任务三PLC 在 X62W 铣床控

制中的应用

包头轻工职业技术学院

任课教师 :张晓晖

一、 X62W 铣床的加工运动及电气分工 组成：底座、床身、主轴、横梁、刀杆、

升降台、横溜板、回转盘和工作台 工件放置在工作台上，工作台可以纵向

移动。工作台放置在可以转动的回转盘上，回转盘放置在可以横向移动的横溜板上，而横溜板又放置在可以上下移动的升降台上。因此工作台能够向前后左右上下多个方向运动。

工作台的运动方式分手动、常速进给和快速移动三种。进给电动机为进给运动和快速移动提供动力，通过机械挂挡实现不同的运动速度。铣床的主运动为铣刀的转动，由主轴电动机提供动力，加工过程中不需改变转向及速度。

图 6.3.1 X62W 万能铣床外形

二、继电接触器电路解读

图 6.3.2 X62W 万能铣床的控制电路

铣床共有三台电动机 : 主轴电动 M1 、冷却泵电动机 M2 和进给电动机 M3

M1 由接触器 KMl 控制电源通断，转换开关 SAl 预先选

择电动机的转向。

M2 受接触器 KMl 控制，同时受手动转换开关 QS2 控

制。

M3 受正转接触器 KM3和反转接触器 KM4 控制

铣床电路中有三台变压器，分别为照明电路、直流电磁离合器电路和控制电路提供 36 V 和 127 V交流电源。

铣床电路中有三台变压器，分别为照明电路、直流电磁离合器电路和控制电路提供 36 V 和 127 V 交流电源。

铣床电路中有三台变压器，分别为照明电路、直流电磁离合器电路和控制电路提供 36 V 和 127 V 交流电源。电磁离合器控制电路中，变压器 T2 提供的 36 V 电源经整流桥 VC 整流成直流。

当停止按钮 SB5 、 SB6 按下或主令开关 SA2 打到“主轴夹紧”位置时，

电磁离合器 YCl 动作，对主轴电动机M1 进行制动，提高了铣床的操作速

度。当快速进给按钮 SB3 、 SB4 没有按下时，接触器 KM2 处于释放状态，电磁离合器 YC2 得电吸合，带动铣

床机械换挡装置，铣床按正常速度作进给运动。当快速进给按钮 SB3 、SB4 按下后，接触器 KM2 处于得电吸合状态，电磁离合器 YC2 断电释放，电磁离合器 YC3 得电吸合，带

动铣床机械换挡装置，铣床带动溜板快速移动。

控制电路中，当按下启动按钮 SBl 时，接触器 KMl 得电吸合，主轴电动机按 SA1 预选的方向旋转。此时控制进给电动机 M3 的控制电路通电，为动作作好了准备：点按快速移动按钮SB3 或 SB4 时，接触器 KM2 动作，带动电磁离合器 YC2 、 YC3 动作：控制工作台纵向进给的手柄有向左、向右和停止三个挡位。处于停止状态时． SQl 和 SQ2 的动断触头闭合。当圆工作台转换开关 SA3 处于断开位位置时，电源经 5 、 17 、 23 、 4l 、 29 号线到达 31 号导线，为接触器 KM3 和 KM4 电路提供电源。需要工作台向左进给时，手柄打向左侧，压下行程开关 SQ2 ，使 SQ2 的动合触头闭合，动断触头断开。

这时电源通过 SQ3 、 SQ4 、 SQ5 的动断触头接通，接触器 KM4 ．得电吸合，进给电动机 M2 反转，工作台左向进给。如果手柄打向右侧，则压下行程开关 SQ1 ，使 SQl 动合触头闭合，动断触头断开，接触器： KM3 得电吸合，进给电动机 M3 正向旋转，带动工作台向右进给

这时电源通过 SQ3 、 SQ4 、 SQ5 的动断触头接通，接触器 KM4 ．得电吸合，进给电动机 M2 反转，工作台左向进给。如果手柄打向右侧，则压下行程开关 SQ1 ，使 SQl 动合触头闭合，动断触头断开，接触器： KM3 得电吸合，进给电动机 M3 正向旋转，带动工作台向右进给

控制工作台横向及升降进给手柄有向前、向后、向下、向上和停止 5 个位置，与离合器相联系，前后方向进给与上下方向进给转换通过手柄带动离合器来实现。处于停止挡位时，SQ3 和 SQ4 的动断触头闭合，电源经 5 、 17 、 23 、 25 、27 、 29 号线到达 31 号导线，为接触器 KM3 和。 KM4 电路提供电源。手柄打“向前”或“向下”时，压下行程开关SQ3 ，使 SQ3 的动合触头闭合，动断触头断开，电源由纵向进给行程开关 SQ1 和 SQ2 的动断触头提供。同时，接触器 KM3 得电吸合，电动机 M3 正向旋转，驱动工作台向前或向下进给。手柄打“向后”或“向上’’时，压下行程开关 SQ4 ，使 SQ4 的动合触头闭合，动断触头断开，电源由纵向进给行程开关 SQl 和 SQ2 的动断触头提供。同时，接触器 KM4 得电吸合，电动机 M3 反向旋转，驱动工作台向后或向上进给。

主轴制动开关 SA2 打到制动时，切断控制电路电源，使所有电动机停止转动。行程开关 SQ5 为进给电动机冲动而设，SQ6 为主轴电动机冲动而设。冲动类似于电动机点动，便于离合器挂挡。

三、 X62W 万能铣床 PLC 控制方案

1 ． PLC 机型选择及硬件连接 X62W 万能铣床的继电接触器电路看起来并不复杂，但

仔细分析后才知道其中包含了许多联锁环节。 (1) 主电动机与进给电动机的联锁 这是电气上的联锁。进给电动机接触器 KM3 、 KM4 的电

源只有当 KMl 或 KM2 接通时才能接通。 （ 2 ） 工作台各进给方向上的连锁 这是机械及电气的双重互锁联，工作台纵向进给操作手

柄及工作台横向进给操作手柄是十字形操作手柄．手柄每次操作只能拨向某一个位置，这是机械连锁。此外从电路中可以知道，当这两个操作手柄同时从中间位置移开时， KM3及 KM4 的电流通道即被切断，这是电气联锁。

(3) 线性进给运动工作台与圆工作台间的联锁

当使用圆工作台时， SQ1 ～ SQ4 中任一限位开关动作时， KM3将断电。为了在使用 PLC 作为主要控制装置后，以上联锁功能都得以保留，以上联锁所涉及的器件都需接入 PLC 的输入口，这包括 SQ1~SQ4 和 SB3~SB6 。 SA3 的处理原则不同。由于 SA3 只有断开及接通两个工作位置，它的三对触点的状态可以用其中的一对触点的状态表示。因而只选继电器图中接于 29 ～ 31 点的一对触点接入 PIC ，且以断开为常态。经统计，以上器件再加上各种按钮及冲动开关等器件，铣床控制所需输入口为 12 个。在具体连接时，这器件的串联及并联的触点均在连接后接入 PLC ，且热继电器触点均串在输出器件电路中，不占用输入口在考虑输出口数量时，注意到输出器件有两个电压等级，并将控制逻辑简单的电路 ( 如 KM2 的常闭触点对 YC2 的控制）直接在 PLC 机外连接，不再通过 PLC 。这样输出口分为两组连接点。依输入输出口的数量及控制功能选取西门子 CPU224 机一台，输入输出口接线如图 6.3.4 所示。

图 6.3.4 输入输出口接线

2 ． X62W 万能铣床 PLC 程序设计

仍使用梯形图设计 X62W 万能铣床的 PLC 程序。设计的基本原则仍是“复述”原继电器电路所叙述的逻辑内容。由于梯形图总是针对输出列写支路的，所以可以根据继电器线路中 KMl 的逻辑关系绘出梯形图的第一个支路，根据 KM2 的逻辑关系绘出第二个支路。为了表达继电器线路图中主轴电动机与进给电动机的联锁，选取辅助继电器 M10 ． 0绘第三个支路。

Ml0.0支路中的触点可结合继电器图 6.3.2 中 23 号线得电的条件绘出。 4 、 5 、 6支路表达的是线性工作台进给、进给冲动及圆工作台的工作逻辑。这三个支路的绘出，主要依据是这三个工况中继电器电路中电流的流动过程。这样做，既保留了原电路的逻辑关系，又简化了梯形图的结构，是由继电器电路设计梯形图时常用的方法。作为设计结果的梯形图程序见图 6.3.5 所示。图中最后的三个支路是针对电磁阀 YCl 、YC3 及 KM3 的。由于梯形图中 4 、 5 、 6等三个支路都与 KM3 有关，依 PLC 中不允许出现双线圈的规定，在梯形图中选用了 M11.1~M11.3等三只辅助继电器。

图 6.3.5 X62 万能铣床梯形图程序