金肯职业技术学院2007级毕业设计
图4-2自动控制框图
4.2 PLC的控制系统的梯形图设计
根据X62W万能铣床的控制要求，设计该电气控制系统的PLC控制梯形图，如图4-3所示。
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图4-3 PLC改造X62W电气控制线路的梯形图
该程序共有9条支路，反映了原继电器电路中的各种逻辑内容。在第1支路中，因SQ1 和SB5、SB6都采用常闭触头分别接至输入端子X7、X2，则X7、X2的常开触点闭合，按下启动按钮SB1或SB2时，X0常开触点闭合，Y1、M0线圈得电并自锁，第4 支路中Y1常开触点闭合，辅助继电器M1线圈得电，其常开触点闭合，为第5 支路以下程序执行做好准备，保证了只有主轴旋转后才有进给运动。Y1的输出信号使主轴电动机M1 启动运转。当按停止按钮SB5或SB6时，X2常开触点复位，Y1线圈失电，主轴惯性运转，同时X3常开触点闭合，Y5线圈得电接通电磁离合器YC1，主轴制动停转。第2支路表达了KM2及YC3
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的工作逻辑， 当按下快速移动按钮SB3或SB4时，X1常开触点闭合，则Y2及Y6线圈得电， KM2 常闭触头断开，电磁离合器YC2失电，YC3得电，工作台沿选定方向快速移动; 松开SB3或SB4则YC2得电，YC3失电， 快速移动停止。第5、6、7、8 支路表达了工作台六个方向的进给、进给冲动及圆工作台的工作逻辑关系。当圆形工作台转换开关SA2动作，5、7支路中X5的常开触点分断，第7支路中X5 常闭触头复位， M4 及Y3 线圈得电，使KM3 得电， 电动机M2 启动， 圆形工作台旋转; 当SA2 复位时， M4、Y3 线圈失电，圆形工作台停止旋转。左右进给时， SQ5或SQ6 被压合， X14 常开触点复位， 第6、7支路被分断，而X11 或X13 常开触点闭合，M2( 其常开触点使Y3 线圈得电)或Y4 线圈得电， 电动机M2 正转或反转， 拖动工作台向左或向右运动。同样， 工作台上下、前后进给时，SQ3或SQ4被压合，X12 常开触点复位， 第6、7 支路被分断， M2 或Y4 线圈得电，电动机M2 正转或反转， 拖动工作台按选定的方向( 上、下、前、后中某一方向) 作进给运动。该程序及PLC 的硬接线不仅保证了原电路的工作逻辑关系， 而且具有各种联锁措施， 电气改造的投资少、工作量较小。
4.3 PLC的控制系统的程序设计
根据X62W万能铣床的精度和安全控制要求，设计该电气控制系统的PLC控制梯形图，如图4-3所示。 4.3.1主轴的程序设计
主轴运行（01001） 采用两地启动、两地停止， 因此梯形图中采用00000和00001 相“ 或” 以及00002 和00003 相“与”。主轴电机停止采用反接制动， 在设计程序时用定时器T0 实现KM3 延时0.1S 切换至KM2， 防止停止时发生KM3 （01001） 和KM2 （01000） 因物理动作延迟而导致的短路事故。主轴变速冲动时SQ7 （00011） 被短时压下， SQ7 （00011） 常闭触点切断KM3 （01001）， 常开触点接通KM2 （01000）。 4.3.2工作台的程序设计
在设计梯形图（如图4-3）所示程序时， 进给电动机的正反转分别由接触器KM4 和KM5 分别控制， 由于工作台的六个方向分别由两个操作手柄控制， 在程序上以及外部接线上都实现了联锁。每一个操作手柄都有一个零位， 在切换时必须经过零位， 这样就在机械上实现了切换延时。因此在设计程序时可以不必考虑两个接触器的切换延时问题。为区分六方向的工作台进给和圆工作台控制采用分支IL （02） 和ILC （03） 指令。IL （02） 之前的SA1 （00100） 实现转换， KM3 （01001） 实现主轴和工作台的顺序控制。IL （02） 和ILC（03） 之间的程序为六方向的工作台进给，ILC （03） 之后为控制圆工作台程序。内部辅助继电器20001 表示右、下、前向进给， 内部辅助继电器20002 表示左、上、后向进给，内部辅助继电器20003 表示进给变速冲动控制， 内部辅助继电器20004 表示圆工作台的控制。再根据六方向进给、圆工作台、进给变速冲动所对应电机正、反转状态编写KM4（ 01002） KM5 （ 01005） 的程序。KM6（01004） 控制快速进给电磁铁， 采用两地点动控制。
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4.4 本章小结
本章主要根据PLC的基本工作原理和 X62W 万能铣床的电气原理，采用OMORN CPM1A 型PLC 对X62W卧式万能铣床的电气控制系统进行了改造， 使该型铣床电气控制性能得到显著提高。通过软件程序控制更换程序，就可以适应不同品种及尺寸规格零件的自动加工，大大的减轻了工人的劳动强度。
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第五章 结论与展望
5.1 结论
为了提高X62W万能铣床在加工和传动等精度方面的要求，以及X62W万能铣床的安全性。一方面对X62W万能铣床机械结构做了简明的了解，根据X62W万能铣床电气控制系统原理性能及控制进行研究。另一方面根据X62W万能铣床电气控制系统原理性能及控制，采用PLC的硬件设计和软件设计，控制稳定可靠， 具有极高的可靠性与灵活性，更容易维修，更能适应经常变动的工艺条件，取得了较好的经济效益。X62W铣床能完成很多普通机床难以加工或者根本不能加工的复杂型面的加工。可以提高零件的加工精度，稳定产品的质量。比普通机床提高2~3倍生产率，对复杂零件的加工，生产率可以提高十几倍甚至几十倍。X62W机床具有柔性，只需更换程序，就可以适应不同品种及尺寸规格零件的自动加工。 大大的减轻了工人的劳动强度。
5.2 展望
X62W卧式万能铣床是普遍使用的机械加工机床。在采用PLC 控制后， 解决了以往存在的故障多、生产效率低等问题， 控制性能得到显著提高， 具有一定的推广价值， 用PLC对该型机床的改造对类似生产机械的技术改造具有借鉴意义。利用PLC对电气控制系统进行技术改造，能够将所有逻辑触点程序化，程序一旦设定，则不受外部环境影响，因此PLC可靠性非常高，而且接线简易，大大节省了以往复杂的接线及调试周期，实践证明，PLC在工业生产中会得到越来越广泛的应用。随着电子技术的发展，可编程序控制器日益广泛的应用于机械、电子加工与设备电气改造中。
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