【正文】 各種靈活的低成本、見效快的自動化技術(shù) , 堅持提高與普及相結(jié)合的方針 , 我國的機(jī)械自動 化技術(shù)發(fā)應(yīng)應(yīng)用才能健康地走上高速度、高質(zhì)量和高效益之路。自動化生產(chǎn)時 , 在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量 ( 重量 ) 、體積 、剛性和耐性等方面對現(xiàn)代機(jī)械自動化技術(shù)有著重要的影響 , 機(jī)械技術(shù)應(yīng)利用其它高新技術(shù)來更新 , 實(shí)現(xiàn)與適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械自動化技術(shù)的發(fā)展 。 3 1． 抓好基礎(chǔ) , 注重配套發(fā)展機(jī)械自動化技術(shù)。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(chǎn)柔性的前提下 , 優(yōu)化人機(jī)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(jī)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(chǎn)中 , 采 用剛性自動化 ( 自動單機(jī)和自動線 ) 則是合理可行的 , 能取得較好的經(jīng)濟(jì)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(shù) , 一定要慎重行事。只有建立了自動化工廠后 , 生產(chǎn)過程才能全盤自動化 ,才能使生產(chǎn)率全面提高 , 達(dá)到自動化的高級理想階段。近期內(nèi)我國對成本低、維修方便的通用機(jī)的需要量還是不會急劇下降的 , 因?yàn)橛袕V大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)市場 , 有小工廠、試驗(yàn)室、大型企業(yè)的工具車間等。 20 世紀(jì) 90 年代美國麻省理工學(xué)院提出的精節(jié)生產(chǎn) LP( Lean Production) 模式 , 就是以最小的投入 , 取得最大的產(chǎn)出的具體表現(xiàn)。我國發(fā)展機(jī)械自動化技術(shù) , 應(yīng)結(jié)合實(shí)際 , 注重實(shí)用 , 即對國民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生實(shí)際效益。 1． 結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際 , 注重實(shí)用發(fā)展機(jī)械自動化技術(shù)。 機(jī)械自動化 , 主要指在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用自動化技術(shù) , 實(shí)現(xiàn)加工對象的連續(xù)自動生產(chǎn) , 實(shí)現(xiàn)優(yōu)化有效的自動生產(chǎn)過程 , 加快生產(chǎn)投入物的加工變換和流動速度。 機(jī)械自動化，主要指在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用自動化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)加工對象的連續(xù)自動生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化有效的自動生產(chǎn)過程，加快生產(chǎn)投入物的加工變換和流動速度。論文介紹了 PLC 編程特點(diǎn)和方式，重點(diǎn)以三菱 FX2N 型 PLC 為例，介紹了 PLC 編程環(huán)境，并對 A739 組合機(jī)床應(yīng)用編程作了闡述。 3）根據(jù)其控制要求，進(jìn)行 PLC 控制系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計： A) 根據(jù)設(shè)備的控制要求，統(tǒng)計出 PLC 控制器的 I/O 點(diǎn)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(jìn)行 PLC 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計，繪制出 PLC 程序流程圖并編寫程序。 2）分析四工位組合機(jī)床的工作原理，繪制其電氣原理圖。 論文以 A739 組合機(jī)床的數(shù)控化改造為背景，概述了組合機(jī)床數(shù)控化改造的設(shè)計方案與應(yīng)用技術(shù)，并對 PLC 的發(fā)展與應(yīng)用作了簡要介紹。因此，自動化技術(shù)受到世界各國的廣泛重視和越來越多的應(yīng)用。因此，發(fā)展我國的機(jī)械制造業(yè)自動化技術(shù)，符合我國社會主義的基本原則，符合我國現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展規(guī)律。如何發(fā)展我國的機(jī)械自動化技術(shù) , 應(yīng)實(shí)事求 是 , 一切從我國的具體國情出發(fā) , 做好各項(xiàng)基礎(chǔ)工作 , 走中國的機(jī)械自動化技術(shù)發(fā)展之路。只有對合適的產(chǎn)品采用與之相適應(yīng)的自動化方式進(jìn)行生產(chǎn) , 才能收到良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會經(jīng)濟(jì)效益。 發(fā)展低成本自動化技術(shù) , 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(jīng)濟(jì)效果 , 適合我國現(xiàn)階段的發(fā)展需要和國情。通用機(jī)的局部自動化改裝有重要意義。當(dāng)機(jī) 械的操作采用自動控制器后 , 生產(chǎn)方式才從機(jī)械化逐步過渡到機(jī)械控制 ( 傳統(tǒng) ) 自動化、數(shù)字控制自動化、計算機(jī)控制自動化。在我國這種國情下 , 普遍發(fā)展應(yīng)用計算機(jī)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(chǔ)技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)和投資能力。我國現(xiàn)階段 , 在產(chǎn)品數(shù)量較大的同類產(chǎn)品連續(xù)流水作業(yè)的切削加工生產(chǎn)中 , 自動化設(shè)備仍然是半自動機(jī)床、自動機(jī)床、組合機(jī)床及其組成的自動線、回轉(zhuǎn)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(chǎn)技術(shù)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(shù)理論的基礎(chǔ)上 , 要努力做到從我國機(jī)械制造業(yè)的實(shí)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(shù)理論和學(xué)說 , 進(jìn)行圍繞計算機(jī)技術(shù)的柔性自動化技術(shù)的開發(fā)研 究 , 以適用為前提 , 急需什么就解決什么 , 取得實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)再推廣應(yīng)用。研究生產(chǎn)大量性能優(yōu)良、自動 化水準(zhǔn)高的機(jī)電產(chǎn)品是發(fā)展應(yīng)用機(jī)械自動化技術(shù)的關(guān)鍵。 自動化生產(chǎn)時 , 信息的交換與處理、存取、運(yùn)算、判斷和決策等都少不了要應(yīng)用計算機(jī)與信息處理技術(shù)。利用 PLC 實(shí)現(xiàn)對組合機(jī)床的自動控制，無疑是今后的發(fā)展方向。因此，組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。 二十世紀(jì) 70 年底按以來，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測 和刀具自動補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展，組合機(jī)床的加工精度也有所 提高。初期，各機(jī) 床制造廠都有各自的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。支承部件 是用以安裝動力滑臺、帶有進(jìn)給機(jī)構(gòu)的切削頭或夾具等的部件，有側(cè)底座、中間底座、支架、可調(diào)支架、立柱和立柱底座等。 組合機(jī)床的特點(diǎn) 組合機(jī)床是用按系列化標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要求設(shè)計的專用部件組成的專用機(jī)床。輸送部件 —— 分度回轉(zhuǎn)工作臺、環(huán)形分度回轉(zhuǎn)工作臺分度鼓輪和往復(fù)移動工作臺等。 （ 3）組合機(jī)床的通用部件是經(jīng)過周密設(shè)計和長期生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的，又有廠成批制造，因此結(jié)構(gòu)文帝、工作可靠，使用和維修方便。 （ 6）組合機(jī)床易于 聯(lián)成組合機(jī)床自動線，以適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)需要。 6 對于零部件間位置約束關(guān)系的描述首先需要確定一個基準(zhǔn)件，該基準(zhǔn)件應(yīng)該是與其它部件發(fā)生關(guān)系最多的一個部件或零件。利用該配套關(guān)系表作為組合機(jī)床的配套性約束，以它作為正確選擇所需部件的導(dǎo)航準(zhǔn)則。這樣組合機(jī)床類是一個復(fù)雜的類它由各種不同的屬性所構(gòu)成。 （ 5）結(jié)構(gòu)屬性：該屬性應(yīng)能反映出整個機(jī)床的配置、布局和裝配約束關(guān)系。在這種轉(zhuǎn)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(chǎn)轉(zhuǎn)換的一大障礙?？删幊炭刂破魇菍樵诠I(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的工業(yè)計算機(jī)，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(jī) (Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱 PLC PLC 的結(jié)構(gòu)和工作原理 PLC 的基本結(jié)構(gòu) PLC 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機(jī)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(jìn)一步提高 PLC 的可靠性，近年來對大型 PLC 還采用雙 CPU 構(gòu)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(yùn)行期間， PLC 的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)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(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后， PLC 就進(jìn)入輸出刷新階段。在硬件方面采用了屏蔽、濾波、電源調(diào)整與保護(hù)隔 離及模塊結(jié)構(gòu)等措施來增加 PLC 的可靠性。 編程方法簡單易學(xué) 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(xué)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(fù)雜控制系統(tǒng)的編程。一臺收音機(jī)大小的 PLC 具有相當(dāng)于三個 高的繼電柜的功能，節(jié)能達(dá) 50%以上。 PLC 的程序表達(dá)方法非常靈活，目 前常用的表達(dá)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(dá)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(dǎo)體邏輯電路的邏輯方塊圖來表達(dá)的。對于熟悉邏輯電路和具有邏輯代數(shù)基礎(chǔ)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(shè)計 機(jī)床 系統(tǒng) 的 控制要求 和內(nèi)容 用 PLC 來設(shè)計一個四工位組合機(jī)床的控制系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)自動生產(chǎn)，該系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)全自動、半自動、手動三種方式進(jìn)行控制操作。加工完成后，各工作臺 退回原位 （ 3）下料 下料機(jī)械手向前抓住零件，夾具松開，下料機(jī)械手退回原位并取走加工完成的零件。在開啟機(jī)床前時可以手動啟動油泵給以系統(tǒng)運(yùn)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(guān)時有ＱＳ控制。 當(dāng)按下啟 13 動按鈕時先開始的就是油泵，之后才根據(jù)選擇啟動相應(yīng)的加工電機(jī)和冷卻電機(jī)。 電磁閥 1YJ~3YJ 分別為夾緊、進(jìn)料、放料的信號輸入點(diǎn)。 1KM~5KM 分別是主軸電機(jī)Ⅰ ~Ⅳ和冷卻泵電動機(jī)的輸出信號控制。 根據(jù)所選擇的 PLC型號滿足控制的需要， 具體 統(tǒng)計的 I/O點(diǎn)數(shù)來 分配 PLC 的 I/O孔地址。由于編程軟件之間的關(guān)系極為復(fù)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(yīng)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(zhuǎn)換條件 當(dāng)活動步對應(yīng)的動作完成后，系統(tǒng)就應(yīng)該轉(zhuǎn)入下一個動作 ，也就是說活動步應(yīng)該轉(zhuǎn)入下一步。布爾代數(shù)式表達(dá)或者圖形符號標(biāo)注與有向連線垂直相交的短線旁。當(dāng)該步結(jié)束滿足轉(zhuǎn)移條件 X11，立即啟動下一步狀態(tài)，根據(jù)程序運(yùn)行的原則先啟動 S21 夾具夾緊再到 S31 進(jìn)料。 在上面的狀態(tài)時執(zhí)行完是完成加工物料的自動進(jìn)放到加工位置。 在 Ｓ２３ 狀態(tài)啟動一個延時步， 當(dāng)滿足Ｔ０延時結(jié)束轉(zhuǎn)移到下一步活動步 ，轉(zhuǎn)移到 S3 S44。在 S63 狀態(tài)是啟動冷卻泵系統(tǒng)。之后就轉(zhuǎn)移到S25 下料器進(jìn)，當(dāng)滿足 X13 轉(zhuǎn)移到Ｓ２６松開，之后就滿足Ｘ１４轉(zhuǎn)移到下料器退，滿足Ｘ１２分兩個選擇 滿足轉(zhuǎn)移條件 Ｍ１１０（全自動）和Ｍ１０（半自動） ，由人工操作。大大節(jié)約了設(shè)計的時間，間接的提高了生產(chǎn)的效率等。當(dāng)Ｘ 11 上料終點(diǎn)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(zhǔn)備開始 滑臺加工工件的任務(wù)。 S24輸出 Y3滑臺Ⅰ退 Y2腸壁出點(diǎn)與之并聯(lián)構(gòu)成互鎖機(jī)構(gòu)， S33被啟動后輸出定時 1S．當(dāng)延時過后 S3Ｓ４４被啟動，Ｓ３４得點(diǎn)后，輸出Ｙ１３滑臺Ⅱ進(jìn)行加工同時Ｙ１４腸壁出點(diǎn)構(gòu)成互鎖原理。當(dāng)滑臺Ⅳ進(jìn)到位以后啟動Ⅳ主軸電機(jī)對工件進(jìn)行加工。經(jīng)過初步估算，四工位組合機(jī)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(chǎn)效率。 這次設(shè)計能夠完成要感謝我的指導(dǎo)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(rèn)真、不能偷懶一絲不茍地做，那樣我們才順利地完成本設(shè)