【正文】 各種靈活的低成本、見效快的自動化技術 , 堅持提高與普及相結合的方針 , 我國的機械自動 化技術發(fā)應應用才能健康地走上高速度、高質量和高效益之路。自動化生產時 , 在系統(tǒng)的結構、質量 ( 重量 ) 、體積 、剛性和耐性等方面對現(xiàn)代機械自動化技術有著重要的影響 , 機械技術應利用其它高新技術來更新 , 實現(xiàn)與適應現(xiàn)代機械自動化技術的發(fā)展 。 3 1． 抓好基礎 , 注重配套發(fā)展機械自動化技術。我國消化吸收國 外柔性制造系統(tǒng) ( Pseudo FMS) ,是要確保必要的生產柔性的前提下 , 優(yōu)化人機界面 , 不過分追求自動化 , 盡可能建立較為完善的信息系統(tǒng) , 充分發(fā)展計算機管理的效益。而在大批量的鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理和裝配等生產中 , 采 用剛性自動化 ( 自動單機和自動線 ) 則是合理可行的 , 能取得較好的經濟效益 。因此 , 要不要普遍發(fā)展全盤自動化或高度自動化 CIMS 技術 , 一定要慎重行事。只有建立了自動化工廠后 , 生產過程才能全盤自動化 ,才能使生產率全面提高 , 達到自動化的高級理想階段。近期內我國對成本低、維修方便的通用機的需要量還是不會急劇下降的 , 因為有廣大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)市場 , 有小工廠、試驗室、大型企業(yè)的工具車間等。 20 世紀 90 年代美國麻省理工學院提出的精節(jié)生產 LP( Lean Production) 模式 , 就是以最小的投入 , 取得最大的產出的具體表現(xiàn)。我國發(fā)展機械自動化技術 , 應結合實際 , 注重實用 , 即對國民經濟產生實際效益。 1． 結合生產實際 , 注重實用發(fā)展機械自動化技術。 機械自動化 , 主要指在機械制造業(yè)中應用自動化技術 , 實現(xiàn)加工對象的連續(xù)自動生產 , 實現(xiàn)優(yōu)化有效的自動生產過程 , 加快生產投入物的加工變換和流動速度。 機械自動化，主要指在機械制造業(yè)中應用自動化技術，實現(xiàn)加工對象的連續(xù)自動生產，實現(xiàn)優(yōu)化有效的自動生產過程，加快生產投入物的加工變換和流動速度。論文介紹了 PLC 編程特點和方式，重點以三菱 FX2N 型 PLC 為例，介紹了 PLC 編程環(huán)境，并對 A739 組合機床應用編程作了闡述。 3）根據其控制要求，進行 PLC 控制系統(tǒng)軟硬件的設計： A) 根據設備的控制要求，統(tǒng)計出 PLC 控制器的 I/O 點數(shù)； B) 選定 PLC 控制器的型號，確定 PLC 系統(tǒng)的硬件配置； C) 進行 PLC 控制系統(tǒng)軟件設計，繪制出 PLC 程序流程圖并編寫程序。 2）分析四工位組合機床的工作原理，繪制其電氣原理圖。 論文以 A739 組合機床的數(shù)控化改造為背景，概述了組合機床數(shù)控化改造的設計方案與應用技術，并對 PLC 的發(fā)展與應用作了簡要介紹。因此，自動化技術受到世界各國的廣泛重視和越來越多的應用。因此，發(fā)展我國的機械制造業(yè)自動化技術，符合我國社會主義的基本原則，符合我國現(xiàn)代生產的發(fā)展規(guī)律。如何發(fā)展我國的機械自動化技術 , 應實事求 是 , 一切從我國的具體國情出發(fā) , 做好各項基礎工作 , 走中國的機械自動化技術發(fā)展之路。只有對合適的產品采用與之相適應的自動化方式進行生產 , 才能收到良好的技術經濟效益和社會經濟效益。 發(fā)展低成本自動化技術 , 潛力大 , 前景廣 , 投資省 , 見效快 , 提高自動化程度 , 可以收到事半功倍的經濟效果 , 適合我國現(xiàn)階段的發(fā)展需要和國情。通用機的局部自動化改裝有重要意義。當機 械的操作采用自動控制器后 , 生產方式才從機械化逐步過渡到機械控制 ( 傳統(tǒng) ) 自動化、數(shù)字控制自動化、計算機控制自動化。在我國這種國情下 , 普遍發(fā)展應用計算機集成制造系統(tǒng)的 “ 全盤自動化 ” 或 “ 高度自動化 ”, 并不具備必要的基礎技術、經驗和投資能力。我國現(xiàn)階段 , 在產品數(shù)量較大的同類產品連續(xù)流水作業(yè)的切削加工生產中 , 自動化設備仍然是半自動機床、自動機床、組合機床及其組成的自動線、回轉體零件加工自動線等。我國作為一個發(fā)展中國家 , 考慮一切生產技術問題時的前提必須是適用。我國目前在消化呼吸、融會貫通國際上有用的自動化技術理論的基礎上 , 要努力做到從我國機械制造業(yè)的實際情況出發(fā) , 發(fā)展創(chuàng)新 , 形成有國情特征的發(fā)展自動化技術理論和學說 , 進行圍繞計算機技術的柔性自動化技術的開發(fā)研 究 , 以適用為前提 , 急需什么就解決什么 , 取得實踐經驗再推廣應用。研究生產大量性能優(yōu)良、自動 化水準高的機電產品是發(fā)展應用機械自動化技術的關鍵。 自動化生產時 , 信息的交換與處理、存取、運算、判斷和決策等都少不了要應用計算機與信息處理技術。利用 PLC 實現(xiàn)對組合機床的自動控制，無疑是今后的發(fā)展方向。因此，組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產中得到廣泛應用，并可用以組成自動生產線。 二十世紀 70 年底按以來，隨著可轉位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測 和刀具自動補償技術的發(fā)展，組合機床的加工精度也有所 提高。初期，各機 床制造廠都有各自的通用部件標準。支承部件 是用以安裝動力滑臺、帶有進給機構的切削頭或夾具等的部件，有側底座、中間底座、支架、可調支架、立柱和立柱底座等。 組合機床的特點 組合機床是用按系列化標準設計的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要求設計的專用部件組成的專用機床。輸送部件 —— 分度回轉工作臺、環(huán)形分度回轉工作臺分度鼓輪和往復移動工作臺等。 （ 3）組合機床的通用部件是經過周密設計和長期生產實踐經驗的，又有廠成批制造，因此結構文帝、工作可靠，使用和維修方便。 （ 6）組合機床易于 聯(lián)成組合機床自動線，以適應大規(guī)模生產需要。 6 對于零部件間位置約束關系的描述首先需要確定一個基準件，該基準件應該是與其它部件發(fā)生關系最多的一個部件或零件。利用該配套關系表作為組合機床的配套性約束，以它作為正確選擇所需部件的導航準則。這樣組合機床類是一個復雜的類它由各種不同的屬性所構成。 （ 5）結構屬性：該屬性應能反映出整個機床的配置、布局和裝配約束關系。在這種轉換過程中，繼電控制系統(tǒng)的許多固有弊端越發(fā)顯得突出，成為了生產轉換的一大障礙?？删幊炭刂破魇菍樵诠I(yè)環(huán)境下應用而設計的工業(yè)計算機，其出現(xiàn)后就受到普遍重視，發(fā)展也十分迅速，在工業(yè)自動控制系統(tǒng)中占用極其重要的地位。但是為了避免與個人計算機 (Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱 PLC PLC 的結構和工作原理 PLC 的基本結構 PLC 實質是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，如圖所示： a. 中央處理單元 (CPU) 中央處理單元 (CPU)是 PLC 的控制中樞。 9 為了進一步提高 PLC 的可靠性，近年來對大型 PLC 還采用雙 CPU 構成冗余系統(tǒng)，或采用三 CPU 的表決式系統(tǒng)。 C、電源 PLC 的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。在整個運行期間， PLC 的 CPU 以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 (三 ) 輸出刷新階段 當掃描用戶程序結束后， PLC 就進入輸出刷新階段。在硬件方面采用了屏蔽、濾波、電源調整與保護隔 離及模塊結構等措施來增加 PLC 的可靠性。 編程方法簡單易學 目前，對大多數(shù) PLC 編程采用的都是與繼電器控制電路相似的梯形圖，它形象直觀，易學易懂，因此受到了普遍歡迎； PLC 還針對具體問題，開發(fā)了順序功能圖語言，簡化了復雜控制系統(tǒng)的編程。一臺收音機大小的 PLC 具有相當于三個 高的繼電柜的功能，節(jié)能達 50%以上。 PLC 的程序表達方法非常靈活，目 前常用的表達方法有四種：梯形圖、指令、邏輯功能圖和高級語言。梯形圖比較形象、直觀，對于熟悉繼電器控制表達方式的人來說，很容易接受。 三、邏輯功能圖 這種方式基本上是采用半導體邏輯電路的邏輯方塊圖來表達的。對于熟悉邏輯電路和具有邏輯代數(shù)基礎的人來說，用這種方式編程感到較方便。 12 第 4 章 PLC 控制系統(tǒng)設計 機床 系統(tǒng) 的 控制要求 和內容 用 PLC 來設計一個四工位組合機床的控制系統(tǒng)。實現(xiàn)自動生產，該系統(tǒng)還可以實現(xiàn)全自動、半自動、手動三種方式進行控制操作。加工完成后，各工作臺 退回原位 （ 3）下料 下料機械手向前抓住零件，夾具松開，下料機械手退回原位并取走加工完成的零件。在開啟機床前時可以手動啟動油泵給以系統(tǒng)運行所需要的潤滑油等。該系統(tǒng)是采用３０８Ｖ外接電源供電，總控制開關時有ＱＳ控制。 當按下啟 13 動按鈕時先開始的就是油泵，之后才根據選擇啟動相應的加工電機和冷卻電機。 電磁閥 1YJ~3YJ 分別為夾緊、進料、放料的信號輸入點。 1KM~5KM 分別是主軸電機Ⅰ ~Ⅳ和冷卻泵電動機的輸出信號控制。 根據所選擇的 PLC型號滿足控制的需要， 具體 統(tǒng)計的 I/O點數(shù)來 分配 PLC 的 I/O孔地址。由于編程軟件之間的關系極為復雜，所以順序功能圖語言 SFC 來寫出控制流程。 （ 1）步 在順序功能圖中，步對 應狀態(tài)，用矩形方框表示。用狀態(tài)器 S 編程時， S0~S90 為初始步專用狀態(tài)器。 （ 3）轉換條件 當活動步對應的動作完成后，系統(tǒng)就應該轉入下一個動作 ，也就是說活動步應該轉入下一步。布爾代數(shù)式表達或者圖形符號標注與有向連線垂直相交的短線旁。當該步結束滿足轉移條件 X11，立即啟動下一步狀態(tài)，根據程序運行的原則先啟動 S21 夾具夾緊再到 S31 進料。 在上面的狀態(tài)時執(zhí)行完是完成加工物料的自動進放到加工位置。 在 Ｓ２３ 狀態(tài)啟動一個延時步， 當滿足Ｔ０延時結束轉移到下一步活動步 ，轉移到 S3 S44。在 S63 狀態(tài)是啟動冷卻泵系統(tǒng)。之后就轉移到S25 下料器進，當滿足 X13 轉移到Ｓ２６松開，之后就滿足Ｘ１４轉移到下料器退，滿足Ｘ１２分兩個選擇 滿足轉移條件 Ｍ１１０（全自動）和Ｍ１０（半自動） ，由人工操作。大大節(jié)約了設計的時間，間接的提高了生產的效率等。當Ｘ 11 上料終點檢測有信號輸入時，輸出啟動 S2 S31。同時輸出 S2S3 S53， S63 上料完成，準備開始 滑臺加工工件的任務。 S24輸出 Y3滑臺Ⅰ退 Y2腸壁出點與之并聯(lián)構成互鎖機構， S33被啟動后輸出定時 1S．當延時過后 S3Ｓ４４被啟動，Ｓ３４得點后，輸出Ｙ１３滑臺Ⅱ進行加工同時Ｙ１４腸壁出點構成互鎖原理。當滑臺Ⅳ進到位以后啟動Ⅳ主軸電機對工件進行加工。經過初步估算，四工位組合機床從裝夾工位到完成全部工位的加工大概需要 ，比傳統(tǒng)的控制方式節(jié)省了大量的時間，可以顯著提高生產效率。 這次設計能夠完成要感謝我的指導老師 —— 謝曼 老師， 謝 老師每次都很耐心地為我 們解決疑難問題，不斷鞭笞我們要努力、認真、不能偷懶一絲不茍地做，那樣我們才順利地完成本設