【正文】 繼電器控制系統(tǒng)是針對一定得生產(chǎn)機械，固定的生產(chǎn)工藝而設(shè)計，采用硬接線方式安裝而成，只能進行開關(guān)量的控制；而PLC采用軟件編程來時此案各種控制功能，只要改變程序，就可適應(yīng)生產(chǎn)工藝的改變，并且可以實現(xiàn)開關(guān)量和模擬量的控制，因而適應(yīng)性強。v 機械設(shè)計和電氣設(shè)計應(yīng)相互配合。 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的原則電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計一般應(yīng)遵循以下幾項原則：v 最大限度的滿足生產(chǎn)機械和生產(chǎn)工藝對電氣控制系統(tǒng)的要求。 PLC電氣控制系統(tǒng)的選定 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的任務(wù)和內(nèi)容生產(chǎn)機械電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的基本任務(wù)是根據(jù)控制要求設(shè)計、編制出設(shè)備制造和使用維修過程中所必須的圖樣、資料等。（5） 為適應(yīng)加工的需要，主軸轉(zhuǎn)速與進給速度應(yīng)有較寬的調(diào)節(jié)范圍?？筛鶕?jù)刀具的種類預(yù)先選擇轉(zhuǎn)向，在加工過程中不允許變換轉(zhuǎn)向。故這些過程的操作和控制也應(yīng)密切的關(guān)注。然后人工卸件。該加工過程的完成主要是依賴主軸電機和液壓移動工作臺的協(xié)同工作。 立式單面前軸主銷孔上下面組合機床的加工過程機床的加工工作過程概括起來可分為上件過程、銑削面過程、下件過程和其他輔助動作。布置完之后，按照設(shè)計的電氣原理圖接線?；_配有分級進給裝置，可完成深孔加工。5）潤滑裝置：采用遞進式自動集中潤滑，給機床加入潤滑油以減小磨擦。2）冷卻裝置：采用大流量冷卻，由冷卻電機和油冷電機分別控制。 機床的床身機床的床身是完成加工任務(wù)的機械主體，各種加工任務(wù)都是在機床床身上完成加工的。組合機床的控制系統(tǒng)大多采用機械、液壓、電氣相結(jié)合的控制方式。組合機床適用于大批量產(chǎn)品或定型產(chǎn)品的生產(chǎn)。可以分為兩部分：電力拖動部分（包括電動機以及使電動機和機床相互連接起來的傳動機構(gòu)）和電氣控制部分。數(shù)字電路發(fā)展很快，從分立元件到集成電路，現(xiàn)又發(fā)展到微型計算機控制系統(tǒng)。電源控制設(shè)備電動機工作機械傳動機構(gòu)反饋裝置 圖11 電氣控制系統(tǒng)示意圖 其中，反饋裝置只在閉環(huán)系統(tǒng)中才會需要，開環(huán)系統(tǒng)則不需要。通常，電氣控制系統(tǒng)主要包括以下三個主要環(huán)節(jié)：* 動力部分：他是整個系統(tǒng)的電源供給環(huán)節(jié)，是整個系統(tǒng)的主干，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量的通道部件，包括動力開關(guān)、電氣控制部件、電動機等。機床的電氣控制系統(tǒng)就是用電氣手段為機床提供動力，并實現(xiàn)上述控制任務(wù)的系統(tǒng)。尤其是在電氣控制迅速發(fā)展的今天，可編程控制器PLC在機床上的廣泛應(yīng)用，使機床的加工精度和加工速度都得到了很大的改善，尤其是各種專用機床的成功研發(fā)，為機床的發(fā)展邁出了新的一步。利用刀具對金屬毛坯進行切削，從而加工出機械零件的工作機械就叫做切削機床，簡稱機床。當前PLC主要是朝著小型化、廉價化、標準化、高速化、智能化、大容量化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。它將原來順序控制器中程序的編制和執(zhí)行改由計算機軟件來實現(xiàn)，成為一種新型的工業(yè)控裝置，在順序控制領(lǐng)域開辟了新途徑。其通用性和靈活性強，但程序的實現(xiàn)和更改方式并沒有從本質(zhì)上改變。在實際生產(chǎn)中，大量存在一些以開關(guān)量控制的程序控制過程，而且生產(chǎn)工藝及流程經(jīng)常會發(fā)生變化，基于滿足這些控制要求，由集成電路組成的順序控制器應(yīng)運而生。這種控制系統(tǒng)主要由一些繼電器、接觸器、按鈕、行程開關(guān)等組成，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，維護方便，抗干擾強，因此廣泛應(yīng)用于各種機械設(shè)備上。s control system is of great control system adopts the control system based on PLC,which uses modern largescale integrated circuit technology and strict production process,and it can improve the antijamming and reliability of the the same time, PLC also has the plete package, perfect functions, applicability, system design, construction work in small, easy maintenance, easy to transform, small size, light weight, low power consumption, thus ensuring the electrical control of plex processes, so that safe and reliable machine to design is based on the characteristics of PLC control, pleting the design of control system of a PLC as the core technology of singlesided vertical bined machine tool milling the upper and lower surface of the shift main pain hole, the program can take full advantage of the PLC’s logic operations, sequence control, timing, counting and arithmetic operations, such as operation mands, through digital, analog input and output, to control the plexity of the circuit.Key words control system machine tool PLC引 言工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，無論是過程控制系統(tǒng)還是傳動控制系統(tǒng)，都包含著大量的開關(guān)量和模擬量?？刂葡到y(tǒng)采用PLC電氣控制方式，以其大規(guī)模的集成電路技術(shù)和嚴密的生產(chǎn)工藝制造確保系統(tǒng)的強抗擾性和高可靠性。實際中加工汽車前軸主銷孔上下面的通用機床不但加工速度慢而且加工精度不高，為彌補通用機床的這一缺陷，相應(yīng)的組合機床應(yīng)運而生從而也提高生產(chǎn)效率和工件加工精度。立式單面前軸主銷孔上下面組合機床就是用來粗銑加工汽車前軸主銷孔上下面的。同時，PLC還具有配套齊全，功能完善，適用性強，系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造，體積小，重量輕，能耗低等優(yōu)點，從而保證復(fù)雜的電氣控制過程，使機床能夠安全可靠的工作。開關(guān)量也稱數(shù)字量，如電動機的啟停、電燈的亮滅、閥門的開閉、電子電路的置位與復(fù)位、計時、計數(shù)等；模擬量也稱連續(xù)量，如不斷變化的溫度、壓力、速度、流量、液位等。并且該系統(tǒng)不僅可以方便的實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，而且還可以實現(xiàn)集中控制和遠距離控制。它具有程序變更容易、程序存儲量大、通用性強的優(yōu)點。1969年，基于計算機技術(shù)和繼電器接觸控制技術(shù)的結(jié)合，出現(xiàn)了可編程邏輯控制器PLC(Programmable Logic Controller)。1980年前后，出現(xiàn)了可編程控制器PC(Programmable Controller)，它是在可編程邏輯控制器基礎(chǔ)上進一步發(fā)展而來的。第一章 緒 論 課題背景當今，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學和國防的現(xiàn)代化，要求機械產(chǎn)業(yè)不斷地提供各種先進設(shè)備，如電力機車、內(nèi)燃機車、各種車輛、起重運輸機械、裝卸機械、工程機械、養(yǎng)路機械等設(shè)。機床是現(xiàn)代機械制造行業(yè)中最重要的加工設(shè)備，在一般機械制造廠中，機床所擔負的機械加工工作量，約占機械制造總工作量的40%～60%。 機床的電氣控制系統(tǒng)機床的運行，一是需要動力，二是需要控制。 電氣控制系統(tǒng)的組成實現(xiàn)自動控制的手段多種多樣，可以用電氣的方法實現(xiàn)，也可以用機械、液壓、氣動等方法實現(xiàn)。* 生產(chǎn)過程自動控制部件：它是生產(chǎn)過程自動化的核心，也是間接控制、指揮動力電器及系統(tǒng)工作的部件，包括繼電器和各種控制儀表、智能儀表等。反饋裝置往往采用控制電動機來實現(xiàn)反饋功能。 機床電力拖動自動控制系統(tǒng)生產(chǎn)機械一般由三個基本部分組成，即工作機構(gòu)、傳動機構(gòu)和原動機。人們把電動機以及與電動機有關(guān)聯(lián)的傳動機構(gòu)合并在一起視為電力拖動部分；把滿足加工工藝要求使電動機啟動、制動、反向、調(diào)速等電氣控制和電氣操作部分視為電氣控制部分，或為電氣自動控制裝置。組合機床的通用部件中的動力部件有動力頭和動力滑臺。 立式單面前軸主銷孔上下面組合機床及其構(gòu)成立式單面前軸主銷孔上下面組合機床也可以稱為立式單面粗銑前軸主銷孔上下面組合機床，本機床由一臺1TX50銑削頭、兩個Φ400銑刀盤（銑刀盤厚度小于60毫米，中心孔100毫米）、一個專用立柱、一臺500300專用液壓移動工作臺、一個整體床身、專用夾具等組成，主要用于汽車前軸主銷孔上下面的加工。立式單面前軸主銷孔上下面組合機床床身由工作臺、冷卻裝置、排屑裝置、沖屑裝置、潤滑裝置和液壓裝置幾部分組成。以保證機床工作在允許的溫度范圍，同時也保證機床能夠長時間的處于工作狀態(tài)，在銑削加工過程中不會由于溫度過高而燒壞被加工零件。6）液壓裝置：液壓電機控制液壓站，一方面夾緊被加工零件，另一方面移動操作臺進行加工。圖中符號說明 圖21 立式單面前軸主銷孔上下面組合機床的結(jié)構(gòu)分布圖 電氣控制柜電氣控制柜是立式單面前軸主銷孔上下面組合機床的電氣控制部分，是本設(shè)計的主要內(nèi)容，電氣控制柜主要用于控制各個電機的運行，從而控制機床的正常銑削加工工作。第二步，電氣元件的安裝，即根據(jù)布置后的元器件分布圖，并按照已設(shè)計的電器硬件接線圖接線。1）上件過程上件過程是有夾緊油缸和抱緊油缸及其相應(yīng)裝置相互配合共同完成的。其具體過程如下：在上件過程結(jié)束后工件已被放到工作臺上，通過相應(yīng)按鈕啟動半自動加工程序，移動工作臺在相應(yīng)的液壓油缸的驅(qū)動下開始移動，移動工作臺快進到移動工作臺終點，與此同時主軸電機啟動，接著工作臺工進，銑刀具在主軸電機的帶動下開始對工件進行銑面加工，銑面完成后工作臺經(jīng)快退和緩?fù)说竭_原位，此時銑面過程完成，主軸電機終止工作。若進行連續(xù)加工時，下一個工件上件時前一個工件自動下件。機床進行工件加工各過程動作順序示意圖如圖22所示圖22 機床動作工序圖 機床加工過程的控制要求該組合機床是為了完成汽車前軸主銷孔的上下面的銑削而設(shè)計的，要順利的完成加工目標，其機械運動過程中的電力拖動需要滿足一些控制要求。（3） 為減小負載波動對銑刀轉(zhuǎn)速的影響以保證加工質(zhì)量，主軸上裝有飛輪，其轉(zhuǎn)動慣性較大。設(shè)計的專用機床是采用機械變速的方法，通過改變變速箱傳動比來實現(xiàn)的。圖樣包括電氣原理圖、電氣系統(tǒng)的組件劃分圖、元器件布置圖、安裝接線圖、電氣箱圖、元器件安裝底板圖和非標準件加工圖等，另外，還要編制外購件目錄、單臺材料消耗清單、設(shè)備說明書等文字資料。電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的依據(jù)主要來源于生產(chǎn)機械和生產(chǎn)工藝的要求。許多生產(chǎn)機械采用機電結(jié)合控制的方式來實現(xiàn)控制要求，因此要從工藝要求、制作成本、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、使用維護方便等方面協(xié)調(diào)處理好機械和電氣的關(guān)系。216。216。 微機控制和PLC控制在實現(xiàn)自動控制上也有所差異。216。 輸入輸出 微機系統(tǒng)的I/O設(shè)備與主機之間采用微電聯(lián)系，一般不需要電氣隔離。PLC提供給用戶的編程語句數(shù)量少，邏輯簡單，易于學習和掌握。216。一般接口響應(yīng)速度為2ms，PLC巡回檢測速度為每千字8ms。PLC是專用機，功能較少，其價格是微機的十分之一左右。其中，CPU是PLC的核心，輸入單元與輸出單元是連接現(xiàn)場輸入/輸出設(shè)備與CPU之間的接口電路，通信接口用于與編程器、上位計算機等外設(shè)連接，如圖31所示。用掃描工作方式執(zhí)行用戶程序時，掃描是從第一條程序開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲順序的先后，逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束。但由于PLC的掃描速度快，通常PLC與繼電器接觸器控制在I/O的處理結(jié)果上并沒有什么差別。它不僅能完成邏輯控制、順序控制、模擬量控制、位置控制、高速計數(shù)等功能，還能做數(shù)據(jù)檢測、數(shù)據(jù)排列、三角函數(shù)運算、平方根以及浮點數(shù)運算、PID運算等更為復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理。三菱公司FX2N系列PLC的指令包括基本邏輯指令和功能指令。設(shè)計前應(yīng)深入現(xiàn)場進行調(diào)查研究，搜集資料，并與機械部分的設(shè)計人員和實際操作人員密切配合，共同擬定電氣控制方案，協(xié)同解決設(shè)計中出現(xiàn)的各種問題。 保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。因此，PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容應(yīng)包括：216。PLC是PLC控制系統(tǒng)的核心組成部件。 分配I/O點，繪制I/O連接圖。216。PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計一般包括以下步驟。據(jù)此確定PLC的I/O點數(shù)。第四章 PLC的選擇 PLC機型的選擇機型選擇的基本原則應(yīng)是在功能滿足要求的情況下，保證可靠、維護使用方便以及最佳的性能價格比。對于以開關(guān)量為主、帶少量模擬量控制的項目，可選用帶A/D、D/A轉(zhuǎn)換、加減運算、數(shù)據(jù)傳輸功能的低檔機。當被控設(shè)備的工藝工程改變時，只需用編程器重新修改程序，就能滿足新的工藝要求，給生產(chǎn)帶來很大方便。由電磁閥的工作原理可知，一個單線圈電磁閥用可編程控制器控制時需要兩個輸入及一個輸出；一個雙線圈電磁閥需要三個輸入及兩個輸出；一個按鈕需一個輸入；一個光電開關(guān)需一個或兩個輸入；一個信號燈需一個輸出；波段開關(guān)有幾個波段就有幾個輸入；一般情況 ，各種位置開關(guān)都需要占用兩個輸入點。晶閘管直流電動機調(diào)速系統(tǒng)是直流調(diào)速的主要形式，它采用晶閘管整流裝置對直流電動機供電。序號