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1、一、 课题名称：轴箱凹槽加工铣床的PLC改造三、设计内容与要求： 1课题概述轴箱凹槽加工铣床是南车株电力机车有限公司为电力机车轴箱加工的专用机床，是80年代自行设计的。它由一台滑台和四台铣头箱组成，共有九台电动机，一台液压泵电机，两台粗铣电机，两台精铣电机，两台冷却泵电机，一台快进快退电机，一台工进电机。主要有主轴的旋转运动，滑台快进快退及工进运动。由于该设备工作环境差，使用为两班制，任务忙时为三班制。由接触器 继电器组成的电气控制电路，线路设计复杂，电器元件多，故障多，维修任务较大，重要的是给生产进度带来影响，针对这种情况，采用PLC控制系统改造原有的电路，可以降低设备的故障率，提高设备的使
2、用效率，因此要求采用西门子S7200型或三菱FX2N系列可编程序控制器（PLC）对轴箱凹槽加工铣床进行电气技术的改造。改造的原则：（1）原轴箱凹槽加工铣床的工艺加方法不变；（2）在保留主电路的原有元件的基础上，不改变原控制系统电气操作方法；（3）电气控制系统控制元件（包括按钮、位置开关、热继电器、接触器），作用与原电气电路相同；（4）改造原继电器控制中的硬件接线，改为通过PLC编程实现。2轴箱凹槽加工铣床工作分析（1）轴箱凹槽加工铣床的主要结构、运动形式与电气控制要求（2）主电路分析（3）控制线路分析（4）电磁离合器电路分析3S7200PLC或三菱FX2NPLC改造轴箱凹槽加工铣床（1）S72
3、00PLC或三菱FX2NPLC介绍及PLC选型（2）根据控制要求进行主电路设计（3）根据轴箱工艺要求画出工作循环图（4）根据控制要求进行I/O分配（5）设计梯形图（6）根据控制要求进行设计PLC接线图（7）根据PLC梯形图编写指令表（8）程序调试（9）编写PLC控制轴箱凹槽加工铣床的工作原理（10）资料移交，包括图纸（电气原理图、接线图）及调试记录轴箱体凹槽加工铣床轴箱体凹槽加工铣床是专为加工电力机车轴箱端面的专用机床，轴箱加工的固定采用定位方式夹紧，轴箱镗是一种精密加工机床，效率高，从粗镗到精镗一次加工完毕，普通的镗床是不易做到的。下面介绍轴箱体凹槽加工铣床的电器控制。1 轴箱体凹槽加工铣床
4、的结构、运动形式和拖动特点轴箱凹槽加工铣床由滑台、粗铣主轴、粗铣主轴箱、精铣主轴、精铣主轴箱、液压站等部分组成。滑台由床身及工作台组成，统称滑台。该机床的运动形式有主运动、进给运动及辅助运动。装在主轴箱箱上的主轴带动刀具的旋转运动为主运动；轴箱体在滑台上的直线运动是进给运动；而轴箱体与刀具相对位置的调整运动及滑台的移动为辅助运动。从电气控制上看有如下特点：（1）主轴上铣刀的旋转由装在主轴箱的主轴电动机拖动，并设有点动调整运动；（2）为便于检修，滑台设计了快进、快退点动控制；（3）液压泵对滑台工作台提供润滑油；（4）为保证滑台快进、快退停车的准确性，防止溜车，快速电动机采用尾端带电磁离合器的电机
5、进行制动。（5）滑台的快进、快退及工进由位置开关控制，采用5位行程开关；（6）本机床除液压站油泵电机外均系短时断续工作制，故不设过载保护，由于滑台快速电机受电磁离合器控制，电路设了过载保护；（7）为了防止机床误动作，线路设有零压保护。2轴箱体凹槽加工铣床的电气控制轴箱体凹槽加工铣床由9台电动机组成。M1为液压电动机，用以实现对机床导轨进行润滑；M6为快速电动机，用以实现滑台的快速移动；M3为粗铣电动机、M4、M5精铣电动机，用以实现机床的主运动，对轴箱体加工；M7为进给电动机，用以实现滑台的进给运动；M8、M9为冷却泵电机，对机床提供冷却液。电路由总电源开关QS控制，电路设有短路、过载、失压欠
6、压保护；控制电路设有油压保护。越程保护。用熔断器作短路保护；用接触器作失压欠压保护；液压电动机为长时工作制，用热继电器作过载保护。滑台快速电机，为了保证停车迅速，用电磁离合器制动，由于电磁离合器故障，使电机不能工作，严重时造成电机过载烧毁，虽是短时断续工作，但也设了用热继电器作过载保护。粗、精铣电机加工时间短，故不设过载保护。（1）液压电机的控制按下液压电机的起动按钮SB2，接触器KM1线圈得电并自锁，液压电机M1起动，油压继电器SP（8-11）触点受油压作用闭合。按钮SB1为液压电机的停止按钮。（2）工作进给的控制 1）准备阶段的控制按下零压保护按钮SB4，继电器KA0线圈得电并自锁，合上进
7、给准备开关SA，继电器KA2线圈得电，KA2常开触点（13-51）闭合，接触器KM4、KM5线圈得电，为冷却泵电机M8、M9起动作准备。KA2常开触点（17-31）（25-27）闭合，为工进、快进接触器KM8、KM6线圈得电作准备。KA2常闭触点（11-13）断开，油压触点对机床起保护，KA2常闭触点（17-21）断开，对滑台快进转工进位置开关SQ-2起作用。2）滑台工作循环的控制 滑台向前快进1 按下自动按钮SB7，继电器KA1线圈得电并自锁，KA1常开触点（23-25）闭合，快进接触器KM6线圈得电，KM6主触点闭合，KM6辅助常开触点（305-307）闭合，电磁离合器VC线圈得电，松开制
8、动，滑台快速电机M6正转，滑台向前快进。同时KA1常开触点（13-45）闭合，粗铣接触器KM2线圈得电，KM2主触点闭合，粗铣电动机M2、M3，冷却泵电机M8起动。 滑台向前工进1 当档块压到位置开关SQ-2时，常闭触点（17-21）断开，接触器KM6线圈断电，常开触点（305-307）断开，制动电磁离合器线圈VC断电，滑台快速电机M6停车制动，SQ-2常开触点（31-33）闭合，工进接触器KM8线圈得电，KM8主触点闭合，滑台工进电机M7起动，滑台向前进给，铣刀对轴箱体粗铣。 滑台向前快进2 当档块离开位置开关SQ-2时，SQ-2复位，KM8线圈断电，电机M7停止，同时KM6线圈又得电，电磁
9、离合器VC线圈得电，松开制动，电机M6又起动，滑台由工进又转为快进。 滑台向前工进2 当档块又压到位置开关SQ-2时，接触器KM6线圈断电，制动电磁离合器线圈VC断电，滑台快速电机M6停车制动，工进接触器KM8线圈得电，KM8主触点闭合，滑台工进电机M7起动，滑台又向前进给，铣刀对轴箱体粗铣。 滑台向前快进3 当档块离开位置开关SQ-2时，SQ-2复位，KM8线圈断电，电机M7停止，同时KM6线圈又得电，电磁离合器VC线圈得电，松开制动，滑台快速电机M6又正转，由工进又转为快进，滑台快进到中位时，位置开关SQ-5被压。继电器KA3线圈得电并自锁，KA3常开触点（13-49）闭合，接触器KM3线
10、圈得电，精铣电机M4、M5起动，冷却泵电机M9起动。同时KM3常闭触点（45-47）断开，粗铣电机M2、M3停止，冷却泵电机M8停止。 滑台向前工进3 当档块又压到位置开关SQ-2时，接触器KM6线圈断电，制动电磁离合器线圈VC断电，滑台快速电机M6停车制动，工进接触器KM8线圈得电，KM8主触点闭合，滑台工进电机M7起动，滑台又向前进给，铣刀对轴箱体精铣。 滑台向前快进4 当档块离开位置开关SQ-2时，SQ-2复位，KM8线圈断电，电机M7停止，同时KM6线圈又得电，电磁离合器VC线圈得电，松开制动，滑台快速电机M6又正转，滑台由工进又转为快进。 滑台向前工进4 当档块又压到位置开关SQ-2
11、时，接触器KM6线圈断电，制动电磁离合器线圈VC断电，滑台快进电机M6停车制动，工进接触器KM8线圈得电，KM8主触点闭合，滑台工进电机M7起动，滑台又向前进给，铣刀对轴箱体精铣。当档块压到位置开关SQ-3时，接触器KM8断电，电机M7停止，继电器KA1、KA3线圈断电，KA3常开触点（13-49）断开，精铣电机M4、M5停转，同时冷却泵电机M9停止，轴箱体加工完毕。 滑台向后快退 按下快退按钮SB6接触器KM7线圈得电并自锁，KM7主触点闭合，滑台快速电机M6反转，滑台向后快退，当档块压到位置开关SQ-1时，常闭触点（13-15）断开，接触器KM7线圈断电，常开触点（305-307）断开，制
12、动电磁离合器线圈VC断电，滑台快速电机M7停车制动，滑台快退到原位。（3）工作调整的控制 1）（3）工作调整的控制工作调整为点动控制，断开进给准备开关SA，继电器KA2线圈断电。1）滑台快进按下按钮SB5，KM6线圈得电，KM6常开辅助触点（305-307）闭合，制动电磁离合器线圈VC得电，松开制动，KM6主触点闭合，快速电机M6正转，滑台快进。2）滑台快退按下按钮SB6，KM7线圈得电，KM7常开辅助触点（305-307）闭合，制动电磁离合器线圈VC得电，松开制动，KM7主触点闭合，快速电机M6反转，滑台快退3）粗铣主轴点动按下按钮SB9，KM2线圈得电，KM2主触点闭合，主轴电机M2、M3在按钮控制下正转点动，主轴点动转动。4）精铣主轴点动按下按钮SB10，KM3线圈得电，KM3主触点闭合，主轴电机M4、M5在按钮控制下正转点动，主轴点动转动。
