x5040铣床要点.docx
- 文档编号:25414602
- 上传时间:2023-06-08
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:274.77KB
x5040铣床要点.docx
《x5040铣床要点.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《x5040铣床要点.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
x5040铣床要点
目录
第一章绪论1
第二章总体设计2
2.1设计流程图2
2.2X5040铣床简介2
2.3FX2N(C)PLC简介3
2.4X5040型铣床电气原理图线路分析4
2.5PLC的I/O分配6
2.6PLC接线图8
第三章X5040立式铣床电气系统的软件设计10
3.1PLC程序设计10
第四章仿真调试14
第五章小结17
参考文献18
任务书19
摘要
可编程控制器是在继电器控制和计算机技术的基础上,逐渐发展起来的以微处理器为核心,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的新型控制装置。
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和位置的自动控制中。
据统计,可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。
专家认为,可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一,PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。
由于PLC具有对使用环境适应性强的特性,同时其内部定时器资源十分丰富。
它的功能主要是:
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”的分布式控制网络,以便完成较大规模的复杂控制。
本次设计的内容主要是利用PLC对X5040型铣床的电器部分进行改造。
首先我对本设计进行总体的分析,使自己有一个大致的总体概念,然后仔细分析铣床,对车床主运动和进给运动还有其它的辅助运动,进行分析。
最后根据控制电路的线路图,编译PLC的梯形图,编译通过后,利用PLC实验台进行实验仿真。
因此使X5040铣床在完成原有的功能特点外,还具有安装简便、稳定性好、易于维修、扩展能力强等特点。
关键词:
X5040铣床;电气控制;PLC控制;梯形图
第一章绪论
随着社会生产力的发展,传统的继电器控制系统已经不能满足当今迅猛发展的社会的现代化生产要求,于是我们在选课程设计课题之际,选定了设计课题——铣床PLC改造设计。
我们选定了X5040立式铣床为改造对象,进行传统控制系统的改造,以PLC控制系统取代之前的传统控制系统。
改由PLC控制后,其控制系统大大的简单化,并且维修方便,易于检查,节省了大量空间,机床的各项性能有了很大的改善,工作效率有了明显提高。
根据实际情况,在铣床的电气改造过程中,保留原有的机械操作不变,将原来继电器控制的线路用PLC控制系统取代,本文采用三菱公司的FX2N(C)作为控制器。
三菱公司的FX2N(C)系列,从形状说,属于小型PLC,可用于代替继电器的简单控制场合,也可用于复杂的自动化控制系统。
FX2N(C)的可靠性高,可以用梯形图(LAD)、语句表(即指令表STL)和功能块图(FBD)三种语言来编程。
本文将采用梯形图来对X5040铣床的控制系统进行编程。
梯形图程序指令的基本逻辑元素是触点、线圈、功能框和地址符。
触点有动合、动断等类型,用于代表输入控制信息,当一个动合触点闭合时,能流可从此触点流过;线圈代表输出,当线圈有能流流过时,输出便被接通.
第二章总体设计
2.1设计流程图
了解X5040的工作原理
确定需要的I/O点数
确定PLC型号
PLC程序编写及调试
2.2X5040铣床简介
图2.1X5040铣床的结构图
X5040立式铣床(也叫X53K立式铣床)属于铣床中广泛应用的一种机床,是一种强力金属切削机床,该机床刚性强,进给变速范围广,能承受重负荷切屑。
1、床身部分由床身和底座组成,底座内腔是冷却液箱。
2、主传动部分主传动机构装在床身内部,由四根轴组成,打开床身右边盖板,可以看到整个传动机构的全貌。
电动机装在床身后面的下部,主轴的制动是靠主传动装在I轴上的电磁离合器来实现的,制动时间不超过10S。
3、主轴变速操纵部分
主轴变速操纵机构装在床身左侧窗口上,变速时根据所选定的转速,搬动手柄使刻度盘上的转速对准指针即可,如果齿轮啮合困难而搬不动变速手柄时,可按“冲动”按钮,电动机即产生瞬时冲动,使齿轮容易啮合而达到变速的目的。
4、进给变速箱部分
进给变速包括两部分,即电机座与进给变速箱。
进给电动机装在电机座上。
工作台三个方向的进给传动与快速移动都是靠进给箱内的两个电磁离合器实现的,右边电磁离合器吸合时产生正常工作进给,左边电磁离合器吸合时,产生快速
5、升降台部分升降台部件与床身靠矩形导轨联接,顶部有矩形导轨与工作台联接,升降台前面有横向与升降的手动操作手柄,横向与升降的机动操纵是靠装在右端的按钮站上的按钮控制升降台内的电磁离合器的吸合实现的,这些按钮是互锁的,机动和手动也是互锁的,横向和升降运动的停止通过撞块来实现。
6、工作台部分
工作台部件装在升降台上面的矩形导轨上,在导轨上产生工作台的向前向后运动,工作台与滑座的燕尾导轨相连接,产生工作台向左向右运动。
2.3FX2N(C)PLC简介
FX2n系列是FX系列PLC家族中最先进的系列。
由于FX2n系列具备如下特点:
最大范围的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块,它可以为你的工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。
特点:
系统配置即固定又灵活;编程简单;备有可自由选择,丰富的品种;令人放心的高性能;高速运算;使用于多种特殊用途;外部机器通讯简单化;共同的外部设备。
2.4X5040型铣床电气原理图线路分析
2.3.1X5040铣床的主电路图
图2.2X5040铣床的主电路图
2.3.2X5040铣床的控制电路图
图2.3X5040铣床的控制电路图
电机控制
本机床共有三台三相异步电动机分别为主轴电动机、进给电动机、冷却泵电动机。
主轴电动机的工作主要由接触器KM1来控制。
进给电动机的工作由接触器KM3、KM4来控制其正反转。
1、主轴运动的电气操作
本机床的主要操作集中在滑鞍前侧按钮、及右臂门上。
操作时首先将电源总开关QF0合上,即进入工作准备状态,此时电源指示灯HL1亮,铣床上电,即可进行相应的操作。
启动主轴时,首先将转换开关SA1转到主轴所需的旋转方向,然后按启动按钮SB3,接触器KM1接通,主轴正常启动。
停止主轴时,按停止按钮SB1,切断接触器KM1,并接通主轴制动器,主轴即停止转动。
当SA2选到锁紧位置时,主轴即可锁紧换刀。
为了在变速时齿轮易于啮合,以免电动机转速过高打坏齿轮,需使主轴电机瞬时转动,此时按动主轴点动按钮SB5,通过PC控制使接触器KM1接触一次,主轴电机瞬时转动一下,然后通过转动变速手柄得到所预选的转速。
2、进给运动的操作工作台的垂向、横向和纵向运动方式均由SA4选择,当SA4选在垂向位置时,按SB7工作台上升,按SB9工作台下降,按SB11停止。
当SA4选在横向位置时,按SB7工作台向后运动,按SB9工作台向前运动。
当按SB11时,工作台停止运动。
垂向和横向两个方向的运动均由限位开关控制行程,由铣床控制离合器YC3、YC4来实现。
接触器KM3、KM4控制工作台的正反向。
SA5控制控制横向制动器YC5,SA5选到手动位置时允许两向手动,SA5选到机动位置时只能一向手动。
工作台纵向运动时,须将SA4选在纵向方向位置(中间档位),而操纵手柄通过连动机构与行程开关SQ5、SQ6相接触,手柄搬向右侧,工作台向右运动,手柄搬向左侧,工作台向左运动,手柄搬到中间位置时运动停止。
工作时只有在主轴启动后,纵向才能进给,主轴未启动是纵向可进行快速进给。
调整时,当主轴不启动而需工作台工作进给时,将SA1选在空档位,按SB3按钮后,做相应操作即可,操作完成后需按一下停止按钮SB1.6、快速运动的操作
主轴启动后,选择好进给的方向,工作台就按给定的方向以选定的速度运动。
如需快速运动即可按下按钮SB13接通快速离合器YC1,并切断进给离合器YC2,工作台即可开始快速运动,放开SB13快速运动即刻停止,工作台仍以原进给速度运动。
3、机床故障保护
当机床主轴电机,进给电机,冷却泵电机出现过载短路时,断路器QF1、QF2、QF3断开,机床将停止工作。
2.5PLC的I/O分配
根据X5040立式铣床的控制要求及原理图可以知道:
输入输出
主轴停止:
SB1主电机启动:
KM1
主轴停止:
SB2主轴制动:
KM2
主轴启动:
SB3进给电机正传:
KM3
主轴启动:
SB4进给电机反转:
KM4
工作台快速移动:
SB5进给电机的快速运动:
KM5
工作台快速进给:
SB6快速移动电磁离合器:
YC
照明灯开关:
SC2照明灯:
EL
工作台向右进给:
SQ1
工作台向左进给:
SQ2
工作台向前,向下进给:
SQ3
工作台向后,向上进给:
SQ4
进给变速冲动:
SQ6
主轴变速冲动:
SQ7
从以上输入、输出可看出要选的PLC的输入端必须大于13个而输出端必须大于7个。
但是机床控制线路的电压等级比较多。
所以在选PLC时必须注意PLC的输出。
所以选用三菱FX2N-32MRPLC。
图2.4FX2N-32MR的三菱PLC的外形图
表2-1PLC的输入分配表
输入分配表
名称
符号
输入
主轴停止按钮
SB1
X0
主轴停止按钮
SB2
X1
主轴启动按钮
SB3
X2
主轴启动按钮
SB4
X3
工作台快速移动
SB5
X4
工作台快速移动
SB6
X5
照明灯开关
SC2
X6
工作台向右进给行程开关
SQ1
X7
工作台向左进给行程开关
SQ2
X10
工作台向前、向下进给行程开关
SQ3
X11
工作台向后、向上进给行程开关
SQ4
X12
进给变速冲动开关
SQ6
X13
主轴变速冲动开关
SQ7
X14
表2-2PLC输出分配表
输出分配表
名称
符号
输出
主轴电机启动
KM1
Y1
主轴制动
KM2
Y2
进给电机正转
KM3
Y3
进给电机反转
KM4
Y4
进给电机的快速运动
KM5
Y5
快速移动电磁离合器
YC
Y6
照明灯
EL
Y7
2.6PLC接线图
图2.5PLC接线图
第三章X5040立式铣床电气系统的软件设计
3.1PLC程序设计
第四章仿真调试
通过离线模拟仿真软件实现该程序梯形图的调试,首先在软件中起动梯形图逻辑测试,写入程序,得到如下界面,然后将所需测试的软元件强制ON或者OFF,如下图所示,看输出线圈的状态是否与实际的情况相符。
1.主轴电机启动:
当M0或者M1为ON时→Y001得电→主轴电机启动。
2.主轴电机制动:
当X000或者X001为ON时→Y002得电→主轴制动,且若在制动过程中再次启动主轴则制动停止。
3.进给电机正传:
当M10或者M12或者M13为ON时→Y003得电→即进给电机正转。
4.进给电机反转
当M10或者M13为ON时→Y004得电→即进给电机反转。
5.进给电机的快速运动
当X001和X004同时为ON,或者Y001和X005同时为ON时→Y005得电→即进给电机快速运动。
7.照明灯
当X006为ON时照明灯亮。
第五章小结
此次专业综合与实践为期两周,在这短短的两周时间里,我们小组人员团结一致,共同克服困难,熟悉并了解了X5040铣床的结构和工作原理,然后一起查阅资料对其进行PLC改造的设计,了解该铣床的主电路与控制电路的工作原理以及需要改造的重要性。
当然,改造设计中遇到了重重困难,经过我们一起讨论和韩侠老师的精心指导,这些困难都迎刃而解。
经过这次课程设计,我学习了不少新的知识,懂得了实践的重要性,懂得了书本的知识根本不能解决现实中的问题。
再次再次感谢韩老师对这次设计的指导。
参考文献
[1].张万忠主编可编程控制器入门与应用实例北京:
中国电力出版社,2005.1
[2].陈瑞阳主编几点一体化控制技术北京:
高等教育出版社,2004.8
[3].史国生主编电气控制与可编程控制器技术北京:
化学工业出版社,2010.5
[4].陈伯时主编电力拖动自动控制系统-运动控制系统第三版北京:
机械工业出版社,2003.7
[5].宋昌才主编常用机床电气控制电路北京:
化学工业出版社,2010.5
[6].廖常初可编程控制器的编程方法和工程应用重庆:
重庆大学出版社,2001.2.
[7].金以慧过程控制北京:
清华大学出版社,1993.4
任务书
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- x5040 铣床 要点
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)