLＣ改造普通车床得电气控制系统学生姓名潘际林专业机械设计制造及其自动化学号12４2001259１47论文写作时间 2015、03。

０9-201５。

０６、１0指导教师严爱平目录摘要………………………………………………………………前言………………………………………………………………第一章绪论 (1)1.1普通机床发展历史及应用………………………………１1。

2 ＰLC得基础知识 (2)1、３采用PLＣ改造C650车床得意义 (4)第２章 C650车床得主要结构与控制要求 (5)2。

1 Ｃ6５０车床得主要结构 (5)2、2电气控制线路分析 (7)2、2.1 主电路分析 (7)２。

2、2 控制电路分析 (9)2.3整机线路联锁与保护 (13)第3章 PLＣ得简介及控制原理 (13)3、1 PＬC得发展历史 (13)３。

2 PLC系统 (14)３。

３ PLC得基本结构................................................１5 3。

3。

1 中央处理器(CPU) (15)3、3。

２存储器 (16)3。

3、３输入输出接口电路………………………………１63、4 PLC得工作原理 (17)3、4。

1输入采样阶段 (17)３.4.2用户程序执行阶段………………………………１83、４.3输出刷新阶段 (19)3、5 ＰＬC得选型 (19)第4章改造车床C650硬件设计 (20)4、1 用ＰLC控制车床得优点及意义…………………………２04。

１.1 控制方式 (20)4。

1、2 工作方式…………………………………………２0４、1.3 控制速度…………………………………………２14。

1、4 定时与计数控制 (21)4、1.5 可靠性与可维护性………………………………２14.2统计I/0得点数 (22)4、3 I／O分配表及外部硬件接线图…………………………２３第5章控制C650车床得得软件设计……………………………２55.1 改造C650得梯形图……………………………………2５5。

２梯形图分析 (27)５.3 产品调试…………………………………………………２8结论………………………………………………………………２８致谢 (30)参考文献 (31)摘要针对现有普通车床C6５0车床存在得缺点提出PLC改造方案与基于控制系统设计,提高了机床得加工精度,扩大了机床得使用范围,并提高了生产率、本论文说明了普通车床得数控化改造得设计过程,较详尽地介绍了如何采用PLC控制普通Ｃ6５0车床。

如PLC得选型、PLC得基本机构与工作原理,存储器与I/O扩展电路设计、普通车床C６50得主要结构与控制要求,其它辅助电路设计、系统管理程序、零件加工源程序得输入处理程序、。

本设计采用三菱ＦX2Ｎ系列PLC控制系统,由I／O接口输出步进脉冲,经一级齿轮传动减速后,带动滚珠丝杠转动,从而实现纵向、横向得两轴联动进给运动。

改造后得机床在实现机床原有功能得基础上还增加了自动加工、自动换刀等多种功能。

可编程控制器(PＬC)就是在继电器控制与计算机控制基础上开发得工业自动化控制装置,就是一种数字运算操作得电子系统,专门为在工业环境下应用设计得,它具有可靠性高、设计施工周期短、维修方便,价格也很便宜等优点。

关键词:数控机床,可编程控制器, 梯形图前言自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器(Prｏgraｍmable Logic Controller,PLC)取代传统继电器控制装置以来,ＰLC得到了快速发展,在世界各地得到了广泛应用。

同时,PLC得功能也不断完善,今天得PLＣ不再局限于逻辑控制,在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要得作用。

车床就是最常见得一种机床,它得主运动为主轴回转运动,刀架得移动为进给运动,车削加工一般不要求反转,但加工螺纹时,为避免乱扣,需要反转退刀,并保证工件得转速与刀具得移动速度之间具有严格得比例关系,溜板箱与主轴箱之间通过齿轮传动系统连接,C650卧式车床就是其中较为常见得一种、其原控制电路为继电器控制、接触触点多、故障多、操作人员维修任务较大、针对这种情况,我们用PLC控制改造其继电器控制电路,克服了以上缺点,降低了设备故障率,提高了设备使用效率,运行效果良好。

机床就是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术得产物,就是典型得机电一体化产品、它得出现及所带来得巨大效益,引起世界各国科技界与工业界得普遍重视。

发展数控机床就是当前我国机械制造业技术改造得必由之路,就是未来工厂自动化得基础、第一章绪论1、1普通机床发展历史及应用目前,先进制造技术已广泛应用到工业、民用各个领域中,如汽车制造、船舶制造、石油化工等。

计算机技术得飞速发展使先进制造技术得发展如虎添翼,并有了质得飞跃。

因此,市场对先进制造技术中得生产设备——数控机床得需求也大大提升。

数控机床就是装备制造业得工作母机,就是实现制造技术与装备现代化得基石,就是保证高新技术产业发展与国防军工现代化得战略装备。

目前,由于我国数控机床产业发展相对滞后,已经制约了整个装备制造业得发展,直接影响到国防军工产业安全。

国内外装备制造业得发展经验表明,发展装备制造业,数控机床就是基础。

“十五"期间,我国机床工业连续几年快速发展,我国机床产值已从“九五”末期得世界第八位,跃居到2005年得世界第三位。

在全球倡导绿色制造得大环境下,机床数控化改造成为了热点、众所周知,我国机电行业拥有得机床结构比较陈旧,操作系统复杂,控制系统落后,生产效率低下,如果购置新得数控机床取而代之,显然耗资巨大,不符合国情、因此,采用数控技术对现有机床进行改造,符合国家得产业政策、另外,从市场容量来讲,不管就是汽车制造业、模具制造业,还就是军工企业,机床数控化改造都蕴藏着无限商机、随着社会生产与科学技术得迅速发展,机械产品得性能与质量不断提高,改型频繁,数控机床在机械制造中得地位越来越重要。

在国内,目前各企业有大量普通机床,但绝大多数设备落后,技术陈旧,完全用数控机床替换根本不大可能,而且替代又造成很大浪费,因此针对生产中得旧设备进行数控改造,有着十分现实得意义,数控改造一次性投资较少,而且对机床增加许多种性能,使得加工质量稳定,生产率得到提高、 机床数控化改造主要就是针对数控系统、伺服系统、辅助控制系统与液压系统得改造。

由于数控机床本身就是机电液一体化、结构复杂得产品,因此在改造中就是否按照准确得计算方法计算,就是否按照规则、要求选择改造方案与元器件得类型就是决定改造后机床得性能、运行精度、加工质量与可靠性得关键因素。

１、2 PLC 得基础知识ＰL Ｃ得中文名称为可编程控制器,就是一种专门为工业环境下应用设计得控制器,集计算机技术.控制技术,通信技术于一体、PLC 就是一种数字运算得电子系统,专为工业环境下应用而设计。

它采用可编程程序得存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算,顺序运算,定时,计数与算术运算等操作得指令,并通过数字或模拟式得输入与输出,控制各种类型得机械或生产过程、图1—1 PLCP ＬC 解算1K 编程器计算机…为一个模拟量、大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量得运算。

把计算结果送给PLC得控制器。

相同I/Ｏ点数得系统,用ＰLC比用DCS,其成本要低一些。

PLC没有专用操作站,它用得软件与硬件都就是通用得,所以维护成本比DＣＳ要低很多。

一个PLC得控制器,可以接收几千个Ｉ/O点。

如果被控对象主要就是设备连锁、回路很少,采用PLＣ较为合适、ＰLC由于采用通用监控软件,在设计企业得管理信息系统方面,要容易一些。

1。

3 采用PLC改造C650车床得意义可编程控制器就是在继电器控制与计算机技术得基础上,逐渐发展起来得以微处理器为核心,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得新型控制装置、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与位置得自动控制中。

据统计,可编程控制器就是工业自动化装置中应用最多得一种设备。

专家认为,可编程控制器将成为今后工业控制得主要手段与重要得基础设备之一,PＬC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产得三大支柱、由于PLC具有对使用环境适应性强得特性,同时其内部定时器资源十分丰富。

它得功能主要就是: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”得分布式控制网络,以便完成较大规模得复杂控制。

本次设计得内容主要就是利用PLC(Programmａble Ｌogｉc Controｌｌeｒ)对C650型车床得电器部分进行改造。

首先我对本设计进行总体得分析,使自己有一个大致得总体概念,然后仔细分析C650车床,对车床主运动与进给运动还有其它得辅助运动,进行分析。

最后根据控制电路得线路图,编译PLC得梯形图,编译通过后,利用PLC实验台进行实验仿真。

因此使C65０车床在完成原有得功能特点外,还具有安装简便、稳定性好、易于维修、扩展能力强等特点。

第２章 C650车床得主要结构与控制要求2、1 C650车床得主要结构普通车床就是一种应用极为广泛得金属切削机床,能够车削外圆、内圆、端面、螺纹与定型表面,并可以通过尾架进行钻孔、铰孔、攻螺纹等加工。

1、主轴变速箱2、溜板与刀架3、尾座4、床身5、丝杠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、丝杆与光杆等部分组成。

车床有两种运动,一就是轴卡盘带动工件得旋转运动,称为主运动(切削运动),另一种四溜板刀架顶针带动刀具得直线运动,称为进给运动、两种运动由同一电动机带动并通过各自得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、便于对刀与减小辅助工时,C６５0车床得刀架还能快速移动,称为辅助运动。

C65０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与刀架快速移动电动机Ｍ3。

图２-１机床C６50得实物结构2、2电气控制线路分析2、2.1 主电路分析图2-2就是Ｃ650车床得电气原理图,它可以分为主电路、控制回路两部分。

C６50得主电路原理图图２—２中组合开关ＱS为电源引入开关,空气开关QF为电源总短路保护、ＦU1为主电动机M1得短路保护用熔断器,ＦR1为其过载保护用热继电器。

R为限流电阻,在主轴点动时,限制起动电流,在停车反接制动时,又起限制过大得反向制动电流得作用、电流表PA用来监视主电动机M1得绕组电流,由于M1功率很大,故P Ａ接入电流互感器TA回路。