【正文】 另外，產(chǎn)品周期的縮短也要求加工機(jī)床能夠隨時(shí)調(diào)整和適 應(yīng)新的變化，滿足各種各樣產(chǎn)品的加工需求。 e. 應(yīng)確保使用同一組電源線對控制單元和 D/A 單元進(jìn)行供電。 b. 建議將屏蔽電纜接到框架接地端（ ） c. 若需將電壓范圍選擇端（ RNAGE ）短路，應(yīng)直接在端子板上短接，不要拉出引線短接。在交流感性負(fù)載兩端并接 RC 串聯(lián)電路；在直流感性負(fù)載兩端并接二極管保護(hù)電路；在帶低電流負(fù)載的輸出端并接一 個(gè)泄放電阻以避免漏電流的干擾。 ⑤ 切勿將用于輸入的電源并聯(lián)在一起，更不可將這些電源并聯(lián)到其他電源上。 ② 接地電阻應(yīng)小于 100 Ω。為保證這一點(diǎn)，可采取下面的措施： 29 所有外部設(shè)備都上電后再將方式選擇開關(guān)由“ STOP ”方式設(shè)置為“ RUN ”方式。 （ 7）通電中不要觸摸端子，清掃及擰緊端子，須在關(guān)閉電源后進(jìn)行。 26 圖 4組合機(jī)床 PLC控制系統(tǒng)的順序功能圖 PLC 控制梯形圖 根據(jù)組合機(jī)床 PLC 控制系統(tǒng)的順序功能圖，利用 FXGP_WINC 軟件繪制的梯形圖如圖 5 所示 27 圖 5 組合機(jī)床 PLC 控制系統(tǒng)的梯形圖 28 第 4 章 安裝維護(hù) 安裝注意事項(xiàng) （ 1） PLC 要安裝在 DIN46277（ 35mm 寬）導(dǎo)軌上，或直接用 M4 螺釘對準(zhǔn)螺孔固定。 1）整個(gè)過程按工序要求分解 2）對每個(gè)工序分配狀態(tài)元件 3） SFC 轉(zhuǎn)換成狀態(tài)梯形圖（ STL）、指令表程序 順序功能圖的繪制 根據(jù)組合機(jī)床控制功能要求，可見 該控制完全按步進(jìn)進(jìn)行，所以采用步進(jìn)指令編程最適合。任何復(fù)雜系統(tǒng)代表步的輔助繼電器控制電路 , 其設(shè)計(jì)方法都是相同的 , 并且很容易掌握 , 所以順序控制設(shè)計(jì)法具有簡單、規(guī)范、通用的優(yōu)點(diǎn)。如果不是上述的方向 ,應(yīng)在有向連線上用箭頭注明進(jìn)展方向。初始步用雙線方框表示 , 每一個(gè)順序功能圖至少應(yīng)該有一個(gè)初始步。 狀態(tài)編程法也叫功能表圖法，是程序編制的重要方法及工具。 （ 3）確定與繼電器電路圖的中間繼電器、時(shí)間繼電器對應(yīng)的梯形圖中的存儲(chǔ)器位（ M）和定時(shí)器（ T）的地址。 在 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要求設(shè)計(jì)人員不但對 PLC 的硬件性能了解外，也要了解 PLC 對編程語言支持的種類。主要用于其他編程語言較難實(shí)現(xiàn)的用戶程序編制。在方框內(nèi)含有用于完成相應(yīng)控制功能任務(wù)的梯形圖邏輯。 指令表表編程語言的特點(diǎn)是：采用助記符來表示操作功能，具有容易記憶，便于掌握；在手持編程器的鍵盤上采用助記符表示，便于操作，可在無計(jì)算機(jī)的場合進(jìn)行編程設(shè)計(jì)；與梯形圖有一一對應(yīng)關(guān)系。它是與繼電器線路類似的一種編程語言。 I/O 地址分配及外部配線 ，需要輸入點(diǎn) 7 個(gè)，輸出點(diǎn) 13 個(gè)，列出其 I/O 分配表，如表 2 所示 表 2 組合機(jī)床 PLC控制系統(tǒng)的 I/O分配表 輸入設(shè)備 輸入 點(diǎn)編號(hào) 輸出設(shè)備 輸出點(diǎn)編號(hào) 啟動(dòng)按鈕 SB X0 KM1(M1 快進(jìn) ) Y1 行程開關(guān) SQ1 X1 KM2(M1 工進(jìn) ) Y2 行程開關(guān) SQ2 X2 KM3(M1 慢退 ) Y4 行程開關(guān) SQ3 X3 KM4(M1 快退 ) Y6 行程開關(guān) SQ4 X4 KM5(M2 正轉(zhuǎn) ) Y3 行程開關(guān) SQ5 X5 KM6(M2 反轉(zhuǎn) ) Y5 行程開關(guān) SQ6 X6 KM7(M3 快進(jìn) ) Y7 停止按鈕 SB1 X7 KM8(M3 工進(jìn) ) Y8 KM9(M3 慢退 ) Y10 KM10(M3 快退 ) Y12 KM11(M4 正轉(zhuǎn) ) Y9 KM12(M4 反轉(zhuǎn) ) Y11 KM13(夾具夾緊電磁閥 ) Y13 /輸出點(diǎn)分配，畫出 PLC 的外部接線如圖 3 所示 19 圖 3 組合機(jī)床 PLC控制系統(tǒng)的外部接線 20 第 3 章 PLC 的編程 概述 梯形圖和指令語言是 PLC 的主要編程軟件。在控制系統(tǒng)中，傳感器和變送器用于測量位移、角位移、力、壓力、應(yīng)變、速度、加速度、溫度、濕度 、流量等物理量。 為減輕 CPU 通信任務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實(shí)際需要，應(yīng)選擇具有不同通信功能的 (如點(diǎn)對點(diǎn)、現(xiàn)場總線 、工業(yè)以太網(wǎng)等 )通信處理器。通常根據(jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加 10％～ 20％的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。具體的選擇內(nèi)容有以下幾個(gè)方面： PLC 生產(chǎn)廠家的選擇 確定 PLC 的生產(chǎn)廠家，主要應(yīng)該考慮設(shè)備用戶的要求、設(shè)計(jì)者對于不同廠家PLC 的熟悉程度和設(shè)計(jì)習(xí)慣、配套產(chǎn)品的一致性以及技術(shù)服務(wù)等方面的因素。輸入電路一半由 PLC 內(nèi)部提供電源，輸出電路根據(jù)負(fù)載的額定電壓外接電源。 要對控制對象進(jìn)行估測：有多少輸入量、電壓分別是多少、有多少輸出量、輸出功率有多大、現(xiàn)場對系統(tǒng)的響應(yīng)速度有何要求、控制室與現(xiàn)場的距離有多遠(yuǎn)等。在其它階段里輸出狀態(tài)一直保存在輸出映象寄存器中。對于元 件映象寄存器來說，其內(nèi)容會(huì)隨程序執(zhí)行的過程而變化。當(dāng) PLC 開始上電運(yùn)行時(shí)，首先清除I/O 映像區(qū)的內(nèi)容，然后進(jìn)行自診斷，確認(rèn)正常后開始掃描。常用 “ 與 ” 、“ 或 ” 、 “ 非 ” 三種邏輯功能表達(dá)控制邏輯。 梯形圖 梯形圖是一種圖形語言，它與傳統(tǒng)的繼電器電路非常相似，它仍沿用繼電器的觸點(diǎn)、線圈、串并聯(lián)等術(shù)語，所不同的是，梯形圖中每個(gè)元件的名稱和編號(hào)有PLC 的特別規(guī)定；同一編號(hào)繼電器的觸點(diǎn)（既有常開又有常閉）可以根據(jù)需要無限引用；所有觸點(diǎn)及其構(gòu)成的控制回路都是通過軟件編程實(shí)現(xiàn)其功能的，并無實(shí)際連線；此外梯形圖中所有的輸出元 素都是安排在右側(cè)與母線相連，圖中每包含一個(gè)被控元素的邏輯段稱為一個(gè)梯級。 注意：編程器不直接加入現(xiàn)場控制運(yùn)行。 I/O 模塊可與 CPU 放在一起，也可遠(yuǎn)程放置。與通用微機(jī) CPU 一樣， CPU 在 PC 系統(tǒng)中的作用類似于人體的神經(jīng)中樞。 PLC 的工作原理可以簡單地表述為：在系統(tǒng)程序的管理下，通過運(yùn)行應(yīng)用程 10 序，對控制要求進(jìn)行處理判斷，并通過執(zhí)行用戶程序來實(shí)現(xiàn)控制任務(wù)。 PLC 的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號(hào)用小開關(guān)來模擬，通過PLC 上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號(hào)的狀態(tài)。 PLC 有很強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器。 8 第 2 章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) PLC 簡介 PLC 即可編程邏輯控制器，一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)， 專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。下面是以類定義的組合床裝配模型，在該裝配模型中包含如下的屬性： 組 合機(jī)床 類 管理 屬 性：機(jī)床名 稱、圖號(hào) 、 設(shè)計(jì) 者、 設(shè)計(jì)說 明、日期等； 工 作屬 性：工作名 稱、 材料、材料特性、定位基準(zhǔn)， CGS 檔指 針 ； 功能 屬 性：加 工工藝 面 類 {標(biāo)識(shí) 、方位、 工藝類 型、加工孔 類 ； 標(biāo)識(shí) 、坐 標(biāo)、 孔 類 型 、形 狀參數(shù) ； 裝夾 、冷 卻 、照明及其它 輔 助功能； 工藝屬 性：切削用量 類 ； 刀具 類 ； 支承 導(dǎo) 向 類 ； 結(jié) 構(gòu) 屬 性：加工 單 元 類 {標(biāo)識(shí) 、方位， 部 件類 ； 裝配關(guān) 系和位置 約 束； 工作臺(tái)或中 間 底座 類 ； 夾 具 類 ； 輔 助 裝配類 ； 裝配關(guān) 系和位置 約 束； (1)管理 屬 性：包括機(jī)床名 稱、圖號(hào) 、 設(shè)計(jì) 者、 設(shè)計(jì)說 明等； (2)工件 屬 件：工件是 組 合機(jī)床 設(shè)計(jì) 的基 礎(chǔ) ，也是 產(chǎn) 生工序 圖 的依據(jù)，除了工件名 稱、 材料等特性之外 ，還應(yīng) 包括工件造型的 CSG 文件指 針、 定位基準(zhǔn)等信息； (3)功能 屬 性：如第 節(jié)所述 ， 這 里主要以加 工工藝 面 類 描述所 設(shè)計(jì) 機(jī)床 7 的功能需求； (4)工藝屬 性： 工藝屬 性包括切削用量、切削刀具以及刀具的支承 導(dǎo) 向等 工藝內(nèi) 容。對于組合機(jī)床整機(jī)而言，各個(gè)加工單元都是相對于中間底座或工作臺(tái)布置的，因而可以將中間底座作為基準(zhǔn)件來處理；而對于各個(gè)加工單元來說，則可以側(cè)底座或立柱底座作為基準(zhǔn)件來來描述該加工單元內(nèi)各零部件之間位置約束關(guān)系。 （ 5） 當(dāng) 被加工 產(chǎn) 品更新 時(shí) ，采用 其它類 型的 專用 機(jī) 床時(shí) ，其大部分件 要報(bào)廢。 組合機(jī)床的特點(diǎn) 組 合機(jī)床是用按系列化 標(biāo) 準(zhǔn)化 設(shè)計(jì) 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(jì) 的 專用部 件 組 成的 專用 機(jī)床。 為 了提高不同制造廠的通用部件的互 換 性，便于用 戶 使用和 維 修， 1953 年美 國 福特汽 車 公司和通用汽 車 公司與美 國 機(jī)床制造廠 協(xié) 商，確定了 組 合機(jī)床通用部件 標(biāo) 準(zhǔn)化的 原則 ，即 嚴(yán)格規(guī) 定各部件 間 的 聯(lián) 系尺寸，但 對 部件 結(jié) 構(gòu)未作 規(guī) 定。 論文概述了組合機(jī)床數(shù)控化改造的設(shè)計(jì)方案與應(yīng)用技術(shù)，并對 PLC 的發(fā)展與應(yīng)用作了簡要介紹論文介紹了 PLC 編程特點(diǎn)和方式，對兩工位鉆孔、攻螺紋組合機(jī)床應(yīng)用編程作了闡述論文還入一步闡述了 PLC 接口與通信技術(shù)，介紹了西門子 S7200系列 PLC 的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 題目： PLC的組合機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2020 年 12 月 I 目 錄 摘 要 .............................................................. 2 第 1 章 組合機(jī)床的簡介 ............................................... 3 組合機(jī)床概述 ................................................. 3 組合機(jī)床發(fā)展史 ............................................. 3 組合機(jī)床部件分類 ........................................... 3 組合機(jī)床的特點(diǎn) ................................................ 4 組合機(jī)床裝配模型 .............................................. 5 零部件間參數(shù)約束的描述 ..................................... 5 面向?qū)ο蟮?組合機(jī)床裝配模型的定義 ........................... 6 第 2 章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) .............................................