一、铣床控制电路系统
1．主要结构及运动形式
X62W万能铣床主要由床身、主轴、刀杆、悬梁、工作台、回转盘、横流板和升降台等部分组成，如图所示。X62W万能铣床共有三台电动机：M1是主轴电动机，带动主轴、铣刀进行铣床削加工；M2是进给电动机，通过操纵手柄和机械离合器的配合拖动工作台前后、左右、上下六个方向的进给运动和快速移动，并经传动机构驱动圆工作台的回转运动；M3是冷却泵电动机，供应冷却液。
2．X62W万能铣床控制电路分析
(1)主控制电路
X62W万能铣床控制电路如下图所示。其中，SQ1是电源总开关，熔断器FU1起总电源短路保护作用；M1是主轴电动机，通过换相开关SA与接触器KM2、KM3进行正反转控制、反接制动及瞬时控制，热继电器FR1对M1进行过载保护；M2是工作台进给电动机，由接触器KM4、KM5的常开主触头实现正反转控制，热继电器FR2对M2进行过载保护：冷却泵电动机M3只要求正转，由接触器KM1控制，热继电器FR3为M3的过载保护；熔断器FU2、FU3为M2和M3的短路保护。速度继电器KS对M1进行反接制动控制。
(2)主轴电动机M1的控制
主轴电动机M1由接触器KM2、KM3控制，主轴旋转方向事先可通过转换开关SA来选择。按下启动按钮SB1或SB2，接触器KM3线圈自锁，主轴电动机运转。当速度运行到一定程度时，速度继电器KS常开闭全。按下停止按钮SB3或SB4，常闭触点SB3-1或SB4-1断开，接触器KM3线圈断电，常开触点SB3-2或SB4-2闭合，KM2线圈得电，KM2常闭断开，KM2常开闭合自锁，KM2主触点闭合，M1串电阻R进入制动状态，当M1速度降到一定时KS常开复位，KM2线圈失电，各触点复位，主轴电动机停转；位置开关SQ7结合变速手柄机械动作实现主轴冲动控制，从而使变速齿轮齿合。
(3)进给电动机M2的控制
工作台纵向（前、后）和升降（上、下）进给的控制，先将工作台转换开关SA1扳至断开位置，此时，SAl-1和SAl-3接通。工作台的纵向和升降进给运动是由一个操纵手柄控制的。该操纵手柄有上、下、前、后四个位置（用按钮代替操纵手柄），并与位置开关SQ1和SQ2联动。当手按下向下或前位置时，使位置开关SQ1常闭触点SQL-2断开，常开触点SQl-1闭合，接触器KM4线圈得电，电动机M2正转，由于机械传动的配合带动工作台向下或向前运动。当手按下向上或向后位置时，位置开关SQ2的常闭触点SQ2-2断开，常开触点SQ2-1闭合，接触器KM5线圈得电，电动机M2反转，由于机械传动的配合带动工作台向上或向后运动。
工作台的横向（左、右）进给控制，是将工作台转换开SA1仍扳至SAl-1和SAl-3接通位置，横向操纵手柄控制工作台的左右横向进给运动，该操纵手柄有左、右之分（用按钮代替操纵手柄）。扳动手柄时，位置开关SQ3或SQ4均未被压合的同时，通过机械结构将电动机M2的传动链与工作台下面的左右进给丝杠搭合。当手柄扳至向左位置时，位置开关SQ4的常闭触点SQ4-2断开，常开触点SQ4-1闭合，接触器KM5线圈得电，M2正转，由于机械传动的配合带动工作台向左运动；当手柄扳至向左位置时，位置开关SQ3的常闭触点SQ3-1断开，常开触点SQ3-2闭合，接触器KM4线圈得电，电动机M2反转，由于机械传动的配合带动工作台向右运动。
圆工作台的回转运动控制。为了扩大铣床的加工范围，可在铣床工作台上安装附件圆形工作台，进行圆弧或凸轮的铣削加工。加工前应将转换开关SA1应扳到接通位置，此时触点SAl-2接通，触点SAl-1和SAl-3断开，使接触器KM4线圈得电，电动机M2运转，通过一根专用轴带动圆形工作台作旋转运动；停止时仍将转换开关SA1扳至断开位置，以保证工作台能够进行六个方向中任意一个方向的进给运动。
(4)冷却泵电机控制
冷却泵控制电路见下图，合上SA3，KM1线圈得电，KM1主触点闭合，M3运转，输送冷却液，当断开SA3，线圈KM1失电，各触点复位，M3停转。
二、PLC设计
1．任务分析
通过以上对X62W万能铣床控制电路的分析，三个电动机主要是由KMI～KM6六个交流接触器控制，所以PLC主要是控制好这六个交流接触器的工作，将所有控制开关作为输入元件与PLC输入点(X)相连；交流接触器KMI～KM6作为输出元件和PLC的输出点(Y)相连，连线较为复杂的控制回路由PLC编程代替。为使梯形图程序具有正确的逻辑关系，首先必须仔细分析X62W万能铣床控制电路各部分的作用以及各个器件功能，理清其逻辑关系。
2．PLC控制系统设计
根据X62W万能铣床所占用的输入/输出点数，选用三菱F×1s-20MR-D型可编程控制器可以满足设计需求。根据X62W万能铣床控制电路分析，PLC控制系统的输入/输出地址分配表如下表所示，PLC控制系统的输入/输出接线如下图所示。
3．PLC程序设计
在X62W万能铣床继电器控制系统中包含了许多的互锁环节，在理清各个控制环节的逻辑关系后，根据原继电器电路逻辑关系的基本设计原则，利用SWOPC-FXGP/WIN-C软件可设计出PLC控制梯形图，如下图所示。
三、安装调试
1．仿真调试
为了验证PLC程序设计的正确性，以及确保系统成功安装和调试，先进行模拟仿真。本制作是利用了天煌公司的“可编程逻辑控制器实验箱”进行模拟仿真，将程序写入PLC，利用6个发光二极管代替PLC输出端口Y控制的6个继电器，用多个开关代替PLC输入端口X控制的按钮、位置开关、速度开关、冷却泵开关等。通过扳动各个开关，观察各发光二极管的发光情况，验证程序设计与铣床控制电路的逻辑关系是否正确。
2．器件选用及电路安装
本设计虽然只是制作模拟的X62W型铣床控制系统，但为了更接近工程实际，达到更逼真的模拟效果，其主电路采用的是380V三相交流电，所以在元器件选用方面应尽量使用实际车床需要的元器件。由于PLC控制电路是低压24V，所以可以采用低压拨动开关和停止/启动按钮控制。电路中的所有位置开关SQ以及速度继电器KS都是采用拨动开关模拟替代。电路采用的元器件如下表所示。
3．低通滤波器电路设计
在两级AD603之间加入的电压跟随器替换成二阶低通滤波电路，可以达到缓冲和滤波的双重功能，我们加入两路独立的滤波电路，截止频率分别为10MHz和5MHz，用单片机配合三极管控制继电器进行切换，
4．直流稳压电源设计
供电需求包括数字部分和模拟部分，数字部分是单片机，液晶显示屏及键盘模块，需要较大的驱动能力，而对电源纹波无苛刻要求，适合采用高效率的开关电源模块。模拟部分的设计如前所示，需要提供稳定的电压，适合采用LDO稳压。
四、调试过程与测试结果
1．AD603双片级联的稳定性问题
两片AD603的最大增益可以达到60dB，但是实际制版时的工艺和走线存在不足，若两片AD603直接级联，当增益达到50dB时会出现自激，在加入屏蔽和改善电源滤波后效果仍不理想，在两级之间加入一级AD818的电压跟随器作隔离，可以消除自激问题。
