M1432万能外圆磨床电气及PLC控制系统设计.doc

机电综合课程设计1.绪论 1. M1432型万能外圆磨床用于磨削圆柱形和圆锥形零件的外圆和内孔。 2. 机床的外磨砂轮、内磨砂轮、工件、油泵及冷却，均以单独的电机驱动。 3. 机床的工作台纵向运动，可由液压驱动，也可用手轮摇动。 4. 砂轮架横向快速进退由液压驱动，其进给运动由手轮机构实现：5. M1432型万能外圆磨床可以用来加工外圆柱面及外圆锥面，利用磨床上配备的内圆磨具还可以磨削内圆柱面和内圆锥面，也能磨削阶梯轴的轴肩和端平面。此电路采用五台电动机拖动工作。M1432型万能外圆磨床由床身、工件头架、工作台、内圆磨具、砂轮架、结尾、控制箱等部件组成。6. 使学生了解熟练掌握M1432型万能外圆磨床安装接线、分析原理、及检修电路故障，机床的主要结构及运动形式，分析机床对电气线路的主要要求，机床接触器一继电器控制电路概述，机床的PLC控制方案，M1432 万能外圆磨床的PLC程序编制，PLC电气控制系统电器元件的选择型号意义 M 1 4 3 2磨床 磨削直径320mm 外圆 万能M1432型万能外圆磨床可用于工件的外圆锥面，内圆柱面，内圆柱面，内圆锥面和阶台端面及磨削平面等。2.M1432型万能外圆磨床接触器继电器控制电路概述M1432型万能外圆磨床接触器继电器控制电路原理图如图1-1所示。如图1-1可以看出，M1432型万能外圆磨床由五台电动机拖动，即油泵电动机M1，头架电动机M2，内圆砂轮电动机M3，外圆砂轮电动机M4和冷却电动机M5。从控制电路来看，M1432型万能外圆磨床只有在油泵电动机M1启动运转后，即电路图13区中接触器KM1的常开触点闭合后，其他的电动机才能启动运行。在控制电路中，SB1为机床的总停止按钮；SB2为油泵电动机M1的启动按钮；SB3为头架电动机M2的点动按钮；SB4为内、外圆砂轮电动机M3、M4的启动按钮；SB5为内、外圆砂轮电动机M3、M4的停止按钮；手动开关SA1为头架电动机M2高、低速转换开关；SA2为冷却泵电动机M5的手动开关；行程开关ST1为为砂轮架快速连锁开关；ST2为内、外圆砂轮电动机M3、M4的连锁行程开关。按下按钮SB2，接触器KM1通电闭合并自锁，油泵电动机M1启动运转，其他电动机即可启动。按下按钮SB3，头架电动机可点动。将手动开关SA1扳至“低”速挡，将砂轮架快速移动操纵手柄扳至“快进”位置，液压油进入砂轮架移动驱动油缸，带动砂轮架快速进给移动。当砂轮架接近工件时，压合行程开关ST1，接触器KM2通电闭合，头架电动机M2低速运转。同理，将SA1扳至“高”速档位置，重复以上过程，头架电动机M2高速运转。内、外圆电动机M3、M4的控制由行程开关ST2进行转换。当将砂轮架上的内圆磨具往下翻时，行程开关ST2复位，按下按钮SB4，接触器KM4通电闭合，内圆砂轮电动机M3启动运行；当将砂轮架上的内圆磨具往上翻时，行程开关ST2被压合，按下按钮SB4，接触器KM5通电闭合，外圆电动机M4启动运转。当接触器KM2或KM3闭合时，也就是头架电动机M2不论低速或高速运转，接触器KM6都会通电闭合，冷却泵电动机M5启动运转。FU1作为线路总的短路保护，FU2作为M1和M2电动机的短路保护，FU3作为M3和M5电动机的短路保护。5台电动机均有过载保护3.电动机控制电路分析合上电源开关QS1 指示灯HL灯亮 合上QS2 照明灯EL亮（1）油泵电动机M1的控制启动按钮SB2 KM1线圈得电 KM1自锁触头闭合自锁 后面电路才能得电实现顺序控制KM1主触头闭合 油泵电动机M1启动供给压力油（2）头架电动机M2的控制低速：SA1是头架电动机的转速选择开关，分“低” 、“停” 、“高”三档位置，如将SA1扳到“低”档位置，按下油泵电动机M1的启动按钮SB2，M1启动，通过液压传动使砂轮架快速前进，当接近工件时，便压合位置开关ST1 ST1常开闭合 KM2线圈得电 KM2联锁触头分断对KM3联锁 KM2主触头闭合 电动机M2接成形低速运行 KM2辅助常开闭合 KM6线圈得电 KM6主触头闭合 电动机M5得电运转提供冷却液。高速：将转速开关SA1扳到“高”挡位置，砂轮架快速前进当接近工件压合位置开关ST1 ST1常开闭合 KM3线圈得电 KM3联锁触头分断对KM3 联锁 KM3主触头闭合 电动机M2接成YY形高速运行KM3辅助常开闭合 KM6线圈得电 KM6主触头闭合 电动机M5得电运转提供冷却液SB3是点动控制按钮，以便对工件进行校正和调试。磨削完毕，砂轮架退回原位，位置开关ST1复位断开，电动机M2自动停转。（3） 外圆砂轮电动机M3和M4控制内、外圆砂轮电动机不能同时启动，由位置开关ST2对它们实际联锁。当外圆磨削时，把砂轮架上的内圆磨具往上翻，它的后侧压住位置开关ST2 ST2常闭分断对KM4联锁 ST2常开闭合 KM5线圈得电 KM5联锁触头分断对KM4联锁KM5自锁触头闭合KM5主触头闭合 电动机M4得电 KM5联锁触头复位闭合停止:只需按下SB5 KM5线圈失电 KM5自锁触头分断 KM5主触头分断 电动机M4失电停转。当内圆磨削时：将内圆磨具翻下，原被内圆磨具压下的位置开关ST2复位，ST2常开恢复分断ST2常闭恢复闭合 电磁铁YA线圈得电 按下SB4 KM4线圈得电 衔铁被吸下，砂轮架快速进退的操纵手柄锁住液压回路，使砂轮架不能快速退回 KM4联锁触头分断对KM5联锁 KM4自锁触头闭合自锁 KM4主触头闭合 内圆砂轮电动机M3启动运行内圆砂轮磨削时，砂轮架是不允许快速退回的，因为此时圆磨头在工件内孔，砂轮架若快速移动，易造成损坏磨及工件报废的严重事故。（4）冷却泵电动机M5的控制： 当KM2或KM3线圈得电吸合时，利用KM 2或KM3辅助常开触头闭合，使KM6线圈得电吸合 冷却泵电动机M5自动启动。修整砂轮时，不需要启动头架电动机M2，但要启动冷却泵电动机M5。为此，备有转换开关SA2，在修整砂轮时用来控制冷却泵电动机。（5）停止：按下SB1 KM1线圈失电 KM1主触头分断 电动机M1失电停转KM1自锁触头分断 后面电路不能得电其余接触器所需的电源都从接触器KM1自锁触头后面接出，所以当油泵电动机停止后其余电动机才能停止。（6）照明及指示灯线路由变压器TC降压为36V电压供照明，6.3伏供指示灯（7）切断电源开关QS1 断开QS2 照明灯EL灭 指示灯HL灯灭4.元件明细表代号名称型号规格数量M1泵电动机Y8024/B50.75KW、80V、4极1500Hmin1M2头架电动机YUD90LA8140.37/5KW、380V 814极1M3内圆电动机Y30221.1KW 380V 2极 3000r/min1M4外圆电动机Y112M-44KW 380V 4极 1500r/min1M5冷却泵电动机DB-250.125KW 380V 2极1KM交流接触器CJ10-10380V 10A 线圈电压3806FR热继电器JR16B-20/320A 3极5FU1螺旋式熔断器RL1-60/25380V 60A配熔体25A3FU2螺旋式熔断器RL1-15/10380V 15A配熔体10A6FU3螺旋式熔断器RL1-15/10380V 15A配熔体10A6FU4螺旋式熔断器RL1-15/2380V 15A配熔体2A2FU5熔断器RL1-15/2380V 15A配熔体2A1SA1选择转速开关LAY3-22*13单极3位；380V、6A1SA2冷却泵开关LAY3-11x/2单极3位；380V、6A1SA3照明开关LAY3-11x/2单极3位；380V、1SB按钮LA10-3H380V 5A 3位2SQ位置开关LX1-111380V 5A2YA电磁铁MQW-0.7380V 0.71TC变压器BKC-150380/36 24 6V1EL照明灯JC6-124V 40W1HL指示灯DS22-2/T0.15A 68V15.M1432型万能外圆磨床PLC控制 (1).列出M1432型万能外圆磨床PLC的输入/输出点分配表，见表11.表11 M1432型万能外圆磨床PLC的输入/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入点编号热继电器KR1-KR5I0.0油泵电动机M1接触器KM1Q0.0总停止按钮SB1I0.1头架电动机M2低速接触器KM2Q0.1油泵电动机M1启动按钮SB2I0.2头架电动机M2高速接触器KM3Q0.2头架电动机M2点动按钮SB3I0.3内圆砂轮电动机M3接触器KM4Q0.3内、外电动机启动按钮SB4I0.4外圆砂轮电动机M4接触器KM5Q0.4内、外电动机停止按钮SB5I0.5冷却泵电动机M4接触器KM6Q0.5砂轮架快速联锁开关ST1I0.6油泵指示灯HL2Q0.6内外砂轮电动机联锁开关ST2I0.7电磁铁YAQ0.7头架电动机低速转换开关SA1I1.0头架电动机高速转换开关SA2I1.1冷却泵电动机M5手动开关SA3I1.1(2).M1432型万能外圆磨床PLC控制接线图如图12.图1-2 M1432型万能外圆磨床PLC控制接线图(3)根据M1432型万能外圆磨床的控制要求，设计出M1432型万能外圆磨床PLC控制梯形图，如图13所示。图1-3 M1432型万能外圆磨床PLCPLC控制梯形图6.安装步骤及工艺要求1、根据原理图，按元件明细表配齐设备和元件，并检查元件好坏。2、确定元件完好后，固定元件，要求牢固。3、根据原理图，在元件上编上相同的代号和标记。4、布线并要求 布一条线就编一条线的号码管并套好。5、走线必须横平竖直，集中走线，选择合理通道走线。6、用万用表检测线路接线是否正确。7、在确定无误后、通电测试。7.故障检修方法1、检修前的调查研究：通过看。观察各电气元件有无烧过 、断线、螺丝钉松动、有无异常气味。通过问。问机床操作工人，了解故障现象，分析故障原因。通过听。听它们的声音是否正常。将以上情况作详细记录，以便排除故障。2、从机床电气原理图进行分析，为了迅速找到故障位置并排除故障，就必须熟悉机床的电气线路。3、通过试验控制电路的动作顺序，此方法要切断主电路电源，只有控制电路带电情况下进行工作。4、利用仪表检查，利用万用表、摇表对电阻、电流、电压参数进行测量，从而发现故障点。8.万能外圆磨床故障分析检修故障现象故障原因排除方法合上开关QS、5台电动机不能启动1、检查FU1、FU2、FU3 1、 检查FR是否过载而动作，使其它电动机不能得电2、 KM1线圈导线脱落、断路3、 SB1或SB2导线脱落或接触不良熔体是否熔断复位或修复或更换。重新接好线，拧紧螺钉头架电动机的一挡能启动，另一档不能启动1、 SA1接触不良式开关失效造成2、 检查接触器KM3或KM2线圈修复或更换SA1触头接触不良，导线不紧拧紧螺丝M3或M5不能启动FU3熔体熔断、KM4及KM5线圈有接触不良,或导线脱落更换熔体、新接好线,拧紧螺丝,调整触头9.检修步骤及工艺要求1、熟悉M1432型万能外圆磨床的主要结构及运动形式，了解磨床的各种工作状态，及操作手柄、按钮的作用。2、观察电器元件的安装位置和布线情况。3、人为设置自然故障。4、通电试验，学生仔细观察故障现象。5、分析确定故障范围6、采用正确方法，查找故障点、并排除故障。7、检修完毕后，通电试验，并做好维修记录。10.参考文献1 齐占庆主编.机床电气控制技术.北京：机械工业出版社，20052 李向东主编.电气控制与PLC.北京：机械工业出版社，20053 吴丽主编.电气控制与PLC实用教程.河南郑州：黄河水利出版社，200513