C5225立式车床

C5225型立式车床是一种万能双柱立式车床，具有两个刀架，一般应用于冶金行业车制各种大型工件。

可用于内外圆柱面、圆锥面、端面、内孔、切槽、切断等加工。

C5225型立式车床是一种自动化程度要求较高的机电设备，它通常采用继电器逻辑控制方式，传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器，由于控制触点多，电控系统故障率高，检修周期长。

立式机床使用年月久后，电气控制系统线路老化，继电器故障频繁，检修困难。

利用PLC 的高可靠性、高抗干扰，寿命长、维修量少、查找外部线路简单的特点改造传统继电器控制系统是很好的方法。

用PLC对系统进行逻辑控制和变速位置的数据处理，既能较好地实现原工艺要求，简化线路，又提高了可靠性和机床的运行率。

1 C5225型立式车床控制特点
C5225型立式车床主电路如图l所示。

从图1中可以看出，主电路共有7台三相交流异步电动机，车床全部设备均由380V交流电源供电。

M2为油泵电动机，供给车床工作台润滑和液压装置的压力油。

M1为工作台主拖动电动机，它采用星三角降压启动和能耗制动，仅有正向工作转动。

但可作正反点动，以便调整刀具。

工作台的变速通过变速箱实现16种转速变换(见表1)。

M3为横梁升降电动机，通过机械传动使横梁沿立柱导轨上下移动。

M4为右立刀架快移动电动机。

M5为右立刀架进给电动机。

M6为左立刀架快速移动电动机，M7为左立刀架进给电动机。

2 C5225型立式车床PLC控制系统设计
原C5225型立式车床的电气系统，所有转换开关，断路器开关，仪表触点，控制按钮等为PLC控制系统的输入信号，共有39个输入信号；而电磁阀线圈，接触器线圈，指示灯等为PLC控制系统的输出信号，共有32个输出信号。

C5225型立式车床PLC的输入／输出分配见表2。

根据UO分配结果，设计I／O端子接线图。

根据C5225型立式车床的控制要求，设计出PLC控制梯形图及指令语句表，图2为PLC 控制梯形图。

表2 C5225 型立式车床PLC的输入／输出点分配表
C5225型立式车床接触器-继电器控制电路概述
C5225型立式车床接触器-继电器控制电路原理图如图所示。

从图中可以看出，C5225型立式车床由七台电动机拖动，即主轴电动机、油泵电动机、横梁升降电动机、右立刀架快速移动电动机、右立刀架进给电动机、左立刀架快速移动电动机、左立刀架进给电动机。

从图中可以看出，只有在油泵电动机M2启动运行，机床润滑状态良好后，其他电动机才能启动。

1）油泵电动机M2控制
按下按钮SB4，接触器KM4通电闭合，油泵电动机M2启动运转，同时14区中的接触器KM4的常开触点闭合，接通了其他电动机控制电路的电源，为其他电动机的启动运行做好了准备。

2）主轴电动机M1控制
主轴电动机M1可采用Y-Δ降压启动控制，也可采用正反转电动控制，还可采用停车制动控制。

由主轴电动机M1拖动的工作台还可以通过电磁阀的控制来达到变速的目的。

（1）主轴电动机M1的Y-Δ降压启动控制。

按下按钮SB4（15区），中间继电器K1闭合并自锁，接触器KM1线圈（17区）通电闭合，继而接触器KMY线圈（24区）通电闭合，同时时间继电器KT1线圈（21区）通电闭合，主轴电动机
M1开始Y-Δ降压启动。

经过一段时间，时间继电器KT1动作，接触器KT1
线圈断电释放，接触器KMY线圈断电，接触器KMΔ线圈（26区）通电闭合，主轴电动机M1Δ接法全压运行。

（2）主轴电动机M1的正、反转点动控制。

按下正转点动按钮SB5（17区），接触器KM1线圈通电闭合，继而接触器KMY通电闭合，主轴电动机M1正向Y接
法点动启动运转。

按下反转点动按钮SB6(20区)，接触器KM2线圈（20区）通电闭合，继而接触器KMY通电闭合，主轴电动机M1反向Y接法点动启动运转。

（3）主轴电动机M1的停车制动控制。

当主轴电动机M1启动运转时，速度继电器KS的常开触点（22区）闭合。

按下停止按钮SB3（15区0，中间继电器K1、接触器KM1、时间继电器KT1、接触器KMΔ线圈施电释放，接触器KM3线圈
通电闭合，主轴电动机M1能耗制动。

当速度下降至100r/min时，速度继电器的常开触点（22区）复位断开，主轴电动机M1制动停车完毕。

（4）工作台的变速控制。

工作台的变速由手动开关SA控制，改变手动开关SA 的位置（电路图中35～38区），电磁铁YA1～YA4有不同的通断组合，可得到工作台各种不同的转速。

表5-3列出了C5225型立式车床转速表。

将SA扳至所需转速位置，按下按钮SB7（31区），中间继电器K3、时间继电器KT4线圈通电吸合，继而电磁铁YA5线圈通电吸合，接通锁杆油路，锁杆压合行程开关ST1(28区)闭合，使中间继电器K2、时间继电器KT2、线圈通电吸合，变速指示灯HL2亮，相应的变速电磁铁（YA1～YA4）线圈通电，工作台得到相应的转速。

时间继电器KT2闭合后，经过一定时间，KT3线圈通电闭合，使接触器KM1、KMY通电吸合，主轴电动机M1作短时启动运行，促使变速齿轮啮合。

变速齿轮啮合后，ST1复位，中间继电器K2、时间继电器KT2与KT3、电磁铁YA1～YA4失电释放，完成工作台的变速过程。

3）横梁升、降控制
（1）横梁上升控制。

按下横梁上升按钮SB15(68区)，中间继电器K12线圈通电吸合，继而横梁放松电磁铁YA6（33区）通电吸合，接通液压系统油路，横梁夹紧机构放松，然后行程开关ST7、ST8、ST9、ST10（63区）复位闭
合，接触器KM9线圈（64区）通电闭合，横梁升降电动机M3正向启动运转，
带动横梁上升。

松开按钮SB15，横梁停止上升。

（2）横梁下降控制。

按下横梁下降按钮SB14（66区），时间继电器KT8(66区)、KT9(67区)及中间继电器K12（68区）线圈通电吸合，继而横梁放松电磁
铁YA6（33区）通电吸合，接通液压系统油路，横梁夹紧机构放松，然后
行程开关ST7、ST8、ST9、ST10(63区)复位闭合，接触器KM10线圈（65
区）通电闭合，横梁升降电动机M3反向启动运转，带动横梁下降。

松开
按钮SB14，横梁下降停止。

4）刀架控制
（1）右立刀架快速移动控制。

将十字架手动开关SA1扳至“向左”（47～50区）位置，中间继电器K4(47区)通电吸合，继而右立刀架向左快速离合器电磁铁YC1线圈（72区）通电吸合。

然后按下右立刀架快速移动电动机M4的启动按钮SB8（39区），接触器KM5通电吸合，右立刀架电动机M4启动运转，带动右立刀架快速向左移动。

松开按钮SB8，右立刀架快速移动电动机M4停转。

同理，将十字手动开关SA1扳至“向右”、“向上”、“向下”位置，分别可使右立刀架各移动方向电磁离合器电磁铁YC2～YC4（74～79区）线圈吸合，从而控制右立刀架向右、向上、向下快速移动。

根据右立刀架快速移动控制的原理，左立刀架快速移动则是通过十字手动开关SA2（59～62区）扳至不同位置来控制电磁离合器电磁铁YC9～YC12的通断及按下左立刀架快速移动电动机M6的启动按钮SB11（51区）控制左立刀架快速移动电动机M6 的启停来实现。

（2）右立刀架进给控制。

在工作台电动机M1启动的前提下，将手动开关SA3（43区）扳至接通位置，按下右立刀架进给电动机M5的启动按钮SB10，接触器KM6通电吸合，右立刀架进给电动机M5启动运转，带动右立刀架工作进给。

按下右立刀架进给电动机M5的停止按钮SB9，右立刀架进给电动机M5停转。

同理可得左立刀架进给电动机M7的控制过程。

（3）左、右立刀架快速移动和工作进给控制。

当右立刀架快速移动电动机M3或右立刀架进给电动机M4启动运转时，时间继电器KT6通电闭合，80区瞬时闭合延时断开触点闭合，当松开右立刀架快速进给移动电动机M3的点动按钮SB8或按下右立刀架进给电动机M4的停止按钮SB9时，接触器KM5或KM6失电释放，由于KT6为断电延时，因此80区中时间继电器KT6的瞬时闭合延时断开触点仍然闭合，此时按下右立刀架水平制动离合器按钮SB16（80区），右立刀架水平制动离合器电磁铁YC5、YC6线圈通电吸合，使制动离合器动作，对右立刀架的快速进给及工作进给进行制动。

同理可得左立刀架快速移动和工作进给制动控制的工作过程。

2、C5225型立式车床PLC控制
（1）列出C5225型立式车床PLC的输入/输出点分配表，见表5-4。

表5-3 C5225型立式车床转速表
注：“+”表示接通状态，“-”表示断开状态。