M1432萬能外圓磨床電氣及PLC控制系統(tǒng)設計.doc

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1、機電綜合課程設計 1.緒論 1. M1432型萬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. 機床的外磨砂輪、內(nèi)磨砂輪、工件、油泵及冷卻，均以單獨的電機驅(qū)動。 3. 機床的工作臺縱向運動，可由液壓驅(qū)動，也可用手輪搖動。 4. 砂輪架橫向快速進退由液壓驅(qū)動，其進給運動由手輪機構(gòu)實現(xiàn)： 5. M1432型萬能外圓磨床可以用來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。此電路采用五臺電動機拖動工作。M1432型萬能外圓磨床由床身、工件頭架、工作臺、內(nèi)圓磨具、砂輪架、結(jié)尾、控制箱等部件組成

2、。 6. 使學生了解熟練掌握M1432型萬能外圓磨床安裝接線、分析原理、及檢修電路故障，機床的主要結(jié)構(gòu)及運動形式，分析機床對電氣線路的主要要求，機床接觸器一繼電器控制電路概述，機床的PLC控制方案，M1432 萬能外圓磨床的PLC程序編制， PLC電氣控制系統(tǒng)電器元件的選擇 型號意義 M 1 4 3 2 磨床 磨削直徑320mm 外圓 萬能 M1432型萬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)圓錐面和階臺端面及磨削平面等。 2.M1432型萬能外圓磨床接觸器—繼電器控制電路概述 M1432型萬能外圓磨床接觸器—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型萬能外圓磨床由五臺電動機拖動，即油泵電動機M1，頭架電動機M2，內(nèi)圓砂輪電動機M3，外圓砂輪電動機M4和冷卻電動機M5。 從控制電路來看，M1432型萬能外圓磨床只有在油泵電動機M1啟動運轉(zhuǎn)后，即電路圖13區(qū)中接觸器KM1的常開觸點閉合后，其他的電動機才能啟動運行。 在控制電路中，SB1為機床的總停止按鈕；SB2為油泵電動機M1的啟動按鈕；SB3為頭架電動機M2的點

4、動按鈕；SB4為內(nèi)、外圓砂輪電動機M3、M4的啟動按鈕；SB5為內(nèi)、外圓砂輪電動機M3、M4的停止按鈕；手動開關(guān)SA1為頭架電動機M2高、低速轉(zhuǎn)換開關(guān)；SA2為冷卻泵電動機M5的手動開關(guān)；行程開關(guān)ST1為為砂輪架快速連鎖開關(guān)；ST2為內(nèi)、外圓砂輪電動機M3、M4的連鎖行程開關(guān)。 按下按鈕SB2，接觸器KM1通電閉合并自鎖，油泵電動機M1啟動運轉(zhuǎn)，其他電動機即可啟動。 按下按鈕SB3，頭架電動機可點動。將手動開關(guān)SA1扳至“低”速擋，將砂輪架快速移動操縱手柄扳至“快進”位置，液壓油進入砂輪架移動驅(qū)動油缸，帶動砂輪架快速進給移動。當砂輪架接近工件時，壓合行程開關(guān)ST1，接觸器KM2通電閉合，頭

5、架電動機M2低速運轉(zhuǎn)。同理，將SA1扳至“高”速檔位置，重復以上過程，頭架電動機M2高速運轉(zhuǎn)。 內(nèi)、外圓電動機M3、M4的控制由行程開關(guān)ST2進行轉(zhuǎn)換。當將砂輪架上的內(nèi)圓磨具往下翻時，行程開關(guān)ST2復位，按下按鈕SB4，接觸器KM4通電閉合，內(nèi)圓砂輪電動機M3啟動運行；當將砂輪架上的內(nèi)圓磨具往上翻時，行程開關(guān)ST2被壓合，按下按鈕SB4，接觸器KM5通電閉合，外圓電動機M4啟動運轉(zhuǎn)。 當接觸器KM2或KM3閉合時，也就是頭架電動機M2不論低速或高速運轉(zhuǎn)，接觸器KM6都會通電閉合，冷卻泵電動機M5啟動運轉(zhuǎn)。 FU1作為線路總的短路保護，F(xiàn)U2作為M1和M2電動機的短路保護，F(xiàn)U3作為M3和

6、M5電動機的短路保護。5臺電動機均有過載保護 3.電動機控制電路分析 合上電源開關(guān)QS1 指示燈HL燈亮 合上QS2 照明燈EL亮 （1）油泵電動機M1的控制 啟動按鈕SB2 KM1線圈得電 KM1自鎖觸頭閉合自鎖 后面電路才能得電實現(xiàn)順序控制 KM1主觸頭閉合 油泵電動機M1啟動供給壓力油 （2）頭架電動機M2的控制 低速：SA1是頭架電動機的轉(zhuǎn)速選擇開關(guān)，分“低” 、“停” 、“高”三檔位置，如將SA1扳到“低”檔位置，按下油泵電動機M1的啟動按鈕SB2，M1啟動，通過液壓傳動使砂輪架快速前進，當接近工件時，便壓合位置開

7、關(guān)ST1 ST1常開閉合 KM2線圈得電 KM2聯(lián)鎖觸頭分斷對KM3聯(lián)鎖 KM2主觸頭閉合 電動機M2接成Δ形低速運行 KM2輔助常開閉合 KM6線圈得電 KM6主觸頭閉合 電動機M5得電運轉(zhuǎn)提供冷卻液。 高速：將轉(zhuǎn)速開關(guān)SA1扳到“高”擋位置，砂輪架快速前進當接近工件壓合位置開關(guān)ST1 ST1常開閉合 KM3線圈得電 KM3聯(lián)鎖觸頭分斷對KM3 聯(lián)鎖 KM3主觸頭閉合 電動機M2接成YY形高速運行 KM3輔助常開閉合 KM6線圈得電 KM6主觸頭閉合 電動機M5得電運轉(zhuǎn)提供冷

8、卻液 SB3是點動控制按鈕，以便對工件進行校正和調(diào)試。 磨削完畢，砂輪架退回原位，位置開關(guān)ST1復位斷開，電動機M2自動停轉(zhuǎn)。 （3） 外圓砂輪電動機M3和M4控制 內(nèi)、外圓砂輪電動機不能同時啟動，由位置開關(guān)ST2對它們實際聯(lián)鎖。 當外圓磨削時，把砂輪架上的內(nèi)圓磨具往上翻，它的后側(cè)壓住位置開關(guān)ST2 ST2常閉分斷對KM4聯(lián)鎖 ST2常開閉合 KM5線圈得電 KM5聯(lián)鎖觸頭分斷對KM4聯(lián)鎖 KM5自鎖觸頭閉合 KM5主觸頭閉合 電動機M4得電

9、 KM5聯(lián)鎖觸頭復位閉合 停止:只需按下SB5 KM5線圈失電 KM5自鎖觸頭分斷 KM5主觸頭分斷 電動機M4失電停轉(zhuǎn)。 當內(nèi)圓磨削時：將內(nèi)圓磨具翻下，原被內(nèi)圓磨具壓下的位置開關(guān)ST2復位，ST2常開恢復分斷 ST2常閉恢復閉合 電磁鐵YA線圈得電① 按下SB4 KM4線圈得電② ① 銜鐵被吸下，砂輪架快速進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)鎖觸頭分斷對KM5聯(lián)鎖 ② KM4自鎖

10、觸頭閉合自鎖 KM4主觸頭閉合 內(nèi)圓砂輪電動機M3啟動運行 內(nèi)圓砂輪磨削時，砂輪架是不允許快速退回的，因為此時圓磨頭在工件內(nèi)孔，砂輪架若快速移動，易造成損壞磨及工件報廢的嚴重事故。 （4）冷卻泵電動機M5的控制： 當KM2或KM3線圈得電吸合時，利用KM 2或KM3輔助常開觸頭閉合，使KM6線圈得電吸合 冷卻泵電動機M5自動啟動。 修整砂輪時，不需要啟動頭架電動機M2，但要啟動冷卻泵電動機M5。為此，備有轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2，在修整砂輪時用來控制冷卻泵電動機。 （5）停止：按下SB1 KM1線圈失電 KM1主觸頭分斷 電動機M1失電停轉(zhuǎn)

11、 KM1自鎖觸頭分斷 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，所以當油泵電動機停止后其余電動機才能停止。 （6）照明及指示燈線路由變壓器TC降壓為36V電壓供照明，6.3伏供指示燈 （7）切斷電源開關(guān)QS1 斷開QS2 照明燈EL滅 指示燈HL燈滅 4.元件明細表 代號 名稱 型號 規(guī)格 數(shù)量 M1 泵電動機 Y802—4/B5 0.75KW、80V、4極1500Hmin 1 M2 頭架電動機 YUD90LA—814 0.37/5KW、380V

12、 814極 1 M3 內(nèi)圓電動機 Y302—2 1.1KW 380V 2極 3000r/min 1 M4 外圓電動機 Y112M-4 4KW 380V 4極 1500r/min 1 M5 冷卻泵電動機 DB-25 0.125KW 380V 2極 1 KM 交流接觸器 CJ10-10 380V 10A 線圈電壓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)速開關(guān) LAY3-22*13 單極3位；380V、6A 1 SA2 冷卻泵開關(guān) LAY3-11x/2 單極3位；380V、6A 1 SA3 照明開關(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型萬能外圓磨床PLC控制 (1).列出M1432型萬能外圓磨床PLC的輸入/輸出點分配表，見表1—1. 表1—1 M1432型萬能外圓磨床PLC的輸入/輸出點分配表 輸入信號 輸出信號 名稱 代號

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

16、 KM6 Q0.5 砂輪架快速聯(lián)鎖開關(guān) ST1 I0.6 油泵指示燈 HL2 Q0.6 內(nèi)外砂輪電動機聯(lián)鎖開關(guān) ST2 I0.7 電磁鐵 YA Q0.7 頭架電動機低速轉(zhuǎn)換開關(guān) SA1 I1.0 頭架電動機高速轉(zhuǎn)換開關(guān) SA2 I1.1 冷卻泵電動機M5手動開關(guān) SA3 I1.1 (2).M1432型萬能外圓磨床PLC控制接線圖如圖1—2. 圖1-2 M1432型萬能外圓磨床PLC控制接線圖 (3)根據(jù)M1432型萬能外圓磨床的控制要求，設計出M1432型萬能外圓磨床

17、PLC控制梯形圖，如圖1—3所示。 圖1-3 M1432型萬能外圓磨床PLCPLC控制梯形圖 6.安裝步驟及工藝要求 1、根據(jù)原理圖，按元件明細表配齊設備和元件，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和標記。 4、布線并要求 布一條線就編一條線的號碼管并套好。 5、走線必須橫平豎直，集中走線，選擇合理通道走線。 6、用萬用表檢測線路接線是否正確。 7、在確定無誤后、通電測試。 7.故障檢修方法 1、檢修前的調(diào)查研究：通過看。觀察各電氣元件有無燒過 、斷線、螺絲釘松動、有無

18、異常氣味。通過問。問機床操作工人，了解故障現(xiàn)象，分析故障原因。通過聽。聽它們的聲音是否正常。將以上情況作詳細記錄，以便排除故障。 2、從機床電氣原理圖進行分析，為了迅速找到故障位置并排除故障，就必須熟悉機床的電氣線路。 3、通過試驗控制電路的動作順序，此方法要切斷主電路電源，只有控制電路帶電情況下進行工作。 4、利用儀表檢查，利用萬用表、搖表對電阻、電流、電壓參數(shù)進行測量，從而發(fā)現(xiàn)故障點。 8.萬能外圓磨床故障分析檢修 故障現(xiàn)象 故障原因 排除方法 合上開關(guān)QS、5臺電動機不能啟動 1、檢查FU1、FU2、FU3

19、 1、 檢查FR是否過載而動作，使其它電動機不能得電 2、 KM1線圈導線脫落、斷路 3、 SB1或SB2導線脫落或接觸不良 熔體是否熔斷復位或修復或更換。 重新接好線，擰緊螺釘 頭架電動機的一擋能啟動，另一檔不能啟動 1、 SA1接觸不良式開關(guān)失效造成 2、 檢查接觸器KM3或KM2線圈 修復或更換SA1觸頭接觸不良，導線不緊擰緊螺絲 M3或M5不能啟動 FU3熔體熔斷、KM4及KM5線圈有接觸不良,或?qū)Ь€脫落 更換熔體、新接好線,擰緊螺絲,調(diào)整觸頭 9.檢修步驟及工藝要求 1、 熟悉M1432型萬能外圓磨床的主要結(jié)構(gòu)及運動形式，了解磨床的各種工作狀態(tài)，及操作手柄、按鈕的作用。 2、 觀察電器元件的安裝位置和布線情況。 3、 人為設置自然故障。 4、 通電試驗，學生仔細觀察故障現(xiàn)象。 5、 分析確定故障范圍 6、 采用正確方法，查找故障點、并排除故障。 7、 檢修完畢后，通電試驗，并做好維修記錄。 10.參考文獻 [1] 齊占慶主編.機床電氣控制技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社，2005 [2] 李向東主編.電氣控制與PLC.北京：機械工業(yè)出版社，2005 [3] 吳麗主編.電氣控制與PLC實用教程.河南鄭州：黃河水利出版社，2005 13