1、 目录摘要绪论1磨床的作用32. 课题意义4第 1 章 系统功能介绍1.1 磨床结构图61.2 磨床的组成及功能7第 2 章 磨床控制系统改造2.1 磨床的原理图分析72.2 磨床的主电路图92.3 可编程控制器在磨床中的应作用102.4 磨床的 I/O 分配图112.5 磨床的外部接线图122.6 磨床的控制梯形图132.7 磨床的指令语句表15结束语 16致谢17参考文献181M7120 型磨床控制系统 PLC 改造【摘 要】 由于工厂企业中很多磨床年代已久，其工作已远远达不到现在生产的要求。因此有必要对旧式的机床进行技术改造，以可编程控制器取代常规的继电器，以达到磨床的自动化控制。本文介
2、绍了用可编程序控制器来对磨床控制系统进行现代化改造。改造后的磨床工作安全可靠，系统运行情况良好，磨削精度更高，实现了磨床启动、停止、故障停止、紧急停止的功能。【关键词】 可编程序控制器 磨床 改造2绪论1. 磨床的作用磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。磨床能加工硬度较高的材料，如淬硬钢、硬质合金等，也能加工脆性材料，如玻璃、花岗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能进行高效率的磨削，如强力磨削等。大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石，砂带等其他磨具和游离磨料进行加工。如超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。32.课题意义由于老式磨床的电气线路都是
3、用继电器作为逻辑控制，其触点多相对的故障也多，给生产带来诸多不便。例如：（1）电动机不能启动；（2）电磁吸盘 YH 没有吸力，等等。而现在工业生产中，中、小批量零件的生产占产品数量的比例越来越高，零件的复杂性和精度要求迅速提高，以继电器线路的传统普通磨床已经越来越难以适应现代化生产的要求，制造业的竞争已从早期降低劳动力成本、产品成本、提高企业整体效率和质量的竞争，发展到全面顾客要求、积极开发新产品的竞争，将面临知识，技术产品的更新周期越来越短，产品批量越来越小，面对质量、性能的要求更高。同时社会对环境保护、绿色制造的意识不断加强。因此敏捷先进的制造技术将成为企业赢得竞争和生存、发展的主要手段。
4、但新机床购置费用高，且生产准备周期长。因此对原有机床的现代化改造显得尤为重要。同时用 PLC 改造老机床有很多的优点：（1）节省资金，减少投资额，交货期短。机床的 PLC 改造，可大大减少资金的投入，同购置新机床相比，一般可节省 60%-80%的费用，改造费用低。特别是大型、特殊设备尤为明显。一般大型机床改造，只需花新机床购置费得1/3。即使将原机床的结构进行彻底改造升级，也只需花费购买新机床 60%的价格。可以充分利用现有地基，不必像购入新设备那样重新购筑基地。（2）性能稳定可靠，因原机床各基础件经过长期时效，几乎不会产生应力变形而影响精度，且各部件已经长期磨合，使改造后的机床性能稳定可靠，
5、质量好可作为新设备继续长期使用。（3）有利于使用和维护，由于改造前机床已使用多年，操作者对机床的特性早已了解，在操作使用和维修方面培训时间短、见效快。改造的机床一经安装好，就可以实现全负荷运转。4（4）可以采用最新的控制技术，提高生产效率。可根据技术革新的发展速度，及时地提高生产设备的自动化水平和效率，提高设备质量和档次，将旧机床改成当今水平的机床。机床经改造后，即可实现加工的自动化，效率可比传统机床提高 3 至 7 倍。对复杂零件而言，难度越高，功能提高的越多。且可以不用或少用工装，不仅节约了费用，而且可以缩短生产准备周期。提高产品质量，降低废品率，零件的加工精度高，尺寸分散度小，使装配方便
6、灵活。5第 1 章 磨床功能介绍1.1 磨床结构图1.2 磨床的组成及功能M7120 磨床主要结构由床身、工作台、磨头、立柱、拖板、行程档块、砂轮修正器、驱动工作台手轮、垂直进给手轮、横向进给手轮等组成。 立柱支承滑座及砂轮架。垂直进给手轮砂轮向工件深度方向移动。横向进给手轮砂轮沿其轴线间隙运动。床身用于支承和连接磨床各个部件。为提高机车刚度，磨床床身一般为箱型结构，内部装有液压传动装置，上部有纵向和横向两组导轨以安装工作台和砂轮架。6工作台由上下两层组成，上工作台可相对于下工作台偏转一定角度，以便磨削锥面；下工作台下装有活塞，可通过液压机构使工作台往复运动。尾架安装在工作台右端，尾架套筒内装
7、有顶尖，可与顶尖一起支承工件。它在工作台上的位置可根据工件长度任意调整。第 2 章 磨床控制系统改造 2.1 磨床原理图分析7M7120 型平面磨床的电气控制线路分为主电路、控制电路、电磁工作台控制电路及照明与指示灯电路四部分81.主电路分析 主电路共有四台电动机，其中 M1 液压泵电动机实现工作台的往复远动；M2 是砂轮电动机，带动砂轮旋转磨削加工工件；M3 是冷却电动机，为砂轮磨削工件时输送冷却液；M4 是砂轮升降电动机，用以调整砂轮与工件的位置。其中砂轮 M4 可以正反转。四台电动机的工作要求是：M1、M2 和 M3 只需正转控制；M4 需要正反转控制；冷却泵电动机 M3 却需在 M2
8、正转后才能运转四台电动机的具有短路、 电压和失电压保护，分别由熔断器 FUI 和接触器 KM1、km3、和 km4 来执行除 M4 外，其余三台电动机分别由热继电器FR1、FR2 和 FR3 进行过载保护2.控制电路分析（1）液压电动机的控制 合上电源总开关 QS,18 压继电器 KVT 通电闭合，7 区电压继电器 KV 常开触点闭合接通控制电路的电源当按下液压泵 M1 启动按钮 SB2 时接触器 KM1 通电闭合并自锁，液压电动机 KM1 启动运转；当按下液压泵电动机 M1 的停止按钮 SB1 时，液压泵电动机 M1 停转（2）砂轮电动机 M2 的控制 当按下砂轮电动机 M2 启动按钮 SB
9、4 时，接触器 KM2 通电闭合并自锁，砂轮电动机 M2 启动运转；当按下砂轮电动机 M2 停止按钮 sb3 时，砂轮电机 M2 停止运转（3）冷却泵电动机 M3 的控制 冷却泵电动机 M3 的控制是在砂轮 M2 启动运行后，通过插件 XS2 的插入和拔出控制其运行停止的。（4）砂轮升降机的控制 砂轮升降电动机 M4 由按钮 SB5 和 SB1 电动控制其正反转。（5）电磁吸盘 YH 的控制 电磁吸盘 YH 按钮 SB7.SB8.SB9 控制其充磁和去磁，按下按钮 SB8，接触器 KM5 闭合。电磁吸盘 YH 充磁。按下按钮 SB7 电磁吸盘 YH 停止吸磁，按下按钮 SB9。接触器 KM6
10、闭合，电磁吸盘 YH 点动去磁。2.2 磨床的主电路图9M7120 磨床主电路中有四台电动机.M1 是液压泵电动机，实现工作台的往复运动；M2 是砂轮电动机，带动砂轮旋转对工件进行磨削加工；M3 是冷却泵电动机，为砂轮磨削工件时输送冷却液；M4 是砂轮升降电动机，用于磨削过程中调整砂轮与工件之间的位置。2.3 可编程控制器在磨床中的应作用10在磨床的电器线路改造中，我打算用日本生产的小型可编程控制器。这是因为日本小型可编程控制器最具特色，某些需要用欧美的中型机或大型机才能实现的控制，日本的小型机就可以解决。在开发较复杂的控制系统方面明显优于欧美的小型机，所以十分受用户欢迎。日本有许多 PLC
11、制造商，如三菱、欧姆龙、松下、富士、日立、东芝等，在世界上小型 PLC 市场上，日本很多产品约占有 70%的份额。三菱公司的 PLC 是最早进入中国市场的产品。其小型机 F1/F2 系列的升级产品，早期在我国的销量也不小。F1/F2 系列加强了指令系统，增加了特殊功能单元和通信功能，比 F 系列有了更强的控制能力。20 世纪 80 年代末三菱公司又推出 FX 系列，在容量、速度、特殊功能、网络功能等方面都有了全面加强。FX2 系列是在 90 年代开发的整体式高功能小型机，它配有各种通信适配器和特殊功能单元。FX2N 系列是最近几年推出的高功能整体式小型机。它是 FX2 系列的换代产品。近年来三
12、菱公司还不断推出了满足不同要求的微型 PLC，如 FX0S FX1S FX1N 及 a 等系列产品。鉴于上述理由，我选择三菱公司 FXon 系列的可编程即可满足设计要求。2.4 M7120 磨床的 I/O 分配表112.5 磨床的外部接线图122.6 磨床的控制梯形图13其控制过程： 按下按钮 X2（液压泵启动按钮） ，Y0（液压泵控制）得电自锁，Y7（液压信号灯）得电接通；按下 X1（液压泵停止按钮） ，Y0（液压泵控制）失电断开，Y7（液压信号灯）断开。按下按钮 X4（砂轮冷却启动按钮） ，Y1（砂轮冷却）得电自锁，Y10（砂轮信号灯）得电接通；按下 X3（砂轮冷却停止按钮） ，Y1（砂轮
13、冷却）失电断开，Y10（砂轮信号灯）断开。按下按钮X5（砂轮上升启动按钮） ，Y2（砂轮上升）得电自锁，Y11（砂轮升降信号灯）得电接通。按下按钮 X6（砂轮下降启动按钮） ，Y3（砂轮下降）得电自锁，Y11（砂轮升降信号灯）得电接通。按下按钮 X7（充磁启动按钮）,Y4（充磁）得电自锁，Y12（点磁盘工作信号灯）得电接通；X7（充磁启动按钮）复位，14Y4（充磁）失电电磁吸盘去磁，按下按钮 X13（照明灯启动按钮） ，Y13（照明灯）得电。Y6（电源信号灯）自动接通，按下 X0（总停止） ，除了 Y6（电源信号灯） ，剩余全部断开。152.7 磨床的指令语句表LD X2 ANI X0 LD
14、Y2OR Y0 OUT Y3 OR Y3 AND X12 LDI X7 OUT Y11ANI X0 OR Y4 LD Y4ANI X1 ANI Y5 OUT Y12OUT Y0 ANI X10 ENDLD X4 ANI X0OR Y1 OUT Y4AND X12 LD X11AND X12 ANI Y4ANI X0 ANI X10ANI X3 OUT Y5OUT Y1 LD X13LD X5 OUT Y13ANI Y3 OUT Y6ANI X0 LD Y0OUT Y2 OUT Y7LD X6 LD Y1ANI Y2 OUT Y1016结束语毕业设计对我来说是一个挑战，虽然我不爱学习，一开始没做
15、，但我严重的错了，因为时间紧迫，所以我要认真的飞快的把它完成，不知道的我到网上搜索跟向指导老师.同学问，请他们告诉我怎么做！老师教我一个课题一个课题的做，做错了教我怎么改，那时我就又了很多想法，我发现我很多不足之处！等认真做完毕业设计以后.我希望这次经历能让我以后的工作学习中激励我进步，以后一定要认真对待每一件事，做好每一件事。设计中难免有不足之处，望老师和同学多多指正！17致谢在毕业设计期间，无论是确定工作方案，收集资料还是写论文，我都得到了邱老师的全力帮助和耐心指导，邱老师学识渊博，教学严谨，平易近人，邱老师在百忙之中给予了细心的指导和耐心的指导，是我们学习的榜样，在此我特向邱老师表示最崇
16、高的敬意和感谢。他在学术上精益求精，一丝不苟的精神和工作严谨的作风给了我深刻的印象。我还要感谢机械系的全体老师几年来对我的指导和帮助。因外在设计中还得到了设计小组成员的大力帮助，在此表示感谢。最后再次感谢母校和各位老师对我四年的培养和帮助。18【参考文献】1刘光起. PLC 技术应用M.北京：化学工业出版社，2008.2孙振强.可编程控制原理及应用教程M.北京：清华大学出版社，2005.3王阿根.电器可编程原理与应用M.北京：清华大学出版社，2007.4张连花.电器PLC控制技术及应用M.北京：机械工业出版社，2007.5张浩.案例解说PLC、触摸屏及变频器M.北京：中国电力出版社，2007.6龚仲华.三菱FX/Q系列PLC应用技术M.北京：邮电出版社，2007
