T68卧式镗床电气控制系统的PLC改造论文

T68卧式镗床电气控制系统的PLC改造

摘要：T68卧式镗床是最常见的零部件生产及加工设备，也是一些中高职学校的教学设备。本文根据T68卧式镗床的控制原理图，采用PLC技术改造其电气控制系统，这样就可以减轻学生的劳动强度，提高学生的实际操作技能，提高学生自主学习的兴趣及检测线路的信心，使功能调试成功率提高。

关键词：PLC技术改造 T68卧式镗床电气控制系统

一、T68卧式镗床的运动形式

T68卧式镗床的运动形式主要有以下几种，其结构示意图如图1所示。

1.主运动

镗杆（主轴）旋转或平旋盘（花盘）旋转。

2.进给运动

主轴轴向（进、出）移动、主轴箱（镗头架）的垂直 (上、下）移动、花盘刀具溜板的径向移动、工作台的纵向（前、后）和横向（左、右）移动。

3.辅助运动

辅助运动有工作台的旋转运动、后主柱的水平移动和尾架的垂直移动。主体运动和各种常速进给由主轴电动机M1驱动，各部分的快速进给运动由快速进给电动机M2驱动。

图1 T68卧式镗床结构示意图

二、T68卧式镗床电气控制线路的控制原理图及其控制原理

T68卧式镗床的电气控制系统采用继电器－接触器控制，其工作原理图如图2所示。

图2 T68镗床电气控制原理图

1.M1点动控制

（1）M1正向点动控制。按下SB3→KM1线圈通电吸合（其常开触点闭合）→使KM6线圈通电吸合→三相电源经KM1主触点、电阻R和KM6主触点将M1Δ接→接通M1低速下正转。松开SB3，M1断电停止。

（2）M1反向点动控制过程与正向点动相似，由按钮SB4、接触器KM2、KM6实现。

2.M1正、反向连续运转，低速/高速控制

（1）M1正向低速旋转控制。SQ触点断开,主轴变速所用的SQ3和进给变速所用的SQ1均闭合。按下SB1→KA1 线圈通电吸合（其常开触点闭合）→KM3线圈通电吸合（其主触点闭合）→电阻R短接；同时KM3常开触点闭合→KM1线圈通电吸合（KM1常开触点闭合）→KM6线圈通电吸合。由于KM1、KM3、KM6的主触点均闭合，使M1在全电压、定子绕组∆形联结下直接启动，低速运行。

（2）M1正向高速旋转控制。SQ、SQ3、SQ1均处于闭合状态。按下SB1后，一方面KA1、KM3、KM1、KM6的线圈相继通电吸合→使M1在低速下直接启动；另一方面因 SQ闭合→使KT线圈通电吸合，KT延时（2秒）断开→导致 KM6

线圈断电→M1脱离三相电源；而KT延时闭合使接触器KM7与KM8两个线圈同时通电吸合→使其主触点同时闭合，将M1接成双星形（YY）→重新接到三相电源→故从低速启动切换为高速旋转。

（3）M1反向低速/高速的启动旋转过程与正向启动旋转过程相似，只是反向启动旋转用SB4、KA2、KM3、KM2、KM6、KM7、KM8、KT而已。

3.M1反接制动的控制

（1）M1正转时的反接制动。设M1为低速正转，则KS正转，KA1、KM1、KM3、KM6线圈通电吸合，KS的正转常开触点KS-1闭合。按下SB6→其常闭触点先断开→使KA1、KM3线圈断电→使KM1线圈断电→KM1的主触点断开→M1脱离三相

电源；KM1断开→使KM6断电；SB6常开触点随后闭合→使KM6重新吸合→M1由于惯性转速还很高，KS-1仍闭合→故使KM2线圈通电吸合并自锁→KM2的主触点闭合→使三相电源反接后经电阻R与KM6的主触点接到M1→进行反接制动。当转速接近零时，KS正转常开触点KS-1断开，KM2线圈断电，反接制动完毕。

（2）M1反转时的反接制动。反转时的制动过程与正转图2 T68卧式镗床电气控制原理图制动过程相似，只是所用的是KM1、KM6、KS的反转常开触点KS-2。

（3）M1高速正转时反接制动所用的是KM2、KM6、KS的正转常开触点KS-1；M1高速反转时反接制动所用的是 KM1、KM6、KS的反转常开触点KS-2。

4.主轴或进给变速时主电动机的缓慢转动控制

主轴或进给变速既可在停车时进行，也可在镗床运行中变速。为使变速齿轮更好地啮合，我们可接通主电动机的缓慢转动控制电路。

当主轴变速时，将变速孔盘拉出→行程开关SQ3常开触点断开→KM3线圈断电→主电路中接入电阻R→KM3辅助常开触点断开→使KM1线圈断电→主电动机脱离三相电源。所以，该机床可以在运行中变速，主电动机能自动停止。旋转变速孔盘，选好所需的转速后，将孔盘推入。在此过程中，若滑移齿轮的齿和固定齿轮的齿发生顶撞时，则孔盘不能推回原位，行程开关SQ3、SQ4的常闭触点闭合→KM1、KM6 线圈通电吸合→主电动机经电阻R在低速下正向启动，接通瞬时点动正转电路。主电动机转动转速达到某一转速时→速度继电器KS正转常闭触

点KS-1断开→KM1线圈断电，而KS 正转常开触点闭合→使KM2线圈通电吸合→主电动机反接制动。当转速降到KS的复位转速后，则KS常闭触点KS-1又闭合，常开触点KS-1又断开，重复上述过程。

这种间歇的启动、制动，使主电动机缓慢旋转，以利于齿轮的啮合。若孔盘退回原位，则SQ3、SQ4的常闭触点断开→切断缓慢转动电路。SQ3的常开触点闭合→使KM3 线圈通电吸合→其常开触点闭合，又使KM1线圈通电吸合→主电动机在新的转速下重新启动。

进给变速时的缓慢转动控制过程与主轴变速相同，只是使用不同的行程开关SQ1、SQ2。

5.主轴箱、工作台或主轴的快速移动

该机床各部件的快速移动，由快速手柄操纵快速移动电动机M2拖动完成。当快速手柄扳向正向快速位置时→行程开关SQ7被压动→KM4线圈通电吸合→快速移动电动机 M2正转。同理，当快速手柄扳向反向快速位置时，行程开关SQ8被压动，KM5线圈通电吸合，M2反转。

6.主轴进刀与工作台联锁

为防止镗床或刀具的损坏，主轴箱和工作台的机动进给，在控制电路中必须互相联锁，不能同时接通。主轴进刀与开作台联锁是由行程开关SQ5、SQ6实现的。若同时有两种进给时，SQ5、SQ6均被压动，切断控制电路的电源，避免机床或刀具的损坏。

三、T68型卧式镗床的电气控制系统存在的不足

1.在继电器全部运行的情况下，继电器产生大量热能及噪声污染，消耗大量的无功电能，经济效益较低。

2.使用继电器控制必须人工接线，所有线路和元器件的安装较复杂，有时需根据需要改装，这就导致每次都要改装接线图和重新给各元器件排位，因此耗材耗力。

3.在接线过程中，继电器、接触器不但容易磨损或损坏，而且易产生电弧，甚至会熔焊在一起产生误操作，引起火灾和人身伤亡事故，存在严重的安全隐患。