【正文】 ............ 45 9 人機(jī)界面設(shè)計(jì) ........................................................... 49 概述 ............................................................. 49 EB8000 的簡介 ..................................................... 49 軟件特點(diǎn) .................................................... 49 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) iii 通信參數(shù)定義 ................................................ 50 EB8000 的開發(fā) ..................................................... 51 結(jié)論 ..................................................................... 53 參考文獻(xiàn) ................................................................. 54 致謝 ..................................................................... 55 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 課題的研究背景 傳統(tǒng)龍門刨床的電氣控制系統(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，其連線多而復(fù)雜，體積大，功耗大，其改造或增加功能較為困難，而且繼電器控制系統(tǒng)依靠機(jī)械觸點(diǎn)的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖 動(dòng)問題，很大程度上提高了故障發(fā)生率，且由于使用大量的機(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)的大量連線使得機(jī)床的可靠性和可維護(hù)性較差。在短短的幾十年里得到了迅猛發(fā)展，已成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。由于微電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了由晶閘管直接供電的直流調(diào)速系統(tǒng)拖動(dòng)龍門刨床工作臺(tái)的方案。 本科畢業(yè)論文 機(jī)床控制系統(tǒng)改造 THE RECONSTRUCTION OF MACHINE TOOL CONTROL SYSTEM 學(xué)院（部）： 電氣與信息工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 自動(dòng)化 084 班 學(xué)生姓名： 陳孟文 指導(dǎo)教師： 金林高級(jí)工程師 年 月 日 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) I 機(jī)床控制系統(tǒng)改造 摘要 龍門刨床是機(jī)械工業(yè)的主要工作母機(jī)之 一，在工業(yè)生產(chǎn)中占有重要的位置。 傳統(tǒng)的龍門刨床控制系統(tǒng)可靠性差，維護(hù)困難，加工質(zhì)量及生產(chǎn)效率低。目前，部分中小型企業(yè)及高校仍廣泛使用傳統(tǒng)的繼電器控制機(jī)床，這些機(jī)床經(jīng)歷了比較短的歷史，雖然它能在一定范圍內(nèi)滿足單機(jī)和自動(dòng)生產(chǎn)線的需要，但由于它的電控系統(tǒng)是以繼電器、接觸器的硬連接為基礎(chǔ)，技術(shù)上比較落后，特別是其觸點(diǎn)的可靠性問題直接影響了產(chǎn)品質(zhì)量和上產(chǎn)效率。 龍門刨床是一種要求調(diào)速范圍很廣的設(shè)備，控制龍門刨床拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行對(duì)提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量有重要的意義。龍門刨床是工廠的大型關(guān)鍵設(shè)備之一，是制造重型機(jī)械不可缺少的工作母機(jī)，電氣設(shè)備較為復(fù)雜，生產(chǎn)工藝對(duì)刨床電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求也越來越高。不同之處主要在以下幾個(gè) 方面： 1） 從控制方法上看，電器控制系統(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)等組合成控制邏輯，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。體積小、功耗小，而且 PLC 所謂 “ 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， PLC 系統(tǒng) 的靈活性和可擴(kuò)展性好。而 PLC 是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)行在微秒級(jí)，且不會(huì)出現(xiàn)觸點(diǎn)抖動(dòng)問題。而 PLC大量的開關(guān)工作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成，其壽命長、可靠性高。同時(shí)，與 調(diào)速系統(tǒng) 配合使用，可使工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)減速、換向、多步速度變化及往復(fù)運(yùn)行等，大大簡化了操作步驟。機(jī)械產(chǎn)品的零件通常都是用機(jī)床加工出來的。 金屬切削機(jī)床的分類：（ 1）按加工方式或加工對(duì)象可分為車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床、螺紋加工機(jī)床、花鍵加工機(jī)床、銑床、刨床、插床、拉床、特種加工機(jī)床、鋸床和刻線床等。 龍門刨床的概念 刨床是用刨刀對(duì)加工工件的平面、溝槽或成形表面進(jìn)行刨削 的機(jī)床。牛頭刨床是由滑枕帶著刀架作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；龍門刨床由工作 臺(tái)帶著工件通過龍門框架作直線運(yùn)動(dòng)；單 臂刨床與龍門刨床的區(qū)別是只有一個(gè)立柱，故適用于寬度較大而又不需在 整個(gè)寬度上加工的工件；包邊機(jī)是利用置于床身側(cè)面溜板上的刀架作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以刨削大鋼板的邊緣部分；刨削及主要用于刨削沖頭和復(fù)雜形狀的工件，其特點(diǎn)是刀具在刨削行程的終端，可擺動(dòng)一個(gè)弧度而實(shí)現(xiàn)退刀?？刂葡到y(tǒng)有繼電器邏輯控制系統(tǒng)或繼電器與 PLC 結(jié)合的控制系統(tǒng)。 20 世紀(jì) 80 年代，隨著工業(yè)生產(chǎn)的需要，許多企業(yè)對(duì)龍門刨床進(jìn)行了電氣改造，用SCRD 模擬直流調(diào)速系統(tǒng)取代 AGM 調(diào)速系統(tǒng)，雖然進(jìn)行改造之后系統(tǒng)縮小了占地面積，減少了噪音，在節(jié)能等方面有了很大的改善，但由于仍采用的是繼電器邏輯控制系安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 統(tǒng)，其故障率仍較大，可靠性低，仍存在維護(hù)和檢修難度大的問題。 如今 PLC 技術(shù)的發(fā)展和成熟，用 PLC 設(shè)計(jì)刨床的電氣控制系統(tǒng)是行之有效的方法。后退時(shí)為返回行程，刀具抬起，電機(jī)為空載。兩個(gè)垂直刀架可沿橫梁導(dǎo)軌在水平方向或沿刀架本身的滑板導(dǎo)軌在垂直方向作快速移動(dòng)或工作進(jìn)給。工作臺(tái)返回時(shí)速度較快， 以減小 空 載 行程時(shí)間。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 t2 段為刨削段，刨臺(tái)加速至正常的刨削速度。返回行程即將結(jié)束，再反向到工作速度之前，為減小對(duì)傳動(dòng)機(jī)械的沖擊，應(yīng)將速度降低，之后進(jìn)入下一周期?；暹€能繞水平軸調(diào)整至一定的 角度位置，以加工傾斜平面。 其加工工藝特點(diǎn)是：被加工的工件固定在工作臺(tái)上，工件連同工作臺(tái)頻繁地進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，工件地切削加工僅在工作進(jìn)程內(nèi)進(jìn)行，而返回進(jìn)程只作空運(yùn)轉(zhuǎn)。 B20xxA型龍門刨床對(duì)電氣控制系統(tǒng)的 要求綜合起來有以下幾個(gè)方面 : 1） 要求有寬廣的調(diào)速范圍。 2）電氣控制線路能保證機(jī)床可靠的 自動(dòng)工作。 3）工作臺(tái)能夠按照要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)往返循環(huán)。 4）工作臺(tái)前進(jìn)與返回形成的速度能分別作無極調(diào)整，且無須停車。 6)系統(tǒng)的 機(jī)械特性要有一定的硬度，以避免因?yàn)榍邢髫?fù)荷發(fā)生變化時(shí)引起的工作 速度有較 大的波動(dòng)，以至于影響加工工件表面的質(zhì)量，同時(shí)系統(tǒng)的機(jī)械特性應(yīng)具有以下 特性 ： 當(dāng)負(fù)荷過大時(shí)，能使拖動(dòng)工作臺(tái)的直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速下降，直至停止，從而達(dá)到保護(hù)電動(dòng)機(jī)及機(jī)械裝置的目的。 龍門刨床的電氣控制線路比較復(fù)雜，它的主拖動(dòng)系統(tǒng)完全是依靠電氣自動(dòng)控制來執(zhí)行的。 直流發(fā)電機(jī) G 和勵(lì)磁發(fā)電機(jī) GE 有交流電動(dòng)機(jī) M 拖動(dòng)。 交流機(jī)組拖動(dòng)系統(tǒng)組成 B20xxA 型龍門刨床主拖動(dòng)系統(tǒng)就抬刀電路原理圖如圖 42 所示 。 當(dāng)需要主拖 動(dòng)電動(dòng)機(jī) M1 拖動(dòng)直流發(fā)電機(jī) G 和勵(lì)磁發(fā)電機(jī) GE 工作時(shí)，按下 33 區(qū)中主拖動(dòng)交流電動(dòng)機(jī) M1 的啟動(dòng)按鈕 SB2， 33 區(qū)中的接觸器 KM1 線圈、 35 區(qū)中的時(shí)間繼電器 KT2 線圈、 36 區(qū)中的接觸器 KMY 先去通電吸合，主拖動(dòng)交流電動(dòng)機(jī) M1 的定子繞組接成 Y 接法降壓起動(dòng)，被拖動(dòng)的直流勵(lì)磁發(fā)電機(jī) GE 利用剩磁開始發(fā)電。 R P 1 3+W A GA G1 12 7 0K T 3R P 71 2AR 3R P 1 0K 1 0R P 8K 446W C 1W CW C 2W C 3BW GR QK T 32 0 1K 1 0 R P 12 0 3S Q Q1 0 11 7 12 2 12 3 12 3 32 3 5R P 12 2 3K 82 2 5K 3G_2 1+4 a2 8 02 0 0K 1 02 0 0W G H2 31 a 1K A 12 2R P 32 3 7K 8R b Q 2 2 12 8 1K T 3ST32(71區(qū))K 8K 7K 62 5 02 3 02 1 0R H2 3 2ST12(73區(qū))V 1V 2R 12 1 02 0 5 2 0 7 2 0 82 0 6R P 5R P 62 42 4 2K 5 K 32 4 0K 5K 4K 42 2 0K 82 2 42 2 6K 82382 3 6R P 42 9 42 9 2R P 9K 1 0K 9Aa 0分 流 器2 9 0R 41 7 31 0 1S A H2 2 22 3 42 0 4K T 32_2 0 0 W M H2 4na 2速 度 表M~3 12 1W M3 2F U 1F UR 1 0 1H L 12K 3K 5K 5K M 23K T 3K 3K M Z75K M Z1 11 31 51 71 9Y A 1R 1 0 2T A 2R 1 0 3Y A 3K M ZR 1 0 4Y A 4R 1 0 5S A 1S A 2S A 3S A 4K M 25 1K T 1R P 1 2W F GG E—機(jī) 組 工 作 指 示 燈給 定 電 源 供 電后 退 抬 刀右 側(cè) 刀 架右 垂 刀 架左 垂 刀 架左 側(cè) 刀 架直 流 2 2 0 V電 機(jī) 放 大 機(jī) 控 制 放 大 器 直 流 發(fā) 電 機(jī) （ 功 率 放 大 器 ） 直 流 電 動(dòng) 機(jī) （ 執(zhí) 行 器 、 拖 動(dòng) 刨 臺(tái) ） 勵(lì) 磁 發(fā) 電 機(jī) （ 直 流 電 源 ）12 34 5 67 8 9 1 0 1 11 21 3 1 4 1 5 圖 41 B20xxA 型龍門刨床直流發(fā)電 — 拖動(dòng)系統(tǒng)電路圖 MQ F 2Q FI 電源開關(guān)拖 動(dòng) G 、 G E用 電 動(dòng) 機(jī)電 機(jī) 放 大用 電 動(dòng) 機(jī)通 風(fēng) 用電 動(dòng) 機(jī)潤 滑 泵電 動(dòng) 機(jī)垂 直 刀 架電 動(dòng) 機(jī)右 側(cè) 刀架 電 動(dòng)機(jī)左 側(cè) 刀 架電 動(dòng) 機(jī)橫 梁 升 降電 動(dòng) 機(jī)橫 梁 放 松 夾緊 電 動(dòng) 機(jī)L 1 1L 2 1L 3 1L 1 5L 2 5L 3 5L 1 5L 2 5L 3 5K M △K M 1K R 1U 1V 1W 1K M Yu 1v 1w 1L 1L 2L 3Q F 1K M 2L 1 3L23L 3 3K M 3K R 2K R 3 K R 4KM4K M 9K M 1KM6KM8KOC2K O C 2M 1M 2 M 3 M 4 M 5 M 6 M 7M 8M 9U2V2W2U3V3W3U4V4V5U5V5W5U6V6W6V7U7W7U8V8W8U9V9W9M3 ~M3 ~M3 ~M3 ~M3 ~M3 ~M3 ~M3 ~M3 ~K M 1 1K M 1 2K M 1 0K M 7K M 5L14L24L34L12L22L32 圖 42 B20xxA 型龍門刨床主拖動(dòng)系統(tǒng)及抬刀電路圖 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 L 1 57 0 1F U 2R 1 0 67 0 0H L 2L 3 5F U 27 0 2S B 1S B 2K R 1K R 2K R 37 1 17 0 57 0 3K M 1K A 1 07 1 3K A 47 1 5K A 6K M 17 0 4K M △K T 2K T 17 1 7K M 27 1 9K T 2K M 2