CA6140型车床PLC控制系统的设计、安装和调试

项目提出

CA6140 型车床为我国自行设计制造的普通车床。它具有性能优越、结构先进、操作方便和外形美观等优点。CA6140 型普通车床主要由床身、主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、丝杠、光杆、尾架等部分组成，如图2.4.1 所示。

图2.4.1　CA6140 型普通车床的实物图与结构图

（a）实物图；（b）结构图

该机床主电路有3 台控制电动机。

主轴电动机M1：完成主轴主运动和刀具的纵横向进给运动的驱动。电动机为笼型感应电动机，全压启动，主轴采用机械变速，正反向运动采用机械换向机构。

冷却泵电动机M2：加工时提供冷却液，以防止刀具和工件的温升过高。

刀架快速移动电动机M3：根据使用需要，随时手动控制启动或停止。

电动机均采用全压直接启动，皆为接触器控制的单向运行控制电路。三相交流电源通过低压断路器QS 引入，接触器KM1 的主触头控制M1 的启动和停止。接触器KM2 的主触头控制M2 的启动和停止。接触器KM3 的主触头控制M3 的启动和停止。KM1 由按钮SB1、SB2 控制，KM3 由SB3 进行点动控制，KM2 由开关SA1 控制。主轴正反向运行由摩擦离合器实现。

M1、M2 为连续运动的电动机，分别利用热继电器FR1、FR2 作过载保护；M3 为短时工作电动机，因此未设过载保护。熔断器FU1、FU2 分别对主电路、控制电路和辅助电路实行短路保护。

CA6140 型普通车床电气控制电路如图2.4.2 所示。

图2.4.2　CA6140 型普通车床电气控制电路(www.xing528.com)

项目分析

用PLC 改造CA6140 控制系统时，在主电路不改动、机械结构不改变的情况下，主轴电动机M1 需完成启、保、停控制（机械变速、机械换向）。冷却泵电动机M2 与M1 是顺序联锁控制；电动机启动后，冷却泵电动机才能由开关SA1 启动，当主轴电动机停止运行时，冷却泵电动机停止。刀架快速移动电动机M3 由进行SB3 点动控制。

通过本项目的学习达成以下目标：

（1）掌握PLC 改造机床电气控制的方法和步骤。

（2）掌握可编程控制器现场调试方法。

（3）会设计并绘制PLC 控制系统的电路原理图。

（4）能使用正确的方法设计机床电气控制的PLC 程序。

（5）会编制机床电气设备PLC 改造的工艺方案。

（6）能进行可编程控制器现场调试及故障排除。

（7）培养学生的探究精神，以及学习、交流沟通和团队协作能力，养成实训室5S 管理的职业素养和工作责任感。

项目实施