M1432萬(wàn)能外圓磨床電氣及PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

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1、機(jī)電綜合課程設(shè)計(jì) 1.緒論 1. M1432型萬(wàn)能外圓磨床用于磨削圓柱形和圓錐形零件的外圓和內(nèi)孔。 2. 機(jī)床的外磨砂輪、內(nèi)磨砂輪、工件、油泵及冷卻，均以單獨(dú)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。 3. 機(jī)床的工作臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)，可由液壓驅(qū)動(dòng)，也可用手輪搖動(dòng)。 4. 砂輪架橫向快速進(jìn)退由液壓驅(qū)動(dòng)，其進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由手輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)： 5. M1432型萬(wàn)能外圓磨床可以用來(lái)加工外圓柱面及外圓錐面，利用磨床上配備的內(nèi)圓磨具還可以磨削內(nèi)圓柱面和內(nèi)圓錐面，也能磨削階梯軸的軸肩和端平面。此電路采用五臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)工作。M1432型萬(wàn)能外圓磨床由床身、工件頭架、工作臺(tái)、內(nèi)圓磨具、砂輪架、結(jié)尾、控制箱等部件組成

2、。 6. 使學(xué)生了解熟練掌握M1432型萬(wàn)能外圓磨床安裝接線(xiàn)、分析原理、及檢修電路故障，機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)形式，分析機(jī)床對(duì)電氣線(xiàn)路的主要要求，機(jī)床接觸器一繼電器控制電路概述，機(jī)床的PLC控制方案，M1432 萬(wàn)能外圓磨床的PLC程序編制， PLC電氣控制系統(tǒng)電器元件的選擇 型號(hào)意義 M 1 4 3 2 磨床 磨削直徑320mm 外圓 萬(wàn)能 M1432型萬(wàn)能外圓磨床可用于工件的

3、外圓錐面，內(nèi)圓柱面，內(nèi)圓柱面，內(nèi)圓錐面和階臺(tái)端面及磨削平面等。 2.M1432型萬(wàn)能外圓磨床接觸器—繼電器控制電路概述 M1432型萬(wàn)能外圓磨床接觸器—繼電器控制電路原理圖如圖1-1所示。如圖1-1可以看出，M1432型萬(wàn)能外圓磨床由五臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，即油泵電動(dòng)機(jī)M1，頭架電動(dòng)機(jī)M2，內(nèi)圓砂輪電動(dòng)機(jī)M3，外圓砂輪電動(dòng)機(jī)M4和冷卻電動(dòng)機(jī)M5。 從控制電路來(lái)看，M1432型萬(wàn)能外圓磨床只有在油泵電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)后，即電路圖13區(qū)中接觸器KM1的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合后，其他的電動(dòng)機(jī)才能啟動(dòng)運(yùn)行。 在控制電路中，SB1為機(jī)床的總停止按鈕；SB2為油泵電動(dòng)機(jī)M1的啟動(dòng)按鈕；SB3為頭架電動(dòng)機(jī)M2的點(diǎn)

4、動(dòng)按鈕；SB4為內(nèi)、外圓砂輪電動(dòng)機(jī)M3、M4的啟動(dòng)按鈕；SB5為內(nèi)、外圓砂輪電動(dòng)機(jī)M3、M4的停止按鈕；手動(dòng)開(kāi)關(guān)SA1為頭架電動(dòng)機(jī)M2高、低速轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)；SA2為冷卻泵電動(dòng)機(jī)M5的手動(dòng)開(kāi)關(guān)；行程開(kāi)關(guān)ST1為為砂輪架快速連鎖開(kāi)關(guān)；ST2為內(nèi)、外圓砂輪電動(dòng)機(jī)M3、M4的連鎖行程開(kāi)關(guān)。 按下按鈕SB2，接觸器KM1通電閉合并自鎖，油泵電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，其他電動(dòng)機(jī)即可啟動(dòng)。 按下按鈕SB3，頭架電動(dòng)機(jī)可點(diǎn)動(dòng)。將手動(dòng)開(kāi)關(guān)SA1扳至“低”速擋，將砂輪架快速移動(dòng)操縱手柄扳至“快進(jìn)”位置，液壓油進(jìn)入砂輪架移動(dòng)驅(qū)動(dòng)油缸，帶動(dòng)砂輪架快速進(jìn)給移動(dòng)。當(dāng)砂輪架接近工件時(shí)，壓合行程開(kāi)關(guān)ST1，接觸器KM2通電閉合，頭

5、架電動(dòng)機(jī)M2低速運(yùn)轉(zhuǎn)。同理，將SA1扳至“高”速檔位置，重復(fù)以上過(guò)程，頭架電動(dòng)機(jī)M2高速運(yùn)轉(zhuǎn)。 內(nèi)、外圓電動(dòng)機(jī)M3、M4的控制由行程開(kāi)關(guān)ST2進(jìn)行轉(zhuǎn)換。當(dāng)將砂輪架上的內(nèi)圓磨具往下翻時(shí)，行程開(kāi)關(guān)ST2復(fù)位，按下按鈕SB4，接觸器KM4通電閉合，內(nèi)圓砂輪電動(dòng)機(jī)M3啟動(dòng)運(yùn)行；當(dāng)將砂輪架上的內(nèi)圓磨具往上翻時(shí)，行程開(kāi)關(guān)ST2被壓合，按下按鈕SB4，接觸器KM5通電閉合，外圓電動(dòng)機(jī)M4啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。 當(dāng)接觸器KM2或KM3閉合時(shí)，也就是頭架電動(dòng)機(jī)M2不論低速或高速運(yùn)轉(zhuǎn)，接觸器KM6都會(huì)通電閉合，冷卻泵電動(dòng)機(jī)M5啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。 FU1作為線(xiàn)路總的短路保護(hù)，F(xiàn)U2作為M1和M2電動(dòng)機(jī)的短路保護(hù)，F(xiàn)U3作為M3和

6、M5電動(dòng)機(jī)的短路保護(hù)。5臺(tái)電動(dòng)機(jī)均有過(guò)載保護(hù) 3.電動(dòng)機(jī)控制電路分析 合上電源開(kāi)關(guān)QS1 指示燈HL燈亮 合上QS2 照明燈EL亮 （1）油泵電動(dòng)機(jī)M1的控制 啟動(dòng)按鈕SB2 KM1線(xiàn)圈得電 KM1自鎖觸頭閉合自鎖 后面電路才能得電實(shí)現(xiàn)順序控制 KM1主觸頭閉合 油泵電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)供給壓力油 （2）頭架電動(dòng)機(jī)M2的控制 低速：SA1是頭架電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速選擇開(kāi)關(guān)，分“低” 、“?！?、“高”三檔位置，如將SA1扳到“低”檔位置，按下油泵電動(dòng)機(jī)M1的啟動(dòng)按鈕SB2，M1啟動(dòng)，通過(guò)液壓傳動(dòng)使砂輪架快速前進(jìn)，當(dāng)接近工件時(shí)，便壓合位置開(kāi)

7、關(guān)ST1 ST1常開(kāi)閉合 KM2線(xiàn)圈得電 KM2聯(lián)鎖觸頭分?jǐn)鄬?duì)KM3聯(lián)鎖 KM2主觸頭閉合 電動(dòng)機(jī)M2接成Δ形低速運(yùn)行 KM2輔助常開(kāi)閉合 KM6線(xiàn)圈得電 KM6主觸頭閉合 電動(dòng)機(jī)M5得電運(yùn)轉(zhuǎn)提供冷卻液。 高速：將轉(zhuǎn)速開(kāi)關(guān)SA1扳到“高”擋位置，砂輪架快速前進(jìn)當(dāng)接近工件壓合位置開(kāi)關(guān)ST1 ST1常開(kāi)閉合 KM3線(xiàn)圈得電 KM3聯(lián)鎖觸頭分?jǐn)鄬?duì)KM3 聯(lián)鎖 KM3主觸頭閉合 電動(dòng)機(jī)M2接成YY形高速運(yùn)行 KM3輔助常開(kāi)閉合 KM6線(xiàn)圈得電 KM6主觸頭閉合 電動(dòng)機(jī)M5得電運(yùn)轉(zhuǎn)提供冷

8、卻液 SB3是點(diǎn)動(dòng)控制按鈕，以便對(duì)工件進(jìn)行校正和調(diào)試。 磨削完畢，砂輪架退回原位，位置開(kāi)關(guān)ST1復(fù)位斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)M2自動(dòng)停轉(zhuǎn)。 （3） 外圓砂輪電動(dòng)機(jī)M3和M4控制 內(nèi)、外圓砂輪電動(dòng)機(jī)不能同時(shí)啟動(dòng)，由位置開(kāi)關(guān)ST2對(duì)它們實(shí)際聯(lián)鎖。 當(dāng)外圓磨削時(shí)，把砂輪架上的內(nèi)圓磨具往上翻，它的后側(cè)壓住位置開(kāi)關(guān)ST2 ST2常閉分?jǐn)鄬?duì)KM4聯(lián)鎖 ST2常開(kāi)閉合 KM5線(xiàn)圈得電 KM5聯(lián)鎖觸頭分?jǐn)鄬?duì)KM4聯(lián)鎖 KM5自鎖觸頭閉合 KM5主觸頭閉合 電動(dòng)機(jī)M4得電

9、 KM5聯(lián)鎖觸頭復(fù)位閉合 停止:只需按下SB5 KM5線(xiàn)圈失電 KM5自鎖觸頭分?jǐn)? KM5主觸頭分?jǐn)? 電動(dòng)機(jī)M4失電停轉(zhuǎn)。 當(dāng)內(nèi)圓磨削時(shí)：將內(nèi)圓磨具翻下，原被內(nèi)圓磨具壓下的位置開(kāi)關(guān)ST2復(fù)位，ST2常開(kāi)恢復(fù)分?jǐn)? ST2常閉恢復(fù)閉合 電磁鐵YA線(xiàn)圈得電① 按下SB4 KM4線(xiàn)圈得電② ① 銜鐵被吸下，砂輪架快速進(jìn)退的操縱手柄鎖住液壓回路，使砂輪架不能快速退回 KM4聯(lián)鎖觸頭分?jǐn)鄬?duì)KM5聯(lián)鎖 ② KM4自鎖

10、觸頭閉合自鎖 KM4主觸頭閉合 內(nèi)圓砂輪電動(dòng)機(jī)M3啟動(dòng)運(yùn)行 內(nèi)圓砂輪磨削時(shí)，砂輪架是不允許快速退回的，因?yàn)榇藭r(shí)圓磨頭在工件內(nèi)孔，砂輪架若快速移動(dòng)，易造成損壞磨及工件報(bào)廢的嚴(yán)重事故。 （4）冷卻泵電動(dòng)機(jī)M5的控制： 當(dāng)KM2或KM3線(xiàn)圈得電吸合時(shí)，利用KM 2或KM3輔助常開(kāi)觸頭閉合，使KM6線(xiàn)圈得電吸合 冷卻泵電動(dòng)機(jī)M5自動(dòng)啟動(dòng)。 修整砂輪時(shí)，不需要啟動(dòng)頭架電動(dòng)機(jī)M2，但要啟動(dòng)冷卻泵電動(dòng)機(jī)M5。為此，備有轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2，在修整砂輪時(shí)用來(lái)控制冷卻泵電動(dòng)機(jī)。 （5）停止：按下SB1 KM1線(xiàn)圈失電 KM1主觸頭分?jǐn)? 電動(dòng)機(jī)M1失電停轉(zhuǎn)

11、 KM1自鎖觸頭分?jǐn)? 后面電路不能得電其余接觸器所需的電源都從接觸器KM1自鎖觸頭后面接出，所以當(dāng)油泵電動(dòng)機(jī)停止后其余電動(dòng)機(jī)才能停止。 （6）照明及指示燈線(xiàn)路由變壓器TC降壓為36V電壓供照明，6.3伏供指示燈 （7）切斷電源開(kāi)關(guān)QS1 斷開(kāi)QS2 照明燈EL滅 指示燈HL燈滅 4.元件明細(xì)表 代號(hào) 名稱(chēng) 型號(hào) 規(guī)格 數(shù)量 M1 泵電動(dòng)機(jī) Y802—4/B5 0.75KW、80V、4極1500Hmin 1 M2 頭架電動(dòng)機(jī) YUD90LA—814 0.37/5KW、380V

12、 814極 1 M3 內(nèi)圓電動(dòng)機(jī) Y302—2 1.1KW 380V 2極 3000r/min 1 M4 外圓電動(dòng)機(jī) Y112M-4 4KW 380V 4極 1500r/min 1 M5 冷卻泵電動(dòng)機(jī) DB-25 0.125KW 380V 2極 1 KM 交流接觸器 CJ10-10 380V 10A 線(xiàn)圈電壓380 6 FR 熱繼電器 JR16B-20/3 20A 3極 5 FU1 螺旋式熔斷器 RL1-60/25 380V 60A配熔體25A 3 FU2 螺旋式熔斷器 RL1-15/10 380V 1

13、5A配熔體10A 6 FU3 螺旋式熔斷器 RL1-15/10 380V 15A配熔體10A 6 FU4 螺旋式熔斷器 RL1-15/2 380V 15A配熔體2A 2 FU5 熔斷器 RL1-15/2 380V 15A配熔體2A 1 SA1 選擇轉(zhuǎn)速開(kāi)關(guān) LAY3-22*13 單極3位；380V、6A 1 SA2 冷卻泵開(kāi)關(guān) LAY3-11x/2 單極3位；380V、6A 1 SA3 照明開(kāi)關(guān) LAY3-11x/2 單極3位；380V、 1 SB 按鈕 LA10-3H 380V 5A 3位 2

14、 SQ 位置開(kāi)關(guān) LX1-111 380V 5A 2 YA 電磁鐵 MQW-0.7 380V 0.7 1 TC 變壓器 BKC-150 380/36 24 6V 1 EL 照明燈 JC6-1 24V 40W 1 HL 指示燈 DS22-2/T 0.15A 6～8V 1 5.M1432型萬(wàn)能外圓磨床PLC控制 (1).列出M1432型萬(wàn)能外圓磨床PLC的輸入/輸出點(diǎn)分配表，見(jiàn)表1—1. 表1—1 M1432型萬(wàn)能外圓磨床PLC的輸入/輸出點(diǎn)分配表 輸入信號(hào) 輸出信號(hào) 名稱(chēng) 代號(hào)

15、 輸入點(diǎn) 編號(hào) 名稱(chēng) 代號(hào) 輸入點(diǎn) 編號(hào) 熱繼電器 KR1-KR5 I0.0 油泵電動(dòng)機(jī)M1接觸器 KM1 Q0.0 總停止按鈕 SB1 I0.1 頭架電動(dòng)機(jī)M2低速接觸器 KM2 Q0.1 油泵電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)按鈕 SB2 I0.2 頭架電動(dòng)機(jī)M2高速接觸器 KM3 Q0.2 頭架電動(dòng)機(jī)M2點(diǎn)動(dòng)按鈕 SB3 I0.3 內(nèi)圓砂輪電動(dòng)機(jī)M3接觸器 KM4 Q0.3 內(nèi)、外電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)按鈕 SB4 I0.4 外圓砂輪電動(dòng)機(jī)M4接觸器 KM5 Q0.4 內(nèi)、外電動(dòng)機(jī)停止按鈕 SB5 I0.5 冷卻泵電動(dòng)機(jī)M4接觸器

16、 KM6 Q0.5 砂輪架快速聯(lián)鎖開(kāi)關(guān) ST1 I0.6 油泵指示燈 HL2 Q0.6 內(nèi)外砂輪電動(dòng)機(jī)聯(lián)鎖開(kāi)關(guān) ST2 I0.7 電磁鐵 YA Q0.7 頭架電動(dòng)機(jī)低速轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) SA1 I1.0 頭架電動(dòng)機(jī)高速轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) SA2 I1.1 冷卻泵電動(dòng)機(jī)M5手動(dòng)開(kāi)關(guān) SA3 I1.1 (2).M1432型萬(wàn)能外圓磨床PLC控制接線(xiàn)圖如圖1—2. 圖1-2 M1432型萬(wàn)能外圓磨床PLC控制接線(xiàn)圖 (3)根據(jù)M1432型萬(wàn)能外圓磨床的控制要求，設(shè)計(jì)出M1432型萬(wàn)能外圓磨床

17、PLC控制梯形圖，如圖1—3所示。 圖1-3 M1432型萬(wàn)能外圓磨床PLCPLC控制梯形圖 6.安裝步驟及工藝要求 1、根據(jù)原理圖，按元件明細(xì)表配齊設(shè)備和元件，并檢查元件好壞。 2、確定元件完好后，固定元件，要求牢固。 3、根據(jù)原理圖，在元件上編上相同的代號(hào)和標(biāo)記。 4、布線(xiàn)并要求 布一條線(xiàn)就編一條線(xiàn)的號(hào)碼管并套好。 5、走線(xiàn)必須橫平豎直，集中走線(xiàn)，選擇合理通道走線(xiàn)。 6、用萬(wàn)用表檢測(cè)線(xiàn)路接線(xiàn)是否正確。 7、在確定無(wú)誤后、通電測(cè)試。 7.故障檢修方法 1、檢修前的調(diào)查研究：通過(guò)看。觀(guān)察各電氣元件有無(wú)燒過(guò) 、斷線(xiàn)、螺絲釘松動(dòng)、有無(wú)

18、異常氣味。通過(guò)問(wèn)。問(wèn)機(jī)床操作工人，了解故障現(xiàn)象，分析故障原因。通過(guò)聽(tīng)。聽(tīng)它們的聲音是否正常。將以上情況作詳細(xì)記錄，以便排除故障。 2、從機(jī)床電氣原理圖進(jìn)行分析，為了迅速找到故障位置并排除故障，就必須熟悉機(jī)床的電氣線(xiàn)路。 3、通過(guò)試驗(yàn)控制電路的動(dòng)作順序，此方法要切斷主電路電源，只有控制電路帶電情況下進(jìn)行工作。 4、利用儀表檢查，利用萬(wàn)用表、搖表對(duì)電阻、電流、電壓參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，從而發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。 8.萬(wàn)能外圓磨床故障分析檢修 故障現(xiàn)象 故障原因 排除方法 合上開(kāi)關(guān)QS、5臺(tái)電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng) 1、檢查FU1、FU2、FU3

19、 1、 檢查FR是否過(guò)載而動(dòng)作，使其它電動(dòng)機(jī)不能得電 2、 KM1線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)脫落、斷路 3、 SB1或SB2導(dǎo)線(xiàn)脫落或接觸不良 熔體是否熔斷復(fù)位或修復(fù)或更換。 重新接好線(xiàn)，擰緊螺釘 頭架電動(dòng)機(jī)的一擋能啟動(dòng)，另一檔不能啟動(dòng) 1、 SA1接觸不良式開(kāi)關(guān)失效造成 2、 檢查接觸器KM3或KM2線(xiàn)圈 修復(fù)或更換SA1觸頭接觸不良，導(dǎo)線(xiàn)不緊擰緊螺絲 M3或M5不能啟動(dòng) FU3熔體熔斷、KM4及KM5線(xiàn)圈有接觸不良,或?qū)Ь€(xiàn)脫落 更換熔體、新接好線(xiàn),擰緊螺絲,調(diào)整觸頭 9.檢修步驟及工藝要求 1、 熟悉M1432型萬(wàn)能外圓磨床的主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)形式，了解磨床的各種工作狀態(tài)，及操作手柄、按鈕的作用。 2、 觀(guān)察電器元件的安裝位置和布線(xiàn)情況。 3、 人為設(shè)置自然故障。 4、 通電試驗(yàn)，學(xué)生仔細(xì)觀(guān)察故障現(xiàn)象。 5、 分析確定故障范圍 6、 采用正確方法，查找故障點(diǎn)、并排除故障。 7、 檢修完畢后，通電試驗(yàn)，并做好維修記錄。 10.參考文獻(xiàn) [1] 齊占慶主編.機(jī)床電氣控制技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 [2] 李向東主編.電氣控制與PLC.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 [3] 吳麗主編.電氣控制與PLC實(shí)用教程.河南鄭州：黃河水利出版社，2005 13