自动石材磨床电气控制系统的设计
摘 要 ?精度高、硬度高的零件的数目种类越来越多，生产高精尖零件的技术也随之发展，磨床的稳定性、品种和产量都在不断的提高。 本次设计以自动石材磨床作为控制对象，在石材加工过程中需要对已经切割完成的毛料进行研磨。采用多个磨头和不同组别的磨头实现不同精度的研磨，利用组态软件和PLC控制磨床的工作过程。石材磨床控制系统把PLC作为控制主机，触摸屏作为人机界面，再通过操作面板等掌控系统的运行。控制系统的核心是控制信号由可编程控制器送出的，使异步电机相应的运转起来，从而完成磨削的整个过程。
目 录
第一章 石材磨床系统概述 1
1.1 石材自动磨床的介绍 1
1.2 电气控制的控制方案 2
1.2.1 工作过程 2
1.2.2 研磨机床的工作程序 2
第二章 磨床器件的选用 4
2.1 电路设计 4
2.1.1 主电路图 4
2.1.2 控制电路 6
2.2 主要操作步骤 7
2.3 触摸屏的选用 7
2.4 变频器的选用 8
2.4.1 变频器的简介 8
2.4.2 变频器的选用 8
2.4.3 变频器参数表 9
2.5 电动机的选用 10
2.6 PLC的选用 11
第三章 控制程序的设计 16
3.1 控制原理 16
3.2 程序的设计 17
3.3 PLC梯形图部分程序 18
结束语 25
致 谢 26
参考文献 27
附录A 28
第一章 石材磨床系统概述
1.1 石材自动磨床的介绍
磨床是用于磨削工件表面的机床。（如图11）。 大多数的磨床使用旋转的非常之快的砂轮对材料进行加工，还有少数的就是用油石、皮带等磨具和游离磨料加工，如珩磨机、超精机、砂带机、抛光机和抛光机等。
图11 磨床实物图
石材磨具、磨床的类别繁多，其大致有平 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
面磨床、外圆磨床、内圆磨床、万能外圆磨床（也可磨内孔）、齿轮磨床、无心磨床（磨外圆）和工具磨床（磨刀具）螺纹磨床、导轨磨床等。
磨床也可以加工那些硬度较高的材料。如钢、质地较硬的合金等；当然了，磨床也能加工脆性材料，比如玻璃、花岗石等。磨床既能磨削高精度和表面粗糙度很小的材料，磨削的效率也相当高，比如强力磨削等。
1.2 电气控制的控制方案
1.2.1 工作过程
连续磨床电控系统最大的作用为控制传送带的走带速度、监察测定需要打磨的石料的到来、控制磨头升起下降的时机、监察测定需要打磨的石材是否耗尽，系统把可编程控制器作为控制主机，把触摸屏作为人和计算机互相交流的平台，再通过操作面板、十二块磨头等器件对系统进行控制（原理图见图12）。控制系统的核心是可编程控制器送出的控制信号，使异步电动机运转起来，从而完成打磨的整个过程。
1.2.2 研磨机床的工作程序
1、上下运动：在上下运动控制中有十二个磨头（总共六组），同一种型号的待磨石材用两个磨头并排研磨，这样保证石材的表面从粗糙到精致一道磨成。
2、前后运动：把所有的磨头都挂在横梁上，横梁电动机带着它作向前向后的运动。
3、左右运动：把等待打磨的石材放在传送带上，传送带左右移动带动并且还带动着石材在磨床上运动。
文中所提到的这几个工作程序是相互配合的，传送先带带着需要打磨的石材慢慢移动，当石材经过磨床进口处的时候，它会被检测到然后发出信号，再把这信号发送给可编程控制器，通过相应的程序算出对应的时间，当石材到达生产过程最基本的生产单元时（由时间间接控制），可编程控制器控制对应的磨头一边转动一边下降至石材的表面，磨头在横梁的带动下移动对石材进行打磨。如果石材加工完成离开生产过程最基本的生产单元时，和它对应的磨头自行上升然后停止转动。
图12 磨床电气控制系统的工作原理图
第二章 磨床器件的选用
2.1 电路设计
2.1.1 主电路图
图21 主电路图
（1）主电路图中，8.7kw的三菱变频器接一个2.2kw的滚筒电动机；
（2）在它的前面是一个空压机电箱接线端，作用为磨头补充气压；
（3）后接了额定功率均为7.5kw的磨机，由三相异步电动机带动的磨头；
（4）最后还有一个60kw的散热风扇电机，用来帮助磨头电机和滚筒电机散热。
1M——1号磨机 2M——2号磨机
3M——3号磨机 4M——4号磨机
5M——5号磨机 6M——6号磨机
7M——7号磨机 8M——8号磨机
9M——9号磨机 10M——10号磨机
11M——11号磨机 12M——12号磨机
13M——散热风机 14M——滚筒电机
2.1.2控制电路
图22 plc外部接线图(控制电路图)
2.2 主要操作步骤
1、关机模式操作：按按钮停止信号都会被全部被记录下来，就是因为在控制面板上放置一个“正常停止”按钮。当没有板进入磨床，12个研磨头工作完成后，后接近开关检测到了横梁，停止指令被执行，工作停止。一个在紧急情况下能停下系统运行的按钮设置在控制面板上，该按钮可以使操作员在任何情况下，在任何时间内中断系统。紧急停止后，该系统具有“原点复位”和“复位重启”两种方式可以来启用。
2、磨头气压检测：系统的操作之前，必须对压力检测，以确保有足够的空气压力推动磨头运动使得和石头可以很好的接触，或系统无法启动处理作业，启动压力应运行一个特定值，运行后设置压力最小值应大于超过此值；当系统压力小于最小值时应报警及自动充气。在条件达成后，压力报警停止，然后空气压缩机再继续工作10秒再停止。
目 录
第一章 石材磨床系统概述 1
1.1 石材自动磨床的介绍 1
1.2 电气控制的控制方案 2
1.2.1 工作过程 2
1.2.2 研磨机床的工作程序 2
第二章 磨床器件的选用 4
2.1 电路设计 4
2.1.1 主电路图 4
2.1.2 控制电路 6
2.2 主要操作步骤 7
2.3 触摸屏的选用 7
2.4 变频器的选用 8
2.4.1 变频器的简介 8
2.4.2 变频器的选用 8
2.4.3 变频器参数表 9
2.5 电动机的选用 10
2.6 PLC的选用 11
第三章 控制程序的设计 16
3.1 控制原理 16
3.2 程序的设计 17
3.3 PLC梯形图部分程序 18
结束语 25
致 谢 26
参考文献 27
附录A 28
第一章 石材磨床系统概述
1.1 石材自动磨床的介绍
磨床是用于磨削工件表面的机床。（如图11）。 大多数的磨床使用旋转的非常之快的砂轮对材料进行加工，还有少数的就是用油石、皮带等磨具和游离磨料加工，如珩磨机、超精机、砂带机、抛光机和抛光机等。
图11 磨床实物图
石材磨具、磨床的类别繁多，其大致有平 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
面磨床、外圆磨床、内圆磨床、万能外圆磨床（也可磨内孔）、齿轮磨床、无心磨床（磨外圆）和工具磨床（磨刀具）螺纹磨床、导轨磨床等。
磨床也可以加工那些硬度较高的材料。如钢、质地较硬的合金等；当然了，磨床也能加工脆性材料，比如玻璃、花岗石等。磨床既能磨削高精度和表面粗糙度很小的材料，磨削的效率也相当高，比如强力磨削等。
1.2 电气控制的控制方案
1.2.1 工作过程
连续磨床电控系统最大的作用为控制传送带的走带速度、监察测定需要打磨的石料的到来、控制磨头升起下降的时机、监察测定需要打磨的石材是否耗尽，系统把可编程控制器作为控制主机，把触摸屏作为人和计算机互相交流的平台，再通过操作面板、十二块磨头等器件对系统进行控制（原理图见图12）。控制系统的核心是可编程控制器送出的控制信号，使异步电动机运转起来，从而完成打磨的整个过程。
1.2.2 研磨机床的工作程序
1、上下运动：在上下运动控制中有十二个磨头（总共六组），同一种型号的待磨石材用两个磨头并排研磨，这样保证石材的表面从粗糙到精致一道磨成。
2、前后运动：把所有的磨头都挂在横梁上，横梁电动机带着它作向前向后的运动。
3、左右运动：把等待打磨的石材放在传送带上，传送带左右移动带动并且还带动着石材在磨床上运动。
文中所提到的这几个工作程序是相互配合的，传送先带带着需要打磨的石材慢慢移动，当石材经过磨床进口处的时候，它会被检测到然后发出信号，再把这信号发送给可编程控制器，通过相应的程序算出对应的时间，当石材到达生产过程最基本的生产单元时（由时间间接控制），可编程控制器控制对应的磨头一边转动一边下降至石材的表面，磨头在横梁的带动下移动对石材进行打磨。如果石材加工完成离开生产过程最基本的生产单元时，和它对应的磨头自行上升然后停止转动。
图12 磨床电气控制系统的工作原理图
第二章 磨床器件的选用
2.1 电路设计
2.1.1 主电路图
图21 主电路图
（1）主电路图中，8.7kw的三菱变频器接一个2.2kw的滚筒电动机；
（2）在它的前面是一个空压机电箱接线端，作用为磨头补充气压；
（3）后接了额定功率均为7.5kw的磨机，由三相异步电动机带动的磨头；
（4）最后还有一个60kw的散热风扇电机，用来帮助磨头电机和滚筒电机散热。
1M——1号磨机 2M——2号磨机
3M——3号磨机 4M——4号磨机
5M——5号磨机 6M——6号磨机
7M——7号磨机 8M——8号磨机
9M——9号磨机 10M——10号磨机
11M——11号磨机 12M——12号磨机
13M——散热风机 14M——滚筒电机
2.1.2控制电路
图22 plc外部接线图(控制电路图)
2.2 主要操作步骤
1、关机模式操作：按按钮停止信号都会被全部被记录下来，就是因为在控制面板上放置一个“正常停止”按钮。当没有板进入磨床，12个研磨头工作完成后，后接近开关检测到了横梁，停止指令被执行，工作停止。一个在紧急情况下能停下系统运行的按钮设置在控制面板上，该按钮可以使操作员在任何情况下，在任何时间内中断系统。紧急停止后，该系统具有“原点复位”和“复位重启”两种方式可以来启用。
2、磨头气压检测：系统的操作之前，必须对压力检测，以确保有足够的空气压力推动磨头运动使得和石头可以很好的接触，或系统无法启动处理作业，启动压力应运行一个特定值，运行后设置压力最小值应大于超过此值；当系统压力小于最小值时应报警及自动充气。在条件达成后，压力报警停止，然后空气压缩机再继续工作10秒再停止。
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