【正文】 1 退 6SB 夾緊 17SB 滑臺(tái) 2 原位 3SQ 進(jìn)料 2YJ 主軸 1 點(diǎn)動(dòng) 7SB 松開 18SB 滑臺(tái) 2 終點(diǎn) 4SQ 放料 3YJ 滑臺(tái) 2 進(jìn) 8SB 上料器進(jìn) 19SB 滑臺(tái) 3 原位 5SQ 潤滑壓力 4YJ 滑臺(tái) 2 退 9SB 上料器退 20SB 6 2 輸出信號(hào)（共 27 個(gè)）。停止冷卻泵按 SB7 即可。 (3)液壓泵起動(dòng) 按 SB3→KM2 （ +） KM2 主閉 →M2 起動(dòng)，提供高壓油，為液壓系統(tǒng)工作準(zhǔn)備， KM2 輔閉自鎖。 4 要求在動(dòng)力頭工作進(jìn)給時(shí)，冷卻泵電動(dòng)機(jī) M3 才接通，但也可以隨時(shí)調(diào)整。 (3)冷卻泵電動(dòng)機(jī)單向工作，過載及短路保護(hù)。 要求組合機(jī)床能以手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)三種工作方式工作。目前，組合機(jī)床的研制正向高效、高精度、高自動(dòng)化和柔和性化方向發(fā)展。第二方面是動(dòng)力部件的半自動(dòng)循環(huán)控制。 組合機(jī)床通常由標(biāo)準(zhǔn)通用部件和加工專用部件組合構(gòu)成，動(dòng)力部件采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)或采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，由電氣系統(tǒng)進(jìn)行工作自動(dòng)循環(huán)的控制，是典型的機(jī)電或機(jī)電液一體化的自動(dòng)加工設(shè)備。專用機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)的多刀切削，自動(dòng)化程度較高，結(jié)構(gòu)較簡單，生產(chǎn)效率也較高。 1 正文 第 一 章 緒論 一 、 組合機(jī)床概述 組合機(jī)床是針對(duì)特定工件，進(jìn)行特定加工而設(shè)計(jì)的一種高效率自動(dòng)化專用加工設(shè)備， 這類設(shè)備大多能多刀同時(shí)工作，并且具有自動(dòng)循環(huán)的功能 。但是，專用機(jī)床的設(shè)計(jì)，制造周期長，造價(jià)高，工作可靠性也較差。 常見的組合機(jī)床，標(biāo)準(zhǔn)通用部件有動(dòng)力滑臺(tái)各種加工動(dòng)力頭以及回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等，可用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，也可用液壓驅(qū)動(dòng)。第三方面是整批全自動(dòng)工作循環(huán)控制。 本文所用組合機(jī)床為四工位組合機(jī)床，該機(jī)床由四個(gè)滑臺(tái)，各載一個(gè)加工動(dòng)力頭，組成四個(gè)加工工位，除了四個(gè)加工工位外，還有夾具，上下料機(jī)械手和進(jìn)料器，四個(gè)輔助裝置以及 冷卻和液壓系統(tǒng)共 14 個(gè)部分。全自動(dòng)工作方式為一個(gè)工作循 環(huán)結(jié)束后，自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)；半自動(dòng)工作方式為一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束后，機(jī)床將停車于初始狀態(tài)；手動(dòng)方式是用于手動(dòng)調(diào)整的。 （ 二 ） 元件選用 根據(jù)上面要求，要選用三臺(tái)電動(dòng)機(jī)： M1——控制主軸的電動(dòng)機(jī)； M2——控制液壓泵的電動(dòng)機(jī)； M3——控制冷卻泵的電動(dòng)機(jī)。 （二） 元件選用 KM1～ KM3——控制 M1～ M3 單向起動(dòng)動(dòng)作接觸器； SB1——總停按鈕； SB SB3——M1 與 M2 起動(dòng)按鈕； SB SB5——M1 與 M2 停止按鈕； SB6——冷卻泵電動(dòng)機(jī)（ M3）調(diào)整按鈕； SB7——冷卻泵電動(dòng)機(jī)單獨(dú)停止按鈕； SA1——控制 M1 與 M2 的同時(shí)與單獨(dú)起停開關(guān)； SA2—實(shí)現(xiàn)動(dòng)力頭工進(jìn)時(shí)自動(dòng)起動(dòng)與手動(dòng)調(diào)整的開關(guān)； FR1～ FR3——M1～ M3 過載保護(hù)熱繼電器； SA3——照明開關(guān)； HL1——電源指示燈； EL——照明燈。 (4)液壓泵停止 按 SB5→KM2 （ –） →RM2 主復(fù)位 →M2 停止。 (7)冷卻泵自動(dòng)控制 首先將 SA2 打在 A 位置，當(dāng)動(dòng)力頭工作進(jìn)給時(shí) KA2（ +） →KA2 常開閉合→KM3 （ +） →KM3 主閉 →M3 自行起動(dòng)工作，提供冷卻液。其中： YV 為電磁閥； KM 為接觸器； HL 為指示燈 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。因此廣泛應(yīng)用于各類機(jī)床和機(jī)械設(shè)備。因而傳統(tǒng)的繼電器 接觸器控制系統(tǒng)常常不能滿足這種需求。它能通過組合邏輯元件插接或變成來實(shí)現(xiàn)繼電器 接觸器控制線路功能的裝置，它能滿足成組經(jīng)常改變的控制要求，使控制系統(tǒng)具有較大的靈活性和通用性，但它還是使用硬件手段，裝置體積大，功能也受到了一定的限制。這種期間完全能夠適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境，由于它兼?zhèn)淞?計(jì)算機(jī)控制和繼電器 接觸器控制兩方面的優(yōu)點(diǎn)，故目前世界各國將其作為一種標(biāo)準(zhǔn)化通用設(shè)備普遍應(yīng)用于工業(yè)控制。由于它的結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價(jià)格低廉，所以使用廣泛。當(dāng)一個(gè)電氣控制系統(tǒng)研制完后，要想再做修改都要隨 8 著現(xiàn)場接線的改動(dòng)而改動(dòng)。它除了輸入端和輸出端要與現(xiàn)場連線以外，而控制邏輯是以程序的方式存儲(chǔ)在 PLC 的內(nèi)存當(dāng)中。 (2) 控制速度： 繼電器接觸式控制系統(tǒng)的控制邏輯是依靠觸電的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)的，工作頻率低。通常，一條用戶指令的執(zhí)行時(shí)間在微秒數(shù)量級(jí)。有些特殊的時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)不方便。并且 PLC 可以完成計(jì)數(shù)功能，而繼電接觸系統(tǒng)通常沒有計(jì)數(shù)功能。 (5) 可靠性和維護(hù)性。 PLC 采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動(dòng)作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成，可靠性高。但是，單片機(jī)不是專門針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場的自動(dòng)化控制而設(shè)計(jì)的，所以它與 PLC 比較起來有以下缺點(diǎn)： (1) 單片機(jī)不如 PLC 容易掌握 使用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，一般要使用微處理器的匯編語言編程。 (2) 單片機(jī)不如 PLC 使用簡單 使用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，一般要在輸入輸出接口上做大量的工作。輸出接口具有一定的驅(qū)動(dòng)負(fù)載能力，能適應(yīng)一般的控制 要求。 通過上面的比較，針對(duì)組合機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)，雖然 PLC 的價(jià)格高一些，但良好的穩(wěn)定性和高度的可靠性可確保機(jī)床在加工零件時(shí)的精度，所以決定采用 PLC 控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。 PLC 體積小、功能強(qiáng)、速度快，可靠性高，又具有較大的靈活性和擴(kuò)展性。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)， FX 系列 PLC平均故障間隔大于 20210~50000h，而平均修復(fù)時(shí)間則小于 10min； PLC 機(jī)能處理工業(yè)現(xiàn)場的強(qiáng)電信號(hào)，如交流 220V、直流 24V，并可直接驅(qū)動(dòng)功率部件，可長期工作在嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境能夠中。用 PLC 的編程邏輯提供了 11 能隨要求而改變的“間接網(wǎng)絡(luò)”，這樣生產(chǎn)線的自動(dòng)化過程就能隨意去改變，這種性能使 PLC 具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。由于它的結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價(jià)格低廉，所以使用廣泛。當(dāng)一個(gè)電氣控制系統(tǒng)研制完后，要想再做修改都要隨著現(xiàn)場接線的改動(dòng)而改動(dòng)。它除了輸入端和輸出端要與現(xiàn)場連線以外，而控制邏輯是以程序的方式存儲(chǔ)在 PLC 的內(nèi)存當(dāng)中。 (2) 控制速度 繼電器接觸式控制系統(tǒng)的控制邏輯是依靠觸點(diǎn)的動(dòng)作來 實(shí)現(xiàn)的，工作頻率低。通常，一條用戶指令的執(zhí)行時(shí)間在微秒數(shù)量級(jí)。有些特殊的時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，維護(hù)不方便。觸點(diǎn)在開閉時(shí)會(huì)受到電弧的損壞，壽命短。 總之， PLC 在性能上均優(yōu)越于繼電 接觸式控制系統(tǒng)，特別是控制速度快，可靠性高，設(shè)計(jì)施工周期短，調(diào)試方便，控制邏輯修改方便，而且體積小，功耗低。對(duì)于那些只熟悉機(jī)電控制的技術(shù)人員來說，需要進(jìn)行相當(dāng)長一段時(shí)間系統(tǒng)地學(xué) 習(xí)單片機(jī)的知識(shí)才能掌握。除了要進(jìn)行控制程序的設(shè)計(jì)，還要在單片機(jī)的外圍進(jìn)行很多硬件和軟件工作，才能與控制現(xiàn)場連接起來，調(diào)試也較繁瑣。 (3) 單片機(jī)不如 PLC 可靠 使用單片機(jī)進(jìn)行工業(yè)控制，突出的問題就是抗干擾性能較差。選擇機(jī)型的基本原則是在功能滿足要求的前提下，保證可靠，維護(hù)使用方便以及最佳功能價(jià)格比。在點(diǎn)數(shù)上，輸入點(diǎn)數(shù)， 輸出點(diǎn)數(shù)的比例，模塊的種類方面選擇余地大，且維修方便，一般用于較復(fù) 14 雜的控制系統(tǒng)。 由 PLC組成的四工位組合機(jī)床控制系統(tǒng)有輸入信號(hào) 42個(gè)，均為開關(guān)量。 （ 3） 確定 PLC 機(jī)型及擴(kuò)展模塊。 二、 設(shè)計(jì)輸入輸出信號(hào)地址表 輸入輸出信號(hào)地址表是將輸入輸出列成表，給出相應(yīng)的地 址和名稱，以備軟件編程和系統(tǒng)調(diào)試時(shí)使用的一種表。 PLC 的輸入點(diǎn)大部分是共點(diǎn)式，即所有輸入點(diǎn)具有一個(gè)公共端 COM。