CA6140车床PLC改造(DOC)

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ca6140数控车床plc改造

CA6140车床的PLC改造、MCGS制作动画目录部分由老师最终修改定稿打印时添加！！！摘要随着可编程序控制器（简称PLC）技术的发展，由于其功能强大、容易使用、高可靠性，广泛的工业现场适应性和方便的工艺扩展性能，PLC在工业自动控制过程中得到了越来越广泛的应用，常常被用来作为现场数据的采集和设各的控制。

组态软件技术作为用户可定制功能的软件平台工具，在PC机上可开发出友好人机界面，通过PLC可以对自动化设备进行“智能”控制。

本次设计正是在这种背景下，运用西门子S7-200PLC对普通机床进行的现代化程控改造，讨论了控制流的选择，然后运用组态软件对PLC控制系统进行人机界面的监控。

关键词：可编程序控制器，控制流，组态软件ABSTRACTWith the Programmable Logic Controller (PLC) technology, because of its powerful, easy to use, high reliability, wide adaptability and convenience of industrial processes on site scalability, PLC in industrial automation during the process of the Yue and more widely used, often used as a field data collection and set the control. Configuration software technology as a function of user customizable software platform tool, PC, a friendly interface that can bedeveloped through the PLC automation equipment can be "intelligent" control.The design is in this context, using Siemens S7-200PLC modernization of the ordinary program-controlled machine tools for transformation, discussed the control flow of the choice and then use the configuration software on the PLC control system man-machine interface control.KEY WORDS: programmable logic controller, control flow, configuration software目录摘要 (1)前言 (5)第1章绪论 (6)1.1 程控机床的发展前景及意义 (6)1.2 机床改造方案的确定及系统的选择 (7)1.2.1 CA6140车床的概述 (7)1.2.2 对CA6140车床控制系统的选择 (10)第2章控制系统设计 (17)2.1 控制要求 (21)2.2 控制流的选择 (21)2.3 系统的控制过程 (23)第3章系统的硬件设计 (24)3.1 系统的组成 (24)3.2 系统主电路的设计............... 错误！未定义书签。

CA6140普通车床数控改造word资料3页

CA6140普通车床数控改造数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造中很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题。

但目前大力发展数控技术的最大障碍就是添置设备的初期投资大，这使许多职业类学校和中小型企业难以承受。

再者普通车床经过多次大修后，故障率仍然较高，且维修费用成本较高。

因此普通车床进行数控改造势在必行。

一、改造方案本文结合我校教学实际，针对CA6140车床机床进行数控改造。

对于普通车床的经济型数控改造，总体改造方案应遵循的原则是：数控车床的改造目的是要求车床稳定可靠，合理选择数控系统是改造得以成功的主要环节。

并不是所有的旧机床都可以进行数控改造，机床的改造主要应具备两个条件：首先，机床基础件必须有足够的刚性。

其次，改造的费用要合适，经济性好。

加工工件的平面度、直线度、圆柱度以及粗糙度等基本上仍决定于机床本身原有水平。

为实现主轴自动无级变速，在主轴上增加交流异步电动机变频调速系统、主轴脉冲发生器，从而不需进行机械换档。

（1）数控部分的改造。

第一，数控系统运动方式的确定。

数控系统按其运动轨迹可分为：点位控制系统、连续控制系统。

点位控制系统只要求控制刀具从一点移到另外一点的位置，而对于运动轨迹原则上不加控制。

由于CA6140车床要加工复杂轮廓零件，所以本微机数控系统采用连续控制系统。

第二，伺服进给系统的设计改造。

数控机床的伺服进给系统按有无位置检测和反馈可分为开环伺服系统、半闭环伺服系统、闭环伺服系统。

闭环控制方案的优点是可以达到和好的机床精度，能补偿机械传动系统中的各种误差，消除间隙、干扰等对加工精度的影响。

但它结构复杂、技术难度大、调式和维修困难、造价高。

半闭环控制系统由于调速范围宽，过载能力强，又采用反馈控制，因此性能远优于以步进电动机驱动的开环控制系统。

但是，采用半闭环控制其调式比开环要复杂，设计上也要有其自身的特点，技术难度较大。

经过以上比较，由于所改造的CA6140车床的目标加工精度要求不高，所以决定采用开环控制系统。

CA6140车床电气控制改造PLC控制

1绪论1.1设计目的及意义20世纪初，由于电动机的出现，使得机床的拖动发生了变革，用电动机代替蒸汽机，机床的电气传动随电动机的发展而发展。

电气传动的控制方式亦经历了一个从低级到高级的发展过程。

最初采用手动控制。

最早的自动控制是20世纪20、30年代出现的继电接触器控制，它可以实现对控制对象的起动、停车、凋速、自动循环以及保护等控制。

它所使用的控制器件结构简单、价廉、控制方式直观、易掌握、工作可靠、易维护，因此在机床控制卜得到长期、广泛的应用。

它的缺点是体积大、功耗大、控制速度慢、改变控制程序困难，由于是有触点控制，在控制复杂时可靠性降低。

为了解决复杂和程序可变控制对象的需要，在20世纪60年代出现了顺序控制器。

它是继电器和半导体元件综合应用的控制装置，具有程序改变容易、通用性较强等优点，广泛用于组合机床、自动线上。

随着计算技术的发展，又出现了以微型计算机为基础的具有编程、存储、逻辑控制及数字运算功能的可编程控制器PLC【1】。

1.2CA6140的现状CA6140是一种应用广泛的金属切削机床，目前采用传统的继电器控制的普通车床在中小型企业任大量使用。

能够车削外圆、内圆、螺纹、螺杆等，它采用继电器接触器电路来实现电气控制系统。

但由于大量的使用了继电器与接触器，再加上继电器系统接线复杂，经常造成接触不良，而且原件老化快，设备故障频繁，不便于维修，故障诊断与排除困难，并存在：（1）触电容易被电弧烧坏而导致接触不良（2）机械方式实现的触点控制反映速度慢（3）继电器的控制功能被固定在线路中，功能单一、灵活性差影响到实际的生产运用。

因此当务之急就是对ca6140车床进行技术改造，以提高企业的设备利用率，提高产品的质量和产量。

1.3设计内容根据设计条件，采用可编程控制器（PLC）对原有继电接触器控制系统进行改造，使机床故障率下降，可靠性和灵活性大大的提高，实现一定的自动化，具体设计要求如下：（1）按下启动按钮SB3，主轴电机M1控制接触器得电，主轴电机启动起来（2）按下停止按钮SB4，主轴电机M1控制接线器失电，主轴电机停止（3）主轴电机启动后，搬动冷却泵电机手动控制开关SB10致闭合位置，冷却泵电机控制继电器KA得电，冷却泵电机启动起来（4）主轴电机启动后，搬动冷却泵电机M2手动控制开关SB10致断开位置，冷却泵电机控制继电器失电，冷却泵电机停止（5）按下点动控制按钮SB12，进刀电机M3控制继电器得电，进刀电机启动运行（6）按下点动控制按钮SB12，进刀电机M3控制继电器失电，进刀电机停止工作（7）过载、短路保护热继电器FR1\FR2任何一个触电断开，接触器KM1、继电器KM2断电，所以电机停止工作2.CA6140车床电气PLC改造方案设计设计要求：1）主轴电机M1先启动，有过载保护，主轴电机M1能控制整个线路的启动和停止2）冷却泵电机M2实现电动和常动，有过载保护，冷却泵电机能独立的启动和停止3）进刀电机M3能独立的启动和停止2.1CA6140车床电气控制原理2．1.1 电气控制原理根据电气传动的要求，由接触器KM1、KM2、KM3分别控制电动机M1、M2、M3，具体电路图如图2-1所示。

CA6140车床的电气控制及用PLC进行改造

X1
Y1 KA1冷却答：……
X2
Y2 KA2快移
X3
【提醒】实操训练时
X4
(1)请用 K3、K4、K5
X5
替代 QS2、FR1、FR2；
(2)请用灯1、灯2
替代冷却电机、快移电机。
●故障1图解 ·第7章链接
本例-I/O分配图
近
上 6下
项目7.1
Plc应用案例 CA6140车床
●原况分析 ●工序分析 ●新原理图 ·梯形图程序 ·问题讨论 ●实操步骤 ·关键点提醒 ●实操任务单 ·实况点评
近
上 7下
项目7.1
Plc应用案例 CA6140车床
●原况分析 ●工序分析 ●新原理图 ·梯形图程序 ·问题讨论 ●实操步骤 ·关键点提醒 ●实操任务单 ·实况点评
㈥关键点提醒
(1)技术解决方案：本例从工序及控制要求出发，采用“老改新”转换编程法//或经验编程法，确定任务的I/0分配图、控制程序的梯形图等；改造时要尽量利用原有的硬件资源； (2)硬模拟调试重点：本例应依据“工序要求”所安排的顺序，重点查主轴电机与冷却电机之间的“顺序联锁”功能。
●故障1图解 ·第7章链接
■第7章项目链接
●项目7.1 CA6140车床的电气控制及用PLC进行改造 …… ●项目7.2 液压组合机床的PLC控制…… ●项目7.3 交流双速电梯的PLC控制……
近
上 12 下
●故障1图解 ·第7章链接
㈣拟定 PLC控制程序的形图
车床程序-梯形图 X1 X0 X4
主轴
Y0
X5 (Y0)
冷却
点动快移
Y0 X3 X2
X4 X5 (Y1)
X4 X5 (Y2)

CA6140车床PLC控制改造1

CA6140车床PLC控制改造实践是检验真理的唯一标准。

在课堂上, 我们学习了很多理论知识, 但是如果我们在实际当中不能灵活运用, 那就等于没有学。

实习就是将我们在课堂上学的理论知识运用到实战中。

我们怎样才能把课本上的知识灵活恰当的运用到生活、工作当中去, 成为对别人对社会有用的人才？我们怎样才能适应当今飞速发展的社会, 怎样才能确定自己的人生目标, 实现自己的人生价值？抱着这种想法, 我走进了中国北车集团大同电力机车有限责任公司。

一工艺分析和操作要求1运动分析——主运动2控制对象分析——电机三台3操作要求——主电机启停、冷却泵电机顺序控制要求、进给电机点动等。

特别说明: 过载保护纳入PLC控制范畴二PLC初步选型控制过程分析: 开关量控制特殊功能分析: 无估算点数: IN约OUT约选型: FX2N速度及容量判断: 满足控制要求型号确定: FX2N20M三输入地址分配表四输出地址分配表五PLC正式选型FX2N16—MR输出形式为继电器输出方式只需要基本单元可完成控制要求六接线图七地址分配八梯形图九指令表•0 LD X0• 1 OR Y0• 2 ANI X3• 3 ANI X5• 4 ANI X6• 5 OUT Y0• 6 LD X2•7 OR Y2•8 AND Y0•9 OUT Y2•10 LD X1•11 ANI X5•12 ANI X6•13 OUT Y1•14 LDI M10•15 OUT Y3•16 LD X4•17 OUT Y4•18 END通过这次实习, 是我了解了企业的工作流程和各岗位的职责任务, 提高岗位的适应能力, 学会了一各种方式学习, 提高观察问题、发现问题、解决问题的能力, 提高了我的中和素质, 并在规范有序的实际工作中养成努力专研、吃苦耐劳的精神。

这次实习带给我的不仅仅是一种社会经验, 更是我人生的一笔财富。

更可喜的是我在实习期间还结实了一些好朋友, 他们给予我不少的帮助, 俗语说: 纸上得来终觉浅。

CA6140车床PLC改造

教学项目二 CA6140车床继电接触控制线路安装及PLC改造一、项目导入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。

电气控制系统是机械设备的重要组成部分，是保证机械设备各种运动的准确与协调、生产工艺各项要求得以满足的重要手段。

目前采用传统的继电器控制的普通车床在中小型企业仍大量使用,由于继电器系统接线复杂，故障诊断与排除困难，并存在一下问题：①触点易被电弧烧坏而导致接触不良；②机械方式实现的触点控制反映速度慢；③继电器的控制被固定在线路中，功能单一、灵活性差。

可编程控制器（PLC）应用于机床电气控制电路，有如下的特点：①通用性、适应性强，②完善的故障自诊断能力且维修方便③可靠性高及柔性强当前，小型PLC的价格亦很便宜，因此在普通车床的控制电路改造中发挥了及其重要的作用，特别是在数控机床及大量的机床改造和老设备改造中，PLC应用极其广泛。

二、项目分析1.CA6140车床控制要求CA6140型卧式车床，其结构具有典型的卧式车床布局，它的通用性程度较高。

加工范围较广，适合于中小型的各种轴类和盘套类零件的加工；能车削内外圆柱面、圆锥面、各种环槽、成形面及端面；能车削常用的米制、英制、模数制及径节制四种标准螺纹，也可以车削加大螺距螺纹、非标准螺距及较精密的螺纹；还可以进行钻孔、扩孔、铰孔、滚花和压光等工作。

CA6140型普通车床的主要组成部件有：主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。

图1-1 CA6140外形结构图1．床腿 2.进给箱 3.主轴箱 4.床鞍 5.中滑板 6.刀架7.回转盘 8.小滑板 9.尾座 10.床身 11.挂轮 12.光杠 13.丝杠 14.溜板箱从车削工艺要求出发，对各电动机的控制要求主要有：1）主电动机Ml(功率为30kw)，完成主轴主运动和刀具纵、横向进给运动的驱动，电动机为不可调速的鼠笼型异步电动机，采用直接启动方式，主轴采用机械变速，正反转采用机械换向。

车床CA6140电气控制系统的PLC改造

主回路保持不变，制变压器及照明电路保留，制功能由ＰＣ控控Ｌ
完成。为保持原操作风格，保证各种联锁功能，将ＳＮＢ、Ｂ１Ｓ３ｓＡ１和Ｆ１Ｆ２分别接入ＰＣ的输入端，输出器件交流接触Ｒ、ＲＬ
黄艳芳赵晶刘践丰（北京石油化工学院工程教育中心，北京１２１）０６７
摘要
针对传统的继电器控制系统故障频繁的特点，Ｃ６４对Ａ１０车床的电气控制系统进行了技术改造，用可编程逻辑控制采
学。据实际条件，根采用可编程控制器（Ｌ对原有继电接触器ＰＣ）控制系统进行改造，机床的故障率下降，靠性和灵活性大大使可提高。１Ｃ６４Ａ１０车床电气控制电路分析
Ｃ６４Ａ１０车床的电气控制原理图如图１所示，我们对原理图进行分析。
器（Ｌ代替原有的继电器，计了ＰＣ控制系统的硬件组成及其控制程序。改造后车床运行稳定，ＰＣ）设Ｌ降低了故障率，高提
了使用效率。
关键词：车床，气控制，电可编程控制器，电器继
实现。按下Ｓ３，Ｍ３线圈得电，主触点闭合，ＢＫＭ３起动；松开
Ｓ３，Ｍ３线圈失电，Ｍ３主触点复位，ＢＫＫＭ３停转。

ca6140数控车床plc改造

CA6140车床的PLC改造、MCGS制作动画摘要随着可编程序控制器（简称PLC）技术的发展，由于其功能强大、容易使用、高可靠性，广泛的工业现场适应性和方便的工艺扩展性能，PLC在工业自动控制过程中得到了越来越广泛的应用，常常被用来作为现场数据的采集和设各的控制。

组态软件技术作为用户可定制功能的软件平台工具，在PC机上可开发出友好人机界面，通过PLC可以对自动化设备进行“智能”控制。

关键词：可编程序控制器，控制流，组态软件ABSTRACTWith the Programmable Logic Controller (PLC) technology, because of its powerful, easy to use, high reliability, wide adaptability and convenience of industrial processes on site scalability, PLC in industrial automation during the process of the Yue and more widely used, often used as a field data collection and set the control. Configuration software technology as a function of user customizable software platform tool, PC, a friendly interface that can be developed through the PLC automation equipment can be "intelligent" control.The design is in this context, using Siemens S7-200PLC modernization of the ordinary program-controlled machine tools for transformation, discussed the control flow of the choice and then use the configuration software on the PLC control system man-machine interface control.KEY WORDS: programmable logic controller, control flow, configuration software目录摘要 (1)前言 (5)第1章绪论 (6)1.1 程控机床的发展前景及意义 (6)1.2 机床改造方案的确定及系统的选择 (7)1.2.1 CA6140车床的概述 (7)1.2.2 对CA6140车床控制系统的选择 (9)第2章控制系统设计 (17)2.1 控制要求 (20)2.2 控制流的选择 (20)2.3 系统的控制过程 (22)第3章系统的硬件设计 (23)3.1 系统的组成 (23)3.2 系统主电路的设计............... 错误！未定义书签。

CA6140车床的PLC改造设计

CA6140车床的PLC改造设计摘要：本文主要论述了对CA6140车床进行PLC改造设计的相关内容。

首先对车床基本结构及现有控制系统进行分析，然后针对现有系统的缺陷和不足，提出了PLC改造设计的具体方案，并介绍了PLC的选择和配置、传感器的选择和布置以及控制逻辑的设计等关键内容。

最后对整个改造方案进行了验证和评估。

关键词：CA6140车床；PLC改造设计；控制系统；传感器；控制逻辑1.引言CA6140车床是一种通用的金属切削机床，广泛应用于汽车、冶金等行业。

然而，现有的车床控制系统存在一些缺陷和不足，如运行速度慢、操作繁琐等。

为了提高车床的工作效率和操作便捷性，本文提出了对CA6140车床进行PLC改造设计的方案。

2.车床基本结构及现有控制系统分析3.PLC改造设计方案3.1PLC选型与配置对于CA6140车床的PLC改造设计，我们选择了一款功能强大且易于操作的PLC，确保能够满足车床的各种需求。

同时，我们还对PLC进行了适当的配置，以提高其运行效率和稳定性。

3.2传感器的选择与布置为了实现对车床运行状态的监测和控制，我们选用了多个传感器，如温度传感器、压力传感器等。

这些传感器能够实时监测车床各部件的工作状态，并将相关数据传输给PLC进行处理和判断。

为了确保传感器的准确性和可靠性，我们对其进行了合理的布置和防护措施。

3.3控制逻辑设计在PLC改造设计中，我们需要设计合理的控制逻辑，以实现对车床运行和工件加工过程的自动化控制。

具体来说，我们需要设计启动/停止控制、速度调节控制、位置控制等功能模块，并通过PLC对这些模块进行编程和调试。

此外，还需要编写相应的人机界面程序，方便操作员进行参数设定和监测。

4.改造方案的验证和评估为了验证和评估PLC改造设计的效果，我们进行了一系列实际的测试和试验。

结果表明，通过PLC改造设计，CA6140车床的运行速度明显提升，操作便捷性和工作效率也有了显著的改善。

此外，改造后的车床还具备了更高的自动化程度和可靠性，能够适应不同的生产需求。

CA6140车床的电气控制及用PLC进行改造

PLC与CA6140车床的接口设计
输入接口设计
安全保护措施
根据CA6140车床的各个控制信号，设计相应的输入接口电路，将车床的各个控制信号接入PLC的输入端子。
为确保改造过程的安全性，设计必要的安全保护措施，如急停按钮、安全门等。
输出接口设计
根据CA6140车床的各个控制信号，设计相应的输出接口电路，将PLC的控制信号输出到车床的各个执行机构。
输出处理
当程序执行完成后，PLC将输出映像寄存器中的状态通过输出模块输出到外部设备，控制相应的机械或生产过程。
PLC的优点
高可靠性
PLC采用大规模集成电路技术，具有很高的可靠性，能在恶劣的工业环境中稳定运行。
灵活性强
PLC可通过编程实现各种控制逻辑，适应不同的生产工艺和流程，且其模块化结构使得扩展和维护更加方便。
PLC控制系统能够实现多台设备的联动控制，提高了设备的协同作业能力。
降低维护成本
PLC控制系统的模块化设计使得维护成本降低，减少了维修时间
和费用。
PLC控制系统的智能化监控和管理功能能够及时发现潜在的故障，
减少了预防性维护的成本。
PLC控制系统的使用寿命长，减少了更换元件和维修的频率，降
主轴箱
装有ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ轴，用于安装刀具，并传递主运动。
溜板箱
将主轴的运动传递给刀架，实现刀具的横向和纵向进给。
床身
作为车床的基础，用于支撑和固定其他部件。
进给箱
控制刀具的进给运动，实现切削速度和进给量的调节。
刀架
安装刀具，实现工件的切削加工。
CA6140车床的电气控制系统
控制电路
用于控制机床的各种动作，如主轴的启动和停止、冷却液的开关等。

PLC在CA6140车床改造中的应用

PLC在CA6140车床改造中的应用传统车床的主轴电机常采用机械齿轮箱进行有级调速，采用机械换向机构实现正反转控制。

从CA6140型车床对控制系统的要求出发，用PLC、变频器对系统进行改进，给出了一个更为高效节能、安全可靠、操作便捷的改进方案。

标签：可编程控制器；变频器；车床CA6140型车床适用范围广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、螺纹、螺杆等，在东北老重工业基地保有量较大，为能适应新形势企业生产需要，提高企业设备利用率，提高产品质量，采用PLC与变频器控制相结合的技术改造其电气控制系统，提高了机床的可靠性和效率。

CA6140型车床运动形式和电气控制系统的要求CA6140型普通车床主要由床身、主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、丝杠、光杠、尾座等部分组成。

主轴电动机M1为7.5KW笼型异步电动机，采用全压启动方式，由接触器KM的三个常开主触点控制，有过载保护。

完成主轴主运动和刀具纵横向进给运动的驱动，其正反转采用机械换向机构。

调速由车床主轴箱通过齿轮变速箱完成。

冷却泵电动机M2为90W笼型异步电动机，车削加工时拖动冷却泵，输出冷却液对刀具和加工工件表面进行冷却。

冷却泵电动机只需单向旋转，功率较小采用全压启动方式，有过载保护，但与主轴电动机之间有一定的顺序控制要求，即冷却泵电动机应在主轴电动机运行后方可启动，当主轴电动机停车时，冷却泵电动机应立即停车，由继电器KA1常开主触头控制。

快速移动电动机M3为250W异步电动机用来拖动溜板箱的快速移动，采用点动控制，而刀架移动方向（前、后、左、右）的改变，由进给操作手柄配合机械装置实现。

由继电器KA2常开主触头控制。

系统配备一定的照明电路、信号指示电路及必要的保护环节。

变频器控制主轴电动机的设计PLC对于控制电路部分的改造机床行业中PLC的应用以小型为主，日系PLC在小型PLC领域占有很大优势。

这里根据CA6140型车床的控制要求，选用三菱FX2N-32MR型PLC。

C6140型车床的PLC改造

科技信息C6140型车床的PLC 改造健雄职业技术学院刘琳霞［摘要］车床是应用最广泛的金属切削机床，普通车床可以用来切削工件的外圆、内圆、端面和螺纹等，并可以装上钻头或铰刀等进行钻孔和铰孔的加工。

本文讨论使用PLC 进行车床的改造，展示传统的继电器控制系统向PLC 控制系统的改造过程。

可作为机床改造的参考材料。

［关键词］可编程控制器S7-200PLC 改造C6140车床1.车床的结构和工作原理1.1车床的结构C6140型车床为我国自行设计制造的普通车床，它具有性能优越、结构先进、操作方便和外形美观等优点。

C6140型普通车床主要由床身、主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、丝杠、光杠、尾架等部分组成。

CA6140型普通车床的主要结构如图1-1。

图1-1CA6140型普通车床的主要结构1.2电气原理图分析车床的电气原理图。

该机床主电路有3台控制电机。

一是主电机M1，完成主轴主运动和刀具的纵横向进给运动的驱动。

该电动机为不调速的笼型感应电动机，主轴采用机械变速，正反向运动采用机械换向机构。

二是冷却泵电动机M2，加工时提供冷却液，以防止刀具和工件的温升过高。

三是电动机M3，为刀架快速移动电动机，可根据使用需要，随时手动控制启动或停止。

电动机均采用全压直接启动，皆为接触器控制的单向运行控制电路。

三相交流电源通过低压断路器QS 引入，接触器KM1的主触头控制M1的启动和停止。

接触器KM2的主触头控制M2的启动和停止。

接触器KM3的主触头控制M3的启动和停止。

KM1有按钮SB1、SB2控制，KM3有SB3进行点动控制。

KM2由开关SA1控制。

主轴正反向运行由摩擦离合器实现。

M1、M2为连续运动的电动机，分别利用热继电器FR1、FR2作过载保护；M3为短时工作电动机。

因此未设过载保护。

熔断器FU1~FU2分别对主电路、控制电路和辅助电路实行短路保护。

图1-2CA6140型卧式车床的电气原理图2.硬件设计2.1改造思路用PLC 改造C6140控制系统，在主电路不改动，机械结构不改变的情况下。

CA6140车床的PLC改造设计

编号：单位代码： 14439电气控制综合设计题目：CA6140 车床的 PLC改造设计系部：机械电子工程学院专业：电气工程及其自动化班级：15级 2 班学生姓名：徐兴东学生学号：21指导教师：林立松完成日期：2018/06/30山东农业工程学院制*CA6140车床的 PLC改造设计一、认识 CA6140车床CA6140车床的先祖是 C620老式机床，由于功能的缺陷，后经过机械制造行业的升级变成了如今新型的卧式机床；它被称为CA6140原因是其中的 C 表示车床， A 代表改良的型号， 6 指车床为卧式结构， 1 为基本型， 40 则象征最大旋转直径，是机械设备企业加工材料所需的设备之一。

CA6140 型车床也是众多机床中的一类，主要负责金属切削方面，对于各种内外圆、端面、定型表面、螺纹螺杆等具有很好的切削技术支持，被普遍的运用于金属加工行业中。

该机床有两个起主要作用的运动部分: 一种是卡盘或顶尖带动工件的回旋转动，即车床主轴运动；另一种是由滑盘驱动的带动刀架的直线运动，即车床进给运动。

CA6140 型普通车床是我国独立研发的最大车削半径为200mm的新式卧式车床，极大的促进了中国机械加工行业的进步。

CA6140 车床的形状构造如下图所示，它主要由主轴箱、进给箱、纵横溜板箱、挂轮变速机构、刀架、尾架、光杠、丝杠、床身、床脚和冷却装置等其它部分组成[3]。

二、CA6140车床改造原因针对传统的继电器控制系统故障频繁的特点，对 CA6140车床的电气控制系统进行了技术改造，采用可编程逻辑控制器（ PLC）代替原有的继电器，设计了PLC 控制系统的硬件组成及其控制程序。

改造后车床运行稳定，降低了故障率，提高了使用效率。

我校现有的 CA6140车床采用传统的继电器控制系统，由于使用了大量的继电器与接触器，经常造成接触不良，而且元件老化快，设备故障频繁，不便于维修，影响到学生正常的实习教学。

根据实际条件，采用可编程控制器（PLC）对原有继电接触器控制系统进行改造，使机床的故障率下降，可靠性和灵活性大大提高。

CA6140车床改造说明书DOC

目录第一章设计任务--------------------------------------------------- 1 第二章总体体方案的确定------------------------------------------- 1 第三章主传动系统的改造方案--------------------------------------- 2 3.1主传动系统的改造方案------------------------------------------ 2 3.2换装自动回转刀架---------------------------------------------- 2 3.3螺纹编码器的安装方案------------------------------------------ 3第四章进给传动部件的计算和选型----------------------------------- 4 4.1脉冲当量的确定------------------------------------------------ 4 4.2切削力的计算-------------------------------------------------- 4 4.3滚珠丝杆螺母副的计算和选型（纵向）---------------------------- 4 4.4同步带减速箱的设计（纵向）------------------------------------ 6 4.5步进电动机的计算和选型（纵向）-------------------------------- 6 4.6同步带传递功率的校核----------------------------------------- 12 第五章控制系统硬件电路设计------------------------------------- 14 第六章步进电动机驱动电源的选用--------------------------------- 16 第七章控制系统的部分软件设计--------------------------------- 16 总结------------------------------------------------------------- 22 参考文献----------------------------------------------------------22第一章设计任务题目：C6140普通车床数控化改造设计任务：将一台C6140卧式车床改造成经济型数控车床，主要技术指标如下：1.床身最大加工直径400mm；2.最大加工长度1000mm；3.X（横向）方向定位精度±0.01mm，Z（纵向）方向±0.02mm；4.X方向最快移动速度vxmax =3m/min，Z方向为vzmax=6m/min；5.X方向最快工进速度vxmaxf =0.3m/min，Z方向为vzmaxf=0.6m/min；6.可以采用LED液晶数码管显示；7.冷却泵自动启动/停止；8.制动控制主轴正反转、停止；9.纵横向安装限位开关；10.选择51系列的单片机作为控制系统的CPU，扩展程序存储器、数据存储器、键盘与显示电路、I/O接口电路、D/A装换电路等。

CA6140车床的PLC改造设计

单位代码：14439编号:SHANDONG AGRICULTURE AND ENGINEERING UNIVERSITY电气控制综合设计题目：CA6140车床的PLC改造设计系部：机械电子工程学院专业：电气工程及其自动化班级：15级2班学生姓名：徐兴东学生学号：1502120221指导教师：_____________ 林立松完成日期：2018/06/30山东农业工程学院制*CA6140车床的PLC改造设计认识CA6140车床CA6140车床的先祖是C620老式机床，由于功能的缺陷，后经过机械制造行业的升级变成了如今新型的卧式机床；它被称为CA6140原因是其中的C表示车床，A代表改良的型号，6指车床为卧式结构，1为基本型，40则象征最大旋转直径，是机械设备企业加工材料所需的设备之一。

CA6140型车床也是众多机床中的一类，主要负责金属切削方面，对于各种内外圆、端面、定型表面、螺纹螺杆等具有很好的切削技术支持，被普遍的运用于金属加工行业中。

该机床有两个起主要作用的运动部分：一种是卡盘或顶尖带动工件的回旋转动，即车床主轴运动；另一种是由滑盘驱动的带动刀架的直线运动，即车床进给运动。

CA6140型普通车床是我国独立研发的最大车削半径为200mπ⅛勺新式卧式车床，极大的促进了中国机械加工行业的进步。

CA6140车床的形状构造如下图所示，它主要由主轴箱、进给箱、纵横溜板箱、挂轮变速机构、刀架、尾架、光杠、丝杠、床身、床脚和冷却装置等其它部分组成［3］。

主轴箱纵、横溜板尾架方刀架挂轮架(、tτ床身进给箱 /溜板箱左车床操纵手柄丝杠光杠右车床CA6140车床改造原因针对传统的继电器控制系统故障频繁的特点，对CA6140车床的电气控制系统进行了技术改造，采用可编程逻辑控制器（PLC代替原有的继电器，设计了PLC控制系统的硬件组成及其控制程序。

改造后车床运行稳定，降低了故障率，提高了使用效率。

我校现有的CA6140车床采用传统的继电器控制系统，由于使用了大量的继电器与接触器，经常造成接触不良，而且元件老化快，设备故障频繁，不便于维修，影响到学生正常的实习教学。

谈谈CA6140车床控制线路主轴PLC的改造

谈谈CA6140车床控制线路主轴PLC的改造工业发达国家都非常重视机械制造业，而我国目前的设备制造水平还非常低，基本还是“一个工人，一把刀，一台机床”。

普通机床在中小型企业应用非常广泛，但存在电器和接触器接线复杂、触点易被烧坏、反应速度慢和故障诊断困难等问题，极大地影响了机床的加工质量,PLC 的问世弥补了这些缺陷。

一PLC 又称可编程序控制器，1969 年由美国数字设备公司研制出，最早应用于汽车自动装配生产线上，它灵活、实用，抗干扰能力强，编程语言简单易学，体积小、重量轻，易于实现机电一体化。

目前使用情况大致可归纳为如下几类:开关量的逻辑控制、模拟量控制、运动控制、过程控制、数据处理和通信及联网。

1.PLC 基本组成包括中央处理器(CPU)、存储器、输入/ 输出接口(缩写为I/O，包括输入接口、输出接口、外部设备接口、扩展接口等)、外部设备编程器及电源模块组成。

PLC 内部各组成单元之间通过电源总线、控制总线、地址总线和数据总线连接，外部则根据实际控制对象配置相应设备与控制装置构成PLC 控制系统。

常用类型主要有西门子、三菱、欧姆龙等。

2.PLC 硬件设计步骤根据可编程序控制器及CA6140 型主电路三台电机的作用和控制电路的要求，依次进行如下步骤：PLC 的选型、输入输出点的估算、主机型号选择、输入输出端子分配、画出I/O 接线图。

3.PLC 的选型S7-200 系列PLC，可提供4 个不同的基本型号的8 种CPU供使用。

S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业、各种场合中的检测、监测及控制的自动化。

S7-200 系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能，从而替代了继电器———接触器的控制。

二1.选择主机CPU，先要对机床电路工作原理进行分析一是主电路分析。

①QF1：整个控制线路的总电源隔离开关。

②主轴电动机M1：拖动车床的主轴，可正反转。

KM1接通时，主轴电动机M1 正转；KM2接通时，主轴电动机M1 反转。

ca6140车床改造

机电设备继电器控制电路采用PLC技术加以改进方案一、机电设备说明机器传动系统是机械设备的重要组成部分。

是保证机械设备各种运动的准确与协调、生产工艺各项要求得以满足的重要手段。

目前采用传统的继电器控制的普通车床在中小型企业仍大量使用，由于继电器系统接线复杂，故障诊断与排除困难，并存在如下问题；①触点易被电弧烧坏而导致接触不良；②机械方式实现的触点控制反应速度慢；③继电器的控制被固定在线路中，功能单一；可编成控制器（PLC）应用于机床电气控制电路，有如下特点；①通用性、适应性强；②完善故障诊断能力且维修方便；③可靠性高及柔性强；当前，小型PLC的价格亦很便宜，因此在普通车床的控制电路改造中发挥了极其重要的作用，特别是在数控机床及大量的机床改造和老设备改造中，PLC应用极其广泛。

二、CA6140型卧式车床CA6140型卧式车床的主要组成部件有主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾座、光杆、丝杆和床脚。

1、床腿2、进给想3、主轴箱4、床鞍5、中滑板6、刀架7、回转盘8、小滑板9、尾座10、床身11、挂轮12、光杆13、丝杆14、溜板箱三、继电器控制电路电器元件功能①接触器；接触器是在工业电气中用按钮或其他方式来控制其通断的自动开关。

交流接触器其原理是当接触器的电磁线圈通入交流电时，会产生很强的磁场使装在线圈中心的静衔铁吸动动衔铁，当两组衔铁合拢时，安装在动衔铁上的动触点也随之与静触点闭合，是电气线路接通。

②中间继电器中间继电器是最常用的继电器之一，它的结构和接触器的基本相同，只是电磁系统小些，接触点多些，具有过载保护功能。

③熔断器；熔断器在电路中主要起短路保护作用，用于保护线路。

熔断器的熔体串接于被保护的电路中，熔断器以自身产生的热量使熔体熔断，从而自动切断电路，实现短路保护及过载保护。

④热继电器热继电器主要用于电气设备(电动机)的过负荷保护。

热继电器是利用一种电流热效应原理工作的电器，它具有与电动机容许过载特性相近的反时限动作特性，主要与接触器配合使用，用于对三相异步电动机的过负荷断相保护。