臥式鏜銑床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）臥式鏜銑床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要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。主要用于加工工件上的精密圓柱孔。這些孔的軸心線往往要求嚴(yán)格 地平行或垂直，相互間的距離也要求很準(zhǔn)確。因此，保證機(jī)床的精度至關(guān)重要。plc（可編程控制器）作為一種工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)，它以其編程方便、操作簡(jiǎn)單尤其是它的高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用。它應(yīng)用大規(guī)模集成電路，微型機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展成果，逐步形成了具銑床控制 工業(yè)應(yīng)用有多種優(yōu)點(diǎn)和微型，中型，大型，超大型等各種規(guī)格的系列產(chǎn)品，應(yīng)

2、用于從繼電器控制系統(tǒng)到監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的許多控制領(lǐng)域。因此現(xiàn)在的機(jī)床控制設(shè)計(jì)以plc模塊為主，硬件電器元件為輔，可使接線大為簡(jiǎn)化，不但安裝十分方便而且工作可 靠、降低了故障率、減小了維修量、提高了功效。關(guān)鍵詞：控制系統(tǒng) plc 鏜銑床 工業(yè)應(yīng)用horizontal boring and milling machine elctric control system design summaryboring is used in the manufacture of the equipment is widely used for its main machining precision and f

3、inish requirement high hole and the distance between each hole required comparatively accurate parts (as some case accessories), belongs to pure dense machine tools. mainly used for machining precision cylindrical holes on. these holes of axis line often asks strictly parallel or vertical, the dista

4、nce between each other and requirements are accurate. therefore, guarantee the accuracy of machine tool is very important. plc (programmable controller) as a kind of industrial control microcomputer, with its programming convenient, simple operation especially its advantages such as high reliability

5、 in industrial production process, has been widely used. it application large-scale integrated circuits, internet technology and communication technology development achievements, and gradually formed a has many advantages and mini, medium, large and super large specifications of the various series

6、of products, from relay control system applied to monitor the many control area between computers. so now with plc control design of machine tools, hardware electrical components are mainly module complementary, can make the connection not only greatly simplified and installation is very convenient

7、and the work can depend, reduced failure, reducing the maintenance, improve the efficacy. key words: control system plc boring and milling machine control industrial application 目錄前言 1第一章 鏜床的基本知識(shí) 21.1鏜床的簡(jiǎn)介 21.2臥式鏜床的主要結(jié)構(gòu) 21.3臥式鏜床的主要運(yùn)動(dòng) 21.4臥式鏜床的拖動(dòng)特點(diǎn)及控制要求 31.5設(shè)計(jì)要求 3第二章 臥式鏜銑床的硬件電路設(shè)計(jì) 52.1 各種工況要求 52.1.1 輸

8、入信號(hào) 52.1.1.1 主軸控制 52.1.1.2 轉(zhuǎn)進(jìn)給 52.1.1.3 終端限位 52.1.1.4 其他 52.1.2 輸出信號(hào) 52.2 鏜銑床總體電路圖設(shè)計(jì) 62.3 電器元件的布局以及控制系統(tǒng)的主要功能 62.4各部分電路簡(jiǎn)介 62.4.1 主軸電機(jī)控制 62.4.2.主軸轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)進(jìn)給速度的變換 72.4.3 機(jī)床的轉(zhuǎn)進(jìn)給 82.4.4機(jī)床的調(diào)整移動(dòng) 82.4.5 油泵的控制 82.4.6光學(xué)讀數(shù)照明 92.4.7 刀具松開(kāi)與夾緊 9第三章. 軟件設(shè)計(jì) 103.1 plc簡(jiǎn)介 103.1.1 選用的plc的型號(hào)簡(jiǎn)介 113.2 程序設(shè)計(jì) 13第四章 使用的電氣元件與設(shè)備 14參考

9、文獻(xiàn) 總結(jié) iv洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 前言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。1769年j.瓦特取得實(shí)用蒸汽機(jī)專利后，汽缸的加工精度就成了蒸汽機(jī)的關(guān)鍵問(wèn)題。1774年英國(guó)人j.威爾金森發(fā)明炮筒鏜床，次年用于為瓦特蒸汽機(jī)加工汽缸體。1776年他又制造了一臺(tái)較為精確的汽缸鏜床。1880年前后，在德國(guó)開(kāi)始生產(chǎn)帶前后立柱和工作臺(tái)的臥式鏜床。為適應(yīng)特大、特重工件的加工，20世紀(jì)30年代發(fā)展了落地鏜床。隨著銑削工作量的增加，50年代出現(xiàn)了落地鏜銑床。20世紀(jì)初，由于鐘表儀器制造業(yè)的發(fā)展，需要加工孔距誤差較小的設(shè)備，在瑞士出現(xiàn)了坐標(biāo)鏜床。為了提高鏜床的定位精度，已廣泛采用光

10、學(xué)讀數(shù)頭或數(shù)字顯示裝置。有些鏜床還采用數(shù)字控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)定位和加工過(guò)程自動(dòng)化。鏜床分為臥式鏜床、落地鏜銑床、金剛鏜床和坐標(biāo)鏜床等類型(見(jiàn)彩圖)。臥式鏜床：應(yīng)用最多、性能最廣的一種鏜床，適用于單件小批生產(chǎn)和修理車間。落地鏜床和落地鏜銑床：特點(diǎn)是工件固定在落地平臺(tái)上，適宜于加工尺寸和重量較大的工件,用于重型機(jī)械制造廠。金剛鏜床:使用金剛石或硬質(zhì)合金刀具，以很小的進(jìn)給量和很高的切削速度鏜削精度較高、表面粗糙度較小的孔，主要用于大批量生產(chǎn)中。坐標(biāo)鏜床：具有精密的坐標(biāo)定位裝置，適于加工形狀、尺寸和孔距精度要求都很高的孔，還可用以進(jìn)行劃線、坐標(biāo)測(cè)量和刻度等工作，用于工具車間和中小批量生產(chǎn)中。其他類型的鏜

11、床還有立式轉(zhuǎn)塔鏜銑床、深孔鏜床和汽車、拖拉機(jī)修理用鏜床等。- 3 -洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第1章 鏜床的基本知識(shí)1.1鏜床的簡(jiǎn)介鏜床是一種精密加工機(jī)床，主要用于加工工件上的精密圓柱孔。這些孔的軸心線往往要求嚴(yán)格的平行或者垂直，相互間的距離也要求很準(zhǔn)確。這些要求都是鉆床難以達(dá)到的。而且鏜床本身剛性好，其可動(dòng)部分在導(dǎo)軌上的活動(dòng)間隙很小，且有附加支撐，所以能滿足上述加工要求。鏜床除了能完成鏜孔工序外，在萬(wàn)能鏜床上還可以進(jìn)行鏜、鉆、擴(kuò)、鉸、車及銑等工序，因此，鏜床的加工范圍很廣。按用途不同，鏜床可以分為臥式鏜床、坐標(biāo)鏜床、金剛鏜床及專門化鏜床等。在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)的是最常見(jiàn)的臥式鏜床的電

12、氣與plc控制電路。臥式鏜床用于加工各種復(fù)雜的大型零件，如箱體零件、機(jī)體等，是一種功能很全的機(jī)床。除了鏜孔外，還可以進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸孔以及車削內(nèi)外螺紋、用絲錐攻螺紋、車外圓柱面和端面。安裝了端面銑刀與圓柱銑刀后，還可以完成銑削平面等工作。因此，在臥式鏜床上，工件一次裝夾完成后，既能完成大部分表面的加工，有時(shí)甚至可以完成全部表面的加工，這在加工大型及笨重的工件時(shí)，具有特別的意義。1.2 臥式鏜床的主要結(jié)構(gòu)主要有床身、尾架、導(dǎo)軌、后立柱、工作臺(tái)、鏜床、前立柱鏜頭架、下溜板、上溜板等組成。1.3 臥式鏜床的主要運(yùn)動(dòng)臥式鏜床的床身有整體的鑄件制成，床身的一端裝有固定不動(dòng)的前立柱，在前立柱的垂直導(dǎo)軌上裝有

13、鏜頭架，可以上下移動(dòng)。鏜頭架上集中了主軸部件、變速箱、進(jìn)給箱與操縱機(jī)構(gòu)等部件。切削刀具安裝在鏜軸前端的錐孔里，或裝在平旋盤的刀具溜板上。在工作過(guò)程中，鏜軸一面旋轉(zhuǎn)，一面沿鏜軸坐進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。平旋盤只能旋轉(zhuǎn)，裝在上面的刀具溜板可以在垂直于株主軸軸線方向的徑向做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。平旋盤主軸是空心軸，鏜軸穿過(guò)其中空部分，通過(guò)各自的傳動(dòng)鏈傳動(dòng)，因此可以獨(dú)立轉(zhuǎn)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)才能使用平旋盤。臥式鏜床的床身后立柱上裝有尾架，用來(lái)夾持裝在鏜軸上的鏜桿的末端，尾架可以隨鏜頭架同時(shí)下降，并且其軸心線與鏜頭架軸心線保持在同一直線上。后立柱可以在床身導(dǎo)軌上沿鏜軸軸線方向上做調(diào)整移動(dòng)。

14、加工時(shí)，工件安放在床身的中部的工作臺(tái)上，工作臺(tái)在溜板上面，上溜板下面是下溜板，下溜板安裝在床身導(dǎo)軌上，并且可以眼床身導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。上溜板又可以沿下溜板上的導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)相對(duì)于上溜板可以做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這樣，工作臺(tái)可以床身上做前、后、左、右任一個(gè)方向的直線運(yùn)動(dòng)，并且可以做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。再配合鏜頭架的垂直移動(dòng)，就可以加工工件上一系列與軸線相平行或垂直的孔。由以上的分析，可以將臥式鏜床的運(yùn)動(dòng)歸納如下：主運(yùn)動(dòng)：鏜軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與平旋盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：鏜軸的軸向進(jìn)給、平旋盤刀具溜板的徑向進(jìn)給、鏜頭架的垂直進(jìn)給、工作臺(tái)的橫向進(jìn)給與縱向進(jìn)給。輔助運(yùn)動(dòng)|:工作臺(tái)的回旋、后立柱的軸向移動(dòng)及垂直移動(dòng)。1.4 臥式鏜床的

15、拖動(dòng)特點(diǎn)及控制要求鏜床的加工范圍廣，運(yùn)動(dòng)部件多，調(diào)速范圍廣，對(duì)電力拖動(dòng)及抗震提出的要求如下：主軸應(yīng)有較大的調(diào)速范圍，且要求恒功率調(diào)速，往往采用機(jī)電聯(lián)合調(diào)速。 變身時(shí)，為使滑移齒輪能順利進(jìn)入正常的嚙合狀態(tài)，應(yīng)有低速或斷續(xù)變速?zèng)_動(dòng)。主軸能做正反轉(zhuǎn)低速點(diǎn)動(dòng)調(diào)整，要求對(duì)主軸電機(jī)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)及點(diǎn)動(dòng)控制為了使主軸迅速、準(zhǔn)確停車，主軸電機(jī)應(yīng)有電氣制動(dòng)。由于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)直接影響切削量，而切削量又與主軸轉(zhuǎn)速、刀具、工件材料、加工精度等因素有關(guān)，所以印版臥式鏜床主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有一臺(tái)主軸電機(jī)拖動(dòng)，有各自的傳動(dòng)鏈傳動(dòng)。主軸和工作臺(tái)除了工作進(jìn)給外，為縮短輔助時(shí)間，還應(yīng)有快速移動(dòng)，有另一臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)。由于鏜床運(yùn)動(dòng)部件較多，應(yīng)設(shè)

16、置必要的連鎖與保護(hù)，并使操作盡量集中。 1.5 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)功能：現(xiàn)有的鏜銑床的功能都必須具備，而且使控制更方便，更可靠。原有的功能包括：工作臺(tái)左右前后快速移動(dòng)及轉(zhuǎn)進(jìn)給，主軸箱上下快速移動(dòng)及轉(zhuǎn)進(jìn)給，主軸的快速移動(dòng)及轉(zhuǎn)進(jìn)給，工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，主軸多檔位變速，進(jìn)給多檔位變換，平旋盤多檔位變速，主軸與平旋盤功能轉(zhuǎn)換，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)鎖緊，主軸箱上下運(yùn)動(dòng)鎖緊，工作臺(tái)左右運(yùn)動(dòng)鎖緊，主軸前后運(yùn)動(dòng)鎖緊，各運(yùn)動(dòng)方向的微調(diào)，鏜軸的鎖緊與松開(kāi)，電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)以使主軸，工作臺(tái)，平旋盤，主軸箱以及轉(zhuǎn)進(jìn)給有不同的方向，照明電路，電柜門的開(kāi)門斷電機(jī)構(gòu)。第2章 臥式鏜銑床的硬件電路設(shè)計(jì)2.1 各種工況要求

17、總體說(shuō)明plc輸入與輸出節(jié)點(diǎn)的各個(gè)接法。2.1.1 輸入信號(hào)2.1.1.1 主軸控制在plc輸入信號(hào)中，必須有過(guò)載保護(hù)、主軸停止，反向轉(zhuǎn)動(dòng)，正向轉(zhuǎn)動(dòng)，正向點(diǎn)動(dòng)、反向點(diǎn)動(dòng)、變速信號(hào)。過(guò)載保護(hù)、主軸停止設(shè)置為常閉觸點(diǎn)，其余設(shè)置為常開(kāi)觸點(diǎn)。2.1.1.2 轉(zhuǎn)進(jìn)給輸入信號(hào)須有轉(zhuǎn)進(jìn)給停止與啟動(dòng)信號(hào)。由于有停止與啟動(dòng)兩種相反的信號(hào)輸入，所以設(shè)置為一個(gè)常開(kāi)一個(gè)常閉觸點(diǎn)。2.1.1.3 終端限位鏜床有有x/y/z各兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，所以需要設(shè)置六個(gè)終端限位開(kāi)關(guān)，再有一個(gè)主軸后端方向限位，所以總共有七個(gè)限位開(kāi)關(guān)，且設(shè)置為常閉觸點(diǎn)。2.1.1.4 其他 分配箱與平旋盤互鎖，需要常閉觸點(diǎn)與常開(kāi)觸點(diǎn)各一個(gè)。進(jìn)給超負(fù)荷報(bào)

18、警一個(gè)常閉觸點(diǎn)。分配箱與平旋盤倒向設(shè)置為常開(kāi)觸點(diǎn)。工作臺(tái)的快速移動(dòng)需要兩個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)且都設(shè)置為常開(kāi)觸點(diǎn)形式。照明許一個(gè)開(kāi)關(guān)，設(shè)置為常開(kāi)觸點(diǎn)形式。2.1.2 輸出信號(hào) 輸出信號(hào)有主軸控制，包括正反轉(zhuǎn)，“y”接，“”接，制動(dòng)控制。各連一個(gè)虛擬繼電器且有互鎖。油泵的控制輸出一個(gè)繼電器。工作臺(tái)快速移動(dòng)輸出各一個(gè)繼電器，且有互鎖。轉(zhuǎn)進(jìn)給控制輸出繼電器。裝卸刀連接兩個(gè)繼電器。超負(fù)荷指示與蜂鳴報(bào)警各連接指示燈與電鈴。2.2 鏜銑床總體電路圖設(shè)計(jì)總體電路圖見(jiàn)附圖12.3 電器元件的布局以及控制系統(tǒng)的主要功能機(jī)床控制系統(tǒng)的主要電器元件安裝在前立柱背面的電柜中，操作器件安裝在懸掛的按鈕站上,信號(hào)器件安裝在機(jī)床的個(gè)有

19、關(guān)部位上?？傠娫撮_(kāi)關(guān)為自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)qf，在再電柜側(cè)面操作開(kāi)或者關(guān)，由于安裝有開(kāi)門斷電機(jī)構(gòu)，關(guān)上電柜門操作qf的合閘才有效，同時(shí)電源指示燈hl點(diǎn)亮。接觸器km為急停器件，有懸掛按鈕站上的按鈕sb1,sb2控制，按sb2，km工作后，指示燈hl1點(diǎn)亮，控制回路有電，可以進(jìn)行正常操作。當(dāng)緊急停車時(shí)，按壓急停按鈕sb1，km失電，切斷總電源以保證安全。機(jī)床的電控系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)主軸交流電動(dòng)機(jī)m1的正/反連續(xù)旋轉(zhuǎn)，正/反點(diǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，“y-”的降壓?jiǎn)?dòng)停車能耗制動(dòng)，主軸傳動(dòng)和主軸轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)進(jìn)給的液壓變速，由m2拖動(dòng)的各有關(guān)坐標(biāo)的正/反快速調(diào)整移動(dòng)。油泵電機(jī)的啟動(dòng)和停止以及各有關(guān)故障的報(bào)警等多種控制。主軸電機(jī)，油泵電

20、機(jī)的短路保護(hù)，過(guò)載保護(hù)，主軸箱上下，上拖板前后，下拖板左右以及鏜軸向后的終端保護(hù)，故障保護(hù)，以及裝卸刀具與主軸電機(jī)間的互鎖。2.4各部分電路簡(jiǎn)介2.4.1 主軸電機(jī)控制a）主軸的正/反向連續(xù)旋轉(zhuǎn) 按下主軸正/反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕sb4/sb5，km6得電動(dòng)作，油泵啟動(dòng)打油，有了油壓以后，壓力繼電器sp1動(dòng)作，指示燈hl2被點(diǎn)亮，此時(shí)如果主軸在檔位上，由于變速油路系統(tǒng)作用，壓力繼電器sp2動(dòng)作，同時(shí)正/反轉(zhuǎn)接觸器km1/km2動(dòng)作，主軸電機(jī)按“y-”轉(zhuǎn)換啟動(dòng)，主軸電機(jī)在“y”接下運(yùn)轉(zhuǎn)延時(shí)后，速度基本達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，這時(shí)km3斷，km4接通，完成“y-”轉(zhuǎn)換，并在“”接法下正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)按下主軸停止按鈕sb3

21、時(shí)，km1/km2失電，能耗制動(dòng)接觸器km5接通，km6失電，油泵瞬間停止打油，經(jīng)延時(shí)的能耗制動(dòng)時(shí)間后，km5失電切除能耗制動(dòng)，km4失電，km3得電，主電機(jī)由“”接轉(zhuǎn)換為“y”接，同時(shí)km6得電重新啟動(dòng)油泵打油，如果30秒鐘內(nèi)不再啟動(dòng)主軸運(yùn)轉(zhuǎn)，油泵將自動(dòng)停止打油。b）主軸的正/反點(diǎn)動(dòng)按下主軸正/反點(diǎn)動(dòng)按鈕sb6/sb7,如果主軸仍在檔位上，則km1/km2接通，并且km6接通，油泵啟動(dòng)打油，點(diǎn)動(dòng)主軸運(yùn)轉(zhuǎn)。至此，無(wú)論主軸正/反轉(zhuǎn)，正/反點(diǎn)動(dòng)，如果主軸不在檔位上，則主電機(jī)必須先進(jìn)行突動(dòng)換擋到位，在執(zhí)行如前所述的動(dòng)作。2.4.2.主軸轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)進(jìn)給速度的變換機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)有兩個(gè)變速手盤，一個(gè)為主軸的

22、轉(zhuǎn)速變換，另一個(gè)為轉(zhuǎn)進(jìn)給的速度變換，無(wú)論哪一個(gè)手盤進(jìn)行變速，對(duì)電氣控制作用基本是一致的。機(jī)床可實(shí)現(xiàn)停車的自動(dòng)變速和不停車的自動(dòng)變速，所謂停車的自動(dòng)變速為啟動(dòng)主軸以及轉(zhuǎn)進(jìn)給前，操作變速手盤變速，不停車的自動(dòng)變速則是在主軸在運(yùn)轉(zhuǎn)或者轉(zhuǎn)進(jìn)給已經(jīng)啟動(dòng)后的自動(dòng)變速，變速時(shí)，只要將相應(yīng)的液壓伺服變速手盤向前推壓并旋轉(zhuǎn)到所需轉(zhuǎn)速檔（或轉(zhuǎn)進(jìn)給量檔）的位置，然后松手，主軸電機(jī)便可以實(shí)現(xiàn)由制動(dòng)，突動(dòng)到自動(dòng)啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)等過(guò)程，轉(zhuǎn)進(jìn)給則需重新啟動(dòng)，操作也很方便， a）當(dāng)變速手盤向前推壓到底：由于油路失壓，sp2的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，主軸電機(jī)進(jìn)行能耗制動(dòng)停車，同時(shí)油泵電機(jī)停止打油，主軸電機(jī)經(jīng)延時(shí)制動(dòng)，完全停車后油泵電機(jī)重新啟動(dòng)提

23、供變速用油，主軸電機(jī)由“”接變?yōu)椤皔”接，油路的油壓由主軸正常運(yùn)轉(zhuǎn)的8kg-cm（高壓），同時(shí)主電機(jī)開(kāi)始突動(dòng)。b）變速手盤旋轉(zhuǎn)至所需要的檔位上松開(kāi)手盤：變速手盤松開(kāi)后，km1/km2斷續(xù)工作，經(jīng)過(guò)突動(dòng)直至齒輪全部上檔后，控制壓力繼電器的一條油路才有油壓，sp2受壓給出變速完畢信號(hào)，在經(jīng)過(guò)延時(shí)主電機(jī)按“星-三角”轉(zhuǎn)換自動(dòng)啟動(dòng)，主軸在新的再說(shuō)下旋轉(zhuǎn)，yv2失電，油壓恢復(fù)到低壓。變速突動(dòng)次數(shù)應(yīng)從主電機(jī)制動(dòng)停車后的第一次算起，但是真正有效卻是變速手盤被放開(kāi)后，一般來(lái)說(shuō)有效次數(shù)1-4次足夠了，如果總的次數(shù)超過(guò)10次，機(jī)床設(shè)置了報(bào)警，提醒操作者注意若不是真正箱內(nèi)齒輪以及油路故障則無(wú)妨，不然需要排除故障后才

24、能開(kāi)車。2.4.3 機(jī)床的轉(zhuǎn)進(jìn)給轉(zhuǎn)進(jìn)給的動(dòng)力來(lái)自主軸電機(jī)，由電磁閥yv1控制進(jìn)給油缸經(jīng)活塞桿上的拔叉撥動(dòng)機(jī)械離合器而得，在啟動(dòng)進(jìn)給前必須先啟動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，待hl3點(diǎn)亮后再啟動(dòng)進(jìn)給，避免主軸在“y”接下加載。按下轉(zhuǎn)進(jìn)給啟動(dòng)按鈕sb9，yv1得電動(dòng)作，同時(shí)sb9內(nèi)的指示燈hl4點(diǎn)亮，這時(shí)腰停止主軸旋轉(zhuǎn)，必須先停進(jìn)給，否則按主軸停止無(wú)效，按sb8進(jìn)給停止，在進(jìn)給過(guò)程中，如果因?yàn)樨?fù)載過(guò)大引起超負(fù)荷，限位開(kāi)關(guān)sq10被進(jìn)給機(jī)構(gòu)頂壓而工作，切除yv1電源，機(jī)構(gòu)停止，超負(fù)荷指示燈hl5點(diǎn)亮，直至超負(fù)荷機(jī)構(gòu)復(fù)位后，sq10不再被壓，報(bào)警裝置才停止工作，指示燈hl5熄滅。2.4.4機(jī)床的調(diào)整移動(dòng)調(diào)整移動(dòng)由快速電機(jī)

25、m2拖動(dòng)，可以進(jìn)行快速的點(diǎn)動(dòng)操作，進(jìn)給坐標(biāo)由主軸箱以及工作臺(tái)分配箱操縱手柄和主軸與平旋盤滑塊進(jìn)給變換手柄兩個(gè)機(jī)械手柄選擇，該兩手柄通過(guò)電氣限位開(kāi)關(guān)sq8和sq9互鎖，只允許某一位置的坐標(biāo)操縱進(jìn)給，另一個(gè)機(jī)械手柄必須置中間位置（轉(zhuǎn)進(jìn)給的操作也是如此），每一個(gè)坐標(biāo)位置均有正反兩個(gè)方向的操作（為轉(zhuǎn)進(jìn)給而設(shè)），快速移動(dòng)時(shí)，無(wú)論操作手柄撥在哪個(gè)方向上，按動(dòng)一個(gè)按鈕sb11/sb12，除鏜桿和平旋盤滑塊以外，均能符合懸掛按鈕站上的固定箭頭所指的運(yùn)動(dòng)方向。2.4.5 油泵的控制控制電源一經(jīng)啟動(dòng)，plc電源接通，油泵電機(jī)工作打油，機(jī)床潤(rùn)滑30秒后不啟動(dòng)主軸，油泵自動(dòng)停止打油。無(wú)論是主軸的正常啟動(dòng)，點(diǎn)動(dòng)或是不停

26、車的變速，齒輪不到位時(shí)油壓為高壓便于齒輪嚙合上檔，主軸停止30秒后油泵自動(dòng)停止打油，操作選擇開(kāi)關(guān)sa2，油泵便啟動(dòng)，開(kāi)始裝卸刀具，30秒后油泵自動(dòng)停止打油，若在30秒內(nèi)裝卸刀具未完成，可再次操作sa2時(shí)，裝卸刀具油壓為高壓。2.4.6光學(xué)讀數(shù)照明機(jī)床采用數(shù)顯系統(tǒng)做位置檢測(cè)和顯示，轉(zhuǎn)臺(tái)的分度檢測(cè)采用光學(xué)瞄準(zhǔn)定位按一下按鈕sb17光學(xué)燈點(diǎn)亮，光照時(shí)間最長(zhǎng)為60秒，超過(guò)了這個(gè)時(shí)間，光學(xué)燈自動(dòng)熄滅，如果短時(shí)照明就行了，那么在60秒內(nèi)再按一次sb17，光學(xué)燈就熄滅了。2.4.7 刀具松開(kāi)與夾緊刀具靠鏜軸內(nèi)彈簧機(jī)構(gòu)自動(dòng)加緊，靠油壓松開(kāi)，裝卸刀具必須先鏜軸主軸運(yùn)轉(zhuǎn)，才允許操作按鈕sa2，主軸轉(zhuǎn)動(dòng)l時(shí)嚴(yán)禁操作

27、夾緊松開(kāi)按鈕sa2。鏜軸上無(wú)刀具是sa2也應(yīng)處在夾緊位置，否則電磁閥通電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)容易損壞。- 12 -第3章 軟件設(shè)計(jì)3.1 plc簡(jiǎn)介世界上公認(rèn)的第一臺(tái)plc是1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（dec）研制的。限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì)算機(jī)發(fā)展水平，早期的plc主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡(jiǎn)單的邏輯控制及定時(shí)、計(jì)數(shù)功能.20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使plc增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語(yǔ)言，并將參加運(yùn)算及處理的計(jì)算機(jī)

28、存儲(chǔ)元件器命名。此時(shí)的plc為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。 20世紀(jì)70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、pid功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用期可編程控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個(gè)階段的另一個(gè)特點(diǎn)是世界編程控制器的國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。 20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制

29、規(guī)模上來(lái)說(shuō)，這個(gè)時(shí)期型機(jī)和超小型機(jī)；從控制能力上來(lái)說(shuō)，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場(chǎng)合；從產(chǎn)品的配套能力來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制控制設(shè)備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。 我國(guó)可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開(kāi)放開(kāi)始的。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用.程控制器。接下來(lái)在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了plc的應(yīng)用。目前，我國(guó)自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的cf系列、杭州機(jī)床電器廠生產(chǎn)的dkk及d系列、

30、大連組合機(jī)床研究所生產(chǎn)的s系列、蘇州電子計(jì)算機(jī)廠生產(chǎn)的yz系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用。此外，無(wú)錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國(guó)比較著名的plc生產(chǎn)廠家?？梢灶A(yù)期,隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的深入，plc在我國(guó)將有更廣闊的應(yīng)用天地。 21世紀(jì)，plc會(huì)有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上，會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會(huì)進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求；從市場(chǎng)上

31、看，各國(guó)各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇而打破，會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷國(guó)際市場(chǎng)的局面，會(huì)出現(xiàn)國(guó)際通用的編程語(yǔ)言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來(lái)看,可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計(jì)算集散控制系統(tǒng)dcs（distributed control system）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。 3.1.1 選用的plc的型號(hào)簡(jiǎn)介三菱電機(jī)推出的fx1n系列plc是功能很強(qiáng)大的普及型微型plc。fx1n系列最多可控制1

32、28點(diǎn)，除了可以擴(kuò)展輸入輸出，還具有模擬量控制和通訊，鏈接功能等的擴(kuò)展性。所以，fx1n系列可以廣泛應(yīng)用于一般的順序控制?？刂埔?guī)模：24128點(diǎn)（基本單元：24/40/60點(diǎn)）。在本設(shè)計(jì)中選用27點(diǎn)控制接點(diǎn)。定位和脈沖輸出功能一個(gè)fx1n三菱plc單元能同時(shí)輸出2點(diǎn)100khz脈沖，plc配備有7條特殊的定位指令，包括零返回、絕對(duì)位置讀出、絕對(duì)或相對(duì)驅(qū)動(dòng)以及特殊脈沖輸出控制。 fx1系列三菱plc其它功能 內(nèi)置式24v直流電源 24v、400ma直流電源可用于外圍設(shè)備，如傳感器或其它元件。 時(shí)鐘功能和小時(shí)表功能 在所有的fx1nplc中都有實(shí)時(shí)時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)。時(shí)間 設(shè)置和比較指令易于操作。小時(shí)表功能

33、對(duì)過(guò)程跟蹤和機(jī)器維護(hù)提供了有價(jià)值的信息。 持續(xù)掃描功能 為應(yīng)用所需求的持續(xù)掃描時(shí)間定義操作周期。 輸入濾波器調(diào)節(jié)功能 可以用輸入濾波器平整輸入信號(hào)（在基本單元 中x000到x017）。 元件注解記錄功能 元件注解可以記錄在程序寄存器中。 在線程序編輯 在線改變程序不會(huì)損失工作時(shí)間或停止生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。 run/stop 開(kāi)關(guān) 面板上運(yùn)行/停止開(kāi)關(guān)易于操作。 遠(yuǎn)程維護(hù) 遠(yuǎn)處的編程軟件可以通過(guò)調(diào)制解調(diào)器通信來(lái)監(jiān)測(cè)、上載或卸載程序和數(shù)據(jù) 密碼保護(hù) 使用一個(gè)八位數(shù)字密碼保護(hù)使用程序。由于鏜床的運(yùn)動(dòng)很多、控制邏 輯復(fù)雜、相互連鎖繁多，采用傳統(tǒng)的繼電器控制時(shí)，需要的繼電器多、接線 復(fù)雜，因此故障多維修困難，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，不僅加大了維修成本，而且影響設(shè) 備的功效。采用 plc 控制其原控制電路為繼電器控 制，接觸觸點(diǎn)多、線路復(fù)雜、故障多、操作人員維修任務(wù)較大，為了克服以 上缺點(diǎn)，降低了設(shè)備故障率，提高了設(shè)備使用效率，我們采用 plc 控制改造 其繼電器控制電路。目的是使機(jī)床能快速響應(yīng)動(dòng)作，靈活可靠的完成生產(chǎn)任 務(wù)，而故障率要相應(yīng)降低。plc 以內(nèi)部的邏輯觸點(diǎn)代替了繼電器