T卧式镗床电气控制的PLC改造设计方案

洛阳理工学院

毕业设计（论文）任务书

填表时间：2009年 3 月 2 日（指导教师填表）

日月年教研室主任签字：指导教师签字：

T68卧式镗床电气控制的PLC设计改造

摘要

本课题探讨了T68型卧是式镗床的PLC改造控制系统的实现方案。根据实际

需要和市场的需求，选择了以三菱公司的可编程控制器作为控制方案。

镗床是冷加工中使用比较普遍的设备它主要用于加工精度、光洁度要求较高的孔以及各孔间的距离要求较为精确的零件（如一些箱体零件），属于精密机床[19]。主要用于加工工件上的精密圆柱孔。这些孔的轴心线往往要求严格地平行或垂直，相互间的距离也要求很准确。其原控制电路为继电器控制，接触触点多、线路复杂、故障多、操作人员维修任务较大，为了克服以上缺点，降低了设备故障率，提高了设备使用效率，针对这种情况，我们用PLC控制改造其继电器控制电路。通过对T68型卧式镗床工作原理的分析，设计出PLC改造系统的控制电路，对

系统的输入、输出点进行统计，共有24个输入点，24个输出点，输入输出都[20]。选用日本三菱公司生产的FX2N-48MR可编程序控制器，分配PLC是开关量的

I/O地址，设计PLC外围电路，确定PLC的I/O接线图。根据镗床的控制要求和特点，列出逻辑代数表达式，采用逻辑设计方法进行梯形图设计。最终达到了系统改造的要求，并且运行效果良好。

造改，图形梯，床镗T68，器制控程编可：词键关．目录

前言1

第1章T68卧式镗床的结构和运动形式2

1.1T68卧式镗床控制原理说明书2

1.1.1T68型卧式镗床的结构2

1.1.2电气控制线路的特点3

1.1.3镗床运动对电路控制的要求3

1.1.4控制线路工作原理3

1.2T68型卧式镗床电气控制主回路5

1.3相关电器元件平面布置图6

第2章PLC在机床电气控制中的应用8

2.1可编程控制器的结构和工作原理8

2.1.1PLC的定义8

2.1.2PLC的结构8

2.1.3PLC的工作过程原理9

2.1.4PLC各组成部件的功能10

2.2可编程控制器的应用特点13

第3章用PLC对T68卧式镗床电气控制改造14 3.1T68镗床PLC改造T/O分配图14

3.2T68卧式镗床PLC改造梯形图14

3.3助记符语言14

3.4改造后T68镗床的PLC调试过程17

3.5触摸屏控制和电气元件一览表19

3.6可编程控制器的安装和维护20

结论24

谢辞25

参考文献26

附录27

31译翻料资文外．

前言

随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已经扩展到了几乎所有的工业领域。现代社会要求制造业对市场需求做出迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品，为了满足这一要求，生产设备和自动线的控制系统具有极高的可靠性和灵活性，PLC(Programmable Logic Controller,可编程控制器)正是顺应这一要求而出现的，它是以微处理器为基础的[18]。PLC是20世纪通用工业控制装置60年代末在美国出现的，是一种专为在工

业环境下应用而设计的数字运算操作的电子设置，使用了可编程存储器以储存指令，用来执行诸如逻辑、顺序、计时、计数与演算功能，并通过模拟和数字输入输出组件，控制各种机械生产过程。

PLC以其可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、使用方便、控制程序可变、体积小、质量轻、功能强和价格低廉等特点，在机械制造、冶金等领域得到了广[16]。用PLC泛的应用控制系统代替体积大、投资大、耗能大的继电器——接触器系统，是今后控制系统发展的趋势。因为在旧有的机床中,其电气控制多为继电控制。而在继电控制中,接触触点多,所以故障也多,操作人员维修任务较大,机械使用率较低。我们对这些机床用PLC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,提高了设备使用率,镗床是冷加工中使用比较普遍的设备，它主要用于加工精度、光洁度要求较高的孔、孔间的距离要求比较精确的零件（如一些箱体零件），属于精密机床。T68卧式镗床是应用最广泛的一种，其原控制电路为[17]。继电器控制，接触点多、线路复杂、故障多、操作人员维修任务较大

正是针对以上这种情况，我们计划用PLC控制改造T68卧式镗床的继电器电气控制电路，以其克服以上缺点，最终达到降低设备故障率、提高设备使用效率，改善T68卧式镗床运行效果的目的。

本文选用可编程序控制器对T68卧式镗床的电气控制系统改造做一论述。但由于时间、实践论证及自身知识水平的限制，不足之处在所难免，希望老师及各。谢感示表此在，正指予给学同位

第1章T68卧式镗床的结构和运动形式

1.1T68卧式镗床控制原理

1.1.1T68型卧式镗床的结构

T68型卧式镗床主要由床身、前立柱、镗床架、后立柱、尾座、下溜板、上[15]。T68溜板、工作台等几部分组成型卧式镗床主要用于镗床主要用于孔的精加工，可分为卧式镗床、落地镗床、坐标镗床和金钢镗床等。卧式镗床应用较多，它可以进行钻孔、镗孔、扩孔、铰孔及加工端平面等，使用一些附件后，还可以车削圆柱表面、螺纹，装上铣刀可以进行铣削。本次课程设计主要以T68卧式镗床为例。其结构如图1-1所示：

图1-1T68型卧式镗床的结构示意图

镗床在加工时，一般是将工件固定在工作台上，由镗杆或平旋盘（花盘）上固定的刀具进行加工。

1.前立柱：固定地安装在床身的右端，在它的垂直导轨上装有可上下移动的主轴箱。

2.主轴箱：其中装有主轴部件，主运动和进给运动变速传动机构以及操机构。

后立柱：可沿着床身导轨横向移动，调整位置，它上面的镗杆支架可与主3.

轴箱同步垂直移动。如有需要，可将其从床身上卸下。

4.工作台：由下溜板，上溜板和回转工作台三层组成。下溜板可沿床身顶面上的水平导轨作纵向移动，上溜板可沿下溜板顶部的导轨作横向移动，回转工作台可以上溜板的环形导轨上绕垂直轴线转位，能使要件在水平面内调整至一定角[14]。度位置，以便在一次安装中对互相平等或成一角度的孔与平面进行加工

电气控制线路的特点1.1.2[13]。高低速转主电机为双速电机，它提供机床的主运动和进给运动的动力1.

换，由主轴孔盘变速机构内的限位开关S控制，S常态时接通低速，被压下时接通高速。由接触器KM6及KM7实现定子绕组从三角形接法转接成双星型接法。

2. 主电机可正反转、点动及反接制动。

3. 主电机用低速时，可直接启动；但用高速时，则由控制线路先起动到低速，延时后再自动转换到高速，以减少起动电流。

4. 在主轴变速或进给变速时主电动机能缓慢转动，使齿轮易于啮合。

[12]

镗床运动对电气控制电路的要求1.1.3

1.主运动与进给运动由一台双速电动机拖动，高低速可选择；

2.主电动机要求正反转以及点动控制；

3.主电动机应设有快速准确的停车环节；

4.主轴变速应有变速冲动环节；

5.快速移动电动机采用正反转点动控制方式；

6.进给运动和工作台不平移动两者只能取一，必须要有互锁；

1.1.4控制线路工作原理

[21]如附图A所示。T68卧式镗床的电气控制原理图1. 主轴的点动控制

主轴的正反向点动由按钮SB3和SB4操纵。按下正向点动按钮SB3后，PLC输出使KM1、KM6线圈得电动作。因此，三相电源经KM1主触点、限流电阻R