M7475型立轴圆台平面磨床电气改造.doc

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1、摘 要由于工厂企业中很多磨床年代久远，其工作性能已远远达不到现代生产的要求。因此有必要对旧式的常规电动机控制系统进行技术改造，以PLC取代常规的继电器，以达到磨床的控制要求。M7475型立轴圆台平面磨床早期的电气控制系统，采用的是继电器接触器控制线路,电气元件较多,连线多,触点多,可靠性不高,有时因个继电器或一条连线出现故障,都会造成整个系统运行不正常,而且查找和排除都比较困难。针对M7475型立轴圆台平面磨床传统电气控制系统的不足之处，用PLC程序营换继电器接触器控制线路对其进行了技术改造,其结果是保持磨床原操作方式不变,降低了故障检修的难度,提高了可靠性.用户理解容易，使用方便.不需要适应

2、期。关键词：改造,平面磨床,PLC目 录1 绪 论11.1 PLC在电气控制系统中的应用11.2 磨床的介绍22机床的主要结构及运动形式32.1 主要结构32.2 运动形式33 机床的电气控制及线路43.1 机床对电气线路的基本要求43.2 电气控制及线路43.3 M7475型立轴圆台平面磨床电磁吸盘充、去磁电路64 M7475型立轴圆台平面磨床的PLC控制84.1 M7475型立轴圆台平面磨床PLC的输入/输出点分配表84.2 M7475型立轴圆台平面磨床控制接线图104.3 M7475型立轴圆台平面磨床PLC控制梯形图11总 结12参考文献131 绪 论1.1 PLC在电气控制系统中的应用

3、现代工业生产中，中小批量零件的生产占产品数量的比例越来越高，零件的复杂性和精度要求迅速提高，传统的普通磨床已经越来越难以适应现代化生产的要求，制造业的竞争已从早期降低劳动力成本、产品成本，提高企业整体效率和质量的竞争，发展到全面满足顾客要求、积极开发新产品的竞争，将面临知识技术产品的更新周期越来越短，产品批量越来越小，而对质量、性能的要求更高，同时社会对环境保护、绿色制造的意识不断加强，因此敏捷先进的制造技术将成为企业赢得竞争和生存、发展的主要手段。计算机信息技术和制造自动化技术的结合越来越紧密，作为自动化柔性生产重要基础的“软”控制系统机床，在生产中所占比例将越来越高。20世纪70年代以前，

4、电气自动控制的任务基本上是由继电器控制系统来完成。继电器控制系统的优点是结构简单、价格低廉、抗干扰能力强，所以当时应用的十分广泛，至今仍在许多简单的机械设备中应用。但是，该类控制系统的缺点也十分明显，它采用固定的硬件接线方式来完成各种逻辑控制，灵活性差；另外机械性触点的工作频率低，易损坏，因此可靠性较差。当前，随着科学技术的不断发展及生产工艺上不断提出新的要求，电气控制技术得到飞速的发展。在控制方法上，主要是从手动到自动控制；在控制功能上，是从简单的控制设备到复杂的控制系统；在操作方式上，由笨重到轻巧；在控制原理上，从有触点的继电接触式控制系统到以计算机为核心的“软”控制系统。PLC的应用面广

5、、功能强大、使用方便，是当代工业自动化的主要设备之一。PLC以软件手段实现了各种控制功能，与继电器控制系统相比，灵活性大大提高；与普通的计算机相比，又具有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、组合灵活、扩展方便、体积小等突出优点，因而在机床电气控制系统中得到广泛的应用。1.2 磨床的介绍所有用砂轮、砂带、油石、研磨剂等为工具对金属表面进行加工的机床，称为磨床。磨床的加工特点是可以获得高的加工精度和很低的表面粗糙度，因此，磨床主要用于零件的精加工工序，特别是淬硬钢件和高硬度特殊材料的零件表面。随着科学技术的不断发展，对仪器、设备零部件的精度和表面粗糙度要求越来越高，各种高硬度材料的应用日益增多，以及

6、由于精密铸造和精密锻造技术的不断发展，有可能将毛坯不经其他切削加工而直接由磨床加工后形成成品。因此，现代机械制造业中磨床的使用越来越广泛，磨床在机床总量中的比重也在不断上升。平面磨床为磨床的一种。主要用砂轮旋转研磨工件以使其可达到要求的平整度,根据工作台形状可分为矩形工作台和圆形工作台两种，矩形工作台平面磨床的主参数为工作台宽度及长度，圆台平面磨床的主参数为工作台面直径。根据轴类的不同可分为卧轴及立轴磨床之分。如M7130卧轴矩台平面磨床，M7475立轴圆台平面磨床。立轴圆台平面磨床床身是以砂轮端面进行磨削，是一种高效率，精密稳定的加工磨床。该系列机床在提高床身和磨头刚性方面已做了较大改进。立

7、柱采用三点调整，结构紧凑，工作台为圆形强力电磁吸盘，磁力平滑可调，精度稳定，功率大，可充退磁，并配有冷却液净化装置等特点。2机床的主要结构及运动形式2.1 主要结构图2-1平面磨床74系列立轴圆台平面磨床机床的结构外形图如图2-1所示，它采用立柱布局工作台拖板移动形式。磨头垂直进给、工作台拖板纵向移动和工作台旋转运动均为滑动导轨结构机械传动，磨头垂直升降由滚珠丝杠交流电动机驱动并有机动进给和零件停止装置，其特点是磨头功率大，生产效率高。2.2 运动形式外圆磨床主要用于磨削外圆柱面和外圆锥面 ，它包括下列几种类型：普通外圆磨床、万能外圆磨床、无心外圆磨床等。在外圆磨床上，一般有两种基本的磨削方法

8、：纵磨法和切入磨法。它们的主运动都是砂轮的旋转运动，只是进击方式有所不同。纵磨法如图2-2a所示，砂轮在旋转的同时，作间歇横向进给运动（S1）,工件旋转并作纵向往复进给运动（S2）。切入磨法如图2-2b所示，砂轮旋转并连续横向进给，而工件只有回旋运动，没有纵向往复运动。外圆磨床作为机床加工的重要磨削工具，其主要的运动形式可归纳为：（1）主运动 砂轮的旋转运动（2）进给运动 进给运动包括砂轮的升降运动、工作台的旋转和工作台的移动。（3）辅助运动 工作台的自动工进等。图2-2外圆磨削的两种基本方法3 机床的电气控制及线路3.1 机床对电气线路的基本要求（1）机床要求有六台电动机，分别称为：砂轮电动

9、机、工作台转动电动机、工作台移动电动机、砂轮升降电动机、冷却泵电动机、自动进给电动机。（2）砂轮电动机控制含有星三角降压起动。（3）工作台转动电动机控制分高速起动运转和低速起动运转。（4）砂轮升降电动机的控制分为手动和自动。（5）冷却泵电动机只要求正转。3.2 电气控制及线路M7475型立轴圆台平面磨床各电动机的电气控制电路原理如图3-1所示。从图3-1所示电路中可以看出，M7475型立轴圆台平面磨床由六台电动机拖动：砂轮电动机M1、工作台转动电动机M2、工作台移动电动机M3、砂轮升降电动机M4、冷却泵电动机M5、自动进给电动机M6。按钮SB1为机床的总启动按钮；SB9为总停止按钮；SB2为砂

10、轮电动机M1的启动按钮；SB3为砂轮电动机的停止按钮；SB4、SB5为工作台移动电动机M3的退出和进入的点动按钮；SB6、SB7为砂轮升降电动机M4的上升、下降点动按钮；SB8、SB10为自动进给启动和停止按钮；手动开关SA1为工作台转动电动机M2的高、低速转换开关；SA2为砂轮升降电动机M4自动和手动转换开关；SA3为冷却泵电动机M5的控制开关；SA2为充、去磁转换开关。按下按钮SB1,电压继电器KV通电闭合并自锁，按下砂轮电动机M1的启动按钮SB2，接触器KM1、KM2、KM3，先后闭合，砂轮电动机M1作 减压启动运行。将手动开关SA1扳至“高速”档，工作台转动电动机M2高速启动运转；将手

11、动开关SA1扳至“低速”档，工作台转动电动机M2低速启动运动。按下按钮SB4，接触器KM6通电闭合，工作台电动机M3带动工作台退出；按下按钮SB5，接触器KM7通电闭合，工作台电动机M3带动工作台进入。砂轮升降电动机M4的控制分为自动和手动。将转换开关SA5扳至“手动”档位置（SA5-1），按下上升或下降按钮SB6或SB7，接触器KM8或KM9得电，砂轮升降电动机M4正转或反转，带动砂轮上升或下降。将转换开关SA5扳至“自动”档位置（SA5-2），按下按钮SB10，接触器KM11和电磁铁YA通电，自动进给电动机M6启动运转，带动工作台自动向下工进，对工件进行磨削加工。加工完毕，压合行程开关ST

12、4，时间继电器KT2通电闭合自锁，YA断电，工作台停止进给，经过一定的时间后，接触器KM11、KT2失电，自动进给电动机M6停转。冷却泵电动机M5由手动开关SA3控制。图3-1 M7475型立轴圆台平面磨床电动机电气控制电路原理图3.3 M7475型立轴圆台平面磨床电磁吸盘充、去磁电路电磁吸盘又称为电磁工作台，它也是安装工件的一种夹具。具有夹紧迅速、不损失工件且一次能吸牢若干个工件、工件效率高、加工精度高等优点。但它的夹紧程度不可调整，电磁吸盘要用直流电源，且不能用于加工非磁性材料的工件。(1).电磁吸盘构造与工作原理 平面磨床上使用的电磁吸盘有长方形和圆形两种，形状不同，其工作原理是一样的。

13、长方形工作台电磁吸盘如图3-2所示，主要由钢制吸盘体构成，在它的中部凸起的心体上有线圈，钢制盖板被绝缘层材料隔成许多小块，而绝缘层材料由铅、铜及巴氏合金等非磁性材料制成。它的作用使绝大多数磁力线都通过工件再回到吸盘上，而不致通过盖板直接回去，以便吸牢工件。在线圈中通入直流电时，心体磁化，磁力线由心体经过盖板工件盖板吸盘体心体构成闭合磁路。工件被吸住达到夹持工件的目的。图3-2电磁吸盘构造与原理图(2).电磁吸盘控制电路 由图3-3可知，M7475型立轴圆台平面磨床电磁吸盘控制电路由触发脉冲输出电路、比较电路、给定电压电路、多谐振荡器电路组成。SA2为电磁吸盘充、去磁转换开关，通过扳动SA2至不

14、同的位置，可获得可调（于SA2-1位置）与不可调（于SA2-2位置）的充磁控制。图3-3M7475型立轴圆台平面磨床电磁吸盘充、去磁电路原理图4 M7475型立轴圆台平面磨床的PLC控制4.1 M7475型立轴圆台平面磨床PLC的输入/输出点分配表表4-1 M7475型立轴圆台平面磨床PLC控制输入输出点分配表输入信号输出信号名称代号输入点编号名称代号输出点编号热继电器KR1-KR6X0电源指示灯HL1Y0总启动按钮SB1X1砂轮指示灯HL2Y1砂轮电动机M1启动按钮SB2X2电压继电器KVY2砂轮电动机M1停止按钮SB3X3砂轮电动机M1接触器KM1Y3电动机M3退出点动按钮SB4X4砂轮电

15、动机M1接触器KM2Y4电动机M3进入点动按钮SB5X5砂轮电动机M1接触器KM3Y5电动机M4（正转）上升点动按钮SB6X6工作台转动电动机低速接触器KM4Y6电动机M4（反转)下降点动按钮SB7X7工作台转动电动机高速接触器KM5Y7自动进给停止按钮SB8X10工作台转动电动机正转接触器KM6Y10总停止按钮SB9X11工作台转动电动机反转接触器KM7Y11自动进给启动按钮SB10X12砂轮升降电动机上升接触器KM8Y12电动机M2高速转换开关SA1-1X13砂轮升降电动机下降接触器KM9Y13电动机M2低速转换关SA1-2X14冷却泵电动机接触器KM10Y14电磁吸盘充磁可调控制SA2-

16、1X15自动进给电动机接触器KM11Y15电磁吸盘充磁不可调控制SA2-2X16电磁吸盘控制接触器KM12Y16冷却泵电动机控制SA3X17自动进给控制电磁铁YAY17砂轮升降电动机手动控制开关SA5-1X20中间继电器K1Y20自动进给控制SA5-2X21中间继电器K2工作台退出限位行程开关ST1X22中间继电器K3工作台进入限位行程开关ST2X23砂轮升降上限位行程开关ST3X24自动进给限位行程开关ST4X25电磁吸盘欠电流控制KAX264.2 M7475型立轴圆台平面磨床控制接线图根据PLC的I/O口的地址分配表，画出M7475型立轴圆台平面磨床PLC控制的实际接线图，如图4-1所示。

17、图4-1 M7475型立轴圆台平面磨床PLC控制的接线图4.3 M7475型立轴圆台平面磨床PLC控制梯形图根据M7475型立轴圆台平面磨床控制要求，设计出M7475型立轴圆台平面磨床控制梯形图。图4-2 M7475型立轴圆台平面磨床PLC控制梯形图总 结为期两个星期电气控制实习即将结束了，从最初的茫然，到慢慢的进入状态，再到对思路逐渐的清晰，整个写作过程难以用语言来表达。由于本次实习时间较为仓促，在与老师认真商量之后，快速确定了实习题目，为M7475型立轴圆台平面磨床的PLC电气控制改造。在资料查找和报告的写作过程中，我不断受到老师和同学的鼓励，在大家的帮助下，困难一个一个解决掉，报告也慢慢

18、成型。历经了这些天的奋战，紧张而又充实的实习终于落下了帷幕。这次实习的制作过程是我的一次再学习，再提高的过程。在实习中我充分地运用了在校期间所学到的知识。另外，脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我在这次实习中最大的收益。我想这是一次意志的磨练，是对我实际能力的一次提升，也会对我未来的学习和工作有很大的帮助。在此感谢我的老师和同学，是你们的细心指导和关怀，使我能够顺利的完成实习报告。参考文献1 孙志文 电气控制与可编程控制器技术M.青岛：中国海洋大学出版社， 2011 2 郭丙君 三菱FX系列PLC技术及应用实例M.北京：中国电力出版社， 20103 高安邦 智淑亚 徐建俊.新编机床电气与PLC控制技术M.机械工业出版社，200814