淺談 CA6140 型車床 PLC 控製（zhì）係統設（shè）計-齒輪（lún）加工（gōng）機床網-數控機床市場網

您（nín）現在的位置：齒輪加工機（jī）床（chuáng）網> 加工與維修>淺談 CA6140 型車床 PLC 控製係統（tǒng）設計

淺談 CA6140 型車床 PLC 控製係統設計

2020-6-2 來源：大連農業科學職業技術學校作者（zhě）：喬明亞

摘要: 本文介（jiè）紹了 CA6140 型普通車床的主要（yào）結構及工作（zuò）原理，詳細分析了其電氣控製（zhì）線（xiàn）路，針對接觸器-繼電器控製係統的諸多缺點，提出了（le）基於歐姆龍 CP1E 型 PLC 對原控製係統升級（jí）、改造的設計方案，對（duì）設計中要遵循的原則、設計方法、注意事項進行了闡述。

關鍵詞: CA6140 型（xíng）車床; 電氣（qì）控（kòng）製; PLC; 設計

1 、CA6140 車床概況

CA6140 型車床是（shì）我國自行設計製造的普通車床（chuáng），是（shì）一種功（gōng）能多、使用麵廣的金屬切削機床，能夠（gòu）車削外圓、內圓、端麵、螺紋、切斷及割槽等，是機械加工業和學校學生（shēng）實（shí）習常用機床。

1． 1 CA6140 型車床（chuáng）主要結構及工作（zuò）原理

CA6140 型車床的結構主（zhǔ）要由床身、主軸變速箱、掛輪箱、進給箱、溜板箱、溜板與（yǔ）刀架、尾架、光杠和絲杠等（děng）部分組成，車床的主運（yùn）動是工件的旋轉運動，它是由（yóu）主軸通（tōng）過卡盤或頂（dǐng）尖帶動工件旋轉。電動機的動力通過主軸箱傳（chuán）給主軸，主軸一般隻要單方向的旋轉運動，隻有在車螺（luó）紋時（shí）才需要用反轉來（lái）退刀。主軸電動機的正反轉不是通過（guò）電氣（qì）方（fāng）法實現，而是采用多片摩擦（cā）離合器的機械（xiè）方法實（shí）現（xiàn）。

1． 2 CA6140 型車床接觸器-繼電器控製電路缺點

CA6140 型車床電（diàn）氣（qì）控製采用傳統的（de）接觸器（qì）-繼電器有觸點控製方式，由於接（jiē）觸器頻繁動（dòng）作導致下列問題（tí）:

( 1) 邏輯控製通過機械觸（chù）點開關實現，反應速（sù）度（dù）慢。

( 2) 觸點易被電弧（hú）燒壞而導致接觸不良。

( 3) 接觸器的控製被固定在線路中，功（gōng）能（néng）單一、靈（líng）活（huó）性（xìng）差。

1． 3 PLC 應用於車床控製電路優點

( 1) 可靠性高及柔性強。

( 2) 通（tōng）用性、適應性強（qiáng）。

( 3) 完善的故障自診斷能力且維（wéi）修方便。

2、 CA6140 型車床 PLC 控製（zhì）係統設計（jì）

在設計 PLC 控製方案時應滿足（zú）以下三個（gè）要求（qiú）: 一是要保證（zhèng）設備的可靠運行; 二是要達到（dào）最佳的性價比; 三是在（zài）滿（mǎn）足前兩項的前提下，具（jù）有一定的先（xiān）進性，能根據生產工藝的（de）變化擴展部分功能。基於 PLC 對 CA6140 車床（chuáng）進行電氣改造要保持（chí）原車床的基本操作功能不變。車床原配的按鈕、限位開關（guān）、變壓器、指示燈（dēng）、熱繼電器（qì）、接觸器等電器均可保留再利用（yòng）。

2． 1 CA6140 型（xíng）車床電氣控製原（yuán）理分析

CA6140 型車床的電氣控製原理圖如圖 1 所（suǒ）示，我們對（duì）原理圖進行分析:

( 1) 主回路: 主回路共有三台電動機: M1 為主軸電動（dòng）機（jī），帶動主軸旋轉和刀架作進給運動; M2 為冷卻泵電動機，用以輸送切削液; M3 為刀架（jià）快速移動電動機。將（jiāng）鑰匙開關（guān）向右旋轉（zhuǎn），再扳動斷路器 QF 將三相電源引入。接觸器 KM1、KM2、KM3 分別控製主軸電動機 M1、冷卻泵電動機 M2、刀架快速移動電動機 M3。熱繼電器 FR1、FR2 作為主軸電動機和冷卻泵電動機過載保護，刀架快速移動電動機因是點動控製短時工作的小（xiǎo）功（gōng）率（lǜ）電動機，所以未設（shè）置過（guò）載保護。FU ～ FU6 作為相關回路的短路保護。

圖 1 CA6140 型車床電氣控製原（yuán）理圖

( 2) 控（kòng）製回（huí）路: a．主軸（zhóu）電動機 M1 的控製: 啟（qǐ）動，按下 SB2，KM1 線圈得（dé）電吸合主觸（chù）點閉合，主軸電 M1 起動同時輔助常（cháng）開觸點閉（bì）合實現自鎖; 停止，按下停止（zhǐ）按鈕 SB1，接觸器 KM1 線圈失電，其（qí）主觸點和輔（fǔ）助觸點均斷（duàn）開，主軸電動機停轉。b．冷卻泵電動機的控製: 當接觸器 KM1 吸合，主軸電動機 M1 起動後，旋轉（zhuǎn）開（kāi）關 SB4 閉合，接觸器 KM2 得電吸合（hé），冷卻（què）泵電動機M2 起動; 旋轉（zhuǎn）開關（guān） SB4 斷開，接觸器 KM2 失（shī）電，冷卻泵電動機M2 即停轉（zhuǎn）。同時 M2 與 M1 是聯鎖的，M1 停轉（zhuǎn）後 M2 也會停止運轉。c．刀架快速移動電動機（jī）的控製: M3 的控製由 SB3 點動控製實（shí）現。按下 SB3，KM3 線圈得電，主觸點閉合，M3 起動; 鬆開 SB3，KM3 線圈失電，KM3 主（zhǔ）觸點複位，M3 停轉。

2． 2 PLC 選型

選擇 PLC 的（de）基本原則是在（zài）滿足控製要（yào）求的前（qián）提下力求最高的性價比，並有一定的先進性和良好的售後服務。根據以（yǐ）上的分（fèn）析我們了解到: 係統的輸入/輸（shū）出點數不多且全部為開關量控製（zhì）; 係統對（duì）控製的（de）響應速度（dù）、存（cún）儲容量等沒有特別（bié）的要求;I / O 點數按照實際 I / O 點數再加 20% ～ 30% 的冗餘量來確（què）定，選擇歐姆龍 CP1E-E14DR-A 小型一體式 PLC，該型號 PLC 將（jiāng）電源、CPU、I/O 點及通信端口整合為一體，具有功能集成、結構（gòu）緊湊（còu）、易於使用、性價比突出（chū）的特點，其具體記號含義如下:

( 1) E : E 型 CPU 程序容量（liàng） 2K 步。( 2) 14: 輸入點 8/輸（shū）出點 6 共（gòng）計 14 點。( 3) R: 繼電器輸出。( 4) A: 交（jiāo）流（liú） 100 ～ 240V，50/60Hz 供電（diàn）。

2． 3 輸（shū）入 / 輸出點的選定與分配

根據 CA6140 型車床控製電（diàn）路中的輸入器件和執行器件（jiàn）列出用 PLC 控製 CA6140 的 I/O 分配表，如下表所示。

PLC I / O 分配表

2． 4 PLC 輸入 / 輸（shū）出（chū）電路及梯形圖設計

PLC 外部接線圖如圖 2 所示，梯（tī）形圖如圖 3 所示，在設（shè）計I /0 電路時要注意（yì）以下兩點:

( 1) 輸入元（yuán）件的接（jiē）線方式。所有（yǒu）開關、按鈕均采用常開觸點，這樣做的好處是可以避免 PLC 的輸入電路長期通電增加能耗，縮短電氣（qì）設備（bèi）的使用壽命。

( 2) 熱繼電器的接（jiē）線。熱繼電器的觸點有接入 PLC 輸入點和輸出點（diǎn）兩種處理方案。采用接入輸入點方案時需（xū）將熱繼電器的常開觸點接入輸入點，且編程實現熱繼電器的過載保護功能; 本例中為了節（jiē）省 I/O 點，采用將熱繼電（diàn）器的常閉觸點和接觸器的線圈串聯後接入 PLC 的輸（shū）出端（duān）口的方式實現電動機的過載保（bǎo）護。

圖 2 PLC 外部（bù）接（jiē）線圖

圖 3 梯形圖

3、結語

利用 PLC 對 CA6140 型普通車床控製（zhì）係統升級改（gǎi）造，可以提高機床電路的穩定度，簡化（huà）控製（zhì）電路，降低（dī）故障率，便於維修。本文闡述了 CA6140 型（xíng）車床 PLC 控製係統設計過程中應注意的要點，對今後的設計（jì）選型提供了參考。

投稿箱：
如果您有機（jī）床（chuáng）行業、企業相關新聞（wén）稿件發表（biǎo），或進行資訊合作，歡迎聯（lián）係本網編輯部，郵箱：skjcsc@vip.sina.com

更多（duō）相關信息

名企推薦

業界視點

| 更多

行業數據（jù）

| 更多

博文選萃

| 更多

數控機床（chuáng）