【正文】 ......................................................................... 4 第 3 章 磨床 PLC 電氣控制系統(tǒng)設計 ......................................................................... 6 總體設計方案說明 ......................................................................................... 6 電氣 元件分析 ................................................................................................. 6 PLC 控制系統(tǒng)設計 ......................................................................................... 8 PLC 的選型 .......................................................................................... 8 PLC 控制系統(tǒng)的 I/O 點分配 .............................................................. 9 PLC 控制系統(tǒng)的外部接線圖 ............................................................ 10 M7120 平面磨床 PLC 控制流程圖 .....................................................11 PLC 控制程序設計 ............................................................................ 13 第 4 章 M7120 平面磨床 PLC 控制系統(tǒng)的仿真 ........................................................ 17 結(jié)論 ............................................................................................................................. 18 參考文獻 ..................................................................................................................... 19 謝辭 ............................................................................................................................. 20 磨床 PLC 控制系統(tǒng)設計 1 第 1 章 緒論 課題的背景及其意義 在十八世紀初，為了適應自行車、鐘表、槍械和縫紉機等零件淬硬后的加工，美國、英國和德國分別研制出了使用天然磨料作為砂輪的磨床。這些磨床是在當時已有的機床如刨床、車床等上面加裝磨頭改制而成的，這些磨床結(jié)構(gòu)簡單，剛度較低，磨削時容易產(chǎn)生振動，操作時要求工人要有很高的技藝才能磨出較為精密的工件。 在 1876 年的巴黎博覽會上展出了由美國布朗 夏普公司制造的 萬能外圓磨床，這是首臺具有現(xiàn)代磨床基本特征的磨床。它的工件頭架和尾座安裝在往復運動的工作臺上，采用箱形床身提高了機床剛度，并且?guī)в袃?nèi)圓磨削附件。在 1883 年，這家公司研制出把磨頭裝在立柱上并且工作臺能夠作往復運動的平面磨床。 在 1900 年前后，由于液壓傳動的應用和人造磨料的發(fā)展，對磨床的發(fā)展有很大的推動作用。隨著近代工業(yè)尤其是汽車工業(yè)的發(fā)展，各種不同功能、類型的磨床相繼問世。先后研制出加工氣缸體的內(nèi)圓磨床、凸輪軸磨床、曲軸磨床和帶電磁吸盤的活塞環(huán)磨床等。 到 1908 年自動測量裝置開始在磨床上得到運用。到了 1920 年前后，雙端面磨床、無心磨床、導軌磨床、軋輥磨床，超精加工機床和珩磨機等先后制成使用； 50 年代出現(xiàn)了高精度的外圓磨床； 60 年代末又出現(xiàn)了砂輪線速度可達 60～ 80m/s 的高速磨床和緩進給、大切深磨削的平面磨床； 70 年代，采用微處理機的適應控制和數(shù)字控制等先進技術(shù)在磨床上得到了廣泛應用。隨著機械產(chǎn)品精度、強度、可靠性和壽命等要求的不斷提高以及新型材料的廣泛使用，磨削加工技術(shù)正朝著超精細、超硬度磨削發(fā)展，開發(fā)精密高剛度的自動化數(shù)控磨床的成發(fā)展趨勢。 課題研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 當今磨床的數(shù)控化率不斷 的提升，平面磨床的發(fā)展趨勢是轉(zhuǎn)向臺階、成形、切入、快速抖動和三維空間曲線表面磨削加工。平面磨床是磨床類機床中演變潛力最大的一種機型。我國平面磨床制造企業(yè)正跳出傳統(tǒng)的平面磨削思維，轉(zhuǎn)向曲線或輪廓等非平面磨削加工的思路上發(fā)展，以形成我們自己特色的技術(shù)和產(chǎn)品。 平面磨床發(fā)展現(xiàn)狀 (1)從規(guī)格上看，目前平面磨床以小型平磨為主。臺面寬度在 200mm 以下的占近 50%，福州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 2 小規(guī)格機床在運輸和布展都較為方便；國外的平面磨床并沒有普通、精密和高精度的精度等級之分，相對于小規(guī)格機床來說，精度容易做得很高；隨 著工業(yè)發(fā)展水平的提高，在國際市場上，中、小規(guī)格的平面磨床有很大的潛在需求。 (2)從控制上看，目前 70%以上的平面磨床為數(shù)控型，分為單軸、雙軸及三軸數(shù)控，最多可達五軸控制，特別是 400mm 以上的大規(guī)格機型，全部為數(shù)控型。隨著技術(shù)水平的發(fā)展，磨床的功能也發(fā)生變化，平磨已從傳統(tǒng)的平磨向成形磨轉(zhuǎn)變，常規(guī)控制方法已難以實現(xiàn)功能的要求。數(shù)控型平面磨床已形成一個市場的潮流。 (3)從功能上看， 50%以上的平面磨床不僅僅用于水平平面的加工，而且轉(zhuǎn)向臺階、成形、切入、快速抖動、三維空間曲線等表面磨削加工，在國際上如 BLM、 ELB 公司以平面磨床為基礎變化而成的五軸聯(lián)動磨削中心，可以實現(xiàn)復雜曲面的磨削； Trutech、 Unison公司研發(fā)的柔性磨削系統(tǒng)，可以實現(xiàn)成形、外圓、無心、工具、輪廓等磨削工藝；還有 Parker、裕福公司等的快速抖動平面磨床等，都反映出平面磨床是磨床類機床中最具演變潛力的一種機型。 發(fā)展呈現(xiàn)三大變化 (1) 復合、高速、高剛性、高精度仍是金切機床發(fā)展的主要方向，但又有新的變化。復合，已從原來的為復合而復合轉(zhuǎn)為目前從實用高效考慮為主，如車、銑復合，銑、車、鉆的復合，電火花和銑床的復合等；從功能上看 ，復合型機床的針對性很強，一般都是針對某類零件考慮；從精度上看，定位精度＜ 2μ m，重復定位精度≤177。 1μ m 的機床已較為普遍；從主軸轉(zhuǎn)速來看， 的主軸可達 60000 轉(zhuǎn) /分鐘， 13kW 的主軸可達 42021 轉(zhuǎn) /分鐘，主軸高速旋轉(zhuǎn)已不是小功率機床的專有特征；從剛性上看，目前已經(jīng)出現(xiàn)可加工60HRC 硬度材料的加工中心。 (2)模塊化設計在機床制造中已應用得十分熟練。橫向系列、縱向系列、跨系列、全系列的模塊化設計，無論是牧野、大隈等為代表的日本機床，還是 Cincinnati、 Haas 等為代表的美國機床，在外形上看 似乎完全一樣，不同公司生產(chǎn)的機床功能則完全不同，但所構(gòu)成的各模塊很多則是通用的。 (3)全自動控制的概念已發(fā)生變化。傳統(tǒng)的全自動機床是采用一只液動或氣動的機械手來實現(xiàn)工件的自動上、下料，而現(xiàn)在是通過采用真正意義上的多關(guān)節(jié)串聯(lián)式機器人，來實現(xiàn)工件的上、下料，包括對已加工完成零件的堆放。控制范圍的加大，組線靈活性的加強，同時輔助配套的機械大大減少。 磨床 PLC 控制系統(tǒng)設計 3 第 2 章 M7120 平面磨床的結(jié)構(gòu)及功能 平面磨床的主要結(jié)構(gòu)及運動方式 M7120 平面磨床的主要結(jié)構(gòu) M7120 型平面磨床是臥軸矩形工作臺 ，主要由床身、工作臺、電磁吸盤、砂輪箱、立柱、滑座等部分組成，如圖 21 所示。磨床工作時采用砂輪周邊磨削工件，砂輪由砂輪電動機帶動旋轉(zhuǎn)。在床身中裝有液壓傳動裝置，以使工作臺在床身的水平導軌上做往復運動，為使運動時能夠平穩(wěn)且容易調(diào)節(jié)運動速度，采用液壓傳動將電機的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動。而工作臺的往復運動換向是通過撞塊碰撞床身上的液壓換向手柄改變油路來實現(xiàn)的。在工作臺上安裝有電磁吸盤是用于固定被加工工件的夾具。立柱可在床身的橫向?qū)к壣献鳈M向給進運動，這一運動可由液壓傳動，也可用手輪操作。砂輪箱在立柱上作垂直運動，以 實現(xiàn)砂輪箱的垂直進給。 圖 21 M7120 平面磨床外形結(jié)構(gòu)示意圖 M7120 平面磨床的運動形式 平面磨床的主要運動是指砂輪的的旋轉(zhuǎn)運動，磨削時砂輪的外圓線速度大致在30~50m/s 的范圍內(nèi)。砂輪的旋轉(zhuǎn)只要求單方向旋轉(zhuǎn)，且 無調(diào)速要求。平面磨床的進給運動有垂直進給既滑座沿立柱上的垂直導軌移動；橫向的進給既砂輪箱在滑座上的水平移動；縱向進給既工作臺沿床身的往復運動。 福州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 4 M7120 平面磨床的電力拖動特點及控制特點 電力拖動特點 平面磨床 M7120 是一種精密的機床，為保證其加工精度、使平穩(wěn)運行，確保工作臺往復運動換向時的慣性最小且無沖擊力，對工作臺往復運動和砂輪箱橫向進給采用液壓