【正文】 控制流程 當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕后，上料機(jī)械手向前，將零件送到夾具上，夾具夾緊零件，進(jìn)料裝置進(jìn)料，然后四個(gè)工作滑臺(tái)向前，四個(gè)加工動(dòng)力頭同時(shí)加工，加工完 成后，各工作滑臺(tái)退回原位，接下來(lái)下料機(jī)械手向前抓住零件，夾具松開(kāi)，下料機(jī)械手帶料退回原位并松開(kāi)，完成一個(gè)工作循環(huán)。 在上世紀(jì)的 20 年代到 30 年代，借助繼電器、接觸器、按鈕和行程開(kāi)關(guān)等組成繼電器 接觸器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的啟動(dòng)、停車(chē)、有級(jí)調(diào)速等控制。然而在其初期，存在著系統(tǒng)復(fù)雜、使用不方便、抗干擾能力差、成本較高等缺陷，尤其對(duì)上述簡(jiǎn)單的過(guò)程控制有“大材小用”和不經(jīng)濟(jì)等問(wèn)題。但是在實(shí)際工程中往往選擇一種經(jīng)濟(jì)、有效、性能優(yōu)越的控制方案，考慮到上述幾點(diǎn)， PLC 較適合組合機(jī)床的電氣控制。所以，繼電接觸式控制系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)展 性較差。而且使用的繼電器越多， 反映的速度越慢，還是容易出現(xiàn)觸點(diǎn)抖動(dòng)和觸點(diǎn)拉弧問(wèn)題。用戶可以根據(jù)需要在程序中設(shè)定定時(shí)值。觸點(diǎn)在開(kāi)閉時(shí)會(huì)受到電弧的損壞，壽命短。對(duì)于那些只熟悉機(jī)電控制的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，需要進(jìn)行相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間系統(tǒng)地學(xué)習(xí)單片機(jī)的知識(shí)才能掌握。 (3) 單片機(jī)不如 PLC 可靠 使用單片機(jī)進(jìn)行工業(yè)控制，突出的問(wèn)題就是抗干擾性能較差。它借助于軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)重復(fù)的控制，軟件本身具有修改性，所以 PLC 具有靈活性。但是在實(shí)際工程中往往選擇一種經(jīng)濟(jì)、有效、性能優(yōu)越的控制方案，考慮到上述幾點(diǎn)， PLC 較適合組合機(jī)床的電氣控制。所以，繼電接觸式控制系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)展性較差。而且使用的繼電器越多，反映的速度越慢，還是容易出現(xiàn)觸點(diǎn)抖動(dòng)和觸點(diǎn)拉弧問(wèn)題。 (4) 可靠性和維護(hù)性。但是，單片機(jī)不是專(zhuān)門(mén)針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化控制而設(shè)計(jì)的，所 以它與 PLC 比較起來(lái)有以下缺點(diǎn)： (1) 單片機(jī)不如 PLC 容易掌握 使用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，一般要使用微處理器的匯編語(yǔ)言編程。輸出接口具有一定的驅(qū)動(dòng)負(fù)載能力，能適應(yīng)一般的控制要求。 整體式 PLC：整體式 PLC 的每一個(gè)點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜，且體積相對(duì)小，一般用于系統(tǒng)工藝過(guò)程較為固定，環(huán)境條件較好，維修量較小的小型控制系統(tǒng)中。 電控制系統(tǒng)有輸出信號(hào) 27 個(gè)，其中電磁閥 16 個(gè)，六臺(tái)電動(dòng)機(jī)的接觸器和 5個(gè)指示燈。根據(jù)電控系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)表知： 1 輸入元件數(shù)量 行程開(kāi)關(guān) 12 個(gè) 按鈕 24 個(gè) 選擇開(kāi)關(guān) 1 個(gè) 檢測(cè)元件 5 個(gè) 2 輸出元件數(shù)量 電磁閥 16 個(gè) 接觸器 6 個(gè) 指示燈 5 個(gè) 根據(jù)本設(shè)計(jì)選用的 PLC 機(jī)型，將輸入輸出元件分配到 PLC 的輸入輸出接口。 為了對(duì)滑臺(tái)的進(jìn)退、上料器的進(jìn)退、夾具的加緊松開(kāi)等進(jìn)行調(diào)整與控制，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的手動(dòng)程序，設(shè)計(jì)手動(dòng)程序時(shí)應(yīng)注意互鎖的設(shè)計(jì)。然后傳入 PLC 內(nèi)。熟悉了典型設(shè)備電氣控制系統(tǒng)，具有了從事電氣設(shè)備安裝調(diào)試、維修管理等方面的能力。 通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我加深了對(duì) PLC 的理解，了解了其型號(hào)規(guī)格并能正確使用。 3 按照電控系統(tǒng)提供的電氣執(zhí)行元件功能表，在狀態(tài)流程圖上對(duì)每個(gè)狀態(tài)和動(dòng)作命令配畫(huà)上實(shí)現(xiàn)該狀態(tài)或動(dòng)作命令的控制功能的電氣執(zhí)行元件，并以對(duì)應(yīng)的 PLC輸出點(diǎn)的編號(hào)定義這些電氣執(zhí)行元件。 設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)手動(dòng)及顯示梯形圖程序 本設(shè)計(jì)的手動(dòng)程序與顯示程序均為用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)的梯形圖。 設(shè)計(jì)輸入輸出信號(hào)地址表 輸入輸出信號(hào)地址表是將輸入輸出列成表，給出相應(yīng)的地址和名稱，以備軟件編程和系統(tǒng)調(diào)試時(shí)使用的一種表。 由 PLC 組成的四工位組合機(jī)床控制系統(tǒng)有輸入信號(hào) 42 個(gè)，均為開(kāi)關(guān)量。選擇機(jī)型的基本原則是在功能滿足要求的前提下，保證可靠，維護(hù)使用方便以及最佳功能價(jià)格比 。除了要進(jìn)行控制程序的設(shè)計(jì)，還要在單片機(jī)的外圍進(jìn)行很多硬件和軟件工作，才能與控制現(xiàn)場(chǎng)連接起來(lái)，調(diào)試也較繁瑣。 總之， PLC 在性能上均優(yōu)越于繼電接觸式控制系統(tǒng)，特別是控制速度快，可靠性高，設(shè)計(jì)施工周期短，調(diào)試方便，控制邏輯修改方便，而且體積小，功耗低。有些特殊的時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)不方便。 (2) 控制速度 繼電器接觸式控制系統(tǒng)的控制邏輯是依靠觸點(diǎn)的動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)的，工作頻率低。當(dāng)一個(gè)電氣控制系統(tǒng)研制完后，要想再做修改都要隨著現(xiàn)場(chǎng)接線的改動(dòng)而改動(dòng)。用 PLC 的編程邏輯提供了能隨要求而改變的“間接網(wǎng)絡(luò)”，這樣生產(chǎn)線的自動(dòng)化過(guò)程就能隨意去改變，這種性能使 PLC 具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。 PLC 體積小 、功能強(qiáng)、速度快，可靠性高，又具有較大的靈活性和擴(kuò)展性。輸出接口具有一定的驅(qū)動(dòng)負(fù)載能力，能適應(yīng)一般的控制要求。但是，單片機(jī)不是專(zhuān)門(mén)針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化控制而設(shè)計(jì)的，所以它與 PLC 比較起來(lái)有以下缺點(diǎn)： (1) 單片機(jī)不如 PLC 容易掌握 使用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，一般要使用微處理器的匯編語(yǔ)言編程。 (5) 可靠性和 維護(hù)性。有些特殊的時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)不方便。 鑄鐵平板 第 7 頁(yè) 共 23 頁(yè) (2) 控制速度： 繼電器接觸式控制系統(tǒng)的控制邏輯是依靠觸電的動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)的，工作頻率低。當(dāng)一個(gè)電氣控制系統(tǒng)研制完后，要想再做修改都要隨著現(xiàn)場(chǎng)接線的改動(dòng)而改動(dòng)。這種期間完全能夠適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境，由于它兼?zhèn)淞擞?jì)算機(jī)控制和繼電器 接觸器控制兩方 面的優(yōu)點(diǎn)，故目前世界各國(guó)將其作為一種標(biāo)準(zhǔn)化通用設(shè)備普遍應(yīng)用于工業(yè)控制。因而傳統(tǒng)的繼電器 接觸器控制系統(tǒng)常常不能滿足這種需求。其中： YV 為電磁閥； KM 為接觸器； HL 為指示燈 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)工藝不斷提出新的要求，機(jī)床電氣控制裝置也不斷更新。 本文所用組合機(jī)床為四工位組合機(jī)床，該機(jī)床由四個(gè)滑臺(tái)，各載一個(gè)加工動(dòng)力頭，組成四個(gè)加工工位，除了四個(gè)加工工位外，還有夾具，上下料機(jī)械手和進(jìn)料器，四個(gè)輔助裝置以及冷卻和液壓系統(tǒng)共 14 個(gè)部分。 常見(jiàn)的組合機(jī)床，標(biāo)準(zhǔn)通用部件有動(dòng)力滑臺(tái)各種加工動(dòng)力頭以及回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等，可用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，也可用液壓驅(qū)動(dòng)。 第 1 章緒論 組合機(jī)床概述 組合機(jī)床是針對(duì)特定工件，進(jìn)行特定加工而設(shè)計(jì)的一種高效率自動(dòng)化專(zhuān)用加工設(shè)備， 這類(lèi)設(shè)備大多能多刀同時(shí)工作，并且具有自動(dòng)循環(huán)的功能 。數(shù)控機(jī)床的控制部分可分為數(shù)字控制和順序控制兩部分 ,數(shù)字控制部分包括對(duì)各坐標(biāo)軸位置的連續(xù)控制 ,而順序控制包括對(duì)主軸正 /反轉(zhuǎn)和啟動(dòng) /停止、換刀、卡盤(pán)夾緊和松開(kāi)、冷卻、尾架、排屑等輔助動(dòng)作的控制。專(zhuān)用機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)的多刀切削，自動(dòng)化程度較高，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率也較高。第二方面是動(dòng)力部件的半自動(dòng)循環(huán)控制。 要求組合機(jī)床能以手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)三種工作方式工作。繼電器接觸器控制的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維護(hù)方便、抗干擾性能力強(qiáng)。因而 60 年代出現(xiàn)了一種能夠根據(jù)需要，方便的改變控制系統(tǒng)，而又要比計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉的自動(dòng)化裝置 —— 順序控制器。 PLC、單片機(jī)、繼電器 接觸器控制系統(tǒng)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1． PLC 與繼電器 接觸器相比較： 繼電器 接觸器控制系統(tǒng)自上世紀(jì)二十年代問(wèn)世以來(lái)，一直是機(jī)電控制的主流。 可編程控制器采用存儲(chǔ)邏輯。 而可編程控制器是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的，速度相當(dāng)快。 PLC 根據(jù)給定的定時(shí)值，由軟件和硬件計(jì)數(shù)器來(lái)控制制定時(shí)間，定時(shí)精度高、定時(shí)時(shí)間不受環(huán)境的影響，并且一旦調(diào)好，不會(huì)變化。因而可靠性和維護(hù)性差。 而 PLC 采用了面向操作者的語(yǔ)言編程，如梯形圖狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖等，對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)，無(wú)需了解復(fù)雜的計(jì)算機(jī)知識(shí)，而只要用較短時(shí)間去熟 悉 PLC 的簡(jiǎn)單指令系統(tǒng)及操作方法，就可以使用和編程。 而 PLC 是專(zhuān)門(mén)用于工程現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中的自動(dòng)控制，在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中采取了抗干擾性措施，穩(wěn)定性和可靠性較高。從而使 PLC 具有廣泛的工業(yè)通用性，同時(shí)簡(jiǎn)化了硬件電路，也提高了 PLC 系統(tǒng)的可靠性。 PLC 與單片機(jī)、繼電器 接觸器控制系統(tǒng)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1． PLC 與繼電器 接觸器相比較： 繼電器 接觸器控制系統(tǒng)自上世紀(jì)二十年代問(wèn)世以來(lái)，一直是機(jī)電控制的主流。 可編程控制器采用存儲(chǔ)邏輯。 而可編程控制器是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的，速度相當(dāng)快。 繼電接觸式控制系統(tǒng)使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，