C650卧式车床的PLC控制课题九C650卧式车床的PLC控制一、课题背景1、课题背景C650普通车床属于中型机床，用于切削工作外圆、内孔和端面等。该车床由主轴运动和刀具进给运动完成切削加工。车床是机床中应用最广泛的一种，它可以用于切削各种工件的外圆、内孔、端面及螺纹。车床在加工工件时，随着工件材料和材质的不同，应选择合适的主轴转速及进给速度。但目前中小型车床多采用不变速的异步电动机拖动，它的变速是靠齿轮箱的有级调速来实现的，所以它的控制电路比较简单。为满足加工的需要，主轴的旋转运动有时需要正转或反转，这个要求一般是通过改变主轴电动机的转向或采用离合器来实现的。进给运动多半是把主轴运动分出一部分动力，通过挂轮箱传给进给箱来实现刀具的进给。有的为了提高效率，刀架的快速运动由一台进给电动机单独拖动。车床一般都设有交流电动机拖动的冷却泵，来实现刀具切削时冷却。有的还专设一台润滑泵对系统进行润滑。2、研究目的和意义传统的继电器-接触器控制系统由于其结构简单、容易掌控、价格便宜等特点，在一定范围内能满足控制要求，因而使用甚广，在工业控制领域中普占主要地位，但是继电器-接触器控制有明显的缺点：设备体积大、寿命短、可靠性差、动作速度慢、功能少、程序不可变；因此对于程序固定，控制过程不太复杂的系统还是合适的。但是由于它是靠硬连线逻辑结构构成的系统，接线复杂，所以当生产工艺或对象改变时，原有的接线控制柜就要改连接或更改，通用性灵活性差。传统的C650卧式车床采用继电器实现电气控制，接线多且复杂，体积大，功耗大，一旦系统构成，想改变或增加功能很困难，其工作性能已不能达到现代生产的要求。因此，以PLC取代常规的继电器，可提高工作性能，并且达到车床的控制要求。本次编程的C650卧式车床电气控制系统的工作原理及其运动形式，编写了PLC控制梯形图程序和指令表程序。利用PLC控制系统，实现了车床启动、1C650卧式车床的PLC控制正转反转、反接制动、刀架快速移动、冷却泵在作等一些列功能，改由PLC控制后，其控制系统大大的简单化,并且维修方便,易于检查，节省大量的继电器元件,机床的各项性能有了很大的改善，工作效率有了明显提高。本系统采用PLC是基于以下四个原因：①PLC具有很高的可靠性，通常的平均无故障时间都在30万小时以上；②抗干扰能力强，目前空中各种电磁干扰日益严重，为了保证车床控制的靠稳定，我们选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC；根据C650车床系统的要求与特点，我们采用了F1N型PLC。F1N型PLC有小型化、高速度、高性能等特点，是F1N系列中最高档次的超小型程序装置。F1N型可编程控制器指令丰富，可以接各种输出、输入扩充设备，有丰富的特殊扩展设备，其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的，能够方便地联网通信。本系统就是应用可编程序控制器(PLC)对车床电机实现控制。3、本文的主要工作首先，回顾C650卧式机床的结构功能，和过去实现机床需要的继电器-接触器控制的优缺点，随着社会经济的发展，对机床的控制要求越来越高，采用可编程程序控制器来代替中间继电器和过程控制的控制柜，设计开发了C650卧式机床控制系统，满足稳定可靠的C650卧式机床控制系统需求。然后，叙述了可编程程序控制器的产生、发展、应用的历程，通过论述可编程程序控制器的各种优点、卓越性能、结构、原理，有一个感性的总体认识。然后，结合C650卧式机床控制系统的要求，进行硬件、程序设计，从主要部件的选择、流程的分析、程序思路的产生来完成本次设计任务。然后，通过对系统的调试和检测，再进行系统性梳理，将隐藏的不足之处加以修正和完善，确保系统能顺利运行。2C650卧式车床的PLC控制二、已知情况、控制要求、设计要求1、已知情况卧式车床是应用极为广泛的金属切削机床。主要用于车削外圆、内圆、端面、螺纹、和成型表面，也可用钻头、铰刀等加工。车床的切削加工包括主运动、进给运动、辅助运动。主运动为工件的旋转运动：由主轴通过卡盘和顶尖带动工件旋转。进给运动为刀具的直线运动：由进给箱调节加工纵向成横向进给量。辅助运动为刀架的快速移动及工件的夹紧、放松等。根据切削加工工艺的要求对电气控制提出如下要求：主拖动电动机采用三相笼型电动机，主轴的正、反转由主轴正、反转来实现。调速采用机械齿轮变速度的方法。小中型机床采用直接启动方法（容量较大时，采用星-三角减压启动）。为实现快速停车，一般采用机械制动或电气反接制动。控制电路具有必要的保护环节和照明装置。2、控制要求车床共有三台电动机：M1为主轴电动机，拖动主轴旋转，并通过进给机构实现