【正文】 動刀架和溜板箱快速移動。電動機可根據(jù)使用需要，隨時手動控制起停。 4．采用電流表檢測電動機負載情況。 5．車削加工時，因被加工的工件材料、性質、形狀、大小及工藝要求不同，且刀具種類也不同，所以要求切削速度也不同，這就要求主軸有較大的調速范圍。車床大多采用機械方法調速，變換主軸箱外的手柄位置，可以改變主軸的轉速。 傳統(tǒng)的機床控制系統(tǒng)是硬連線方式的繼電一接觸器控制系統(tǒng)， 但 該系統(tǒng)連線復雜，體積大，可靠性差，自動化水平低，難以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，中 小 批量零件的生產(chǎn)占產(chǎn)品 數(shù)量的比例越來越高，零件的復雜性和精度要求迅速提高 ， 傳統(tǒng)的普通磨床已經(jīng)越來越難以適應現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，制畢業(yè)設計 (論文 ) 2 造業(yè)的競爭已從早期降低勞動力成本、產(chǎn)品成本，提高企業(yè)整體效率和質量的 競爭 ，發(fā)展到全面滿足顧客要求 、 積極開發(fā)新產(chǎn)品的 競爭 ，將面臨知識 — 技術 — 產(chǎn)品的更新周期越來越短，產(chǎn)品批量越來越小，而對質 量、性能的要求更高，同時社會對環(huán)境保護、綠色制造的意識不斷加強 ， 因此敏捷先進的制造技術將成為企業(yè)贏得 競 爭和生存、發(fā)展的主要手段。計算機信息技 術和制造自動化技術的結合越來越緊密，作為自動化柔性生產(chǎn)重要基礎 的“軟 ” 控制系統(tǒng) 機床 ， 在生產(chǎn)中所占比例將越來越 高。 20 世紀 70 年代以前，電氣自動控制的任務基本上是由繼電器控制系統(tǒng)來完成。繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點是結構簡單、價格低廉、抗干擾能力強，所以當時應用的十分廣泛，至今仍在許多簡單的機械設備中應用。但是，該類控制系統(tǒng)的缺點也十分明顯，它采用固定的硬件接線方式來完成各種邏輯控制，靈活性差；另外機械性觸點的工作頻率低，易損壞，因此可靠性較差。 當前，隨著科學技術的不斷發(fā)展及生產(chǎn)工藝上不斷提出新的要求，電氣控制技術得到飛速的發(fā)展。在控制方法上，主要是從手動到自動控制；在控制 功能上，是從簡單的控制設備到復雜的控制系統(tǒng)；在操作方式上，由笨重到輕巧；在控制原理上，從有觸點的繼電接觸式控制系統(tǒng)到以計算機為核心的“軟”控制系統(tǒng)。 PLC 的應用面廣、功能強大、使用方便，是當代工業(yè)自動化的主要設備之一。PLC 以軟件手段實現(xiàn)了各種控制功能，與繼電器控制系統(tǒng)相比，靈活性大大提高；與普通的計算機相比，又具有可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單、組合靈活、擴展方便、體積小等突出優(yōu)點，因而在機床電氣控制系統(tǒng)中得到廣泛的應用。 PLC 在電氣控制系統(tǒng)中的應用 PLC 是先進的工業(yè)化國家通用的標準工業(yè)控制設備 ，在現(xiàn)代工業(yè)自動化控制中是最值得重視的先進控制技術，現(xiàn)在已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大技術支柱(PLC,CAD/CAM,ROBOT) 之一， 可編程邏輯控制器是專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的一種數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字量、模擬量的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 PLC 是微機技術與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術相結合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機械觸點的接線復雜、可畢業(yè)設計 (論文 ) 3 靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺 點，充分利用了微處理器的優(yōu)點。 用 PLC 控制改造其繼電器控制電路 , 可靠性高、邏輯功能強、體積小，降低了設備故障率 , 提高了設備使用效率 , 運行效果良好。 隨著我國電力體制改革的深化，電力市場競爭將更加激烈，降低資源損耗和提高管理效益成為各發(fā)電企業(yè)的迫切需求。為此，對火電廠輔助車間自動控制水平提出了更高的要求。經(jīng)過科技人員的不斷引進、開發(fā)、研究 , 我國大型火電站的輔助系統(tǒng)（輸煤、化水、除灰、除渣、燃油泵房、循環(huán)水泵房等）已由繼電器控制過渡到完全由 PLC 監(jiān)控。 PLC 是一種專為工業(yè)生產(chǎn)自動化控制設計的，一般 而言，無須任何保護措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。然而，當生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強烈，或安裝使用不當，就可能造成程序錯誤或運算錯誤，從而產(chǎn)生誤輸入并引起誤輸出，這將會造成設備的失控和誤動作，從而不能保證 PLC 的正常運行。要提高 PLC 控制系統(tǒng)可靠性，一方面生產(chǎn)廠家要提高 PLC 的抗干擾能力；另一方面，要在設計、安裝和使用維護中引起高度重視，多方配合，減少及消除干擾對 PLC 的影響。在新的時代， PLC 會有更大的發(fā)展，產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，通過完美的人機界面、完備的通信設備、成熟的現(xiàn)場總線 通信能力會更好地適應各種工業(yè)控制場合的需求， PLC 作為自動化控制網(wǎng)絡和國際通用網(wǎng)絡的重要組成部分，將在我國發(fā)電廠的電氣自動化建設中發(fā)揮越來越大的作用。 C650 型臥式車床 發(fā)展趨勢 數(shù)控技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，它對國計民生的一些重要行業(yè) (IT、汽車、輕工、醫(yī)療等 )的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。當前數(shù)控車床呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢。 1. 高速、高精密化 高速、精密是機 床發(fā)展永恒的目標。隨著科學技術突飛猛進的發(fā)展，機電產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快，對零件加工的精度和表面質量的要求也愈來愈高。為滿足這個復雜多變市場的需求，當前機床正向高速切削、干切削和準干切削方向發(fā)展，加工精度也在不斷地提高。另一方面，電主軸和直線電機的成功應用，陶瓷滾珠軸承、高精度大畢業(yè)設計 (論文 ) 4 導程空心內冷和滾珠螺母強冷的低溫高速滾珠絲杠副及帶滾珠保持器的直線導軌副等機床功能部件的面市，也為機床向高速、精密發(fā)展創(chuàng)造了條件。 數(shù)控車床采用電主軸，取消了皮帶、帶輪和齒輪等環(huán)節(jié)，大大減少了主傳動的轉動慣量，提高了主軸動態(tài)響應速度和 工作精度，徹底解決了主軸高速運轉時皮帶和帶輪等傳動的振動和噪聲問題。采用電主軸結構可使主軸轉速達到 10000r/min 以上。 直線電機驅動速度高，加減速特性好，有優(yōu)越的響應特性和跟隨精度。用直線電機作伺服驅動，省去了滾珠絲杠這一中間傳動環(huán)節(jié)，消除了傳動間隙 (包括反向間隙 )，運動慣量小，系統(tǒng)剛性好，在高速下能精密定位，從而極大地提高了伺服精度。 直線滾動導軌副，由于其具有各向間隙為零和非常小的滾動摩擦，磨損小，發(fā)熱可忽略不計，有非常好的熱穩(wěn)定性，提高了全程的定位精度和重復定位精度。通過直線電機和直線滾動導軌 副的應用，可使機床的快速移動速度由目前的 10～ 20m/mim提高到 60～ 80m/min，甚至高達 120m/min。 2. 高可靠性 數(shù)控機床的可靠性是數(shù)控機床產(chǎn)品質量的一項關鍵性指標。數(shù)控機床能否發(fā)揮其高性能、高精度和高效率，并獲得良好的效益，關鍵取決于其可靠性的高低。 3. 數(shù)控車床設計 CAD 化、結構設計模塊化 。 隨著計算機應用的普及及軟件技術的發(fā)展，CAD 技術得到了廣泛發(fā)展。 CAD 不僅可以替代人工完成繁瑣的繪圖工作，更重要的是可以進行設計方案選擇和大件整機的靜、動態(tài)特性分析、計算、預測及 優(yōu)化設計，可以對整機各工作部件進行動態(tài)模擬仿真。在模塊化的基礎上在設計階段就可以看出產(chǎn)品的三維幾何模型和逼真的色彩。采用 CAD，還可以大大提高工作效率，提高設計 的一次成功率，從而縮短試制周期，降低設計成本，提高市場競爭能力 。 通過對機床部件進行模塊化設計，不 僅能減少重復性勞動，而且可以快速響應市場，縮短產(chǎn)品開發(fā)設計周期 。 4. 功能復合化 功能復合化的目的是進一步提高機床的生產(chǎn)效率，使用于非加工輔助時間減至最少。通過功能的復合化，可以擴大機床的使用范圍、提高效率，實現(xiàn)一機多用、一機多能，即一臺數(shù)控車床既可以 實現(xiàn)車削功能，也可以實現(xiàn)銑削加工；或在以銑為主的畢業(yè)設計 (論文 ) 5 機床上也可以實現(xiàn)磨削加工。寶雞機床廠已經(jīng)研制成功的 CX25Y 數(shù)控車銑復合中心，該機床同時具有 X、 Z 軸以及 C 軸和 Y 軸。通過 C 軸和 Y 軸，可以實現(xiàn)平面銑削和偏孔、槽的加工。該機床還配置有強動力刀架和副主軸。副主軸采用內藏式電主軸結構，通過數(shù)控系統(tǒng)可直接實現(xiàn)主、副主軸轉速同步。該機床工件一次裝夾即可完成全部加工，極大地提高了效率。 畢業(yè)設計 (論文 ) 6 2 系統(tǒng) 總 設計 PLC 控制系統(tǒng)的設計基本內容 PLC 控制系統(tǒng)是由 PLC 與用戶輸入、輸入設備連接而成的，用以完成預期的控制目的與相應的控制要求 。因比 PLC 控制系統(tǒng)設計的基本內容應包括 : ⑴ 了解設備電器的工作原理。根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求，如需要完成的動作（動作順序，必需的保護和聯(lián)鎖等），操作方式（手動，自動 ，點動，連續(xù) 等）。根據(jù)控制要求確定系統(tǒng)控制方案 ，進行系統(tǒng)的總體設計 。 ⑵ 進行 PLC 控制 系統(tǒng)配置 的 設計，主要為 PLC 的選擇 ， PLC 是 PLC 控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇 PLC 對于保證整個控制系統(tǒng)的技術經(jīng)濟性能指標起著重要的作用。選擇 PLC， 應包括機型的選擇 、 I/O 模塊的選擇等 。 ⑶ 選擇用戶輸入設備 （ 按鈕、操作開關、限位開關、行程開關等 ） 、輸出設備 （ 繼電器、接觸器、信號燈等執(zhí)行元件 ） ，以及由輸出設備驅動的控制對象 （ 電動機、電磁閥等 ） ，這些設備屬于一般的電器元件。 ⑷ 根據(jù)控制要求基本確定 I/O 點數(shù)和模擬量通道數(shù)，進行 I/O 初步分配，繪制I/O 接線圖 ⑸ 程序設計主要包括繪制控制系統(tǒng)流程圖、設計梯形圖、語句表程序，控制程序是控制整個系統(tǒng)工作的核心條件，是保證系統(tǒng)工作正常，安全、可靠的關鍵。 ⑹ 聯(lián)機調試 。按照控制電路原理圖連接硬件，將編寫好的控制程序下載至 PLC，進行軟硬件聯(lián)調， 如 果 不滿足 控制系統(tǒng)的 要求， 再 返回修改程序或檢查接線，直到滿足 控制系統(tǒng)的 要求為止。 PLC 控制系統(tǒng)設計原則與步驟 PLC 控制系統(tǒng)設計的基本原則 ⑴ 最大限度地滿足被控對象的控制要求。設計前應深入現(xiàn)場進行調查研究，搜畢業(yè)設計 (論文 ) 7 集資料，并 擬定電氣控制方案。 ⑵ 在滿足控制要求的前提下， 力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、使用及維護方便。 ⑶ 保證控制系統(tǒng)安全可靠。 ⑷ 考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進，在選擇 PLC 的容量時，應適當留有裕量。 PLC 控制系統(tǒng)設計 與調試 步驟 PLC 控制系統(tǒng)的設計 調試 過程如圖 所示 。 畢業(yè)設計 (論文 ) 8 開 始交 付 使 用分 析 控 制 要 求確 定 I / O 設 備P L C 硬 件 系 統(tǒng) 配 置I / O 地 址 分 配繪 制 流 程 圖設 計 梯 形 圖輸 入 P L C 程 序軟 件 測 試測 試 正 常模 擬 調 試滿 足 要 求設 計 外 部 硬 件 接 線 圖硬 件 連 線修 改 程 序NNY 圖 PLC 控制系統(tǒng)的設計調試過程 畢業(yè)設計 (論文 ) 9 3 系統(tǒng) 硬件設計 主要電氣元件的選擇 任何一種繼電器系統(tǒng)都有三個部分組成，即輸入部分，邏輯部分和輸出部分。系統(tǒng)輸入部分由所有行程開關、方式選擇開關、控制按鈕等組成。邏輯部分是指由 各種繼電器及其觸點組成的實現(xiàn)一定邏輯功能的控制線路，輸出部分包括各種負載的接觸器線圈。 在 本次 控制系統(tǒng) 設計 中用 PLC 代替 了 繼電器控制系統(tǒng)中的邏輯線路部分 。在 車床 的電氣 控制 系統(tǒng)，所有 觸頭