【正文】 的行業(yè)進入到以數(shù)控技術(shù)為主的新行業(yè)。特別是大型、特殊機床尤其明顯。但有些特殊情況，如高速主軸、刀具自動交換裝置、托盤自動交換裝置的制作與安裝等過于費工、費錢，往往使改造成本提高23倍，與購置新機床相比，只能節(jié)省投資50%左右。而鑄鐵件年代愈久，自然時效愈充分，內(nèi)應(yīng)力的消除使得精度比新鑄件更穩(wěn)定。(3) 熟悉了解設(shè)備結(jié)構(gòu)性能，便于操作維修購新設(shè)備時，事先不能全面了解機床結(jié)構(gòu)性能，以致很難預(yù)計是否能完全適合其加工要求。機床數(shù)控改造時，可根據(jù)企業(yè)自身的技術(shù)力量和有關(guān)條件，采用自己改造或委托專業(yè)改造公司，并派原設(shè)備維修技術(shù)人員參加相結(jié)合的方法進行。(4) 可充分利用現(xiàn)有的條件可以充分利用現(xiàn)有地基，不必像購入新設(shè)備時那樣需重新構(gòu)筑地基，同時工夾具、樣板及外圍設(shè)備也能再利用。(5) 可更好地因地制宜，合理刪選功能購買現(xiàn)成的通用數(shù)控機床，往往對一個具體的生產(chǎn)加工有一些多余的功能，而又可能缺少某一專用的特殊功能。而采用改造的方案，就可靈活選取所要的功能，并可根據(jù)生產(chǎn)加工要求，采用組合的方法，增添某些部件，設(shè)計改造成專用數(shù)控機床。如可隨意采購各種尺寸的滾珠絲杠副，而且交貨期短:采用貼塑導(dǎo)軌新技術(shù)，不僅可使傳統(tǒng)的滑動導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)降低五至十幾倍來防止爬行，還使得刮研極為容易。此外，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)還具有導(dǎo)軌精度自動補償?shù)奶萍即髮W畢業(yè)設(shè)計（論文）4功能，最終可以獲得高于導(dǎo)軌實際具有精度。是由模仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的，二十世紀七十年代的 PLC 只有開關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。用戶編制的控制程序表達了生產(chǎn)過程的工藝要求，并事先存入 PLC 的用戶程序存儲器中。PLC的 CPU 內(nèi)有指示程序步存儲地址的程序計數(shù)器，在程序運行過程中，每執(zhí)行一步該計數(shù)器自動加 1，程序從起始步起，依次執(zhí)行到最終步，然后再返回起始步循環(huán)運算。不同型號的 PLC，循環(huán)掃描周期在 1微秒到幾十微秒之間。它把所有的輸入都當成開關(guān)量來處理， 16位為一個模擬量。把計算結(jié)果送給 PLC 的控制器。PLC 沒有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護成本比DCS要低很多。如果被控對象主要是設(shè)備連鎖、回路很少，采用 PLC 較為合適。PLC 在實際中用的很多。如果你就在機器制造、包裝、物料輸送、自動裝配等行業(yè)中工作，那么你可能已經(jīng)在使用它了。幾乎所有需要電氣控制的地方都需要 PLC。另外，繼電器的觸點數(shù)量有限，所以電氣控制系統(tǒng)的靈活性和可擴展性受到很大限制。系統(tǒng)連線少、體積小、功耗小，而且 PLC 所謂的“軟繼電器”實質(zhì)上是存儲器單元的狀態(tài)，所以“軟繼電器”的觸點數(shù)量是無限的 PLC 系統(tǒng)的靈活性和可擴展性也較好。而 PLC 的用戶程序按一定順序循環(huán)執(zhí)行，所以各繼電器都處于周期性循環(huán)掃描接通中，受同一條件制約的各個繼電器的動作次序決定于程序掃描順序，這種工作方式稱為串行工作方式。而 PLC 時通過程序指令控制半導(dǎo)體電路來實現(xiàn)控制的，速度快，程序指令執(zhí)行時間在微秒級，且不會出現(xiàn)觸點抖動問題。而 PLC 采用半導(dǎo)體集成電路做定時器，時鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，定時范圍寬，用戶可根據(jù)需要在程序中設(shè)定時值，修改方便，不受環(huán)境的影響，且 PLC 具有計數(shù)功能，而電氣控制系統(tǒng)一般不具備計數(shù)功能。而 PLC 大量的開關(guān)動作由無觸點的半導(dǎo)體電路來完成，壽命長、可靠性高。 電氣系統(tǒng)改造為 PLC 控制的意義傳統(tǒng)的繼電器—接觸器控制系統(tǒng)由于其結(jié)構(gòu)簡單、容易掌握、價格便宜，太原科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文）7在一定的范圍內(nèi)能滿足控制要求，因而使用面甚廣，在工業(yè)控制領(lǐng)域中曾占主導(dǎo)地位，但是繼電器—接觸器控制有著明顯的缺點：設(shè)備體積大、壽命短、可靠性差、動作速度慢、功能少、程序不可變；因此對于程序固定，控制過程不太復(fù)雜的系統(tǒng)還是適合的。但可編程序控制器（PC）以其完善的功能，很強的通用性，體積少及高可靠性等特點在各工礦企業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。它既可組成功能齊全的自控系統(tǒng)控制整個工廠的運行，亦可單獨使用作單機自動控制。在生產(chǎn)工藝控制、過程控制、機床控制、組合機床自動控制等場合，PC 占有舉足輕重的地位。 PLC 相關(guān)概述現(xiàn)代化生產(chǎn)的水平,產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益等各項指標在很大程度上取決于展,新興工業(yè)控制器,由于它將計算機的編程靈活、功能齊全、應(yīng)用面廣等優(yōu)點與繼電器系統(tǒng)的控制簡單、使用方便、抗干擾力強、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來,而其本身又具有體積小、重量輕、耗電省等特點,因此在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中的應(yīng)用越來越廣泛.在實際生產(chǎn)中,由于大量存在一些用開關(guān)量控制的簡單的程序控制過程,而實際生產(chǎn)工藝和流程又是經(jīng)常變化的,因而傳統(tǒng)的繼電接觸控制系統(tǒng)常不能滿,提高了電氣控制的靈活性和通用性,存在著系統(tǒng)復(fù)雜,使用不便,抗干擾能力差,成本高等缺陷,尤其對上述簡單的過程控制有大材小用,在 20世紀 60年代出現(xiàn)了一種能夠根據(jù)生產(chǎn)需要,方便地改變控制程序,而又遠比電子計算機結(jié)構(gòu)簡單,價格低廉的自動化裝置——順序控制器,它是通過組合邏輯元件插接或編程來實現(xiàn)繼電器接觸控制線路功能太原科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文）8,使控制系統(tǒng)具有較大的靈活性和通用性,但它還是使用硬件手段,裝置體積大,成電路和微處理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用, 20世紀 70年代出現(xiàn)了用軟件手段來實現(xiàn)各種控制功能以微處理器為核心的新型工業(yè)控制器——可編程控制器,這種器件完全能夠適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境。PC 出現(xiàn)后就受到普遍的重視,其應(yīng)用發(fā)展也十分的迅速 ,原因在于現(xiàn)有的各種控制方式相比,它有一系列受用戶歡迎的特點,主要是:,抗干擾能力強 在惡劣的 工業(yè)環(huán)境下工業(yè)生產(chǎn)對控制設(shè)備的可靠性提出很高的要求。(2) 硬件設(shè)計采用模塊式結(jié)構(gòu)并采取屏蔽、濾波、隔離、聯(lián)鎖等一系列抗干擾技術(shù),同時增加輸出聯(lián)鎖、環(huán)境檢測與故障診斷等提高可靠性電路。、易于掌握 這是 PC 優(yōu)于微機的另一個特點。它與繼電器控制原理圖類似，具有直觀、清晰、修改方便、易掌握等優(yōu)點。4．功能強，通用性好 現(xiàn)代 PC 具備很強的信息處理功能和輸出控制能力，它既可以對開關(guān)量進行控制又可以對模擬量進行控制。太原科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文）10第 2 章 C650 車床的主要結(jié)構(gòu)與控制要求 C650 車床的主要結(jié)構(gòu)普通車床是一種應(yīng)用極為廣泛的金屬切削機床，能夠車削外圓、內(nèi)圓、端面、螺紋和定型表面，并可以通過尾架進行鉆孔、鉸孔、攻螺紋等加工。其結(jié)構(gòu)主要由床身、主軸變速箱、進給箱、溜板箱、刀架、尾架、絲桿和光桿等部分組成。兩種運動由同一電動機帶動并通過各自的變速箱調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速或進給速度。C650 車床車床由三臺三相籠型異步電動機拖動，即主電動機 M冷卻電動機 M2 和刀架快速移動電動機 M3。要求：直接起動連續(xù)運行方式并有點動功能以便調(diào)整；能正反轉(zhuǎn)以滿足螺紋加工需要；由于加工工件轉(zhuǎn)動慣性大，停車時帶有電氣制動，此外，還要顯示電動機的工作電流以監(jiān)視切削狀況?？焖僖苿与妱訖C M3：單向點動、短時工作方式。太原科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文）11 繼電器電氣線路的分析C650 車床 電氣控制原理圖如圖 :圖 C650 車床電氣控制原理圖 主電路分析該機床共配置三臺電動機 MM2 和 M3。為加工調(diào)整方便，還具有點動功能。②電流表 PA 經(jīng)電流互感器 TA 接在主電動機 M1 主運動上，以監(jiān)視電動機繞組工作電流變化。③串聯(lián)電阻限流控制部分，接觸器 KM3的主觸點控制限流電阻 R的接入和切除，在進行點動調(diào)整時，為防止連續(xù)的啟動電流造成電動機過載而串入了限流電阻 R，以保證電路設(shè)備正常工作。電動機 M2 提供切削液，采用直接啟動停止方式，為連續(xù)工作狀態(tài)，由接觸器 KM4的主觸點控制其主電路的接通與斷開。為保證主電路的正常運行，主電路中還設(shè)置了采用熔斷器的短路保護環(huán)節(jié)和采用熱繼電器的電動機過載保護環(huán)節(jié)。主電動機 M1 控制：接通電源 QS+。太原科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文）13反向制動 （接 SB3）與停車制動（ KS2+）過程與正向類似。其基本步驟是：各自受控點動作后出現(xiàn)的控制結(jié)果（利用坐標標注檢索可避免遺漏） 。快速電動機 SQ+（刀架手柄壓動） →KM5 +→M3 起動。由 FU 及 FU1～FU6 實現(xiàn)短路保護。KM1～KM4 等接觸器采用按鈕與自?？刂品绞剑虼耸?M1 與 M2 具有欠電壓與零電壓保護。 PLC 的硬件組成與各部分的作用可編程控制器(PLC )是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。其主要組成及各部分作用是: CPU 是 PLC 的核心，起神經(jīng)中樞的作用，主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU 單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路, 存儲器分為系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器, 用戶存儲器包括用戶程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器兩種，前者用于存放用戶程序，后者用來存放用戶程序執(zhí)行過程中使用 NO/OFF 狀態(tài)量或數(shù)值量，以生成用戶數(shù)據(jù)區(qū)?？刹捎酶呙芏?、低功耗的CMOS RAM 或 EPROM 與 EEPROM。、輸出單元（I/O 單元） I/O 口單元稱為 I/O 接口電路，PLC 程序執(zhí)行過程中需要用的各種開關(guān)量、數(shù)字量或模擬量等各種外部設(shè)備或設(shè)定量，都通過輸入電路進入 PLC。由于生產(chǎn)過程當中的信號電平、頻率是多種多樣的，外部執(zhí)行機構(gòu)所需的電平、頻率也是千差萬別的，而 CPU 處理的信號只是標準電平，其工作節(jié)拍又與外部環(huán)境不一樣。不同的是，PC 產(chǎn)品的 I/O 單元是顧及其工作環(huán)境和各種要求而經(jīng)過精心設(shè)計和制造的。太原科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文）17(1).輸入接口電路各種 PLC 輸入電路大致相同，其輸入方式有三種類型：一種是直流輸入（DC12V 或 24V） ，另一種是交流輸入（AC100～120V 或 200～240V ） ，第三種是交直流輸入（交直流 12V 或 24V） 。在 PLC 內(nèi)部電源容量允許前提下，有源輸入器件可采用 PLC 輸出電源，否則必須外設(shè)電源。輸入信號是通過輸入斷子經(jīng) RC 濾波、光電隔離進入內(nèi)部電路。 圖 24V 輸入接口電路(2).輸出接口電路為適應(yīng)不同負載需求，各類 PLC 的輸出有三種方式，即繼電器輸出、晶體管輸出和晶閘管輸出。晶體管適應(yīng)直流負載，其特點是動作頻率 +24V輸 入 口COM接 近 開 關(guān)LED內(nèi)部電源PC太原科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文）18高，響應(yīng)速度快，但帶負載能力小。外部負載直接與 PLC 輸出端子相聯(lián)，輸出電路的負載電源由用戶根據(jù)負載要求自行分配。同時考慮不同類型，不同性質(zhì)負載的接線要求，通常 PLC 輸出端口的公共端子是分組設(shè)置的。在實際應(yīng)用中應(yīng)該注意各類 PLC 輸出端子的輸出電流不能超出其額定值，同時還要注意輸出電流與負載性質(zhì)有關(guān)，例如 FX2型PLC繼電器輸出的負載能力在電源電壓 250V 以下時，電阻性負載為 2A/點；感性負載為 80VA/點，燈負載為 100W/點。允許電源電壓額定值在+10%～15%范圍內(nèi)波動。PLC 內(nèi)部有一個高質(zhì)量開關(guān)型穩(wěn)壓電源，用于對 CPU、I/O 單元供電，還可以為外部傳感器提供 DC24V 電源。PLC是專為工業(yè)控制設(shè)計的，充分考慮了工業(yè)環(huán)境種種惡劣因數(shù)。表32 一般技術(shù)指標環(huán)境溫度 0～55℃環(huán)境濕度 35%～85%RH（不結(jié)露）抗震 JIS C0911標準 10～55Hz （最大 2g）3 軸方向各 2h抗沖擊 JIS C0912標準 10g 3 軸方向各 3個抗噪音干擾 用噪音仿真器產(chǎn)生電壓為 1000Vpp,噪音脈沖寬度為1μs,頻率為 30～100Hz 噪音，在此噪音干擾下 PLC正常工作太原科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文）19耐壓 1500AC 1min絕緣電壓 5M以上，500V DC接地 第 3種接地，不能接地時，亦可浮空使用環(huán)境 禁止腐蝕性氣體，嚴禁塵埃性能技術(shù)指標標志某種 PLC 在硬件和軟件反面所具備功能。PLC 的性能包括：輸入指標、輸出指標和電源指標方面。表 33 輸入技術(shù)指標輸入電壓 24V DC 隔離 光電耦合輸出電流 7mA 響應(yīng)時間 10ms表 34 輸出技術(shù)指標項目 繼電器輸出 SSR輸出 晶體管輸出外部電源 250V AC，30V DC 85～242V AC 5～30V DC電阻負載 2A/點 ，點，感