【正文】 基本一致。為了加工出各種表面，車床刀具之間要保持必要的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。車床必須具備下列運(yùn)動(dòng)。(1)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 車床通常以工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)作為主運(yùn)動(dòng)，用n(r／min)表示。主運(yùn)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)切削最基本的運(yùn)動(dòng)，其特點(diǎn)是速度高且消耗的動(dòng)力較大。(2)刀具的移動(dòng)。 這是車床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，常用貝mm／r)表示。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向可以是平行于工件的軸線或垂直于工件軸線，也可以是與中心線成一定角度或做曲線運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度較低，所消耗的動(dòng)力也較少。主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是形成被加工表面形狀所必需的運(yùn)動(dòng)，稱為機(jī)床的表面成形運(yùn)動(dòng)。此外，機(jī)床上還有一些其他運(yùn)動(dòng)，如切入運(yùn)動(dòng)和分度運(yùn)動(dòng)。臥式車床上的切入運(yùn)動(dòng)通常與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向相垂直，且由工人手動(dòng)操縱刀架來實(shí)現(xiàn)。為了減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和節(jié)省空行程，時(shí)間，CA6140型車床還具有刀架縱向及橫向的快速移動(dòng)。機(jī)床中除了成形運(yùn)動(dòng)、切入運(yùn)動(dòng)和分度運(yùn)動(dòng)等直接影響加工表面和質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)外，還有輔助運(yùn)動(dòng)(為成形運(yùn)動(dòng)創(chuàng)造條件的運(yùn)動(dòng)稱為輔助運(yùn)動(dòng))。 PLC 簡介 PLC Programmable Logic Controller（可編程控制器），是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制基礎(chǔ)上開發(fā)的工業(yè)自動(dòng)化控制裝置，是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，它具有可靠性高、設(shè)計(jì)施工周期短、維修方便、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，其種類繁多，不同廠家的產(chǎn)品各有特點(diǎn)，且有一定的區(qū)別。但作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，PLC 具有一定的共性，它們都是通過輸入接口，接收工業(yè)設(shè)備或生產(chǎn)過程的各類輸入信號(hào)（如從操作按鈕、行程開關(guān)等送來的開關(guān)量或有由位器、傳感器、變送器等提供的模擬量），并將其轉(zhuǎn)換成其能夠接受和處理的數(shù)據(jù)，運(yùn)行用戶控制程序，將產(chǎn)生的結(jié)果通過輸出接口轉(zhuǎn)換成外圍設(shè)備所需要的控制信號(hào)，去驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象（如接觸器、電磁閥、調(diào)節(jié)閥、指示燈、調(diào)速裝置等），進(jìn)而控制工業(yè)設(shè)備或生產(chǎn)過程。電氣系統(tǒng)改造為 PLC 控制的意義 傳統(tǒng)的繼電器—接觸器控制系統(tǒng)由于其結(jié)構(gòu)簡單、容易掌握、價(jià)格便宜，在一定的范圍內(nèi)能滿足控制要求，因而使用面甚廣，在工業(yè)控制領(lǐng)域中曾占主導(dǎo)地位，但是繼電器—接觸器控制有著明顯的缺點(diǎn)：設(shè)備體積大、壽命短、可靠性差、動(dòng)作速度慢、功能少、程序不可變；因此對(duì)于程序固定，控制過程不太復(fù)雜的系統(tǒng)還是適合的。但是由于它是靠硬連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)，接線復(fù)雜，所以當(dāng)生產(chǎn)工藝或?qū)ο蟾淖儠r(shí)，原有的接線和控制柜就要改接或更改，通用性和靈活性較差。 但可編程序控制器（PLC）以其完善的功能，很強(qiáng)的通用性，體積少及高可靠性等特點(diǎn)在各工礦企業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。在工廠自動(dòng)化系統(tǒng)中，PLC 被廣泛采用為核心的控制器件。它既可組成功能齊全的自控系統(tǒng)控制整個(gè)工廠的運(yùn)行，亦可單獨(dú)使用作單機(jī)自動(dòng)控制。它還是繼電器控制柜的理想替代物。在生產(chǎn)工藝控制、過程控制、機(jī)床控制、組合機(jī)床自動(dòng)控制等場合，占有舉足輕重的地位。 C650 車床的控制要求 從車削工藝要求出發(fā)，對(duì)各電動(dòng)機(jī)的控制要求主要是：電動(dòng)機(jī) M1（30KW）：由它完成主運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)。要求：直接起動(dòng)連續(xù)運(yùn)行方式并有點(diǎn)動(dòng)功能以便調(diào)整；能正反轉(zhuǎn)以滿足螺紋加工需要；由于加工工件轉(zhuǎn)動(dòng)慣性大，停車時(shí)帶有電氣制動(dòng)，此外，還要顯示電動(dòng)機(jī)的工作電流以監(jiān)視切削狀況。 冷卻電動(dòng)機(jī) M2：用以加工時(shí)提供冷卻液，采用直接起動(dòng)、單向運(yùn)行、連續(xù)工作方式?？焖僖苿?dòng)電動(dòng)機(jī) M3：單向點(diǎn)動(dòng)、短時(shí)工作方式。 要求有局部照明和必要的電氣保護(hù)與聯(lián)鎖。C650 車床的控制具體要求軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度可調(diào), 車削加工時(shí)，由于工件的材料、尺寸、工藝要求、加工方式、冷卻條件及刀 具種類不同， 切削速度應(yīng)不同， 因此要求主軸轉(zhuǎn)速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)； 加工螺紋時(shí)， 要求保證工件的旋轉(zhuǎn)速度與刀具的移動(dòng)速度之間具有嚴(yán)格的比例關(guān)系。為此，車床溜板箱與主軸之間通過齒輪來連接，所以刀架移動(dòng)和主軸旋轉(zhuǎn)都 是由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng),而刀具的進(jìn)給是通過交換齒輪箱傳給進(jìn)給箱的配合來實(shí)現(xiàn)的。主軸能正反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn) 車削加工一般只需要單向旋轉(zhuǎn)，但在車削螺紋時(shí)為避免亂扣，要求主軸反轉(zhuǎn) 來退刀，因此要求主軸能正反旋轉(zhuǎn)。車床主軸旋轉(zhuǎn)方向可通過改變主軸電機(jī)轉(zhuǎn)向 及用機(jī)械手柄（離合器）來控制。 主軸以及各電動(dòng)機(jī)起動(dòng)應(yīng)平穩(wěn) 為滿足此要求，一般功率較小的電動(dòng)機(jī)（如：冷卻泵電動(dòng)機(jī) M2 功率是 2. 2kW、刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī) ）可以直接起動(dòng)，功率較大的電動(dòng)機(jī)（如：主軸電動(dòng)機(jī) M1功率是30kW）一般用降壓啟動(dòng)，但若電動(dòng)機(jī)在空載或輕載情況下起動(dòng)，雖然功率較大，仍可直接啟動(dòng)。 主軸應(yīng)能迅速停車 迅速停車可以縮短輔助時(shí)間，提高工作效率，為使迅速停車，電動(dòng)機(jī)必須采 取制動(dòng)。車床主軸電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方式有兩種，一種是機(jī)械制動(dòng)（例如機(jī)械摩擦的 離合器制動(dòng)），另一種是電氣制動(dòng)（例如能耗制動(dòng)和反接制動(dòng)），C650 臥式車床 主軸電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方式用反接制動(dòng)。車削時(shí)的刀具及工件應(yīng)進(jìn)行冷卻 由于加工時(shí)的刀具及工件的溫度相當(dāng)高， 應(yīng)設(shè)有專用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)冷卻泵工作。 機(jī)床各電路應(yīng)有必要的保護(hù)及照明等電路為防止機(jī)床電路發(fā)生漏電、過載、短路等故障，主電路、控制電路應(yīng)裝上自 動(dòng)空氣開關(guān)、漏電開關(guān)及熱繼電器等電氣元件，電路的相應(yīng)環(huán)節(jié)具有聯(lián)鎖功能， 機(jī)床外殼要接地。為滿足工作要求，機(jī)床應(yīng)設(shè)有專用照明裝置。C650車床主電路控制系統(tǒng)原理圖如圖12所示。圖12 C650車床電氣控制原理圖 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本要求 PLC 控制系統(tǒng)是由 PLC 與用戶輸入、輸入設(shè)備連接而成的，用以完成預(yù)期的控制目的與相應(yīng)的控制要求。因比 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容應(yīng)包括: 了解設(shè)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(dòng)作（動(dòng)作順序，必需的保護(hù)和聯(lián)鎖等），操作方式（手動(dòng)，自動(dòng)，點(diǎn)動(dòng)，連續(xù)等）。根據(jù)控制要求確定系統(tǒng)控制方案，進(jìn)行系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。 進(jìn)行 PLC 控制系統(tǒng)配置的設(shè)計(jì)，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(duì)于保證整個(gè)控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起著重要的作用。選擇 PLC，應(yīng)包括機(jī)型的選擇 、I/O 模塊的選擇等。 選擇用戶輸入設(shè)備（按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)、行程開關(guān)等） 輸出設(shè)備（繼電器、接觸器、信號(hào)燈等執(zhí)行元件），以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對(duì)象（電動(dòng)機(jī)、電磁閥等），這些設(shè)備屬于一般的電器元件。 根據(jù)控制要求基本確定 I/O 點(diǎn)數(shù)和模擬量通道數(shù)，進(jìn)行 I/O 初步分配，繪制I/O 接線圖 程序設(shè)計(jì)主要包括繪制控制系統(tǒng)流程圖、設(shè)計(jì)梯形圖、語句表程序，控制程序是控制整個(gè)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(guān)鍵。 聯(lián)機(jī)調(diào)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(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào)，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。二、 總體方案設(shè)計(jì)C650 臥式車床的控制方式及其優(yōu)缺點(diǎn)C650 臥式車床的控制方式是將接觸器、繼電器、定時(shí)器、其他電器及其觸點(diǎn)按一定邏輯關(guān)系連接的繼電接觸器控制系統(tǒng)，其具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、便于掌握的特點(diǎn)，在一定范圍內(nèi)滿足控制要求，此控制方式在工業(yè)控制中比較常見。但這種控制方式存在著設(shè)備體積大、動(dòng)作速度慢、功能少而固定、可靠性差、難于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制的缺點(diǎn)，特別是由于它是靠硬連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)，接線復(fù)雜，當(dāng)生產(chǎn)工藝改變時(shí)，原有的接線和控制盤就要更換，缺乏通用性和靈活性。 為了解決繼電接觸器控制系統(tǒng)的這一缺點(diǎn)，尋求一種比繼電接觸器更可靠、功能更齊全、相應(yīng)速度更快的新型工業(yè)控制器勢在必行。此新型工業(yè)控制器應(yīng)該既有電接觸器簡單易懂、使用方便、價(jià)格低的特點(diǎn)又有功能完善、通用性好、靈活性好的優(yōu)點(diǎn)。從被控制對(duì)象維護(hù)簡單和控制器性價(jià)比高、綜合成本低這幾個(gè)主要原則出發(fā)，可編程控制器（PLC）是最佳的選擇PLC 控制系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)的比較 PLC 控制系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)的比較主要有以下優(yōu)點(diǎn)： （1） 控制方法 電氣控制系統(tǒng)控制邏輯采用硬件接線，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)等組成控制 邏輯，其連線多且復(fù)雜、體積大、功耗大，系統(tǒng)構(gòu)成后，想再改變或增加功能較為困難。 另外，繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量有限，所以電氣控制系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性受到很大限制。而 PLC 采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，其控制邏輯時(shí)以程序的方式存放在存儲(chǔ)器中的，要改變控制邏輯 只需改變程序，因而很容易改變或增加系統(tǒng)功能。系統(tǒng)連線少、體積小、功耗小，而且 PLC 所謂的“軟繼電器”實(shí)質(zhì)上是存儲(chǔ)器單元的狀態(tài)，所以“軟繼電器”的觸點(diǎn)數(shù)量是無限的 3 PLC 系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性也較好。 （2） 工作方式 在繼電器控制電路中，當(dāng)電源接通時(shí)，電路中所有繼電器都處于受制約狀態(tài)，即該吸 合的繼電器都同時(shí)吸合，不該吸合的繼電器受某種條件限制而不能吸合，這種工作方式稱 為并行工作方式。而 PLC 的用戶程序按一定順序循環(huán)執(zhí)行，所以各繼電器都處于周期性循 環(huán)掃描接通中，受同一條件制約的各個(gè)繼電器的動(dòng)作次序決定于程序掃描順序，這種工作 方式稱為串行工作方式。 （3） 控制速度 繼電器控制系統(tǒng)依靠機(jī)械觸點(diǎn)的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作效率低，機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng) 問題。而 PLC 時(shí)通過程序指令控制半導(dǎo)體電路來實(shí)現(xiàn)控制的，速度快，程序指令執(zhí)行時(shí)間 在微秒級(jí)，且不會(huì)出現(xiàn)觸點(diǎn)抖動(dòng)問題。 （4） 定時(shí)和計(jì)數(shù)控制 電氣控制系統(tǒng)采用時(shí)間繼電器的延時(shí)動(dòng)作進(jìn)行時(shí)間控制，時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間易受 環(huán)境溫度和溫度變化的影響，定時(shí)精度不高。而 PLC 采用半導(dǎo)體集成電路做定時(shí)器，時(shí)鐘 脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬，用戶可根據(jù)需要在程序中設(shè)定時(shí)值，修改 方便，不受環(huán)境的影響，且 PLC 具有計(jì)數(shù)功能，而電氣控制系統(tǒng)一般不具備計(jì)數(shù)功能。 （5） 可靠性和可維護(hù)性 由于電氣控制系統(tǒng)使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，存在機(jī)械磨損、電弧燒傷等問題，壽命短， 系統(tǒng)的連線多，所以可靠性和可維護(hù)性較差。而 PLC 大量的開關(guān)動(dòng)作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電 路來完成，壽命長、可靠性高。PL