【正文】 床通常由標(biāo)準(zhǔn)通用部件和加工專用部件組合構(gòu)成，動力部件采用電動機(jī)驅(qū)動或采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動，由電氣系統(tǒng)進(jìn)行工作自動循環(huán)的控制，是典型的機(jī)電或機(jī)電液一體化的自動加工設(shè)備。 1 正文 第 一 章 緒論 一 、 組合機(jī)床概述 組合機(jī)床是針對特定工件，進(jìn)行特定加工而設(shè)計(jì)的一種高效率自動化專用加工設(shè)備， 這類設(shè)備大多能多刀同時(shí)工作，并且具有自動循環(huán)的功能 。 常見的組合機(jī)床，標(biāo)準(zhǔn)通用部件有動力滑臺各種加工動力頭以及回轉(zhuǎn)工作臺等，可用電動機(jī)驅(qū)動，也可用液壓驅(qū)動。 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，各載一個(gè)加工動力頭，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。 （ 二 ） 元件選用 根據(jù)上面要求，要選用三臺電動機(jī)： M1——控制主軸的電動機(jī)； M2——控制液壓泵的電動機(jī)； M3——控制冷卻泵的電動機(jī)。 (4)液壓泵停止 按 SB5→KM2 （ –） →RM2 主復(fù)位 →M2 停止。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。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。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?計(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。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 8 著現(xiàn)場接線的改動而改動。 (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作來實(shí)現(xiàn)的，工作頻率低。有些特殊的時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)不方便。 (5) 可靠性和維護(hù)性。但是，單片機(jī)不是專門針對工業(yè)現(xiàn)場的自動化控制而設(shè)計(jì)的，所以它與 PLC 比較起來有以下缺點(diǎn)： (1) 單片機(jī)不如 PLC 容易掌握 使用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)自動控制，一般要使用微處理器的匯編語言編程。輸出接口具有一定的驅(qū)動負(fù)載能力，能適應(yīng)一般的控制 要求。 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。用 PLC 的編程邏輯提供了 11 能隨要求而改變的“間接網(wǎng)絡(luò)”，這樣生產(chǎn)線的自動化過程就能隨意去改變，這種性能使 PLC 具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。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)場接線的改動而改動。 (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)的動作來 實(shí)現(xiàn)的，工作頻率低。有些特殊的時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，維護(hù)不方便。 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。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)場連接起來，調(diào)試也較繁瑣。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。 由 PLC組成的四工位組合機(jī)床控制系統(tǒng)有輸入信號 42個(gè)，均為開關(guān)量。 二、 設(shè)計(jì)輸入輸出信號地址表 輸入輸出信號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。 三、 設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)手動及顯示梯形圖程序 本設(shè)計(jì)的手動程序與顯示程序均為用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)的梯形圖。 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)流程圖上對每個(gè)狀態(tài)和動作命令配畫上實(shí)現(xiàn)該狀態(tài)或動作命令的控制功能的電氣執(zhí)行元件，并以對應(yīng)的 PLC輸出點(diǎn)的編號定義這些電氣執(zhí)行元件。 通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我加深了對 PLC 的理解，了解了其型號規(guī)格并能正確使用。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。然后傳入 PLC 內(nèi)。 為了對滑臺的進(jìn)退、上料器的進(jìn)退、夾具的加緊松開等進(jìn)行調(diào)整與控制，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的手動程序，設(shè)計(jì)手動程序時(shí)應(yīng)注意互鎖的設(shè)計(jì)。根據(jù)電控系統(tǒng)的輸入輸出信號表知： 1 輸入元件數(shù)量 行程開關(guān) 12 個(gè) 按鈕 24 個(gè) 選擇開關(guān) 1 個(gè) 檢測元件 5 個(gè) 2 輸出元件數(shù)量 電磁閥 16 個(gè) 15 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。 電控制系統(tǒng)有輸出信 號 27 個(gè)，其中電磁閥 16 個(gè)，六臺電動機(jī)的接觸器和 5 個(gè)指示燈。 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，且體積相對小，一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定，環(huán)境條件較好，維修量較小的小型控制系統(tǒng)中。輸出接口具有一定的驅(qū)動負(fù)載能力，能適應(yīng)一般的控制要求。但是，單片機(jī)不是專門針對工業(yè)現(xiàn)場的自動化控制而設(shè)計(jì)的，所以它與 PLC 比較起來有以下缺點(diǎn)： (1) 單片機(jī)不如 PLC 容易掌握 使用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)自動控制，一般要使用微處理器的匯編語言編程。 (4) 可靠性和維護(hù)性。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)抖動和觸點(diǎn)拉弧問題。所以，繼電接觸式控制系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)展性較差。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。它借助于軟件來實(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。 (3) 單片機(jī)不如 PLC 可靠 10 使用單片機(jī)進(jìn)行工業(yè)控制，突出的問題就是抗干擾性能較差。對于那些只熟悉機(jī)電控制的技術(shù)人員來說，需要進(jìn)行相當(dāng)長一段時(shí)間系統(tǒng)地學(xué)習(xí)單片機(jī)的知識才能掌握。觸點(diǎn)在開閉時(shí)會受到電弧的損壞，壽命短。用戶可以根據(jù)需要在程序中設(shè)定定時(shí)值。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)抖動和觸點(diǎn)拉弧問題。所以， 繼電接觸式控制系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)展性較差。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。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，尤其對上述簡單的過程控制有“大材小用”和不經(jīng)濟(jì)等問題。 在上世紀(jì)的 20 年代到 30 年代，借助繼電器、接觸器、按鈕和行程開關(guān)等組成繼電器 接觸器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對機(jī)床的啟動、停車、有級調(diào)速等控制。 (6)冷卻泵手動控制 首先將 SA2 打在 M 位置，然后按 SB6→KM3 （ +） →M3 起動，提供冷卻液， KM3 輔閉自鎖。 （ 三 ）作出草圖如下 圖 二 、 控制電路設(shè)計(jì) （一） 設(shè)計(jì)要求 主軸電動機(jī) M1 和液壓泵電動機(jī) M2 可以同時(shí)起停，也可以單獨(dú)起停。該機(jī)床的俯視示意圖如下：