畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于plc(可編程邏輯控制器)在組合機(jī)床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用-文庫(kù)吧
2025-05-16 02:05 本頁(yè)面
【正文】 3。 13 原位指示程序 14 鉆孔加工程序 15 攻螺紋程序 15 自動(dòng)循環(huán)控制和手動(dòng)控制的轉(zhuǎn)換程序 16 PLC 在組合機(jī)床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 5 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 組態(tài)軟件 iFIX 的簡(jiǎn)介 18 系統(tǒng)環(huán)境的選取 18 組態(tài)界面的設(shè)計(jì) 19 仿真運(yùn)行情況 19 致謝 21 參考文獻(xiàn) 22 附錄 23 PLC 在組合機(jī)床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 1 1 緒論 引言 組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計(jì)和制造周期。因此，組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動(dòng)生產(chǎn)線。 組合機(jī)床以系列化和標(biāo)準(zhǔn)化的通用 部件 為基礎(chǔ)，配以少量專用部件對(duì)一種或多種工件 按預(yù)先確定的工序進(jìn)行 切削加工 的 機(jī)床 。兼有萬(wàn)能機(jī)床和專用機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)。通用零部件通常占整個(gè)機(jī)床零部件 的 70%～ 90%,只需要根據(jù)被加工 零件 的形狀及工藝改變極少量的專用部件就可以部分或全部進(jìn)行改裝，從而組成適應(yīng)新的加工要求的設(shè)備。由于在組合機(jī)床上可以同時(shí)從幾上方向采用多把刀具對(duì)一個(gè)或數(shù)個(gè)工件進(jìn)行加工，所以可減少物料的搬運(yùn)和占地面積，實(shí)現(xiàn)工序集中，改善勞動(dòng)條件，提高生產(chǎn)效率和降低成本 [1]。將多臺(tái)組合機(jī)床聯(lián)在一起，就成為 自動(dòng)生產(chǎn)線 。組合機(jī)床廣泛應(yīng)用于需大批量生產(chǎn)的零部件，如 汽車(chē) 等行業(yè)中的箱體等。另外在中小批量生產(chǎn)中也可應(yīng)用成組技術(shù)將結(jié)構(gòu)和工藝相似的零件歸并在一起，以便集中在組合機(jī)床上進(jìn)行加工。 國(guó)內(nèi)外組合機(jī)床的研究現(xiàn)狀及其實(shí)際意義 20 世紀(jì) 70 年代以來(lái)，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動(dòng)檢測(cè)和刀具 自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展，組合機(jī)床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達(dá) 毫米 /1000 毫米 ，表面粗糙度可低達(dá) ～ 微米；鏜孔精度可達(dá) IT7～ 6 級(jí)，孔距精度可達(dá) ～ 微米。 最早的組合機(jī)床是 1911 年在美國(guó)制成的，用于加工汽車(chē)零件。初期，各機(jī)床制造廠都有各自的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。為了提高不同制造廠的通用部件的互換性，便于用戶使用和維修， 1953 年美國(guó)福特汽車(chē)公司和通用汽車(chē)公司與美國(guó)機(jī)床制造廠協(xié)商，確定了組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則 ，即嚴(yán)格規(guī)定各部件間的聯(lián)系尺寸，但對(duì)部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。 PLC 在組合機(jī)床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 2 在我國(guó)，組合機(jī)床發(fā)展已有 28 年的歷史，其科研和生產(chǎn)都具有相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)，應(yīng)用也已深入到很多行業(yè)。是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品更新，進(jìn)行技術(shù)改造，提高生產(chǎn)效率和高速發(fā)展必不可少的設(shè)備之一。 從 2021 年年底第 21 屆日本國(guó)際機(jī)床博覽會(huì)上獲悉，在來(lái)自世界 10 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的 500 多家機(jī)床制造商和團(tuán)體展示的最先進(jìn)機(jī)床設(shè)備中，超高速和超高精度加工技術(shù) 裝備與復(fù)合、多功能、多軸化控制設(shè)備等深受歡迎。該屆博覽會(huì)上展出的加工中心， 主軸轉(zhuǎn)速 10000～ 20210r/min，最高進(jìn) 給速度可達(dá) 20～ 60m/min；復(fù)合、多功能、多 軸化控制裝備的前景亦被看好。在零部件一體化程度不斷提高、數(shù)量減少的同時(shí)，加工的形狀卻日益復(fù)雜。 根據(jù)我國(guó)當(dāng)前的情況，繼電器 接觸器控制系統(tǒng)依然是機(jī)械設(shè)備最常用的電氣控制方式，許多企業(yè)和高校實(shí)習(xí)工廠的機(jī)床和設(shè)備仍采用傳統(tǒng)的繼電器 接觸器控制系統(tǒng) ,由于采用物理電子器件和大量而又復(fù)雜的硬接線 ,使得系統(tǒng)的可靠性差 ,工作效率低 ,故障診斷和排除困難 ,嚴(yán)重影響了工廠的生產(chǎn)效率 [2]。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，可編程控制器的出現(xiàn)，許多以繼電器 接觸器控制系統(tǒng)的機(jī)床組合電路通過(guò)改進(jìn)，采 用可編程控制系統(tǒng)，無(wú)論在性能上或者效率上都能得到很大提升。 可編程 邏輯 控制器 (PLC)是以微處理器為核心的通用工業(yè)控制裝置 ,它將傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制技術(shù)緊密結(jié)合 ,集計(jì)算機(jī)、控制、通訊于一體 ,具有可靠性高、通用性強(qiáng)、應(yīng)用靈活、易于使用 維修方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn) ,為工業(yè)自動(dòng)化提供了近乎完美的自動(dòng)控制裝置。 因此 ,采用 PLC 對(duì)機(jī)床電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造 ,很有益處 [3]。 本課題研究的主要內(nèi)容 組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以按工件特定 形狀和加工工藝設(shè)計(jì)的專用部件和夾具，組成的半自動(dòng)或自動(dòng)專用機(jī)床。組合機(jī)床的控制早期以電氣繼電控制為主，通過(guò)繼電器實(shí)現(xiàn)控制的邏輯關(guān)系。本課題是采用 PLC 取代傳統(tǒng)繼電控制回路來(lái)實(shí)現(xiàn)組合機(jī)床的控制 完成常用的鉆孔、攻螺紋等操作 ，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)應(yīng)科學(xué)合理，運(yùn)行穩(wěn)定。 同時(shí)需 利用 觸摸屏 組態(tài)軟件 對(duì)組合機(jī)床 進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。 PLC 在組合機(jī)床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 3 2 組合機(jī)床 控制系統(tǒng)的系統(tǒng)分析 組合機(jī)床 控制系統(tǒng)的 特點(diǎn) 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)工藝不斷提出新的要求，機(jī)床電氣控制裝置也不斷更新。在控制方法上主要從手動(dòng)控制到自動(dòng)控制；在控制功能上，是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜；在操作上由笨重到輕松，從控制原理上，由單一的有觸點(diǎn)硬接線繼電器控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)為以微處理器為中心的軟件控制系統(tǒng) [4]。 為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象 (生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程 )的 工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。組合機(jī)床的控制系統(tǒng)必須具備以下 4 個(gè)原則 [5]： (1)完整性原則 —— 最大限度的滿足工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程或機(jī)械設(shè)備的控制要求。 (2)可靠性原則 —— 確保組合機(jī)床控制系統(tǒng)的可靠性。 (3)經(jīng)濟(jì)型原則 —— 力求控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、實(shí)用、合理。 (4)發(fā)展性原則 —— 適當(dāng)考慮生產(chǎn)發(fā)展和工藝改進(jìn)的需要。 組合機(jī)床常見(jiàn)的幾種控制方式 組合機(jī)床的電氣控制理論上講可以采用繼電器接觸器電氣控制系統(tǒng)，單片機(jī)控制系統(tǒng)和 PLC 控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 1. 繼電器 接觸器控制系統(tǒng) 繼電器 接觸器控制系統(tǒng)自上世紀(jì)二十年代問(wèn)世以來(lái)，一直是機(jī)電控制的主流。由于它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格低廉，所以使用廣泛。 繼電接觸式控制系統(tǒng)采用硬接線邏輯，它利用繼電器等的觸電串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)，利用時(shí)間繼電器的延時(shí)動(dòng)作等
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