T68卧式镗床电气控制的PLC改造设计rxm.docx
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1、洛阳理工工学院毕业设计计(论文文)任务务书填表时间间: 20009年年 33 月 2 日日(指导导教师填填表)学生姓名名刘坦专业班级级06机电电对口(2)班班指导教师师赵秀婷课题类型型软件工程程题目T68卧卧式镗床床电气控控制的PPLC改改造设计计主要研究究目标(或研究内容)1.掌握握T688卧式镗镗床的电电气控制制的工作作原理及及特点2.掌握握三菱FFX2NN系列PPLC实实现控制制系统的的原理和和方法3.掌握握电气控控制元件件的选择择和使用方法法4.掌握握T688卧式镗镗床电器器控制的的维护与与维修课题要求求、主要要任务及及数量(指指图纸规规格、张张数,说说明书页页数、论论文字数数等)1.
2、PLLC机型型的选择择及输入入输出分分析2.I/O地址址的分配配3.顺序序功能图图设计4.梯形形图设计计5.程序序设计与与分析6.毕业业论文字字数一般般为0.8-11.5万万字7.查阅阅到155篇以上上与题目目相关文文献进度计划划第566周确定毕业业设计(论论文)题题目,查查阅资料料第788周将论文文涉及到到的知识识点总结结出来,有有一个系系统的提提纲第9112 周调试试程序,实实现功能能,编写写电子稿稿毕业论论文第1316周将电子子稿交给给老师检检查进一一步完善善论文5.第11115周周毕业论论文出稿稿打印修修改到成成文并修修改打印印主要参考文献电气控制制与PLLC应用用 中国国电力出出版社
3、 20007机械设备备控制技技术高等等教育出出版社 20005机床电器器控制技技术 机机械工业业出版社社 20002可编程序序控制器器原理及及程序设设计 机机械工业业出版社社20005指导教师师签字: 教教研室主主任签字字: 年年 月 日 洛阳理工学院毕业设计(论文)T68卧卧式镗床床电气控控制的PPLC设设计改造造摘要本课课题探讨讨了T668型卧卧是式镗镗床的PPLC改改造控制制系统的的实现方方案。根根据实际际需要和和市场的的需求,选选择了以以三菱公公司的可可编程控控制器作作为控制制方案。镗床床是冷加加工中使使用比较较普遍的的设备它它主要用用于加工工精度、光光洁度要要求较高高的孔以以及各孔孔
4、间的距距离要求求较为精精确的零零件(如如一些箱箱体零件件),属属于精密密机床19。主要要用于加加工工件件上的精精密圆柱柱孔。这这些孔的的轴心线线往往要要求严格格地平行行或垂直直,相互互间的距距离也要要求很准准确。其其原控制制电路为为继电器器控制,接接触触点点多、线线路复杂杂、故障障多、操操作人员员维修任任务较大大,为了了克服以以上缺点点,降低低了设备备故障率率,提高高了设备备使用效效率,针针对这种种情况,我我们用PPLC控控制改造造其继电电器控制制电路。通过对TT68型型卧式镗镗床工作作原理的的分析,设设计出PPLC改改造系统统的控制制电路,对对系统的的输入、输输出点进进行统计计,共有有24个
5、输输入点,24个输出点,输入输出都是开关量20。选用日本三菱公司生产的FX2N-48MR可编程序控制器,分配PLC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。关键词:可编程程控制器器,T688镗床,梯形图图,改造II 目录前言1第1章TT68卧卧式镗床床的结构构和运动动形式21.1TT68卧卧式镗床床控制原原理说明明书21.1.1T668型卧卧式镗床床的结构构21.1.2电气控控制线路路的特点点31.1.3镗床运运动对电电路控制制的要求求31.1.4控制线线
6、路工作作原理331.2TT68型型卧式镗镗床电气气控制主主回路551.3相相关电器器元件平平面布置置图6第2章PPLC在在机床电电气控制制中的应应用82.1可可编程控控制器的的结构和和工作原原理82.1.1PLC的的定义82.1.2PLC的结结构82.1.3PLC的工工作过程程原理992.1.4PLC各组组成部件件的功能能102.2可可编程控控制器的的应用特特点133第3章用用PLCC对T668卧式式镗床电电气控制制改造1143.1TT68镗镗床PLLC改造造T/OO分配图图143.2TT68卧卧式镗床床PLCC改造梯梯形图1143.3助助记符语语言143.4改改造后TT68镗镗床的PPLC调
7、调试过程程173.5触触摸屏控控制和电电气元件件一览表表193.6可可编程控控制器的的安装和和维护220结 论224谢 辞225参考文献献26附录277外文资料料翻译311IV前 言随着微处处理器、计计算机和和数字通通信技术术的飞速速发展,计计算机控控制已经经扩展到到了几乎乎所有的的工业领领域。现现代社会会要求制制造业对对市场需需求做出出迅速的的反应,生产产出小批批量、多多品种、多多规格、低低成本和和高质量量的产品品,为了了满足这这一要求求,生产产设备和和自动线线的控制制系统具具有极高高的可靠靠性和灵灵活性,PLC(Programmable Logic Controller,可编程控制器)正是
8、顺应这一要求而出现的,它是以微处理器为基础的通用工业控制装置18。PLC是20世纪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以以其可靠靠性高、抗抗干扰能能力强、编编程简单单、使用用方便、控控制程序序可变、体体积小、质质量轻、功功能强和和价格低低廉等特特点,在在机械制制造、冶冶金等领领域得到到了广泛泛的应用用166。用用PLCC控制系系统代替替体积大大、投资资大、耗耗能大的的继电器器接触触器系统统,是今今后控制制系统发发展的
9、趋趋势。因因为在旧旧有的机机床中,其电气气控制多多为继电电控制。而而在继电电控制中中,接触触触点多多,所以以故障也也多,操操作人员员维修任任务较大大,机械械使用率率较低。我我们对这这些机床床用PLLC改造造其继电电器控制制电路,克服了了以上缺缺点,降降低了设设备故障障率,提提高了设设备使用用率,镗镗床是冷冷加工中中使用比比较普遍遍的设备备,它主主要用于于加工精精度、光光洁度要要求较高高的孔、孔孔间的距距离要求求比较精精确的零零件(如如一些箱箱体零件件),属属于精密密机床。T68卧式镗床是应用最广泛的一种,其原控制电路为继电器控制,接触点多、线路复杂、故障多、操作人员维修任务较大17。正是针对对
10、以上这这种情况况,我们们计划用用PLCC控制改改造T668卧式式镗床的的继电器器电气控控制电路路,以其其克服以以上缺点点,最终终达到降降低设备备故障率率、提高高设备使使用效率率,改善善T688卧式镗镗床运行行效果的的目的。本文选用用可编程程序控制制器对TT68卧卧式镗床床的电气气控制系系统改造造做一论论述。但但由于时时间、实实践论证证及自身身知识水水平的限限制,不不足之处处在所难难免,希希望老师师及各位位同学给给予指正正,在此此表示感感谢。- 2 -洛阳理工学院毕业设计(论文)第1章 T688卧式镗镗床的结结构和运运动形式式1.1 T68卧卧式镗床床控制原原理1.1.1T68型型卧式镗镗床的结
11、结构T68型型卧式镗镗床主要要由床身身、前立立柱、镗镗床架、后后立柱、尾尾座、下下溜板、上上溜板、工工作台等等几部分分组成15。T668型卧卧式镗床床主要用用于镗床床主要用用于孔的的精加工工,可分分为卧式式镗床、落落地镗床床、坐标标镗床和和金钢镗镗床等。卧卧式镗床床应用较较多,它它可以进进行钻孔孔、镗孔孔、扩孔孔、铰孔孔及加工工端平面面等,使使用一些些附件后后,还可可以车削削圆柱表表面、螺螺纹,装装上铣刀刀可以进进行铣削削。本次次课程设设计主要要以T668卧式式镗床为为例。其其结构如如图1-1所示示:图1-11T688型卧式式镗床的的结构示示意图镗床在在加工时时,一般般是将工工件固定定在工作作
12、台上,由由镗杆或或平旋盘盘(花盘盘)上固固定的刀刀具进行行加工。1.前立立柱:固固定地安安装在床床身的右右端,在在它的垂垂直导轨轨上装有有可上下下移动的的主轴箱箱。2.主轴轴箱:其其中装有有主轴部部件,主主运动和和进给运运动变速速传动机机构以及及操机构构。3.后立立柱:可可沿着床床身导轨轨横向移移动,调调整位置置,它上上面的镗镗杆支架架可与主主轴箱同同步垂直直移动。如如有需要要,可将将其从床床身上卸卸下。4.工作作台:由由下溜板板,上溜溜板和回回转工作作台三层层组成。下下溜板可可沿床身身顶面上上的水平平导轨作作纵向移移动,上上溜板可可沿下溜溜板顶部部的导轨轨作横向向移动,回回转工作作台可以以上
13、溜板板的环形形导轨上上绕垂直直轴线转转位,能能使要件件在水平平面内调调整至一一定角度度位置,以以便在一一次安装装中对互互相平等等或成一一角度的的孔与平平面进行行加工14。1.1.2电气控控制线路路的特点点1. 主主电机为为双速电电机,它它提供机机床的主主运动和和进给运运动的动动力113。高高低速转转换,由由主轴孔孔盘变速速机构内内的限位位开关SS控制,SS常态时时接通低低速,被被压下时时接通高高速。由由接触器器KM66及KMM7实现现定子绕绕组从三三角形接接法转接接成双星星型接法法。2. 主主电机可可正反转转、点动动及反接接制动。3. 主主电机用用低速时时,可直直接启动动;但用用高速时时,则由
14、由控制线线路先起起动到低低速,延延时后再再自动转转换到高高速,以以减少起起动电流流。4. 在在主轴变变速或进进给变速速时主电电动机能能缓慢转转动,使使齿轮易易于啮合合。1.1.3 镗床床运动对对电气控控制电路路的要求求1221.主运运动与进进给运动动由一台台双速电电动机拖拖动,高高低速可可选择;2.主电电动机要要求正反反转以及及点动控控制;3.主电电动机应应设有快快速准确确的停车车环节;4.主轴轴变速应应有变速速冲动环环节;5.快速速移动电电动机采采用正反反转点动动控制方方式;6.进给给运动和和工作台台不平移移动两者者只能取取一,必必须要有有互锁;1.1.4控制线线路工作作原理T68卧卧式镗床
15、床的电气气控制原原理图21 如附图图A所示。1. 主主轴的点点动控制制主轴的正正反向点点动由按按钮SBB3和SSB4操操纵。按按下正向向点动按按钮SBB3后,PPLC输输出使KKM1、KKM6线线圈得电电动作。因因此,三三相电源源经KMM1主触触点、限限流电阻阻R和接接触器KKM6的的主触点点接通电电动机MM1,使使电动机机在低速速下旋转转。放开开按钮时时,KMM1和KKM6都都相继断断电释放放,电动动机断电电停止。反反向点动动与正向向点动相相似,由由SB44操纵,经经接触器器KM22及KMM6相互互配合动动作来完完成。2. 主主电机的的正反向向长动主电机正正反控制制由SBB1和SSB2操操纵
16、。当当要求电电动机低低速运转转时,限限位开关关XK为为断开状状态,按按下起动动按钮SSB1、KKM1、KKM3、KKM6得得电动作作。主电电机就在在全电压压和三角角形接线线下,直直接起动动低速运运行。使用高速速时,限限位开关关XK闭闭合,按按下SBB1后,电电动机先先低速起起动,延延时5秒秒后KMM6断开开,再经经0.66秒KMM7得电电动作。KKM7的的主触点点使电机机的绕组组连成双双星形并并重新接接入电流流,从而而使主电电动机从从低速再再起动到到高速。反反向起动动原理与与正向起起动相同同,但参参与控制制的按钮钮为SBB2,接接触器为为KM22、KMM3、KKM6及及KM77。3. 主主电机
17、的的反接制制动控制制当电动机机正转时时,速度度继电器器的正转转动合触触点Knn闭合,而而正转动动断触点点Kn断开开,当按按下SBB5时,KMM1断电电释放,切切断了主主电机电电源。延延时0.6秒后后,KMM2闭合合和KMM6得电电,使三三相电源源经过KKM2主主触点,限限流电阻阻R和KM66主触点点反接给给电动机机。电动动机反接接制动。当当电动机机转速降降低到一一定速度度时,正正转动合合触点KKn打开开,切断断KM22的通电电回路,使使KM22和KM6相继继断电释释放,及及时切断断电动机机的反接接电源,制制动结束束。反向向运行时时的制动动过程与与正向相相似。此此时参与与控制的的电器是是速度继继
18、电器的的反转动动合触点点Kn 接接触器KKM1、KM22。4. 主主轴或进进给变速速时主电电机的缓缓转控制制主轴变速速时,主主轴电动动机可获获得缓慢慢转动,以以利于齿齿轮顺利利啮合。将将S1、S2闭合合,KMM1、KM66线圈得得电动作作,电机机得电,正向加加速,当当达到一一定速度度时,速速度继电电器Knn的动断断触点断断开,动动合触点点闭合,延延时0.6秒后后,KMM2闭合合,电机机开始反反接制动动,当电电机低于于某一速速度时,Kn动作,KM2断开,延时0.6秒后KM1闭合,正向加速,如此反复,实现缓动。进给变速时缓转控制原理与主轴时完全相同,不过用的是限位开关是S3、S4。5. 主主轴箱、
19、工工作台或或主轴的的快速移移动机床的各各部件的的快速移移动由限限位开关关S2、SS6和快快速电机机M2驱动动。S22被压动动,PLLC输出出使KMM4得电电动作,快快速移动动电动机机M2正转转、限位位开关SS6被压压动,PPLC输输出使接接触器KKM5得得电动作作,快速速电动机机M2反转转。1.2 T68型卧卧式镗床床电气控控制主回回路T68卧卧式镗床床电气控控制主回回路图 如图11-2所示。图1-22T688卧式镗镗床电气气控制主主回路1.3 相关电电器元件件平面布布置图T68镗镗床的安安装板电电器元件件平面布布置图如如图1-3所示。图1-33安装板板电气元元件平面面布置图图镗床控制制面板按
20、按钮、行行程开关关平面布布置如图图1-4所示。图1-44 控制制面板按按钮、行行程开关关平面布布置图- 22 - 洛阳理工学院毕业设计(论文)第2章 PLCC在机床床电气控控制中的的应用2.1可可编程控控制器的的结构和和工作原原理2.1.1PLC的定定义早期的可可编程控制制器主要要是用来来替代可编程控制制器(Proograammaablee Coontrrolller)缩写为为PC ,为了了与个人人计算机机的PCC(Peersoonall Coompuuterr)相区区别,于于是在PC中人人为地增增加L而写成成PLCC111。自19669年第第一台可可编程控控制器面面世以来来,经历历了300多
21、年的的发展,可可编程控控制器已已经成为为一种最最重要、最最普及、应应用场合合最多的的工业控控制器,可可以说只只有可编编程控制制器才是是真正的的工业控控制计算算机。初初期可编编程控制制器只是是用于逻逻辑控制制器,用用于代替替继电控控制盘,但但现在可可编程控控制器已已进入包包括过程程控制、位位置控制制等场合合的所有有控制领领域。现现在可编编程控制制器继续续保留了了原来逻逻辑控制制器的所所有优点点,同时时它吸收收发展了了其它控控制器(如如过程仪仪表、计计算机、集集散系统统、分散散系统等等)的优优点,在在许多场场合只需需可编程程控制器器即可构构成包括括逻辑控控制、过过程控制制、数据据采集及及控制和和图
22、形工工作站的的经济合合算、体体积小巧巧、设计计调试方方便的综综合控制制系统。可编程控控制器是是采用微微机技术术的通用用工业自自动化装装置,近近几年来来,在国国内已得得到迅速速推广普普及。正正改变着着工厂自自动控制制的面貌貌,对传传统的技技术改造造、发展展新型工工业具有有重大的的实际意意义。2.1.2 PPLC的的结构PLC控控制系统统也是由由输入部部分、逻逻辑部分分和输出出部分组组成110。输入部部分:收收集并保保存被控控对象实实际运行行的数据据和信息息。例如如:来自自被控对对象上的的各种开开关信息息或操作作台上的的操作命命令等。逻辑部部分:处处理输入入部分所所取得的的信息,并并按照被被控对象
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