1、揚州大學能源與動力工程學院題：銑床的電氣控制工藝實習本科生工藝實習課專學班姓業：電氣工程及其自動化號：111704222級：電氣1102名：浦健指導教師：蔣步軍完成日期：2015 年1月10日目錄1緒論1.1銃床簡介銃床的選型X62W萬能銃床是一種通用的多用途機床，它可以進行平面、斜面、螺旋面及成型表面 的加工，是一種較為精密的加工設備，它采用繼電接觸器電路實現電氣控制。PLC專為工業環境應用而設計，其顯著的特點之一就是可靠性高，抗干擾能力強。將X62W萬能銃床電氣控制線路改造為可編程控制器控制，可以提高整個電氣控制系統的工作性能，減少維護、維修的工作量。1.1.2 X62W 機床特點(1)

2、能完成很多普通機床難以加工或者根本不能加工的復雜型面的加工。(2) 采用X62W銑床可以提高零件的加工精度，穩定產品的質量。(3) 采用X62W可以比普通機床提高 23倍生產率，對復雜零件的加工，生產率可以提 高十幾倍甚至幾十倍。(4) 此機床具有柔性，只需更換程序，就可以適應不同品種及尺寸規格零件的自動加工。(5) 大大的減輕了工人的勞動強度。萬能銃床是一種高效率的加工機械，在機械加工和機械修理中得到廣泛的應用，萬能銃床的操作是通過手柄同時操作電氣與機械，以達到機電緊密配合完成預定的操作，是機械與電氣結構聯合動作的典型控制，是自動化程度較高的組合機床 。但是在電氣控制系統中，故障的查找與排除

3、是非常困難的，特別是在繼電器接觸式控制系統，由于電氣控制線路觸點多、 線路復雜、故障率高、檢修周期長，給生產與維護帶來諸多不便，嚴重地影響生產。本文所述 方案是對原來的繼電器接觸式模擬控制系統進行PLC改造而成，經實際運行證明該 PLC控制系統無論是硬件還是軟件，控制穩定可靠，具有極高的可靠性與靈活性，更容易維修，更能 適應經常變動的工藝條件，取得了較好的經濟效益。1.2 X62W機床元件列表表1.1銃床的電機參數參照表符號名稱型號規格件數作用M1主軸電動機Y132M 4 B37.5KW/380V, 1450r/min1主軸傳動M2進給電動機Y90L 41 . 5KW,380V,1400r/m

4、in1進給傳動M3冷卻泵電動 機JCB- 220 . 125KW,380V,2790r/ min1冷卻泵傳動表1.2銃床的基本元件一覽表符號名稱型號規格件數作用KM1接觸器CJO- 2020A,110V1主軸啟動KM2接觸器CJO- 1010A,110V1快速進給KM3接觸器CJO- 1010A,110V1M2正轉KM4接觸器CJO- 1010A,110V1M2反轉KT時間繼電器0.4 60s1反接制動SB1 2按鈕LA2綠色2M1啟動按鈕SB3 4按鈕LA2黑色2快速進給按鈕SB5 6按鈕LA2紅色2M1停止按鈕SA1轉換開關HZ1 10/E16三極1換刀開關SA2轉換開關HZ1 10/E1

5、6三極1圓工作臺轉換SA3轉換開關HZ1 10/E16三極1M1換向開關SQ1限位開關LX1 11K開啟式1向右進給SQ2限位開關LX1 11K開啟式1向左進給SQ3限位開關LX2 131單輪，自動復位1向前、向下進給SQ4限位開關LX2 131單輪，自動復位1向后、向上進給SQ5限位開關LX3 11K:開啟式1快速與進給轉換SQ6限位開關LX3 11K開啟式1主軸變速沖動SQ7限位開關LX3 11K開啟式1進給變速沖動QS1轉換開關HZ1 60/E26:三極1電源總開關QS2轉換開關HZ1 60/E26三極1冷卻泵開關FR1熱繼電器JRQ-4011A、3A1M1過載保護FR2熱繼電器JR10

6、103A、5A1M3過載保護FR3熱繼電器JR10100.415A1M2過載保護FU1熔斷器RL130A3總電源短路保護FU2熔斷器RL110A3進給短路保護FU3、FU6熔斷器RL16A2控制電路短路保護FU4、FU5熔斷器RL14A2照明電源短路保護VC整流器ZCZX45A, 50V1整流作用TC變壓器BK- 50380/36V1照明變壓器TC1變壓器BK-150380/127V1控制電路變壓器YC1電磁離合器B1DL III1主軸制動YC2電磁離合器B1DL II1正常進給YC3電磁離合器B1DL II1快速進給R電阻ZB21 .45W、15.4A2限制制動電阻1.3控制要求（1）主軸電

7、動機 M1有三種控制：正反轉起動，反接制動和變速沖動。（2）工作臺進給電動機 M2有三種控制：進給、快速移動和變速沖動。（3）M3拖動冷卻泵提供冷卻液，只需單向運行。（4） 為了能及時實現控制，機床設置了兩套操縱系統，再機床正面及側都安裝 了相同的按鈕、手輪和手柄，操作方面，以實現兩地控制。（5）為了保證安全，防止事故，機床有順序的動作，采用了聯鎖。（6）三臺電動機都設有過載保護，控制線路設有短路保護，工作臺的六個方向，都設 有終端保護。L.CXI®匚n rSA3SQ71、- +|fU4rft127VI 36VSQ72FU6khsVX- kmiVV-卜ot 沖 - K X-1l-lV

8、J f L L L131X1 L2?.1* KFR1亠=CJ5CJMlRlFA齊¥甘融第主軸轉動進翳轉動亦口聲好魁F1日主軸控制進給控制快速居7T沢jSL怵曠啟動制動正舉戾轉罠壓需廉職明制動運轉前*下.店后*上.左進給23456189101112131415 16 17 1819ci符號1名稱及用途符號名稱及用逮Ml主軸電動機SQ6進給變速沖動開關M2進給電動機SQ7主軸變速沖動開關M3冷卻泵電動機SA1園工作臺轉換開關KM3主電動機啟、停控制接觸蚩SA3冷卻泵轉換開關KM2反接制動SA4照明的開關KM4. KN15進給電動機正、反轉接觸器SA5主軸換向開關KM6快速移動接觸器QS電

9、源隔離開關KM1冷卻泵接觸器SBU SB2分設在兩處的主軸啟動按鈕KS速度繼電器SB3. SB4分設在兩處的主軸停止按鈕YA快速電磁鐵線圈SBo. SB6工作臺快速移動按鈕R藍限流電阻FR1主軸電動機熱繼電器SQ1工作臺向右進給行程開關FR2進給電動機熱繼電器SQ2工作臺向左進給行程開關FR3冷卻泵熱繼電器SQ3工作臺向前、上進給行程開關TC變壓器SQ4工作臺向后、下進給行程開關FU1*FU4斷路器圖22 電氣元件功能說明在我們實習時因為是模擬控制，所以YA在圖上快速進給線圈用一個電機代替，KS速度繼電器控制改為 KT時間繼電器控制。2.2主電路原理分析X62W萬能銃床的電路如圖 3-1所示，

10、該線路分為主電路、控制電路和照明電路三部分。 主電路包括三臺電機：一臺主軸電機，一臺進給電機，一臺冷卻泵電機。還有快速進給繼電 器YA（在本次實習中用電機 M3代替）負責快速進給的操作。其中主軸電機和進給電機的控 制電路接了可以進行正反轉控制的接觸器用于對電機進行反轉或制動操作。主軸電機可以通過組合開關SA5的控制來實現正反轉。總電路上接有短路器和熔斷器用于在過載時進行電路 的保護，另外每一臺電機上還接有熱繼電器FR用于在電機過熱時進行斷路的保護。2.3控制電路原理分析控制電路的電源由控制變壓器TC輸出110V電壓供電。主軸電動機 M1的控制主軸電動機 M1采用兩地控制方式，SB1和SB2是兩

11、組啟動按鈕，SB5和SB6是兩組停止 按鈕。KM1是主軸電動機 M1的啟動接觸器，YC1是主軸制動用的電磁離合器， SQ1是主軸變 速時瞬時點動的位置開關。1） 主軸電動機 M1啟動前，應首先選擇好主軸的轉速，然后合上電源開關QS1,再把主軸換向開關SA3扳到所需要的轉向。按下啟動按鈕SB1 （或 SB2），接觸器KM1線圈得電，KM1 主觸頭和自鎖觸頭閉合，主軸電動機M1啟動運轉，KM1常開輔助觸頭（9-10 ）閉合，為工作臺進給電路提供了電源。按下停止按鈕SB5（或SB6）, SB5-1 （或SB6-1 ）常閉觸頭分斷，接觸器KM1線圈失電，KM1觸頭復位，電動機 M1斷電慣性運轉，SB5

12、-2 （或SB6-2）常開觸 頭閉合，接通電磁離合器 YC1,主軸電動機 M1制動停轉。2）主軸換銃刀時將轉換開關SA1扳向換刀位置，這時常開觸頭SA1-1閉合，電磁離合器YC1線圈得電，主軸處于制動狀態以便換刀；同時常閉觸頭SA1-2斷開，切斷了控制電路，保證了人身安全。3）主軸變速時，利用變速手柄與沖動位置開關SQ1,通過M1點動，使齒輪系統產生一 次抖動，以便于齒輪順利嚙合，且變速前應先停車。進給電動機M2的控制工作臺的進給運動在主軸啟動后方可進行。 工作臺的進給可在 3個坐標的6個方向運動， 進給運動是通過兩個操作手柄和機械聯動機構控制相應的位置開關使進給電動機M2正轉或反轉來實現的，

13、并且 6個方向的運動是聯鎖的，不能同時接通。1） 當需要圓形工作臺旋轉時，將開關SA2扳到接通位置，這時觸頭 SA2-1和SA2-3斷開，觸頭SA2-2閉合，電流經1013 141520 191718路徑，使接觸器 KM3得電， 電動機M2啟動，通過一根專用軸帶動圓形工作臺作旋轉運動。轉換開關SA2扳到斷開位置，這時觸頭SA2-1和SA2-3閉合，觸頭SA2-2斷開，以保證工作臺在 6個方向的進給運動， 因 為圓形工作臺的旋轉運動和6個方向的進給運動也是聯鎖的。2） 工作臺的左右進給運動由左右進給操作手柄控制。操作手柄與位置開關SQ5和SQ6聯動，有左、中、右三個位置，其控制關系見表1。當手柄

14、扳向中間位置時，位置開關SQ5和SQ6均未被壓合，進給控制電路處于斷開狀態；當手柄扳向左或右位置時，手柄壓下位置開關SQ5或SQ6使常閉觸頭SQ5-2或SQ6-2分斷，常開觸頭 SQ5-1或SQ6-1閉合，接觸器 KM3或 KM4得電動作，電動機 M2正轉或反轉。由于在 SQ5或SQ6被壓合的同時，通過機械機構已將電動機 M2的傳動鏈與工作臺下面的左右進給絲杠相搭合，所以電動機 M2的正轉或反轉就拖動工作臺向左或向右運動。手柄位置位置開關動 作接觸器動作電動機M2轉向傳動鏈搭合絲 杠工作臺運 動方向左SQ5KM3正轉左右進給絲杠向左中一一停止一停止右SQ6KM4反轉左右進給絲杠:向右圖2.2工

15、作臺左右進給手柄位置及其控制關系工作臺的上下和前后進給運動是由一個手柄控制的。該手柄與位置開關 SQ3和SQ4聯動，有上、下、前、后、中5個位置，其控制關系見表2。當手柄扳至中間位置時，位置開關SQ3和SQ4均未被壓合，工作臺無任何進給運動；當手柄扳至下或前位置時，手柄壓下位置開關SQ3使常閉觸頭SQ3-2分斷，常開觸頭 SQ3-1閉合，接觸器KM3得電動作，電動機 M2正轉， 帶動著工作臺向下或向前運動；當手柄扳向上或后時，手柄壓下位置開關SQ4使常閉觸頭SQ4-2分斷，常開觸頭 SQ4-1閉合，接觸器 KM4得電動作，電動機 M2反轉，帶動著工作臺 向上或向后運動。當兩個操作手柄被置定于某

16、一進給方向后，只能壓下四個位置開關 SQ3 SQ4 SQ5 SQ6中的一個開關，接通電動機M2正轉或反轉電路，同時通過機械機構將電動機的傳動鏈與三根絲杠（左右絲杠、上下絲杠、前后絲杠）中的一根（只能是一根）絲杠相搭合，拖動工作 臺沿選定的進給方向運動，而不會沿其他方向運動。手柄 位置位置開關 動作接觸器動 作電動機M2轉向傳動鏈搭合絲杠工作臺運動方 向上SQ4KM4反轉上下進給絲杠向上下SQ3KM3正轉上下進給絲杠向下中一一停止一停止刖SQ3KM3正轉前后進給絲杠向前后SQ4KM4反轉前后進給絲杠向后圖2.3工作臺上、下、中、前、后進給手柄位置及其控制關系左右進給手柄與上下前后手柄實行了聯鎖控

17、制，如當把左右進給手柄扳向左時， 若又將另一個進給手柄扳到向下進給方向，則位置開關 SQ5和SQ3均被壓下，觸頭 SQ5-2和SQ3-2 均分斷，斷開了接觸器 KM3和KM4的通路，電動機 M2只能停轉，保證了操作安全。3）6個進給方向的快速移動是通過兩個進給操作手柄和快速移動按鈕配合實現的。安 裝好工件后，扳動進給操作手柄選定進給方向，按下快速移動按鈕SB3或SB4（兩地控制），接觸器KM2得電，KM2常閉觸頭分斷，電磁離合器YC2失電，將齒輪傳動鏈與進給絲杠分離； KM2兩對常開觸頭閉合，一對使電磁離合器YC3得電，將電動機 M2與進給絲杠直接搭合；另一對使接觸器KM3或 KM4得電動作，

18、電動機 M2得電正轉或反轉，帶動工作臺沿選定的方 向快速移動。由于工作臺的快速移動采用的是點動控制，故松開SB3或SB4,快速移動停止。進給變速時與主軸變速時相同，利用變速盤與沖動位置開關SQ2使 M1產生瞬時點動，齒輪系統順利嚙合。3接線工藝要求3.1相對標號法相對標號法就是在每個接線端子處標明它所連結對象的編號，以表明二者之間相互連接關系的一種方法。3.2屏面布置查看各個屏位的布置是否符合圖紙，各種設備壓板標識名稱應統一規范，含義準確、字跡清晰、牢固、持久。3.3屏上元件安裝（1）所有安裝設備型號、數量與設計圖紙一致。（2） 所有二次設備工作完工，設備配件齊全（頂蓋、面板、把手、標簽等）。

19、（3）施工工藝要滿足電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路接線施工及驗收規范 （GB50171-92）的要求，做到美觀、整齊、易于運行維護及檢修的要求。（4）對屏、端子等保護專業維護范圍的端子及接線（包括接地線）外觀檢查，屏上的 測量儀表和繼電器、控制元件、信號元件、連接元件等二次元件等應清潔，無損壞，安裝緊 固，無變形，標識清晰，操作靈活。（5）接入交流電源（220V或380V）的端子與其它回路端子采取有效隔離措施，并有 明顯標識。根據回路的用途，接線端子分為一般端子、連接端子、試驗端子、連接型試驗端子、終端端子。3.4屏內配線（1）平行排列配線（扁線） 平行排列配線是把相同走向的導線排列在一起，

20、用線夾固定成形，斷面成矩形；為使線排整齊，還常常放入實際并不接線的假線。 分支線彎曲后與主線成直角，彎曲時，將配線彎成小圓角，彎曲半徑一般為導線直徑的三倍； 導線數量較多時，可變成多層走線； “線把”要保持橫平豎直，每間隔用線卡均勻固定； 上線卡時，先在兩層導線之間墊一層彈性紙片，導線外包纏黃蠟帶或聚氯乙烯帶加強絕緣； 屏上常焊有走線支架，在一定距離上加以強度較大的線夾，將“線把”統一固定。（2）成束布線（圓線） 將相同走向的導線用蠟棉紗線、尼龍線或專用塑料扎帶， 把線捆扎在一起，斷面成圓形； 扎線間距約為 60mm120mm扎帶結置于背面； 分支線與主線成直角，并且要從線束背面或側面引出；

21、屏內適當位置也應設置線夾，將線束固定，并與屏面有不大的距離； 線夾與線束之間應襯墊黃蠟帶或聚氯乙烯帶；（3）技術標準：二次線裝配原則和要求 電壓回路、控制回路用 1.5mm2銅芯絕緣線，電流回路用 2.5mm2銅芯絕緣線，不得 用鋁芯線； 配電屏內配線應整齊，接線正確、牢固，與安裝圖一致； 配線在兩個端子之間不容許有接頭及分支線，配線端部需套上絕緣軟管，并寫明編號，編號正確，字跡清楚； 配線應成排或成束、 垂直或水平、有規律地布置，布線合理、省材料，其長度超過時, 應加線卡，線卡與導線之間應襯墊絕緣； 導線穿過金屬板時，應裝在絕緣襯管內； 配線與端子連接，線耳應順時針繞接，接點必須加墊圈或花圈

22、； 所有與配電屏相連接的電纜，在與端子排相連接前，都應用電纜卡子固定在支架上， 使端子不受任何機械應力； 活動屏用多股軟線布線； 同一屏用同一顏色線布線； 當端子已接有二根導線時，不得加裝第三根，應設法加裝端子。4調試過程4.1照明線路的調試調試接通電源，再將斷路器 QF接通。將SA3接通看照明是否正常工作。4.2冷卻泵電動機 M3的調試將SA2接通，觀察是否轉動。4.3主軸電動機M1的調試先將SA5扳到需要的旋轉方向，然后按下啟動按鈕看主軸電機是否朝所需的旋轉方向旋 轉。制動時，按下停止按鈕，經過一段時間后看主軸電動機是否停下來。然后換個方向再調 試一下。4.4進給電動機的調試工作臺左右進給

23、運動的控制：把縱向操作手柄扳右t壓開關SQ正向接觸器KM3通電t進給電動機 M2正轉，拖動工作臺向右運動。縱向操作手柄扳左t壓開關SQA反向接觸器KM4通電t進給電動機 M2反轉，工作臺向左運動。 手柄扳在中間位置， 則進給運動停止。工作臺前后和上下運動的控制 ：有十字開關操作，“向前”、“向下”壓開關 SQ4正向接 觸器KM3通電t進給電動機 M2正轉，拖動工作臺向前（向下）進給。 “向后” “向上”進給 都是通過十字開關手柄操作開關 SQ4反向接觸器 KM4通電t進給電動機 M2反轉，拖動工 作臺向后（向上）進給。工作臺的快速移動：主軸轉動的快速移動： 工作臺的快速移動也由進給電動機 M2

24、拖動，當工作臺已經進給工 作時，按下按鈕SB4KM5通電t YA通電t工作臺快速移動t松開 SB3tYA斷電t快速移動 停止。工作臺仍按原來進給速度原方向進給。主軸不轉動時的快速進給：開關 SA5扳向“停止”位置t按動 SB2t按KM1通電并自鎖， 提供進給運動電源t電動機 M2運動t按下按鈕 SB3tKM5斷電t電磁 YA通電t工作臺快速 移動。進給快速沖動控制：壓動開關SQ6接觸器KM3通電t進給電動 M2正轉，手柄拖回原位，進給變速完成。4.5圓工作臺的調試圓工作臺只作單向轉動。 調試過程如下：將SA1扳向接通位置，使 SA1-2閉合，將工作 臺手柄扳向中間位置，啟動主軸電機，KM3得點，進給電動機 M2啟動，圓工作臺回轉。圓工作臺停止：按下 SB1tKM1斷電t KM3斷電t進給電動機 M2停止。5小結經過小組成員的共同努力，我們終于如期完成了此次工藝實習的要求。實習開始之前，我一直以為此次