【文章內(nèi)容簡介】 握其使用技術(shù) ， 從而確保產(chǎn)品的加工質(zhì)量。硬質(zhì)合金鋸片的刃磨工藝與普通 圓鋸片不同 ,當(dāng)磨削率高時 ,磨削熱量就高 ,這樣不僅使硬質(zhì)合金產(chǎn)生龜裂 ， 而且刃磨質(zhì)量也不好。在手動刃磨時，一定要有耐心 ， 推拉鋸片時要平穩(wěn)、柔和。通過合理磨削和使用 ， 能大大延長鋸片的使用壽命 (一般重磨次數(shù)在 30 次左右 )， 更好地滿足加工工藝的要求 ， 有效降低加工制造成本 ， 提高勞動效率。但是我們通過鋸齒研磨機(jī)來完成這工作的話就比較方便了 ， 可以通過計算，多次調(diào)整之后，設(shè)定好磨削參數(shù)，讓機(jī)器自動執(zhí)行程序，按要求完成任務(wù)，這樣不但可以減少經(jīng)過特定培訓(xùn)的研磨人員，減少投入，還可以減少次品的產(chǎn)生，同時提高生產(chǎn)效率。 鋸片側(cè)角研磨機(jī)工藝流程分析 總體 功能 概述 鋸片側(cè)角研磨機(jī)主要用來研磨鋸齒的側(cè)角（水平面） ， 要完成這一任務(wù)側(cè)角磨齒機(jī)必須有以下功能： （ 1） 手動功能：主要用來調(diào)試撥齒、夾片、進(jìn)刀、砂輪 /水泵、磨進(jìn)、磨退、是否按設(shè)定的正常運行。 （ 2） 設(shè)定功能：主要用來設(shè)定總齒數(shù)、水口槽數(shù)、 AC 距離、 OA 速度進(jìn)、 BA速度磨進(jìn)、 AB 退速度、 AO 退速度、撥齒時間、磨削次數(shù)、 OA 距離、 AB 距離等參數(shù)。 （ 3） 自動功能：用來自動完成圓鋸片的鋸齒側(cè)角研磨過程。 根據(jù) 鋸片 側(cè)角 研磨 機(jī)的手動、設(shè)定、自動功能可以把 側(cè)角磨齒機(jī)的操作面板分為顯示界面、電源指示燈、手動 \設(shè)定按鈕、 自動按鈕、 急停按鈕、 啟動按鈕 ， 大學(xué)本科畢業(yè)論文 8 如圖 21 所示 。側(cè)角磨齒機(jī)的總體功能圖如圖 22 所示： 圖 21 操作面板設(shè) 定 手 動自 動總齒數(shù)A C 設(shè) 定F 2磨 進(jìn) 速 度F 3F 1撥齒F 2夾片F(xiàn) 3進(jìn)刀F 5砂輪F 6磨進(jìn)F 7磨退功 能磨削次數(shù)撥齒時間水口槽數(shù)A C距離O A速度進(jìn)B A速度磨進(jìn)A B退速度A O退速度磨 退 速 度F 4F 5O A距離A B距離距 離 設(shè) 定F 6齒 數(shù)F 1磨 削 次 數(shù)F 4退刀F 8水泵圖 22 總體功能 圖 大學(xué)本科畢業(yè)論文 9 設(shè)定功能 首先，我們看看磨削走向，坐標(biāo)設(shè)定圖，如圖 23。單齒磨削 流程： （ 1） 固定鋸片； （ 2） 系統(tǒng)復(fù)位，砂輪回原點； （ 3） 設(shè)定各種磨削參數(shù) ； （ 4）啟動砂輪和水泵； （ 5） 上片；（ 6） 砂輪按設(shè)定好的 OA 速度磨進(jìn)至 C 點 ； （ 7） 再按照已設(shè)定的 BA 速度 磨削鋸齒到 A 點；（ 8） 按照 AB 速度磨退至 B 點； （ 9）再按 BA 速度磨進(jìn)至 A 點； （ 10）重復(fù) 9 步直到達(dá)到要求；（ 11）磨退至 C 點。 OCBA 圖 23 磨削走向，坐標(biāo)設(shè)定 在設(shè)定功能下我們可以 按照要求 完成以下幾個參數(shù)的設(shè)置： 總齒數(shù)：指圓鋸片要磨的鋸齒總數(shù)； 消音槽數(shù)：指在圓鋸片開的消音槽的個數(shù)，均勻分布。注意消音槽兩邊的齒要多磨一次，安裝鋸片時要注意水口槽； AC 距離：指砂輪磨退時后退的距離 (一般不退回原點 )； OA 速度進(jìn)：指砂輪磨進(jìn) 時的速度 (還沒有到合金的速度 )； BA 速度磨進(jìn)：指砂輪磨合金時的進(jìn)的速度； AB 退速度：指砂輪磨合金時的退的速度； AO 退速度：指砂輪磨退時的速度 (退出合金后的速度 )； 撥齒時間：指撥動鋸齒的時間（一般比實際時間長一點）； 磨削次數(shù)：指磨一個鋸齒的次數(shù)； OA 距離：指原點到合金里面的距離； AB 距離：指要磨合金的距離。 手動功能 手動功能是為了完成 調(diào)試撥齒、夾片、進(jìn)刀、 退刀、 砂輪 、水泵、磨進(jìn)、磨退 大學(xué)本科畢業(yè)論文 10 是否按設(shè)定的正常運行。 其中： 撥齒 —— 為了完成鋸齒的自動研磨，勢必在一個齒 磨完之后自動換齒去磨下一個齒，由此設(shè)計一個撥齒機(jī)構(gòu)，通過氣動裝置在每次磨完一個齒之后換齒。 夾片 —— 在研磨的時候要為使鋸齒片固定，需要一個夾片的裝置，在磨完一個齒的時候，需要夾片裝置松開，以便換齒。 砂輪開（關(guān)） —— 在手動狀態(tài)下砂輪的開和關(guān)可控。 水泵開（關(guān)） —— 在手動狀態(tài)下水泵的開和關(guān)可控。 自動功能 “ 自動”按鈕是用來自動完成一個圓鋸片的 所有 鋸齒的研磨過程。在自動狀態(tài)下按其他按鈕無效，只有按“急停”按鈕才有效。 大學(xué)本科畢業(yè)論文 11 3 鋸片側(cè)角研磨機(jī)硬件設(shè)計 硬件部分總體分析、設(shè)計 通過前 文對鋸片側(cè)角研磨機(jī)的工藝流程分析知道，我們的主要控制點有：用于壓片、撥齒、上片的三個氣動閥，控制砂輪 啟停 的繼電器，控制的水泵 啟停的 繼電器，控制異步電機(jī) 啟停 的信號線等。這些控制點都是開關(guān)量， 由 PLC 發(fā)出開或關(guān)的 指令 信號來控制它們。 系統(tǒng)總體的框架如圖 31 所示： 人 機(jī) 界 面（ 提 供 L C D 顯 示 和 各 功 能 鍵 ）P L C( 提 供 輸 入 輸 出 所需 控 制 點 )通信R S 2 3 2??輸 入節(jié) 點輸 出節(jié) 點??接 近 開 關(guān) 、 按 鍵 等 各 繼 電 器 、 控 制 步 進(jìn) 電 機(jī) 等 圖 31 鋸片側(cè)角研磨機(jī)系統(tǒng)框圖 PLC 是整個控制系統(tǒng)的硬件核心，下面我們先對 PLC 進(jìn)行介紹，然后是選型。為什么選擇 PLC，選擇何種 PLC 都是關(guān)鍵點，關(guān)系到系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還有成本。 控制核心 PLC 選型 選擇 PLC 的理由 可編程 邏輯 控制器 (Programmable Logic Controller)，簡稱 PLC，從誕生至今，僅有 30 年的歷史，但是得到了異常迅猛的發(fā)展， 已成為工業(yè)控制的首選產(chǎn)品，與機(jī)器人、 CAD/CAM 并稱為工業(yè)生產(chǎn)自動化的三大支柱。 與傳統(tǒng)的繼電器、定時器、接觸器及其觸點按一定的邏輯關(guān)系組合起來組成的控制系統(tǒng)相比， PLC 存在以下幾個鮮明特點： (1)高可靠性與強抗干擾性 大學(xué)本科畢業(yè)論文 12 這是 PLC 最突出的特點之一，主要表現(xiàn)在： A. 用軟件帶頭傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器 和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線大大減少，因觸點接觸不良造成的故障大為減少； B. 所以的 I/O 借口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與 PLC 內(nèi)部電路之間電氣上隔離； C. 各輸入端均采用 RC 濾波器，并采取屏蔽措施； D. 采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源； E. 采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選； F. 良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟、硬件發(fā)生異常情況， CPU 立即采用有效措施，防止故障擴(kuò)大； G. 大型 PLC 還可以采用由雙 CPU 構(gòu)成的冗余系統(tǒng)或者有 3 個 CPU 構(gòu)成的表決系統(tǒng)，使可靠性進(jìn)一步增強。 因 此， PLC 具有很高的可靠性 和強抗干擾性 ，其平均無故障時間達(dá)到以萬小時計的程度。 而工業(yè)現(xiàn)場各種干擾相當(dāng)大，環(huán)境惡劣， PLC 是最佳選擇。 (2)組合靈活 PLC 具有豐富的輸入輸出方式 輸入可以是無源的觸點開關(guān)或晶體管的集電極開路輸出。輸出有繼電器、晶體管和可控硅等不同方式，可以直接驅(qū)動不同類型的繼電器、接觸器和電磁閥等各種交直流負(fù)載。此外還有模擬童輸入輸出，各種智能 I/O 模塊，過程控制模塊，通信模塊，用于數(shù)控的定位模塊等。用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行組合，以建立各種各樣的控制系統(tǒng)。 (3)編程方便 PLC 生產(chǎn)廠為其系列產(chǎn)品開發(fā)了多種類型的編程器，并向用戶提供多種編程語言，如梯形圖語言、指令表、流程圖語言或步進(jìn)順序控制語言 (SFC)。有的 PLC 還提供“用戶宏指令”供用戶擴(kuò)展指令。大型 PLC 還能使用計算機(jī)高級語言編程，如 BASIC 和 C 語言等。借助 PLC 的通訊能力，有的 PLC 直接在個人計算機(jī) (PC)上進(jìn)行編程，可以實現(xiàn)程序的存貯和編輯、模擬運行和自動跟蹤，形成良好的編程環(huán)境。 (4)維護(hù)簡單 大學(xué)本科畢業(yè)論文 13 由于 PLC 的高可靠性，延長了控制系統(tǒng)的檢修周期，使維護(hù)工作量大大減少 ；PLC 的模塊化結(jié)構(gòu)和自診斷功能又使維修簡便快捷 ，故障修復(fù)時間大大縮短。有的 PLC 還具備在線修改程序的能力，使用戶可以方便地啟用后備元件替換發(fā)生故障的元件。 總之，對于我們的鋸片側(cè)角研磨機(jī)控制系統(tǒng)而言，克服現(xiàn)場的惡劣環(huán)境，保持高可靠性是首要解決的問題， PLC 恰好滿足了條件，各種優(yōu)點讓 PLC 成了我們的不二選擇。 控制點確定 為了確定 PLC 的容量，方便選型，我們需要對控制點進(jìn)行分析，把 I/O 點數(shù)數(shù)出來。通 過前面的分析，我們知道我們的控制對象是鋸片側(cè)角研磨機(jī)，控制范圍包括用于 夾 片、撥齒、上片的三個氣動閥，控制砂輪的繼電器，控制水泵的繼電器，交流接觸器，控 制異步電機(jī)的信號線等。 根據(jù)系統(tǒng) I/O 控制點，作出詳細(xì)的 I/O點數(shù)分配表， 如 圖 32 所示： 信號作用 輸入信號 控制 輸出過程 磨進(jìn)原點開關(guān) X0 報警 Y0 進(jìn)刀原點開關(guān) X1 砂輪 Y1 設(shè)置 /手動 開關(guān) X2 水泵 Y2 自動開關(guān) X3 夾片 Y3 手動砂輪開 X4 撥齒 Y4 手動砂輪關(guān) X5 上片 Y5 手動水泵開 X6 磨進(jìn) /磨退 Y6 手動水泵關(guān) X7 磨進(jìn) /磨退 （方向） Y7 圖 32 I/O 點數(shù)分配 PLC 選型 隨著 PLC 的推廣普及， PLC 產(chǎn)品的種類和數(shù)量越來越多。近年來，從國外引進(jìn)的 PLC 產(chǎn)品，國內(nèi)廠家組裝或自行開發(fā)的產(chǎn)品已經(jīng)有幾十個系列，上百個型號。PLC 的品種繁多，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價格等各有不同，適用場合也各有側(cè)重。因此，合理選擇 PLC 對于提高 PLC 控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)起著重要作用。 PLC 的選擇應(yīng)包括機(jī)型選擇、容量選擇、 I/O 模塊選擇、電源模塊等幾個方面，我們這里 分別介紹并對我們的系統(tǒng)進(jìn)行 PLC 的選型。 大學(xué)本科畢業(yè)論文 14 （ 1） 機(jī)型選擇 機(jī)型選擇的基本原則是在功能滿足要求的前提下，保證可靠、維護(hù)使用發(fā)表改變以及最佳的性價比。具體應(yīng)該考慮： A. 結(jié)構(gòu)上合理，安裝要方便，對于復(fù)雜高要求的系統(tǒng)一般選擇模塊式PLC，否則選整體式，價格比較低； B. 功能上要相當(dāng)，對于開關(guān)量控制的設(shè)備，一般的小型 PLC 即可，而不應(yīng)該去選擇增強型功能的 PLC； C. 機(jī)型上應(yīng)統(tǒng)一，一個企業(yè)用的 PLC 型號最好統(tǒng)一，方便互用； D. 是否在線編程，這要根據(jù)被控設(shè)備工藝要求來決定，工藝不常變動的設(shè)備，應(yīng)選用離線編程的 PLC，反之用在線； E. 是否滿足響應(yīng)時間的要求； F. 對聯(lián)網(wǎng)通信功能的要求，看是否需要納入工廠自動控制網(wǎng)絡(luò)決定。 （ 2） 容量選擇 PLC 的容量指 I/O 點數(shù)和用戶存儲的存儲容量（字?jǐn)?shù)）兩方面的含義。在選擇PLC 型號時不應(yīng)盲目追求過高的性能指標(biāo)，但是在 I/O 點數(shù)和存儲器容量方面除了要滿足控制系統(tǒng)要求外，還應(yīng)留有裕量，以做備用或系統(tǒng)擴(kuò)展時使用。 I/O 點數(shù)通?？砂磳嶋H需要的 10~15%考慮裕量。存儲器一般可按照實際需要的 25~30%考慮裕量。 （ 3） I/O 模塊的選擇 I/O 部分的價格占 PLC 價格的一半以上。不同的 I， O 模塊，其電路和性能不同 ， 它直接影響著 PLC 的應(yīng)用 范圍和價格，應(yīng)根據(jù)實際情況合理選擇。 根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)，考慮到我們的控制系統(tǒng)都是開關(guān)量的控制，可以考慮小型 PLC，該系統(tǒng)有 8個輸入點， 8 個輸出點。再 結(jié)合市場情況，考察 PLC 生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品及其售后服務(wù)、技術(shù)支持、網(wǎng)絡(luò)通信等綜合情況， 我們 選 擇 了工作穩(wěn)定、可靠、抗干擾性能好且性價比較高的臺達(dá) DVP32ES 型 PLC。其基本性能有 ： 輸入 16 點 ,輸出 16 點 ，輔助繼電器一般用 512 點 M0–M511， 程序容量 ： 內(nèi)置 RAM 存儲器 (1808 步 )， 命令種類基本命令 (順序命令 )32 個 (含步進(jìn)階梯命令 )，輸入 /輸出控制方式結(jié)束再生方式，演 算控制方式內(nèi)存程序 ? 往返式來回掃瞄方式，程序語言指令 加 階梯圖定時器100ms64 點 ， 計數(shù)器 112 點。為了應(yīng)對各種突發(fā)問題 ， 工作程序選擇了人工和自動 大學(xué)本科畢業(yè)論文 15 兩種控制方式。所謂人工控制即通過控制面板上設(shè)置的相應(yīng)按鍵對各個環(huán)節(jié)進(jìn)行人工控制 ,通過人