【正文】 謝趙春雨指導老師對我的設計工作提供了許多指導支持。 一個國家工業(yè)水平的提高離不開組合機床的發(fā)展，其在當今工業(yè)生產有著十分重要的影響意義。論文里涉及到機床的分類、組成構造以及其裝配。 圖 PLC 程序調試過程 硬件調試 1. 靜態(tài)調試 靜態(tài)調試可以排除系統(tǒng)中硬件故障，一般有兩個步驟。 2. 在電腦上，使用匯編程序進行匯編源程序，檢查有無語法錯誤，若發(fā)現(xiàn)錯誤及時修改，直至語法全部正確后 才進行下一個步驟。 攻絲組合機床機構分析與控制系統(tǒng)設計 20 攻絲組合機床機構分析與控制系統(tǒng)設計 21 圖 PLC 系統(tǒng)的梯形圖 攻絲組合機床機構分析與控制系統(tǒng)設計 22 6 安裝與調試 安裝注意事項 PLC 系統(tǒng)完成了硬件和軟件兩方面的設計后即可進行安裝。 3. 轉換 轉換是在有方向的連線上用垂直的短劃線來表示，轉換將相鄰的兩步分隔開，活動步的轉移通過轉換來完成的 [6]。 順序功能圖 順序功能圖是用來描述系統(tǒng)的控制過程、功能特性的一種圖形符號。這種方法需要耗費設計者很多時間和精力，找不到規(guī)律可以遵循，一般不提倡使用這種方法。使用順序流程圖語言，程序的結構條理清楚，方便用戶閱讀查閱，縮短了編程時間，減輕調試的工作量。指令表可以變成梯形圖，梯形圖也可以換成指令表，二者相對應。 攻絲組合機床機構分析與控制系統(tǒng)設計 14 圖 PLC 的接線圖 攻絲組合機床機構分析與控制系統(tǒng)設計 15 5 PLC 的軟件設計 PLC 的編程語言 用戶想要實現(xiàn) PLC 控制系統(tǒng)對加工工藝控制要求就要通過存儲內部的程序，而這些程序的編寫就要依賴編程語言。我這次設計采用的是 FX2N 機型。硬件設計指的是 PLC 外設的裝置如何選擇安裝，而軟件設計就是考慮如何編寫 PLC 內部程序。在此期間，映像寄存器中的數(shù)據(jù)不會發(fā)生改變。編程裝置分為專用編程器，和配有專用編程軟件包的通用計算機系統(tǒng)。用戶程序是用戶自己根據(jù)加工對 象生產工藝的要求而攻絲組合機床機構分析與控制系統(tǒng)設計 9 編寫的程序，可以進行檢查修改的，一般存放在 EPROM 中。 7. 體積小，能源消耗少 PLC 的體積不多大，所以復雜的控制系統(tǒng)可以采用 PLC 系統(tǒng)代替中間繼電器和時間繼 電器減少外形體積，一般外形變?yōu)樵瓉淼亩种坏绞种蛔笥?，減少占用空間，同時也節(jié)約制作成本。我們可以將 PLC 編寫好的程序在實驗室的機器上進行模擬調試，實驗的開關可以模擬輸入信號，若二極管發(fā)光就表示輸出信號沒問題。梯形圖一目了然，直觀形象的表達對于用戶來說是最大的便利。 等到攻絲動力頭裝置完成攻絲動作后，攻絲動力頭電機 M4 沒有電，控制凸輪旋轉一圈，電機 M2 停止轉動 。所以 PLC 控制系統(tǒng)將會逐漸取代傳統(tǒng)的以繼電器為控制系統(tǒng)的組合機床投入到機械加工生產制造 中，也是今后組合機床發(fā)展的趨勢。由于科技的進步，柔性組合機床越來越受歡迎，組合機床運用 PLC 控制系統(tǒng)， PLC 的靈活性可以適應不同品種不同加工要求的零件產品。 控制部件用來操控機床的自動工作循環(huán)，如電器控制柜，操作臺、液壓站等。課題中會對組合機床和其工藝流程進行簡要的介紹，并對如何選擇 PLC以及 PLC 控制的編寫程序進行詳細描述，控制梯形圖的繪制也會在課題中呈現(xiàn)，在論文的最后還會簡述 PLC 的安裝調試。傳統(tǒng)的機床采用落后的繼電器系統(tǒng)，生產效率低，已然不適應急劇增長的生產需求，正逐漸被淘汰。 本課題會對攻絲組合機床的結構進行分析并對其控制系統(tǒng)選定和設計。 《成都理工大學工程技術學院畢業(yè)設計指導手冊》，已知曉學院對論文撰寫的內容和格式要求。 在論文的開篇階段會對機床進行介紹，介紹會從組合機床的發(fā)展史、結構以及機床的工藝流程等幾個方面進行解析，緊接對 PLC 技術的方方面面作一番概述。因為組合機床可以根據(jù)要求任意配置，所以生產周期較短，效率高，一般適用于大批量生產。其中大量通用部件包括：動力部件如傳動裝置、動力源、單軸加工的切削頭等，以及如側底座、中間底座等支承部件用來安裝動力部件。組合機床具有高可靠性、生產效率高、使用方 便等諸多優(yōu)點，對一個國家的生產制造業(yè)具有深遠的影響。關于機床的結構，我們在加工時候經常使用，對其有一定的認知。因為 M2 轉動，控制凸輪會控制液壓閥推著鉆孔滑臺往前移動，推動鉆孔動力頭進行鉆孔。當原來位置 上的指示燈亮了，手動取出從夾具上放松的工件，整個的加工過程就可以完成。 3. 可靠性高，抗干擾強 PLC 系統(tǒng)一般使用的是軟件，系統(tǒng)中不會有任何繼電器，因此不存在由于接觸點之間接觸不良導致的故障。如果有故障，可以在實驗室用二極管的照亮與否模擬排除找出問題根源，然后對癥下藥。 1. 中央處理器（ CPU） 與一般計算機相同， CPU 是 PLC 的核心，相當于人的大腦。 PLC 要實現(xiàn)控制，就要將被控對象的所有數(shù)據(jù)通過輸入接口輸入，然后進行處理再將處理結果通過輸出接口傳送給被控對象。很多 PLC 也可以向外部提供一個直流 24V 穩(wěn)壓電源，給外部電器提供電能。 PLC 執(zhí)行時候，會根據(jù)程序進行相關計算機運算，最后運算的結果會刷新 RAM 中與之對應的狀態(tài)或是映像寄存器中的狀態(tài)。 PLC 的選型 在選擇 PLC 的型號時候，在考慮功能需求和安全可靠、維修方便前提下，我們還要考慮最佳的性價比。所以我選用的 PLC 機型為 FX2N32MR001。 1. 梯形圖語言（ LD） 在 PLC 程序的設計中，梯形圖語言是編程中使用最頻繁的。 3. 功能模塊圖語言（ FBD） 功能模塊圖語言是采用模塊圖的方式表示模塊的功能，如果模塊不一樣，那么所表達的作用也就不同，跟電子電路有異曲同工之妙。這對于編程人員來說，要想熟練使用這種編程語言就必須儲存一定量關于計算機高級語言方面的知識。該方法相對簡便，因為我們可以在熟悉的電路圖基礎上對梯形圖進行編譯。 1. 步 步是將系統(tǒng)的工作周期分為很多步并按順序相連接，通常在順序功能圖中用編程元件代表步。 5. 動作 是每一個功能步將要完成的操作，通常在順序功能圖里面用矩形框的內容來表達，一般為文字或符號。安裝時候要考慮到 PLC 主機的擺放位置，應該遠離高壓設備保障機床的安全性能。用戶程序是否與用戶樣機硬件相關，程序的調試方法也不一樣。 2. 在線仿真與動態(tài)調試 攻絲組合機床機構分析與控制系統(tǒng)設計 24 進行第一步只能找出系統(tǒng)中很顯著的錯誤，系統(tǒng)中還有很多隱藏的故障，這些問題需要依靠仿真機器，通過在線仿真調試，發(fā) 現(xiàn)故障后進行掃除。這些知識的研究掌握為后面的系統(tǒng)設計奠定了良好的基礎。 現(xiàn)在工業(yè)中，產品的生產需求是多樣化和復雜化，這對組合機床的要求就會提高。 此外，我還要感謝其他的任課老師，感謝他們在學習生活中對我的栽培，一絲不茍地傳授我豐富的專業(yè)知識，教會我嚴謹?shù)纳顟B(tài)度。在這方面，我國的技術水平還是落后于其他工業(yè)大國，我國組合機床技術有待進一步提高。在論文的結尾階段，簡要的講訴了機床安裝時候的注意事項以及 PLC 控制系統(tǒng)的調試。 在論文的開篇階段，首先是對研究對象 —— 組合機床先進行簡要的介紹，要想了解其控制系統(tǒng)，必須對組合機床方面的知識有些認知 。 攻絲組合機床機構分析與控制系統(tǒng)設計 23 4. 用戶編寫的程序調試完成后，利用編程寫入器固 化 在 程序存儲器中。用戶使用編程軟件將源程序輸入到 PLC 機上并保存，輸入過程中要嚴格按照規(guī)定的格式要求和語法。 攻絲組合機床機構分析與控制系統(tǒng)設計 19 圖 組合機床的順 序功能圖 梯形圖的繪制 已經繪制完 PLC 順序功能圖，根據(jù)上小節(jié)的順序功能圖，可以使用 FXGP_WINC 軟件來完成繪制梯形圖。反之，我們就要用箭頭注明有向連線往哪個方向移動。這種方法一般使用比較廣泛，因為它設計的程序內容需要修改時候容易，花費的時間和精力也相對較少。梯形圖要進行在線調試，查找是否存在故障，直到無誤后才會達到系統(tǒng)預期要求。編程過程中設計人員是以功能為主要線路，把加攻絲組合機床機構分析與控制系統(tǒng)設計 16 工過程分步按照順序從上向下表達。通常是用戶在沒有電腦的場合下，利用編程器來編制程