模板2-X62W型万能铣床的PLC控制系统方案设计书.doc资源-CSDN下载

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基于 PLC 的万能铣床电气控制系统设计

1.前言

我国传统的铣床控制系统都是采用继电器、接触器等硬件逻辑控制电路 , 不但接线复

杂 , 而且经常出现故障 , 可靠性比较差。与传统的继电器控制相比 ,PLC 控制具有可靠性

高、柔性好、开发周期短以及故障自诊断等特点 , 特别适合应用于铣床的控制和故障诊断系

统，可以减少强电元件数目，提高电气控制系统的稳定性和可靠性，从而提高产品的品质和

生产效率。

故在 PLC 广泛应用的控制时代，本设计系统的思想就是采用 PLC 控制铣床。以达到预定

控制系统的简洁性、经济性，减少了成本，也使得维修变的简单。由于 PLC 的模块化、易扩

展性，可根据控制要求及规模的变化进行方便的系统重组及功能的扩展。以及 PLC 的通信功

能甚至可进行远程控制。

2.方案论证

2.1 机床传统控制方式

2.1.1 设计题目

X62W 型万能铣床的 PLC 控制系统设计。

2.1.2 机床的主要结构和运动形式

X62W 型万能铣床的结构简图如图 2-1 所示，由床身 1、悬梁 2、刀杆支架 3、主轴 4、

工作台 5 和升降台 6 等组成，刀杆支架 3 上安装与主轴相连的刀杆和铣刀，以进行切削加工，

顺铣时刀具为一个转动方向，逆铣时为另一个转动方向；床身前面有垂直导轨，升降台 6 带

动工作台 5 可沿垂直导轨上下移动，完成垂直方向的进给，升降台 6 上的水平工作台还可在

左右（纵向）方向上移动进给以及在横向移动进给；回转工作台可单向转动。进给运动的传

递示意图见图 2-2。

5

表 2-3 主轴上刀制动开关 SA2 触点接通表

正常工作台

制动状态

SA2-1

×

SA2-2

×

1.主轴电动机 M1 的控制

（1）主轴电动机起动的控制主轴电动机空载直接起动，起动前，由组合开关 SA5 选定

电动机的转向，控制电路中选择开关 SA2 选定主轴电动机为正常工作方式，即 SA2-1 触点闭

合，SA2-2 触点断开，然后通过压动起动按钮 SB3 或 SB4，接通主轴电动机起动控制接触器 KM1

的线圈电路，其主触点闭合，主轴电动机按给定的方向起动旋转。压动停止按钮 SB1 与

SB2，主轴电动机停转。SB3 与 SB4、SB1 与 SB2 分别位于两个操作板上，从而实现主轴电动

机的两地操作控制。

（2）主轴电动机制动及换刀制动为使主轴能迅速停车，控制电路采用电磁制动器进

行主轴的停车制动。按下停车按钮 SB1 或 SB2，其动断触点使接触器 KM1 的线圈失电，电动

机定子绕组脱离电源，同时其动合触点闭合接通电磁制动器 YB 的线圈电路，对主轴进行停

车制动。

当进行换刀和上刀操作时，为了防止主轴意外转动造成事故以及为上刀方便，主轴也

需处在断电停车和制动的状态。此时工作状态选择开关 SA2 由正常工作状态位置扳到上刀制

动状态位置，即 SA2-1 触点闭合，接通电磁制动器 YB 的线圈电路，使主轴处于制动状态不

能转动，保证上刀换刀工作的顺利进行。

（3）主轴变速时的瞬时点动变速时，变速手柄被拉出。然后转动变速手轮选择转速，

转速选定后将变速手柄复位，因为变速是通过机械变速机构实现的，变速手轮选定进入啮合

的齿轮后，齿轮啮合到位即可输出选定转速，但是当齿轮没有进入正常啮合状态时，则需要

主轴有瞬时点动的功能，以调整齿轮的位置，使齿轮进入正常啮合。实现瞬时点动是由变速

手柄与行程开关 SQ7 组合构成点动控制电路。变速手柄在复位的过程中压动瞬时点动行程开

关 SQ7，SQ7 的动和触点闭合，使接触器 KM1 的线圈得电，主轴电动机 M1 转动，SQ7 的动断

触点切断 KM1 线圈电路的自锁，使电路随时可被切断。变速手柄复位后，松开行程开关

SQ7，电动机 M1 停转。完成一次瞬时点动。

手柄复位时要求迅速，连续，一次不到位立即拉出，以免行程开关 SQ7 没能及时松开，

电动机转速上升，在齿轮未啮合好的情况下打坏齿轮。一次瞬时点动不能实现齿轮良好的啮

合时，应立即拉出复位手柄，重新进行复位瞬时点动的操作，直到完全复位，齿轮正常啮合

工作。

功

能

触

点

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