【正文】 相比之下，我國大部分?jǐn)?shù)近代機(jī)床產(chǎn)品在技術(shù)處于跟蹤階段。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展改進(jìn)，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，新型控制策略的出現(xiàn)，不斷改變著電氣控制技術(shù)的面貌。在控制功能上，從簡單控制發(fā)展到智能化控制；在操作上，從策重發(fā)展到信息化處理；在控制原理上，從單一的有觸頭硬接線繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展到以微處理器或微型計(jì)算機(jī)為中心的網(wǎng)絡(luò)化自動控制系統(tǒng)。工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)和國防現(xiàn)代化建設(shè)要求機(jī)械產(chǎn)業(yè)不斷地提供各種先進(jìn)的設(shè)備。利用刀具對金屬毛坯進(jìn)行切削，從而加工出機(jī)械零件的工作機(jī)械稱為金屬切削機(jī)床，簡稱機(jī)床。機(jī)床的性能直接影響機(jī)械產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性。仿形銑床是由普通機(jī)床發(fā)展而來。仿形銑床的廣泛應(yīng)用，給機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)方式、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)帶來了深刻的變化，其技術(shù)水平高低和擁有量多少，是衡量一個國家和企業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。PLC控制液壓泵電機(jī)啟動帶動仿形指接觸要被仿形的工件，驅(qū)動主軸電機(jī)、驅(qū)動進(jìn)給電機(jī)、驅(qū)動冷卻泵電機(jī)根據(jù)仿形形式進(jìn)行運(yùn)動。PLC一般采用易于理解和掌握的梯形語言及面向工業(yè)控制的簡單指令編制程序，非常形象直觀。、通用性強(qiáng)。用戶在硬件設(shè)計(jì)方面，只需確定PLC的硬件配置和I/O的外部接線，不需要諸如繼電器之類的固體電子器件和大量繁雜的硬接線電路。PLC的輸入、輸出可直接與交流220V、直流24V等強(qiáng)電相連，并有較強(qiáng)的帶載能力。PLC是專為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的。在PLC的設(shè)計(jì)和制造過程中，采取了多層次抗干擾及精選元器件等措施，使PLC的平均無故障時間通常在2000小時以上，這是一般的其他電氣設(shè)備做不到的。在硬件方面，PLC采取的抗干擾措施主要是隔離和濾波技術(shù)。在PLC的電源電路和I/O接口中，還設(shè)置了多種濾波電路，以抑制高頻干擾信號。編程器不僅能對PLC控制程序進(jìn)行寫入、讀出、檢測、修改等操作，還能對PLC的工作進(jìn)行監(jiān)控。PLC還具有很強(qiáng)的自診斷能力，能隨時檢查出自身的故障，并顯示給操作人員，使操作人員能迅速檢查、判斷故障原因。、技工、調(diào)試周期短。由于用軟件編程取代了繼電器硬接線，實(shí)現(xiàn)控制功能，使得 控制柜的設(shè)計(jì)及安裝接線工作量大為減少，縮短了施工周期。PLC是采用微電子技術(shù)來完成順序控制功能的自動化設(shè)備，可以在現(xiàn)場的輸入信號作用下，按照預(yù)先輸入的程序。其主要功能如下：。它既可用于單機(jī)控制或多機(jī)控制，又可用于自動化生產(chǎn)線的控制。，并設(shè)置了計(jì)時指令，也可按一定方式進(jìn)行定時時間的擴(kuò)展。、可逆計(jì)數(shù)器、高速計(jì)數(shù)器等、以完成不同用途的技術(shù)控制。計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值可以在運(yùn)行中被讀出，也可以在運(yùn)行中進(jìn)行修改。有些PLC專門設(shè)有步進(jìn)控制指令，使得編程更為方便。，如F2系列、C系列、S5系列等均能完成數(shù)據(jù)運(yùn)算，如加、減、乘、除、乘方、開方等，邏輯運(yùn)算如與、或、異或、求反等，以及數(shù)據(jù)的移位、比較、傳遞等操作。目前很多PLC甚至小型機(jī)都具有模擬量處理功能，而且編程和使用都很方便。用PLC進(jìn)行模擬量控制的優(yōu)點(diǎn)是：在進(jìn)行模擬量控制的同時，開關(guān)量也可以控制。隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，PLC產(chǎn)品的種類也越來越多。隱刺，合格選用PLC，對于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要的意義。PLC機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求保證可靠、維護(hù)方便的前提下，力爭最佳的性能價格比。PLC主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式，遠(yuǎn)程式I/O式以及多天PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。一般小型（抵檔）PLC具有邏輯運(yùn)算、定時、計(jì)數(shù)功能，對于只需要開關(guān)量控制的設(shè)備都可以滿足。對于控制較復(fù)雜，要求實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算、閉環(huán)控制。但是中、高檔PLC價格較貴，一般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場合。遇過跨范圍使用PLC，或者某些功能或者信號有特殊的速度要求時，則應(yīng)該慎重考慮PLC的響應(yīng)速度，課選用具有高速I/O處理功能的PLC，或者選用具有快速響應(yīng)模塊和終端輸入模塊的PLC等。對于可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余系統(tǒng)或者熱備用系統(tǒng)。主要考慮到以下問題：機(jī)型統(tǒng)一，其模塊可互為備用，便于備品件的采購和管理；機(jī)型統(tǒng)一，其功能和使用方法類似，有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)和技術(shù)水平的提高；機(jī)型統(tǒng)一，其外部設(shè)備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，配上為計(jì)算機(jī)后易于形成一個多級分布式控制系統(tǒng)。目前，國內(nèi)眾多的生產(chǎn)廠家提供了很多系列功能各異的PLC產(chǎn)品，使用戶眼花繚亂、無所適從。一般選擇機(jī)型要以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨，不要盲目的貪大求全，以免造成投資和設(shè)備資源的浪費(fèi)。盲目的選擇點(diǎn)數(shù)多的機(jī)型會造成一定的浪費(fèi)。另外要注意，一些高密度輸入點(diǎn)的模塊對同事接通的輸入點(diǎn)數(shù)有限制，一般同事接通的駛?cè)朦c(diǎn)不得超過總輸入點(diǎn)的60%；PLC每個輸出點(diǎn)的驅(qū)動能力（A/點(diǎn)）也是悠閑地，有的PLC其每點(diǎn)輸出電流的大小隨所加負(fù)載電壓的不同而異；一般PLC的允許輸出電流隨環(huán)境溫度的升高而有所降低等。PLC的輸出點(diǎn)可分為共點(diǎn)式、分組式和隔離式集中幾種接法。單這種PLC平均每點(diǎn)的價格較高。對用戶存儲容量只能做粗略的估計(jì)。隨后一般按估算容量的50100%留有余量，對缺乏經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者，選擇容量時要有較大的富余。對于開關(guān)量控制的系統(tǒng)，PLC和I/O響應(yīng)時間一般都能滿足實(shí)際工程的要求，不必考慮I/O響應(yīng)問題。不同的負(fù)載對PLC的輸出方式有響應(yīng)的要求。但繼電器輸出型的PLC有許多優(yōu)點(diǎn)，如導(dǎo)通壓降下，有隔離作用，價格相對較便宜，承受瞬時過電電壓和過電電流的能力較強(qiáng)，其負(fù)載電壓靈活（可交流、可直流）且電壓等級范圍大等。直流負(fù)載可以選擇繼電器輸出型PLC.離線編程是指主機(jī)和編程器共用一個CPU，通過編程器的方式選擇開關(guān)來選擇PLC的編程、控制和運(yùn)行工作狀態(tài)。專用編程器編程屬于這種情況。計(jì)算機(jī)輔助編程技能實(shí)現(xiàn)離線編程，也能實(shí)現(xiàn)在線編程。采用哪種編程方法贏根據(jù)需要決定。如圖31圖31 FX2N48MR基本原理是使用Renishaw差動變壓器的傳感放行頭及伺服驅(qū)動電機(jī)，與X軸（工作臺左右）、Y軸（前后）和Z軸（上下）的坐標(biāo)系統(tǒng)響應(yīng)的進(jìn)行傳感和驅(qū)動。然后經(jīng)過模擬/數(shù)轉(zhuǎn)換編程位移量。按照仿形時仿形頭的退讓方向，仿形可分為三種方式：一維仿形、二維仿形、三維仿形。一維仿形是指用三個軸的綜合位移D1（X軸、Y軸、Z軸）對進(jìn)給軸和仿形軸進(jìn)行平面等速控制的仿形方式。即沿著所選定的仿形軸（正或負(fù)）的方向退讓。根據(jù)由無行進(jìn)給，一維仿形可分為下面的兩種（無行進(jìn)給），這種情況一般用于二維圖形的加工；（帶Y軸或X軸方向上的行進(jìn)給），這種方式為鑄造模具生產(chǎn)中實(shí)際使用的主要加工方式。二維仿形根據(jù)仿形頭在X軸或Y軸方向的偏置來對頂?shù)谰咴谶@兩個方向上的速度分配。在XY平面上進(jìn)行二維仿形，而Z軸單獨(dú) 通過判別DZ的大小和方向來決定將要加到Z軸上的速度，為此進(jìn)行Z軸上的一維仿形。一般挺狂下，三維仿形用于被測實(shí)體的母線與測桿軸線平行時的清跟切削加工（一般用球型測頭進(jìn)行三維仿形）。A．XY平面一維仿形XY平面的一維仿形一般用于對板類零件做二維圖形（輪廓），在四個方向上分別作仿形加工，如圖32所示。如果選擇“+”，則以當(dāng)前點(diǎn)位基準(zhǔn)點(diǎn)，沿Y軸的“+”方向仿形進(jìn)給；如選擇“”，則沿Y軸“”方向仿形進(jìn)給?！?JOG”意味著仿形頭沿仿形軸的“+”方向接近實(shí)體；“+JOG”意味著仿形頭沿仿形軸的“”方向接近實(shí)體；此時JOG起作用的前提條件是：機(jī)床工作狀態(tài)選擇為“仿形加工”。:圖33b中,若選擇Y軸為仿形軸,則由圖33c所示的仿形進(jìn)給坐標(biāo)選擇開關(guān)無效,此時隱含著X軸為仿形進(jìn)給軸,進(jìn)給方向由圖33d的仿形進(jìn)給方向選擇開關(guān)確定。圖33 與仿形有關(guān)的幾個開關(guān)B．ZX平面或ZY的一維仿形圖33b中,若選擇Z軸為仿形軸,則圖33c所示的選擇開關(guān)用于仿形進(jìn)給坐標(biāo)軸選擇(可分別選擇X軸或Y軸)。仿形進(jìn)給方向則由圖33d的仿形進(jìn)給方向選擇開關(guān)確定。如選擇“”,則沿X軸“”方向仿形進(jìn)給,此時仿形行進(jìn)給方向由圖33d的仿形行進(jìn)給方向選擇開關(guān)確定。如選擇“”,則沿Y軸“”方向作仿形進(jìn)給。仿形進(jìn)給方向則由圖33d的仿形進(jìn)給方向選擇開關(guān)確定。注意:接近軸默認(rèn)為仿形軸(即Z軸),接近方向總是Z軸的負(fù)方向。此時JOG起作用的前提條件是,工作狀態(tài)選擇為“仿形加工”,工作方式選擇為“自動”,“循環(huán)啟動”按鈕已按下。圖34 ZX平面一維仿形示意圖啟動前，先選擇好主軸轉(zhuǎn)速，并將主軸換向的轉(zhuǎn)換開關(guān)扳到所需轉(zhuǎn)向上。接觸器的輔助常開觸點(diǎn)閉合，接通控制電路的進(jìn)給線路電源，保證了只有先啟動主軸電動機(jī)，才可啟動進(jìn)給電動機(jī)，避免損毀工件或刀具。該電磁離合器安裝在主軸傳動鏈中與電動機(jī)軸相連的第一根傳動軸上。與此同時，停止按鈕的常開觸點(diǎn)接通電磁離合器，離合器吸合，將摩擦片壓緊，對主軸電動機(jī)進(jìn)行制動。主軸變速是通過改變齒輪的傳動比進(jìn)行的。為此，本機(jī)床設(shè)置了主軸變速瞬時電動控制線路。就在手柄復(fù)位的過程中，壓動了行程開關(guān)，行程開關(guān)觸點(diǎn)先斷開，常開觸點(diǎn)后閉合，接觸器線圈瞬時通電，主軸電動機(jī)作瞬時點(diǎn)動，使齒輪系統(tǒng)抖動一下，達(dá)到良好嚙合。若瞬時點(diǎn)動一次沒有實(shí)現(xiàn)齒輪良好嚙合，可重復(fù)上述動作。為此，控制線路中設(shè)置了換刀制動開關(guān)。同時，常閉觸點(diǎn)斷開，切斷控制回路電源。當(dāng)上刀、換刀結(jié)束后，應(yīng)將換刀開關(guān)扳回“斷開”位置。工作進(jìn)給只有在主軸啟動后才可進(jìn)行，快速進(jìn)給是點(diǎn)動控制，即使不啟動主軸也可進(jìn)行。兩個行程開關(guān)控制工作臺的向右和向左運(yùn)動，兩個行程開關(guān)控制工作臺的向前、向下和向后、向上運(yùn)動。當(dāng)左邊的離合器吸合時，連接上工作臺的進(jìn)給傳動鏈；當(dāng)右邊的離合器吸合時，連接上快速移動傳動鏈。當(dāng)手柄扳向右邊時，聯(lián)動機(jī)構(gòu)將電動機(jī)的傳動鏈撥向工作臺下面的絲杠，使電動機(jī)的動力通過該絲杠作用于工作臺。當(dāng)縱向進(jìn)給手柄扳向左邊時，行程開關(guān)受壓常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，接觸器通電吸合，進(jìn)給電動機(jī)反轉(zhuǎn)，帶動工作臺向左運(yùn)動。該手柄有5個位置；即上、下、前、后、中間。 以工作臺向下(或向前)運(yùn)動為例，將垂直與橫向進(jìn)給手柄扳倒向下(或向前)位，手柄通過機(jī)械聯(lián)動機(jī)構(gòu)壓下行程開關(guān)，常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，接觸器線圈得電吸合，進(jìn)給電動機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動工作臺做向下(或向前)運(yùn)動。在改變工作臺進(jìn)給速度時，為使齒輪易于嚙合，也需要使進(jìn)給電動機(jī)瞬時點(diǎn)動一下。然后，將手柄繼續(xù)向外拉到極限位置，隨即推回原位，變速結(jié)束。在手柄推回原位時，限位開關(guān)復(fù)位，進(jìn)給電動機(jī)只瞬動一下。工作臺6個方向的快速移動也是由進(jìn)給電動機(jī)拖動的。另一個接觸器的吸合，使進(jìn)給傳動系統(tǒng)跳過齒輪變速鏈，電動機(jī)直接拖動絲杠套，工作臺快速進(jìn)給，進(jìn)給方向仍由進(jìn)給操縱手柄決定。由于在主軸啟動接觸器的常開觸點(diǎn)上并聯(lián)了快速進(jìn)給接觸器的一個常開觸點(diǎn)，故在主軸電動機(jī)不啟動的情況下，也可實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)給。圓工作臺的回轉(zhuǎn)運(yùn)動也是由進(jìn)給電動機(jī)拖動的。再將工作臺的進(jìn)給操縱手柄全部扳到中間位，按下主軸啟動按鈕，主軸電動機(jī)啟動，接觸器線圈經(jīng)得電吸合，進(jìn)給電動機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動圓工作臺做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。由于啟動電路途經(jīng)4個行程開關(guān)的常閉觸點(diǎn)，故扳動工作臺任一進(jìn)給手柄，都會使圓工作臺停止工作，保證了工作臺進(jìn)給運(yùn)動與圓工作臺工作不可能同時進(jìn)行。變壓器將380V交流電變?yōu)?4V的安全電壓，供給照明燈，用轉(zhuǎn)換開關(guān)控制。由于常開觸點(diǎn)上并聯(lián)了的常開觸點(diǎn),因此，在主軸未啟動情況下，也可實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)給。當(dāng)工作臺運(yùn)動到極限位置時，擋塊碰撞操縱手柄，使其返回中間位置。據(jù)仿形銑床電氣控制要求，輸入輸出均為開關(guān)量，需要PCL的輸入信號有6個按鈕，6個行程開關(guān)，6個選擇開關(guān)，共計(jì)18個。因此，選用FX2N48MR式PLC能滿足控制要求。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用了三菱公司的微型機(jī)FX2N48MR機(jī)型。設(shè)計(jì)中充分應(yīng)用了PLC編制程序簡單，控制系統(tǒng)構(gòu)成簡單、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高并且易于操作及維護(hù)，設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短的特點(diǎn)；使銑床自動化程度得到提高。并且PLC體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。這樣使得機(jī)床的靈活性增強(qiáng)，適應(yīng)現(xiàn)在市場多變，產(chǎn)品跟新速度快的現(xiàn)象。該設(shè)計(jì)收到了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。但是在進(jìn)行設(shè)計(jì)時可能考慮得不是很全面，并且設(shè)計(jì)中難免會存在缺陷，這些設(shè)計(jì)方面的不足將在今后的應(yīng)用中慢慢總結(jié)并進(jìn)行改善。謝辭大學(xué)的生活即將過去，只剩下了畢業(yè)設(shè)計(jì)這一最后答卷！同學(xué)們都很用心的準(zhǔn)備著，院領(lǐng)導(dǎo)也非常重視。比如，本次設(shè)計(jì)的核心PLC技術(shù)我們雖然做過深入的學(xué)習(xí)，但在實(shí)際中生產(chǎn)中的應(yīng)用卻從來沒有過。每個星期，李功勇老師都會召集小組一起開會討論；并給了我們很多重要的意見及建議。原本畢業(yè)設(shè)計(jì)模糊的影子，慢慢的在我的頭腦里變得清晰！在此我由衷的感謝李老師的指導(dǎo)??！回顧我大學(xué)的生活，就像我們美麗的校園一樣，在一天天的茁壯成長；我當(dāng)初的選擇是對的！在這里重要的不僅是我學(xué)到本專業(yè)的很多知識；這里也讓我變得更加堅(jiān)強(qiáng)、獨(dú)立和自信；更重要的是懂得了如何去思考、觀察與發(fā)現(xiàn)以及追求人生！參考文獻(xiàn)[1]袁任光，可編程序控制器（PC）應(yīng)用技術(shù)與實(shí)例[M]，廣州：華南理工大學(xué)出版社，1997[2]廖常初，F(xiàn)X系列PLC編程及應(yīng)用[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005[3]徐健豐，徐麗珍，基于PLC的XA6132型臥式萬能銑床改造[J],機(jī)械工程師，2005,11期[4]劉國光，陳文勝，PLC在XF716仿形銑床數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]，新技術(shù)新工藝 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