【正文】 YA2 通電，此時(shí)，立柱松開或夾緊； SA2 在中間位時(shí)，觸點(diǎn)（ 5759）、（ 5763）均接通。 本章小結(jié) 本章從大體上對搖臂鉆床控制線路概述，其中以操縱機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng) ,夾緊機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)為分析設(shè)計(jì)重點(diǎn)，同時(shí)對搖臂鉆床控制線路原理，搖臂鉆床控制線路主電路進(jìn)行，搖臂鉆床控線路控制電路進(jìn)行初步設(shè)計(jì)與分析。 搖臂的升降由升降電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，要求電動(dòng)機(jī)能正、反轉(zhuǎn)。 （ 4）采用性能優(yōu)良的開關(guān) 電源。 PLC 的各個(gè)部件，包括 CPU、電源、 I/O 等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。這是 PLC 最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)組合邏輯控制、順序邏輯控制與定時(shí)控制。數(shù)控機(jī)床機(jī)械手的位置控制就是 PLC 的位置控制的典型應(yīng)用。完成輸入端刷新工作后，將關(guān)閉輸入端口，轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。掃描周期的長短主要取決于程序的長短。 三菱公司的產(chǎn)品有： FX 系列：為小型 PLC，單元式，單機(jī)最大容量為 256 點(diǎn)。因此，考慮到經(jīng)濟(jì)，實(shí)用，穩(wěn)定等方面因素。 搖臂升降控制 當(dāng)需要搖臂上升時(shí)按下 SB3， 閉合， 接通，同時(shí)，接通斷電延時(shí)定時(shí)器T37，其長閉觸點(diǎn) T37 瞬時(shí)斷開，斷開了液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 反轉(zhuǎn)控制的電路。 當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于中間位置時(shí) 閉合，若使立柱與主軸箱同時(shí)松開，則按下 SB5， 閉合， 和斷電延時(shí)定時(shí)器 T38 同時(shí)接通， T38 觸點(diǎn)瞬時(shí)閉合， 、 同時(shí)得電吸合為主軸箱與立柱同時(shí)松開做準(zhǔn)備。當(dāng)合上 FQ3（ ）按下 SB1()低 電壓繼電器 KV（ ）得電并自鎖 ,其常開觸點(diǎn) KV()閉合接通了控制電路電源為機(jī)床工作做準(zhǔn)備。梯形圖如圖 4－ 4 所示。Q 1 .1Q 1 .2Q 1 .3I 2 .0I 2 .0Q 0 .1Q 1 .0S M 0 .0I 0 .3 圖 4－ 7信號(hào)指示梯形圖程序 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 完整的 PLC 控制梯形圖 在上述梯形圖的基礎(chǔ)上，將各部分梯形圖綜合在一起，進(jìn)行整理和修改，最后設(shè)計(jì)出完整的梯形圖 如圖 4－ 8 所 示 INPT 100 ms I 0 . 0I 0 . 2I 0 . 1Q 0 . 0Q 0 . 0I 0 . 3 I 0 . 5 I 0 . 6Q 0 . 1Q 0 . 1I 0 . 7 I 1 . 1M 0 . 0I 1 . 0 I 1 . 2M 0 . 0 I 1 . 3 I 1 . 5 Q 0 . 5 Q 0 . 4M 0 . 1 I 1 . 7 T 39I 1 . 3 I 1 . 0 Q 0 . 3 Q 0 . 2I 0 . 7Q 0 . 2Q 0 . 3M 0 . 2I 1 . 4I 1 . 5Q 0 . 4Q 0 . 5I 1 . 6I 1 . 6M 0 . 0M 0 . 1I 1 . 7T 37M 0 . 0T 38T 37+ 30欠電壓保護(hù)I 0 . 4主軸電動(dòng)機(jī)控制搖臂上升搖臂下降主軸箱立柱搖臂松開主軸箱立柱搖臂夾緊M 0 . 1INPTTOF100 ms + 30M 0 . 0TOF黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 INPTTON100 ms I 2 . 1I 2 . 3Q 0 . 6I 2 . 2Q 0 . 7I 2 . 2T 39+ 30M 0 . 1M 0 . 2主軸箱松開夾緊立柱松開夾緊Q 1 . 1Q 1 . 2Q 1 . 3立柱松開指示立柱夾緊指示主軸電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)指示電源指示 I 2 . 0I 2 . 0Q 0 . 1Q 1 . 0SM 0 . 0I 0 . 3T 38T 38 圖 48 Z3040 搖臂鉆床 PLC 控制梯形圖 本章小結(jié) 本章首先對 PLC 的基本特點(diǎn)和工作原理進(jìn)行了簡要闡述，而后根據(jù)本設(shè)計(jì)內(nèi)容選定了適合于本設(shè)計(jì)的 PLC 類型。 PLC數(shù)控鉆床控制系統(tǒng)的發(fā)展前景 目前，世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度、工業(yè)化水平等不盡相同，因此對數(shù)控技術(shù)、產(chǎn)品的需求也不一樣。速度影響產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，精度直接影響到工作性能、壽命、能耗和噪聲等。 網(wǎng)絡(luò)化 實(shí)現(xiàn)數(shù)控技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無人化操作。 在硬件設(shè)計(jì)和程序編寫時(shí)遇到很多問題，經(jīng)過努力得到了一定程度的解決，但是還有很大的不足和需要改進(jìn)。 (4)數(shù)控編程自動(dòng)化 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展， CAD、 CAM、 CAPP 技術(shù)的廣泛應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)數(shù)控編程的自動(dòng)化。我國的產(chǎn)品要想占據(jù)國內(nèi)國際市場，應(yīng)把可靠性、穩(wěn)定性作為數(shù)控產(chǎn)品研究的頭等大事。 PLC擁有強(qiáng)大的通訊功能，這使得控制更為靈活，所以今后期待進(jìn)一步開展這方面的研究 : 。 I 2 . 1I 2 . 3Q 0 . 6I 2 . 2Q 0 . 7I 2 . 2T 3 8T 3 8I 1 . 6I 1 . 7M 0 . 0T 3 8I NP TT O F1 0 0 m s + 3 0M 0 . 1 圖 4－ 6主軸箱、立柱松開、夾緊控制程序 信號(hào)指示梯形圖程序 電源指示燈 HL1（ ）當(dāng)機(jī)床上電時(shí)指示，采用 S－ 300PLC 特殊內(nèi)部繼電器 實(shí)現(xiàn)；立柱、主軸箱松開、夾緊指示燈 HL2（ ）、 HL3()由限位開關(guān) ST4()控制；主軸電動(dòng)機(jī)旋 轉(zhuǎn)指示燈 HL4（ ）由 KM1（ ）控制。當(dāng)要求搖臂上升（或下降）時(shí)，按下 SB3(或 SB4)首先啟動(dòng)主軸箱、立柱、搖臂松開電路當(dāng)松開到位時(shí) ST2()常開觸點(diǎn)閉合 ,使液壓泵電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)（正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)） ,搖臂上升（或下降）。另外兩種情況，只有將轉(zhuǎn)換開關(guān) SA 板到相應(yīng)位置，再按 SB5 與 SB6 即可實(shí)現(xiàn)。 立柱與主軸箱松開、夾緊控制 立柱與主軸箱的松開、夾緊控制可單獨(dú)進(jìn)行，也可同時(shí)進(jìn)行，由轉(zhuǎn)換開關(guān) SA 與按鈕 SB5 或 SB6 控制。 主軸電動(dòng)機(jī)控制 啟動(dòng)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕 SB2， 接通， 動(dòng)作并自鎖使 KM1 得電并自鎖， KM1主觸點(diǎn)閉合主軸電動(dòng)機(jī) M1 轉(zhuǎn)動(dòng)，指示 燈 HL4 亮。 選配 PLC 的型號(hào) 在選用 PLC 上，根據(jù) Z3040 型搖臂鉆床的電氣部分，輸出端口需要 12 個(gè)，輸入端口需要 20 個(gè)。 PLC 的選型 目前各國生產(chǎn)的 PLC 品種繁多，發(fā)展迅速。由于輸入刷新階段是緊接輸出刷新階段后馬上進(jìn)行的，所以亦將這兩個(gè)階段統(tǒng)稱為 I/O 刷新階段。一個(gè)掃描周期主要可分為3 個(gè)階段。 位置控制。 由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。 另外為了提高操作性 能，它還有多種人 機(jī)對話的接口模塊；為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊等等。 （ 2）各輸入端均采用 RC 濾波器，其濾波器時(shí)間常數(shù)一般為 10~20ms。主軸變速機(jī)構(gòu)與進(jìn)給變速機(jī)構(gòu)均裝在主軸箱內(nèi)。 （ 2）工作信號(hào)指示 HL1 電源指示燈，當(dāng)和上 QF2 時(shí) HL1 指示燈亮， HL2 為立柱和主軸箱松開指為立柱和主軸箱夾緊指示燈，分別由限位開關(guān) ST4 長閉觸頭和 ST4 常開觸頭控制。主軸箱夾緊的控制線路及工作原理與松開時(shí)相似，只要按松開按鈕 SB7 換成夾緊按鈕 SB8，接觸器 KM4 換成 KM5， M3 由正向轉(zhuǎn)動(dòng)變成反向轉(zhuǎn)動(dòng)，指示燈 HL2 換成 HL3 即可。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 立柱和主軸箱松開、夾緊控制電路 立柱和主軸箱的松開及夾緊控制可單獨(dú)進(jìn)行，也可同時(shí)進(jìn)行，由轉(zhuǎn)換開關(guān) SA2 和復(fù)位按鈕 SB7（或 SB8）進(jìn)行控制。當(dāng)搖臂上升到極限位置時(shí)， ST11(1517)動(dòng)作，將電路斷開，則 KM2 斷電釋放，搖臂升降電動(dòng)機(jī) M2停止旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，活塞桿通過彈簧片壓下 限位開關(guān) ST2 動(dòng)斷觸點(diǎn)（ 747）斷開，接觸器 KM5 斷電釋放，液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 停止旋轉(zhuǎn)，完成了搖臂的松開－上升－夾緊動(dòng)作。 搖臂升降控制電路 搖臂上升、下降分別由 SB SB4 點(diǎn)動(dòng)控制。當(dāng)移動(dòng)到位后，保證 M2 先停下，再自動(dòng)通過液壓系統(tǒng)將搖臂夾緊，最后液壓泵電機(jī)才停下。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 斷路器 QF1 既作為機(jī)床線路的電源總開關(guān)，又作為機(jī)床線路和主軸 電機(jī) M1 的短路及過載保護(hù)元件，斷路器 QF2 臥搖臂升降電動(dòng)機(jī) M液壓泵電機(jī) M冷卻泵電機(jī) M4的隔離開關(guān)和過載及短路保護(hù)元件。所以主軸停車時(shí)主軸發(fā)動(dòng)機(jī)仍在旋轉(zhuǎn)，只是不能將動(dòng)力傳到主軸。 操縱機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng) 該系統(tǒng)壓力油由主軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)齒輪泵送出，由主軸操作手柄來改變兩個(gè)操縱閥的相互位置，獲得不同的動(dòng)作。 西門子公司的產(chǎn)品有： S7200:微型 PLC，單機(jī)最大容量為 256 點(diǎn)； S7300:小到中型 PLC 單機(jī)最大容量為 1K； S7400:大到超大型 PLC，單機(jī)可組態(tài)點(diǎn)數(shù)過萬點(diǎn)。特別要考慮怎么適應(yīng) 于工業(yè)環(huán)境，入便于安裝，抗干擾等問題。此外，為保證安全生產(chǎn)，其主軸旋轉(zhuǎn)和搖臂升降不允許同時(shí)進(jìn)行。主軸箱安裝在搖臂的水平導(dǎo)軌上，可以通過手輪操作使其在水平導(dǎo)軌上沿?fù)u臂移動(dòng)。 5 控制電路設(shè)計(jì)。 特別是帶自動(dòng)換刀的數(shù)控加工中心，在一次裝夾的情況下，幾乎可以完成零件的全部加工工序，一臺(tái)數(shù)控機(jī)床可以代替數(shù)臺(tái)普通機(jī)床。目前數(shù)控機(jī)床的最高進(jìn)給速度可達(dá)到 100m/min 以上，最小分辨率達(dá) 。當(dāng)改變加工零件時(shí)，數(shù)控機(jī)床只需更換零件加工的 NC 程序。因此本文用 PLC 設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)。不僅價(jià)格高，進(jìn)口周期長也不能滿足主機(jī)廠的要求。對高速加工技術(shù)，國外已進(jìn)行了多年的研究，對高速加工的機(jī)理、機(jī)床結(jié)構(gòu)、機(jī)床剛度和精度的影響等都有了系統(tǒng)的研究，并開發(fā)生產(chǎn)了各種高速銑削中心、高速加工中心， 廣泛應(yīng)用于航空器鋁合金零件和模具加工上。數(shù)控機(jī)床是以電子控制為主的機(jī)電一體化 機(jī)床，充分發(fā)揮了微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)特有的優(yōu)點(diǎn)，易于實(shí)現(xiàn)信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，可較易地組成各種先進(jìn)制造系統(tǒng)，如 FMS、 FTL、 FA，甚至將來的 CIMS，能最大限度地提高企業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率。數(shù)控系統(tǒng)由顯示器、伺服控制器、伺服電機(jī)和各種開關(guān)、傳感器構(gòu)成。在發(fā)展大批大批生產(chǎn)主動(dòng)化的基礎(chǔ)上 ,於 1956 年研制出第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床后 ,一直保持實(shí)事求是 ,講究科學(xué)精力 ,不斷穩(wěn)步前進(jìn)。美國的特點(diǎn)是 ,政府器重機(jī)床工業(yè) ,美國國防部等部門不斷提出機(jī)床的發(fā)展方向、科研任務(wù)和供給充 分的經(jīng)費(fèi) ,且網(wǎng)羅世界人才 ,特別講究“效率”和“創(chuàng)新” ,重視基礎(chǔ)科研。 數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中得到日 益廣泛的應(yīng)用（美國的數(shù)控機(jī)床已占機(jī)床總數(shù)的 80% 以上） ，數(shù)控技術(shù)高精度、高生產(chǎn)率、適應(yīng)性好的特點(diǎn)得到充分發(fā)揮。 如需要圖紙等資料，聯(lián)系 1961660126 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 本文主要闡述了傳統(tǒng)鉆床 PLC 改造的可行性，并進(jìn)行了具體的實(shí)施方案，傳統(tǒng)鉆床 傳統(tǒng)繼電控制系統(tǒng)使用大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器 ,控制觸點(diǎn)多 ,因此電氣控制系統(tǒng)存在故障率高、可靠性差、接線復(fù)雜、不便于檢修等缺點(diǎn) .為了提高 鉆 床控制系統(tǒng)的可靠性 ,降 低故障率 ,提高 鉆 床的加工效益 ,很多企業(yè)對傳統(tǒng)控制 鉆 床的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造 本文描述了數(shù)控機(jī)床的基本組成、工作原理、分類及各自的特點(diǎn)。論文的內(nèi)容必須符合歷史唯物主義和唯物辯證法，符合“實(shí)事求是”、“有的放矢”、“既分析又綜合” 的 科 學(xué) 研 究 方 法 。 [01] Brown, H. D. Teaching by Principles: An Interactive Approach to Language Pedagogy[M]. Prentice Hall Regents, 1994. [02] Brown, J Set al. Situated Cognition and the Culture of Learning[J]. Educational Reasercher, 1, 1989. [03] Chris, Dede. The Evolution of Constructivist Learning Environments: Immersion in Distributed Virtual Worlds[J]. Educational Technology, SeptOct, 1995. 學(xué)位申請者如果能通過規(guī)定的課程考試，而論文的審查和答辯合格，那么就給予學(xué)位。 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于 PLC 數(shù)控鉆床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系部名稱 ： 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) ： 機(jī)械 083 班 學(xué)生姓名 ： 指導(dǎo)教師 ： 職 稱 ： 講 師 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二○一二年六月