【正文】 海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 PLC 的臥式鏜 床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 廢料，或冷卻液、工業(yè)用水等有損于絕緣的介質(zhì)能侵入電動(dòng)機(jī)的場(chǎng)合，選用封閉式的。異步電動(dòng)機(jī)的電壓等級(jí)是380 伏。異步電動(dòng)機(jī)由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固、維修方便、造價(jià)低廉，因此在機(jī)床中使用的最為廣泛。 2 鏜床的硬件設(shè)計(jì)及選型 概述 正確的的選擇電動(dòng)機(jī)具有重要意義，合理的選擇電動(dòng)機(jī)是從驅(qū)動(dòng)機(jī)床的具體對(duì)象、加工規(guī)范，也就是要從機(jī)床的使用條件出發(fā)，經(jīng)濟(jì)、合理、安全等多方面考慮，使電動(dòng)機(jī)能夠安全可靠的運(yùn)行。 （ 3）主電機(jī)制動(dòng)說明 主電機(jī)采用電子制動(dòng)器制動(dòng)，主軸停車快而平穩(wěn)，主電機(jī)的制動(dòng)電流及制動(dòng)時(shí)間均可調(diào)，主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，制動(dòng)器的“允許”燈亮，表示制動(dòng)器可以工作了，按下停止按鈕，制動(dòng)器“電源”燈亮、“制動(dòng)”燈亮，兩秒鐘后，“制動(dòng)”和“電源”燈滅，制動(dòng)結(jié)束。 b）線路保護(hù)和互鎖裝置 短路保護(hù)和過載保護(hù)：三極自動(dòng)空氣開關(guān) QF QF QF4 和熱繼電器 FR FR FR3 分別對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載或短路保護(hù)，電機(jī)自動(dòng)開關(guān) QF QF QF QF QF QF QF1 QF12 分別對(duì)相應(yīng)的控制電路進(jìn)行短路和過載保護(hù)。 c) 機(jī)床的程序編制利用 STEP7Micro/WIN 軟件來編制。 a）輸入信號(hào) 機(jī)床所使用的按鈕、旋鈕開關(guān)、無觸點(diǎn)開關(guān)、各部的行程開關(guān)及各部的限位開關(guān)、速度繼電器等均作為輸入信號(hào)。 本系統(tǒng)采用的可編程控制器為 S7200 系列， CPU 224，外形尺寸為 80 62（單位㎜），程序存儲(chǔ)區(qū) 4096 字節(jié)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū) 2560 字節(jié) ,掉 電保持時(shí)間 190 小時(shí)， I/O 數(shù)量 14 入 /10 出，本機(jī)擴(kuò)展模塊7 個(gè)，脈沖輸出（ DC）為 2 路 20KHz，模擬電位器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘為內(nèi)置，上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 PLC 的臥式鏜 床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 通訊口 1RS485。 S7200 的用戶程序中包括了位邏輯、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算以及與其它智能模塊通訊等指令內(nèi)容，從而使它能夠監(jiān)視輸入狀態(tài)，改變輸出狀態(tài)以達(dá)到控制的目的。機(jī)床上裝有懸掛按鈕站對(duì)機(jī)床進(jìn)行集中操作。 機(jī)床上裝有五臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)：主電機(jī)（ M1） ； 快速移動(dòng)電機(jī)（ M2） ；后立柱快速移動(dòng)電機(jī)（ M3） ； 下滑座液壓油泵電機(jī)（ M4） ； 主軸箱液壓油泵電機(jī)（ M5）。機(jī)床采用可編程 控制器（ PC）控制，可編程控制器的電源為 220V；接觸器的電壓交流 110V；電磁閥，電磁離合器為 DC24V；信號(hào)指示燈為交流 6V；手把燈（最大 100W）電為 24V；均由變壓器供電。 電氣控制 臥式鏜床電力拖動(dòng)及控制要求 （ 1）主軸應(yīng)有較大調(diào)速范圍，要求恒功率調(diào)速，采用機(jī)電聯(lián)合調(diào)速； （ 2）變速時(shí)，為使滑移齒輪能順利進(jìn)行嚙合位置，應(yīng)有低速或斷續(xù)變速?zèng)_動(dòng)； （ 3）主軸能作正反轉(zhuǎn)低速點(diǎn)動(dòng)調(diào)整，要求對(duì)主軸電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)及點(diǎn)動(dòng)控制； （ 4）為使主軸迅速準(zhǔn)確停車，主軸電動(dòng)機(jī)應(yīng)有機(jī)械制動(dòng)； （ 5）主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)主軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)由各自傳動(dòng)鏈運(yùn)動(dòng)，主軸和工作臺(tái)除工作進(jìn)給外，還應(yīng)有快速移動(dòng)由另一臺(tái)快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)； （ 6）鏜床運(yùn)動(dòng)部件多，設(shè)置必要的聯(lián)鎖和保護(hù)。當(dāng)?shù)毒哐b 在平旋盤的徑向刀架時(shí)，徑向刀架可帶著刀具作徑向進(jìn)給，以車削端面。 加工時(shí)，刀具裝在主軸箱的鏜軸或平旋盤上，由主軸箱可獲得各種轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量，主軸箱可沿前立柱的導(dǎo)軌上下移動(dòng)，工件安在工作臺(tái)，可與工作臺(tái)一起隨上滑座或下滑座作橫向或縱向移動(dòng)，此外，工作臺(tái)還可以繞上滑座的圓導(dǎo)軌在水平面內(nèi)移動(dòng)一定的角度，以便加工互成一定角度的孔或平面，裝在鏜軸上的鏜刀還可以隨鏜軸軸向運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)軸向進(jìn)給或調(diào)整刀具的軸位置。它可隨鏜頭架同時(shí)升降，并且某軸心線與鏜頭架軸心線保持在同一直線上，后立柱可在床身導(dǎo)軌上沿鏜軸軸線方向上做調(diào)整、移動(dòng)。在大部分工作情況下使用鏜軸加工，只有在用車刀切削端面時(shí)才使用平旋盤。切削刀具安裝在鏜軸前端的錐孔里，或裝在平盤的刀具溜板上，在工作過程，鏜軸一面旋轉(zhuǎn)，一面沿軸向做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，平旋盤只能旋轉(zhuǎn)裝在它的上數(shù)顯表8 7 9 26 5 1 4103上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 PLC 的臥式鏜 床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 面刀具溜板可在垂直于主軸軸線方向的徑向進(jìn)給運(yùn) 動(dòng)。除了鏜孔外，還可以進(jìn)行鉆、擴(kuò)、絞孔以及車削內(nèi)外螺紋，用絲錐攻螺紋，車外圓柱面和端面。相互間的距離也要求很準(zhǔn)確，鏜床上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 PLC 的臥式鏜 床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 本身剛性好，其可動(dòng)部分在導(dǎo)軌上活動(dòng)間隙很小，而且有附加支撐。如果說把這些機(jī)床全部都更新?lián)Q代，那樣會(huì)需要很大一筆資金，就目前情況上來說是不現(xiàn)實(shí)的，所 以就有人開始嘗試從控制部分的改造方面來下手，將它們的性能提升一個(gè)檔次，更可以解決它的一些弊端。從而在國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，直接影響一個(gè)企業(yè)的產(chǎn)品、市場(chǎng)、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展。在歐美、日本等國(guó)家里，他們的機(jī)床數(shù)控化程度都相對(duì)比較高，目前我國(guó)的大多數(shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝 備絕大多數(shù)是傳統(tǒng)的機(jī)床，而且半數(shù)以上是年齡在 10 年以上的舊機(jī)床。國(guó)內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì)。網(wǎng)絡(luò)化上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 PLC 的臥式鏜 床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 數(shù)控裝備是近兩年 國(guó)際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，企業(yè)對(duì)機(jī)床的可靠性的要求也不斷的提高； 再加上目前產(chǎn)品生產(chǎn)成本較高，利用先進(jìn)的 PLC 控制技術(shù)，設(shè)計(jì)改造現(xiàn)有的傳動(dòng)式機(jī)床應(yīng)用成為必然的趨勢(shì)。同時(shí)在設(shè)備的投資與維修上消耗過大。 眾所周知，在現(xiàn)代化生產(chǎn)中機(jī)床母機(jī)是不易缺少的重要組成部分，我們國(guó)家現(xiàn)在在機(jī)床技術(shù)方面 還是一直比較落后的，自動(dòng)化程度也比較低。由于繼電器控制的機(jī)床有耗材、耗能、故障率高的缺陷，從而浪費(fèi)了很多的人力、物力和財(cái)力。 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，作為工作母機(jī)的各類機(jī)床得到了 廣泛的應(yīng)用，而這些機(jī)床的自動(dòng)化和精密程度卻有很大差異。為了提高鏜床的定位精度，已廣泛采用光學(xué)讀數(shù)頭或數(shù)字顯示裝置。隨著銑削工作量的增加， 50 年代出現(xiàn)了落地鏜銑床。 1880 年前后，在德國(guó)開始生產(chǎn)帶前后立柱和工作臺(tái)的臥式鏜床。 1774 年英國(guó)人 ，次年用于為 瓦特蒸汽機(jī)加工汽缸體。 由于制造武器的需要，在 15 世紀(jì)就已經(jīng)出現(xiàn)了水力驅(qū)動(dòng)的炮筒鏜床。臥式鏜床應(yīng)用較多，它可以進(jìn)行鉆孔、鏜孔、擴(kuò)孔、鉸孔及加工端平面等，使用一些附件后，還可以車削圓柱表面、螺紋，裝上銑刀可以進(jìn)行銑削。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)安裝、調(diào)試。介紹了 PLC 常見的編程方法，設(shè)計(jì)了 T6113 鏜床 PLC 控制系統(tǒng)的程序。對(duì)系統(tǒng)的輸入、輸出點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，根據(jù) PLC 的選型相關(guān)規(guī)定和輸入輸出的總點(diǎn)數(shù)，選用西門子 PLC 可編程序控制器。因此，鏜床的加工范圍很廣。 鏜床是冷加工中使用比較普遍的設(shè)備它主要用于加工精度、光潔度要求較高的孔以及各孔間的距離要求較為精確的零件 (如一些箱體零件 )，屬于精密機(jī)床。上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 PLC 的臥式鏜 床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 目 錄 摘要 ......................................................................................................... 3 0 引言 ..................................................................................................... 4 1 鏜床的結(jié)構(gòu)及電力控制 ...................................................................... 6 T6113 臥式鏜床主要結(jié)構(gòu) ................................................................. 6 機(jī)械運(yùn)動(dòng) .......................................................................................... 8 電氣控制 .......................................................................................... 9 臥式鏜床電力拖動(dòng)及控制要求 .................................................... 9 T6113 臥式鏜床的電氣控制 .......................................................... 9 2 鏜床的硬件設(shè)計(jì)及選型 .................................................................... 12 選擇鏜床電力拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的概述 .................................................. 12 鏜床用電動(dòng)機(jī)的選擇 ..................................................................... 13 鏜床主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇 .......................................................... 13 快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇 .............................................................. 14 后立柱電動(dòng)機(jī)的選擇 .................................................................. 14 主軸箱油泵電動(dòng)機(jī)和工作臺(tái)油泵電動(dòng)機(jī)的選擇 ....................... 14 低壓電器的選擇 ............................................................................. 15 低壓斷路器的選擇 ...................................................................... 15 交流接觸器的選擇 ...................................................................... 18 電