基于PLC的兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于PLC的兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于PLC的兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)34/34基于PLC的兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于PLC的兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)大綱隨著機(jī)床行業(yè)和控制技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，依照生產(chǎn)的實(shí)質(zhì)需要，機(jī)床的升級(jí)改造已成為一種新興的行業(yè)。經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有機(jī)床的所有或局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，來提升機(jī)床的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)資源的合理利用和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增加起到重要的作用。本課題主要研究的是采用PLC控制兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床的動(dòng)作。兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床通電后能自動(dòng)達(dá)成工件的鉆孔和攻絲加工。在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)的設(shè)施中，平時(shí)采用的是繼電器控制，這種控制系統(tǒng)可靠性低，而采用PLC進(jìn)行控制改造后，系統(tǒng)可靠性顯然提升。本次設(shè)計(jì)的要點(diǎn)在于控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，依照工藝要求選擇了控制系統(tǒng)所需要的電氣元件，繪出電力拖動(dòng)系統(tǒng)的主回路電路圖、PLC的外面接線圖。論文依照機(jī)床的加工要求設(shè)計(jì)了PLC控制的程序，以及對(duì)機(jī)床的調(diào)試進(jìn)行了簡(jiǎn)要的歸納。要點(diǎn)詞：PLC控制程序設(shè)計(jì)調(diào)試組合機(jī)床TheDesignOfTheControlSystemOftwoworktablesdrillingtappingcombinationmachineBasedOnThePLCABSTRACTAlongwiththedevelopmentofmachinetoolindustryandtechnologycontinuestoprogressaccordingtotheactualneedsoftheproductionmachine,upgradinghasbecomeanewgrowthindustrybasedontheexistingmachinetoolsinwholeorinpartthestructureupgradestoimprovemachinetooltechnologyindex.Toachieverationaluseofresourcesandpromoteeconomicgrowthplaysanimportantrolein.ThistopicmainresearchistousePLCtocontroltwoworktablesdrillingtappingmodularmachinetooloperation.Twoworktablesdrillingtappingmodularmachinetoolbythesystemcanautomaticallycompletetheworkpiece.Inthecontrolsystemofthetraditionaliscommonlyusedintherelaycontrol,andthiscontrolsystemreliabilityislow,butwhenitiscontrolledbyaPLCtransformation,systemreliabilityisobviouslyimproved.Thefocusofthisdesignisthatthecontrolsystemhardwaredesign,accordingtotheprocessrequirementsofelectricalcomponentscontrolsystemrequiresthechoice,DrawingtheexternalwiringdiagramofmaincircuitdiagramandthePLCelectricdrivesystem.ThispaperdesignsaPLCcontrolprogramaccordingtothemachineprocessingrequirements,andcommissioningofthemachinearesummarized.KEYWORDS:PLCcontrolTheprogramdesigndebugCombinationmachinetools前言兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床主要用來給工件鉆孔和攻絲的，是人類經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要工具之一。當(dāng)前，好多工廠的兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床都還是用接觸器的邏輯關(guān)系控制的。由于繼電器系統(tǒng)接線比較復(fù)雜，故障的診斷與消除較難，造成這些企業(yè)的生產(chǎn)率低下，效益差。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣，若是試一試著將PLC應(yīng)用在機(jī)床上，這樣不但提升了系統(tǒng)的精度，而且還可以夠?yàn)閲夜?jié)約大量的資源。組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ)的，再配以按工件特定形狀和加工工藝來設(shè)計(jì)的專用部件和夾具，組成半自動(dòng)和自動(dòng)的專用機(jī)床。一般多采用多軸、多工序、多刀、多工位或多面同時(shí)加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。而加入了PLC則使組合機(jī)床抗攪亂能力增強(qiáng)，提升了可靠性，使得功能完滿，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，通用性增強(qiáng)，應(yīng)用更加靈便，編程更加方便。經(jīng)過對(duì)原有資料的查閱和好多人不斷的實(shí)踐證了然用PLC進(jìn)行兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床的控制系統(tǒng)改造是可行的。PLC是整個(gè)機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的核心，也是重要路子。結(jié)合我國現(xiàn)有機(jī)床建設(shè)的實(shí)質(zhì)，掌握PLC的要點(diǎn)支持技術(shù)，這對(duì)于提升制造業(yè)重要意義。為了能將該系統(tǒng)成功的改造，第一應(yīng)該明確PLC的特點(diǎn)?？删幊炭刂破魇且环N特地為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用能夠編制程序的儲(chǔ)藏器，用來在其內(nèi)部?jī)?chǔ)藏執(zhí)行邏輯運(yùn)算、次序運(yùn)算、準(zhǔn)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能經(jīng)過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種種類的機(jī)械或生產(chǎn)過程。當(dāng)前，我國正處在全面建設(shè)小康社會(huì)和大力提升經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要時(shí)期，若是將這一改造技術(shù)在機(jī)床改造進(jìn)步行實(shí)行，這將對(duì)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出重要的貢獻(xiàn)。本次課題設(shè)計(jì)的主要功能是實(shí)現(xiàn)兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床在加工過程中的控制。我采用的是PLC程序控制方法。機(jī)床主要由鉆孔滑臺(tái)、攻絲滑臺(tái)、搬動(dòng)工作臺(tái)、夾具、鉆孔動(dòng)力頭、攻絲動(dòng)力頭、床身、滑臺(tái)搬動(dòng)控制凸輪和液壓系統(tǒng)組成。工作臺(tái)的搬動(dòng)包括左移和右移以及夾具的動(dòng)作包括夾緊和放松，鉆孔滑臺(tái)和攻絲滑臺(tái)的搬動(dòng)包括前移和后移，都由液壓系統(tǒng)控制與執(zhí)行的，其中鉆孔滑臺(tái)和攻絲滑臺(tái)的搬動(dòng)是經(jīng)過控制凸輪來控制滑臺(tái)搬動(dòng)液壓系統(tǒng)的液壓閥實(shí)現(xiàn)的,電氣系統(tǒng)不參加，只要啟動(dòng)控制凸輪電機(jī)即可，控制過程不在本次設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)。論文簡(jiǎn)要介紹了PLC的發(fā)展、特點(diǎn)與應(yīng)用，要點(diǎn)介紹PLC的編程特點(diǎn)和方式。第一章緒論1.1課題的提出和控制系統(tǒng)要求課題的提出當(dāng)前，好多工廠用的兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床都是以接觸器的邏輯關(guān)系來控制的。隨著制造行業(yè)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，用這種老式機(jī)床進(jìn)行加工已經(jīng)達(dá)不到工藝精度要求。隨著科技的不斷創(chuàng)新，

PLC

在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用已越來越廣泛，而我對(duì)

PLC控制有必然的認(rèn)識(shí)，就想若是試著將

PLC應(yīng)用在老式機(jī)床上，系統(tǒng)的可靠性應(yīng)該能夠顯然提升，因此就確定了這個(gè)題目。兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床的工藝流程對(duì)控制系統(tǒng)的要求兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床的歸納機(jī)床主要由鉆孔滑臺(tái)、攻絲滑臺(tái)、搬動(dòng)工作臺(tái)、夾具、鉆孔動(dòng)力頭、攻絲動(dòng)力頭、床身、控制滑臺(tái)搬動(dòng)的凸輪和液壓系統(tǒng)等組成。以以下列圖

1-1

所示。圖

1-1

為兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)表示圖，機(jī)床的左、右分別為鉆孔和攻絲的刀具，中間為工作臺(tái)，左側(cè)為

I工位也就是鉆孔工位，右側(cè)為工位即為攻絲工位，能夠達(dá)成對(duì)工件鉆孔攻絲的工作。工藝流程工件推入夾具按啟動(dòng)按鈕→夾緊工件→左側(cè)鉆孔→工作臺(tái)右移→右側(cè)攻絲→工作臺(tái)左移→放松工件，手動(dòng)拉出工件達(dá)成一個(gè)工作循環(huán)。刀架的控制工作臺(tái)的動(dòng)作要與鉆孔滑臺(tái)和攻絲滑臺(tái)互相配合，只有鉆孔與攻絲滑臺(tái)在原位時(shí)，工作臺(tái)才能夠運(yùn)動(dòng)。設(shè)置必要的連鎖為了保證機(jī)床的各部位能夠安全可靠的工作，而且動(dòng)作互相協(xié)調(diào)，需要設(shè)置必要的保護(hù)裝置，來防范由于機(jī)床誤動(dòng)作而引起的損壞甚至人身事故等。圖1-1兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床電氣控制部分的要求系統(tǒng)通電后，自動(dòng)啟動(dòng)液壓電機(jī)。若機(jī)床各部分在原位（工作臺(tái)在鉆孔工位，鉆孔滑臺(tái)在SQ2地址、攻絲滑臺(tái)在SQ3地址），液壓系統(tǒng)的壓力吻合要求，壓力繼電器動(dòng)作，此時(shí)原位指示燈亮。把要加工的部件放在工作臺(tái)上，按下啟動(dòng)按鈕，夾緊工件的電磁閥接通，夾具由液壓系統(tǒng)控制著將工件夾緊，當(dāng)SQ4動(dòng)作后，說明工件被夾具夾緊，與此同時(shí)控制凸輪的電動(dòng)機(jī)開始動(dòng)作。鉆孔的動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，且由于控制凸輪的電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，用凸輪控制使鉆孔滑臺(tái)前移的液壓閥，來進(jìn)行工件的鉆孔加工。當(dāng)鉆孔滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)到SQ5時(shí)，鉆孔滑臺(tái)自動(dòng)退回原位，到SQ2時(shí)停止退后，同時(shí)鉆孔動(dòng)力頭的電機(jī)停止。等到鉆孔滑臺(tái)到達(dá)SQ2地址后，控制工作臺(tái)向右搬動(dòng)的電磁閥得電，液壓系統(tǒng)控制工作臺(tái)向右搬動(dòng)，當(dāng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)到攻絲工位SQ6的地址時(shí)，限位開關(guān)工作，停止工作臺(tái)向右運(yùn)動(dòng)。攻絲的動(dòng)力頭電機(jī)開始正轉(zhuǎn)，與此同時(shí)凸輪與液壓系統(tǒng)控制攻絲滑臺(tái)向前搬動(dòng)，開始給部件進(jìn)行攻絲，當(dāng)攻絲滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)到SQ7的地址時(shí)，限位開關(guān)動(dòng)作，制動(dòng)電磁閥DL得電，攻絲的動(dòng)力頭開始制動(dòng)，0.3秒后控制攻絲動(dòng)力頭的電機(jī)開始反轉(zhuǎn)，此時(shí)控制凸輪與液壓系統(tǒng)控制攻絲滑臺(tái)自動(dòng)退后。攻絲滑臺(tái)退回到本來的地址SQ3時(shí)，凸輪正好運(yùn)動(dòng)一個(gè)周，控制凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)停轉(zhuǎn)，同時(shí)用來攻絲的動(dòng)力頭電機(jī)停止，延時(shí)3秒后控制工作臺(tái)向左搬動(dòng)的電磁閥得電，工作臺(tái)開始向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到鉆孔工位SQ1的地址停止左移。同時(shí)放松使工件放松的電磁閥通電，夾具開始放松工件，當(dāng)放松限位SQ8動(dòng)作后，停止放松，系統(tǒng)回到原位，此時(shí)原位指示燈亮，取下工件，達(dá)成了整個(gè)加工的過程。在加工過程中要啟動(dòng)冷卻泵電機(jī)，供給冷卻液。論文的主要工作（1）對(duì)兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行整體方案設(shè)計(jì);（2）設(shè)計(jì)PLC的外面硬件接線圖；3）研究次序控制設(shè)計(jì)法在PLC程序設(shè)計(jì)中的應(yīng)用；4）依照兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床的工藝流程，設(shè)計(jì)工作臺(tái)、刀具、滑臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)和控制梯形圖；（5）對(duì)該機(jī)床的調(diào)試進(jìn)行簡(jiǎn)要的歸納。第二章PLC及組合機(jī)床控制系統(tǒng)介紹在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的整體方案時(shí)，要兼顧全局。既要使系統(tǒng)工作可靠牢固，又要提升系統(tǒng)的性價(jià)比。本章的要點(diǎn)為兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床采用控制系統(tǒng)的方案，這要結(jié)合其控制歷程及其加工工藝綜合考慮。2.1兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床控制系統(tǒng)的發(fā)展由于科技的不斷發(fā)展與進(jìn)步，兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床的控制系統(tǒng)也在不斷變化。若是對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行更新，就能提升它的制造性能，否則，它的控制系統(tǒng)將會(huì)逐漸被裁汰。機(jī)床以前的控制系統(tǒng)兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床是一種廣泛使用的給機(jī)械部件鉆孔和攻絲的機(jī)床，是好多大型企業(yè)不能缺少的設(shè)施之一。該機(jī)床的電氣系統(tǒng)部分主要由控制系統(tǒng)和主拖動(dòng)系統(tǒng)組成。主拖動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)速方式有以下四種：最原始的是利用人工變換皮帶調(diào)速法，這種調(diào)速屬于有級(jí)調(diào)速；其次是利用變極調(diào)速電機(jī)調(diào)速，這種調(diào)速也是有級(jí)調(diào)速；再者是利用電磁調(diào)速電機(jī)調(diào)速，這種屬于無級(jí)調(diào)速，最后一種是溝通變頻調(diào)速，這種也屬于無級(jí)調(diào)速。無級(jí)調(diào)速是可以連續(xù)的調(diào)速，有檔位的調(diào)速方式稱為有級(jí)調(diào)速?？刂葡到y(tǒng)有以下兩種方式：一種是利用接觸器的邏輯關(guān)系來控制的，另一種是讓可編程序控制器和繼電器相結(jié)合來控制。當(dāng)前，好多工廠用的兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床都是以接觸器的邏輯關(guān)系來控制的，而大多數(shù)的電氣系統(tǒng)存在以下問題：較高的故障率，可靠性很差，但是保護(hù)檢修的工作量又較大。電氣控制系統(tǒng)接線復(fù)雜，判斷出現(xiàn)故障原因和查找故障都很困難，即耗資了精力又浪費(fèi)了時(shí)間。由于在不斷的加工，繼電器和接觸器的觸點(diǎn)頻頻的接通和斷開，簡(jiǎn)單造成觸點(diǎn)的損壞或著出現(xiàn)接觸不良等現(xiàn)象。用機(jī)械方式來控制觸點(diǎn)動(dòng)作反響速度比較慢。(5)繼電器邏輯控制部分的功能是固定在線路中的，這樣不僅功能單一，而且靈便性極差。調(diào)治速度的部分不僅噪音大、效率低、體積還特別大、耗資電能也比很多。(7)慣性較大，調(diào)治速度的部分靜態(tài)性能及動(dòng)向性能都不理想。2.2PLC的介紹2.2.1PLC的出現(xiàn)及其特點(diǎn)PLC中文是可編程序控制器，它是一種擁有微辦理機(jī)的數(shù)字電子裝置，專為在工業(yè)環(huán)境下能夠進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算的操作而設(shè)計(jì)的。它的內(nèi)部有可編程序的儲(chǔ)藏器，它是用來達(dá)成計(jì)數(shù)、準(zhǔn)時(shí)、算術(shù)、次序和邏輯運(yùn)算等操作指令的儲(chǔ)藏與執(zhí)行，而且能夠經(jīng)過模擬式、數(shù)字式的輸入與輸出，來控制各種機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破鲹碛泻枚鄡?yōu)點(diǎn)，大體能夠歸納為以下幾個(gè)：性價(jià)比高，功能較富強(qiáng)一臺(tái)小型的PLC內(nèi)部就有幾百或幾千個(gè)用來編寫程序的元件供用戶使用，這樣能夠控制比較復(fù)雜的系統(tǒng)，與擁有相同控制功能的繼電器對(duì)照，可編程序控制器擁有較高的性價(jià)比。它還采用了模塊化結(jié)構(gòu)，這樣系統(tǒng)的規(guī)模和功能能夠依照用戶的需求組合，即靈便又方便。設(shè)計(jì)編寫程序簡(jiǎn)單，有利于理解和學(xué)習(xí)編寫PLC的程序使用最多的語言是梯形圖，它的表達(dá)方式和元件符號(hào)與接觸器邏輯控制的原理圖基本一致。梯形圖的編寫語言特別直觀，有利于理解和學(xué)習(xí)。熟練掌握繼電接觸器控制圖的工程技術(shù)人員只要用幾天就可以完全掌握梯形圖的編程語言，并能夠編寫用戶所需要的程序，這也是能夠迅速普及以及實(shí)行的重要原因。PLC一般情況下采用設(shè)計(jì)法來編寫梯形圖程序，這種方法很簡(jiǎn)單,簡(jiǎn)單理解和學(xué)習(xí)。電氣控制較復(fù)雜的系統(tǒng)，用可編程序控制器的次序控制設(shè)計(jì)所需要的時(shí)間要比繼電接觸器邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)少得多。PLC在運(yùn)轉(zhuǎn)編寫達(dá)成的梯形圖程序時(shí)，第一要用其他程序?qū)⑻菪螆D程序轉(zhuǎn)變成匯編語言后再去運(yùn)轉(zhuǎn)。體積較小，耗資的能量也比較少當(dāng)系統(tǒng)的控制部分較復(fù)雜時(shí)，使用PLC后，能夠減少好多時(shí)間繼電器、接觸器和中間繼電器。小型PLC的體積差不多與幾個(gè)繼電器加在一起相同這樣的話控制柜的體積就可以減少本來的一半以上。由于可編程序控制器的接線要比接觸器控制系統(tǒng)的接線少得多，一般情況下只要要用接線的端子連

大，接外面接線即可，好多部件和配線都用不到，故能夠縮短大量的安裝與接線時(shí)間，使效率提升。再加上控制柜的體積減少很多，使整體的花銷也大量減少。當(dāng)前，有很多可編程序控制器的生產(chǎn)廠家，但在實(shí)質(zhì)的工業(yè)控制過程中使用很多的是德國的西門子、日本的三菱。擁有較齊全的硬件，通用性很強(qiáng)，方便用戶的使用現(xiàn)在的可編程序控制器產(chǎn)品己系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化了，而且還配有供用戶采用的各種硬件設(shè)施，方便用戶進(jìn)行系統(tǒng)的配置，組成各種規(guī)模和功能的系統(tǒng)?？删幊绦蚩刂破魇褂媚K化設(shè)計(jì)了每個(gè)部件，

包括輸入

/輸出接口、CPU、輸入

/輸出通道、電源等。

PLC

的帶負(fù)載能力也比較強(qiáng)，它能夠直接驅(qū)動(dòng)一般的接觸器與電磁閥的線圈。確定硬件部分后，能夠經(jīng)過更正程序，來適應(yīng)工藝條件的各種變化。工作可靠，有很強(qiáng)的抗攪亂能力傳統(tǒng)的繼電接觸器邏輯控制系統(tǒng)中應(yīng)用了好多KT和KA，由于繼電接觸器控制系統(tǒng)部分的觸點(diǎn)動(dòng)作頻頻，簡(jiǎn)單出現(xiàn)接觸不良或燒壞。PLC利用軟件代替了大量的KA與KT，僅留下與I/O相關(guān)的少量硬件部分，使系統(tǒng)的接線可減少為本來繼電接觸器邏輯控制系統(tǒng)的十分之一到百分之一，大大降低了由觸點(diǎn)的接觸不良和損壞造成的故障。PLC采用了大量的軟件和硬件措施來提升抗攪亂的能力，如：輸入/輸出采用RC濾波器和光電藕合器進(jìn)行隔斷，其他，PLC自己擁有優(yōu)異的自診斷功能，一般PLC的安全運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間平均可達(dá)幾萬小時(shí)以上，若工業(yè)生產(chǎn)控制現(xiàn)場(chǎng)的攪亂信號(hào)較強(qiáng)也能夠直接使用可編程序控制器。當(dāng)前，PLC是工業(yè)生產(chǎn)過程使用最多的設(shè)施之一。6.維修簡(jiǎn)單而且工作量不大一般情況下PLC自己的故障率極低，它自己還擁有特別富強(qiáng)的自診斷能力。當(dāng)PLC自己或與它相連的輸入部分和執(zhí)行部發(fā)散生故障時(shí)，能夠依照PLC上的發(fā)光二極管的顯示所供給的信息很快地查明故障發(fā)生的原因，若是可編程序控制器自己的原因，此時(shí)可更換模塊來一一消除所發(fā)生的故障，這樣極大地提升了保護(hù)的工作效率，使故障的影響降到最低。控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試簡(jiǎn)單，安裝方便在各種工業(yè)控制過程中PLC都能夠運(yùn)轉(zhuǎn)。只要要在使用時(shí)將可編程序控制器得輸入/輸出端子與現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)設(shè)施相連，系統(tǒng)即可投入正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。用PLC所編的程序能夠先用仿真軟件進(jìn)行仿真，若是程序無誤再在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬調(diào)試，用開關(guān)的通斷來代替信號(hào)的輸入，經(jīng)過PLC控制板上的發(fā)光二極管能夠認(rèn)識(shí)到輸出信號(hào)的狀態(tài)。若是控制系統(tǒng)的接線和安裝達(dá)成今后，在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)問題能夠經(jīng)過更正所編寫的程序來解決，用可編程序控制器控制的系統(tǒng)調(diào)試所用的時(shí)間要比繼電接觸器邏輯控制系統(tǒng)少得多，也簡(jiǎn)單的多。2.2.2PLC的工作原理PLC采用“循環(huán)掃描”的工作方式：、每次掃描工作過程，輸入信號(hào)采樣，執(zhí)行程序，爾后進(jìn)行刷新輸出的信號(hào)；、在執(zhí)行程序過程中，要關(guān)閉輸入端口，此時(shí)若有新狀態(tài)要輸入，新狀態(tài)則不能夠被可編程序控制器讀入，只有等到進(jìn)行下一次掃描程序時(shí)，新的狀態(tài)才贊同被讀入PLC；、PLC內(nèi)部程序執(zhí)行的過程分為三步：輸入掃描（采樣），程序執(zhí)行，輸出刷新；4、輸入映象存放器的內(nèi)容不是隨著程序的執(zhí)行變化而變化，而元件映象存放器是的；5、有以下三條原因來決定一次掃描所用的時(shí)間：第一，掃描指令自己所用的時(shí)間；第二，所編指令的長(zhǎng)短；第三，中央微辦理器執(zhí)行指令的快慢。6、由于PLC以不斷循環(huán)掃描方式進(jìn)行工作，存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應(yīng)延緩。2.3PLC和變頻器在機(jī)床中的應(yīng)用從1996年前后，我國開始將可編程序控制器和全數(shù)字直流調(diào)速應(yīng)用于兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床的主拖動(dòng)和電氣控制系統(tǒng)部分。此系統(tǒng)的特點(diǎn)以下：(1)用可編程序控制器控制系統(tǒng)代替的原有的控制系統(tǒng)，使控制系統(tǒng)的配線大大減少，也比較方便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，可靠性也大大提升。系統(tǒng)自己擁有自適應(yīng)功能，保證了鉆孔和攻絲加工的要求。(3)用可靠性高、編程簡(jiǎn)單且使用方便的可編程序控制器代替本來繼電器控制系統(tǒng)中大量的KA和KT，能完好無誤地操作全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)，不僅提高了加工質(zhì)量還加快了工作效率。但是，全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)其實(shí)不是沒出缺點(diǎn)的，它的低速性能不是很好，而且所有的電氣參數(shù)顯示的都是用英文，這樣對(duì)電氣保護(hù)人員的英語水平要求較高，使保護(hù)和檢修的難度大大增加。在1996年左右，溝通變頻器獲得很大的發(fā)展，它性能也完滿了好多，而且使用極為方便、可經(jīng)過其外面的少量幾個(gè)端子進(jìn)行全范圍的控制，內(nèi)部還有完滿的保護(hù)措施，不用在其外面線路中設(shè)計(jì)各種保護(hù)電路，因此開始嘗試著將變頻器運(yùn)用于拖動(dòng)系統(tǒng)。好多企業(yè)和大學(xué)研究院結(jié)合試制，將PLC和變頻器成功地應(yīng)用兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床上，使該機(jī)床的電氣性能和各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都獲得了極大的改進(jìn)。比方機(jī)床的調(diào)速范圍寬，一般的通用型變頻器都可實(shí)現(xiàn)0-400HZ范圍內(nèi)無級(jí)調(diào)速；機(jī)械特點(diǎn)好，節(jié)能收效顯著提升，能夠滿足各種工藝要求，該系統(tǒng)的另一大優(yōu)點(diǎn)是變頻器的故障代碼顯示為消除故障供給了大量的信息，大大縮短了故障消除時(shí)間。當(dāng)前，變頻器應(yīng)用在組合機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)為：一是高性能：基本上所有的變頻器都要求矢量掌握方式；二是易掌握性不斷提升：好多變頻器在結(jié)構(gòu)上考慮到現(xiàn)場(chǎng)安裝的要求，同時(shí)在軟件上加入起動(dòng)設(shè)置工具，經(jīng)過用戶操作從而簡(jiǎn)化調(diào)試進(jìn)度；三是功能模塊化以及智能化，方便了選型、安裝、調(diào)試等。2.4改造方案的采用改造方案的采用直接影響整個(gè)機(jī)床的工作情況。在選擇時(shí)，要綜合解析機(jī)床的整體結(jié)構(gòu),多查閱相關(guān)資料，并和相關(guān)的工作人員進(jìn)行談?wù)?，最后確定方案。依照前面的解析，改造兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床的主拖動(dòng)部份一般采交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，控制部份采用PLC。由于變頻調(diào)速系統(tǒng)的各種運(yùn)轉(zhuǎn)情況和故障情況都能夠經(jīng)過顯示器顯示，因此獲得電氣設(shè)計(jì)人員和保護(hù)人員的尊敬和喜愛。因此在本設(shè)計(jì)中對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制用溝通變頻調(diào)速技術(shù)。第三章兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1電力拖動(dòng)系統(tǒng)主回路設(shè)計(jì)在該控制系統(tǒng)中，依照工藝的要求，共選擇電機(jī)五個(gè)，其中M1作為液壓電機(jī);M2為控制凸輪電機(jī)：M3為鉆孔動(dòng)立頭電機(jī)；M4為攻絲動(dòng)力頭電機(jī)；M5作為冷卻泵電機(jī)。QS空氣開關(guān)一個(gè)，KM溝通接觸器六個(gè)，F(xiàn)U熔斷器二十一個(gè)，F(xiàn)R熱繼電器五個(gè)，變壓器一臺(tái)。依照控制要求繪制出主回路電路原理圖，如圖3-1所示。在圖3-1中，QS空氣開關(guān)一般處于閉合狀態(tài)，設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)合上空氣開關(guān)，非工作時(shí)斷開。在該控制電路中旋轉(zhuǎn)閉合手動(dòng)開關(guān)

SA，HL3指示燈亮，此后可進(jìn)行手動(dòng)操作，

KA1常閉觸點(diǎn)起保護(hù)作用；斷開手動(dòng)開關(guān)

SA此后才能閉合SB，KA1線圈得電，達(dá)成自鎖同時(shí)自動(dòng)指示燈亮，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行加工。3.2變頻器及PLC的選型當(dāng)前，變頻器在我國的使用已經(jīng)越來越多，平時(shí)所應(yīng)用的變頻器是指能適用于工業(yè)中平時(shí)所用得電機(jī)和一般的變頻電機(jī)、一般情況下供電的電壓是：?jiǎn)蜗?20v、三相380v，頻率是50hz，用來作為調(diào)速控制的變頻器。由于這種變頻器廣泛應(yīng)用在工業(yè)控制領(lǐng)域，因此成為變頻器的主流。調(diào)速的基本源理本源于以下公式:式中:n1—同步轉(zhuǎn)速(r/min);f1—定子供電電源頻率(HZ);?p—磁極對(duì)數(shù)。在選擇變頻器的時(shí)候，必然要注意變頻器輸出電流和功率必然要等于或大于被驅(qū)動(dòng)的異步電動(dòng)機(jī)的電流和功率。由于變頻器的超負(fù)荷能力趕不上異步電動(dòng)機(jī)的過載能力，若是異步電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過載現(xiàn)象，第一變頻器就會(huì)被損壞。應(yīng)用變頻器前就要理解變頻器的調(diào)速原理和過程與機(jī)械調(diào)速之間存在很大的差別，絕對(duì)不能夠夠?qū)惒诫妱?dòng)機(jī)的機(jī)械調(diào)速部分變成擁有相等功率的變頻器，主若是由于功率是由轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的乘積獲得的。采用機(jī)械變速時(shí)(如皮帶變速、齒轉(zhuǎn)變速)，若它們的變比為k，在不改變電動(dòng)機(jī)功率情況下，電機(jī)轉(zhuǎn)速就會(huì)降底k倍，同時(shí)轉(zhuǎn)矩就高升了k倍，這種屬于恒定功率的負(fù)載。但是變頻器的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系是：當(dāng)頻率不高于它的額定頻率時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)過程轉(zhuǎn)矩不變，電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩也不能夠被提升；當(dāng)頻率高于它的額定頻率時(shí)，隨著轉(zhuǎn)速的高升轉(zhuǎn)矩就會(huì)下降。當(dāng)電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中低于它的額定頻率時(shí)，沒有增加負(fù)載力矩，因此，當(dāng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在額定頻率以下時(shí)，能夠依照電動(dòng)機(jī)的功率大小來配置變頻器的功率。一些功率不變的負(fù)載，轉(zhuǎn)速較低時(shí)力矩會(huì)有所增加，但是電動(dòng)機(jī)和變頻器在低于額定頻率時(shí)它們的電流都會(huì)被限制，也不能夠增加力矩，因此當(dāng)用變頻器將電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)低時(shí)可能會(huì)造成電動(dòng)機(jī)帶不動(dòng)負(fù)載。選擇時(shí)必然要依照減速時(shí)增加力矩的比率，選擇的電機(jī)和變頻器要比本來的電機(jī)功率大。比方本來1.5kw電機(jī)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩1kgm,轉(zhuǎn)速1460r/min，機(jī)械變速后轉(zhuǎn)速降到720r/min，轉(zhuǎn)矩即可達(dá)2kgm，但本來的電機(jī)和變頻器不能能輸出2kgm的轉(zhuǎn)矩。因此，要改變電機(jī)和變頻器都是1.5×2=3kw，采用標(biāo)準(zhǔn)功率3.7或4kw的電機(jī)和變頻器才行。變頻器的采用型號(hào)還應(yīng)依照使用要求而仔細(xì)考慮以下要素：?考慮內(nèi)容是使用是電網(wǎng)電壓、所處環(huán)境條件、負(fù)載的大小以及性質(zhì)。(2)電網(wǎng)電壓處于不正常時(shí)，變頻器可能會(huì)受害。電壓過高，如對(duì)380v的線電壓如上升到450v就會(huì)造成損壞，因此電網(wǎng)電壓高出使用手冊(cè)規(guī)定范圍的場(chǎng)合，要使用變壓器調(diào)整，以保證變頻器的安全為使變頻器正常的工作，不僅要配置標(biāo)準(zhǔn)的冷卻通風(fēng)系統(tǒng)，而且在選擇上要有所增大，這樣做是為了對(duì)付在額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的溫起落落。同時(shí)也考慮了，使用時(shí)溫度素來較高，若是安裝在不能夠通風(fēng)冷卻優(yōu)異的機(jī)柜內(nèi)時(shí)，那么變頻器壽命必然會(huì)縮短。更壞的情況是，那些電子精美器件、最典型是電容電解等器件、在大于必然的標(biāo)準(zhǔn)溫度后，壽命會(huì)隨著每高升10℃而下降一半。(4)使用于不相同用途時(shí)，選擇變頻器的系列型號(hào)應(yīng)作解析，對(duì)于一般用途的變頻器而采用v/f常數(shù)得控制模式已可滿足，但是對(duì)那些數(shù)控機(jī)床等精美傳動(dòng)等所對(duì)應(yīng)的變頻器，顯然就不能夠滿足了，要采用閉環(huán)控制方式，自然也要包括對(duì)應(yīng)的接口。整體來說這些變頻器變化范圍大，而且要求比較高運(yùn)轉(zhuǎn)精度的時(shí)候，典型的是低速而且要求保持必然的速度和負(fù)載得能力，那就要選擇矢量控制的方式的變頻器。整體來說就要綜合考慮。當(dāng)變頻器為降低電動(dòng)機(jī)噪聲而將調(diào)制頻率重新設(shè)置得較高并高過出廠時(shí)設(shè)置的頻率時(shí),那么會(huì)使變頻器的耗費(fèi)加大。設(shè)置頻率越高，耗費(fèi)越大，因此要合適減載，不相同企業(yè)、不相同系列會(huì)有差別，但趨勢(shì)是相似的。若是一味增加調(diào)制頻率，則會(huì)造成變頻器的過熱損壞，也許變頻器輸不出額定功率。。電動(dòng)機(jī)容量之和必然要小于變頻器的容量，所對(duì)應(yīng)的情況是一臺(tái)變頻器來驅(qū)動(dòng)好幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)候，而且只能選擇v/f控制模式，矢量控制模式不予采用。能夠比較正確地運(yùn)用矢量控制的方式，那么驅(qū)動(dòng)前，對(duì)應(yīng)的變頻器對(duì)這些電機(jī)的一些參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)輸入也許自動(dòng)鑒別還是有必要的。矢量控制方式卻只能對(duì)應(yīng)一臺(tái)變頻器而驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電機(jī)，電動(dòng)機(jī)的額定電流必然不能夠太大于在實(shí)質(zhì)運(yùn)用的電流(不低于變頻器額定電流的1/8)。經(jīng)過對(duì)各主要生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品的性能價(jià)格比解析，采用無錫富士電機(jī)公司的變頻器。富士的變頻器有以下4種控制方式：無PG（脈沖編碼器）矢量控制。帶PG矢量控制。無PGV/f控制。帶PGV/f控制。V/f是壓頻比的縮寫，變頻器一般用PG作為速度反響裝置，來實(shí)現(xiàn)速度閉環(huán)控制，其收效比測(cè)速發(fā)電機(jī)好得多，而且價(jià)格適中，安裝方便，測(cè)量精度完好能滿足要求。矢量控制分別獨(dú)立控制磁場(chǎng)電流和力矩電流，能夠像直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速相同，對(duì)電磁力矩進(jìn)行控制。對(duì)調(diào)速范圍要求不高的主拖動(dòng)系統(tǒng)，能夠選擇無PG的開環(huán)控制。調(diào)速范圍要求寬的系統(tǒng)，應(yīng)選擇速度閉環(huán)控制。帶PG矢量控制方式的調(diào)速范圍寬廣，速度控制精度高，能夠用于各種伺服驅(qū)動(dòng)、高精度速度控制和力矩控制。但是帶有PG矢量控制功能的變頻器的價(jià)格相當(dāng)高，其價(jià)格是沒有這一功能的系列的價(jià)格的1.5倍。為減少成本，而且鉆孔攻絲機(jī)床對(duì)于速度的要求不是太高，因此能夠用開環(huán)控制方式?；谝簧细鞣N要素，本次設(shè)計(jì)決定采用變頻器的型號(hào)為FRENIC-MEGA系列無PGV/f控制方式。本次采用的變頻裝置是用于控制三相異步電動(dòng)機(jī)的變速運(yùn)轉(zhuǎn)裝置。變頻器在控制時(shí)只要對(duì)其參數(shù)進(jìn)行設(shè)定即可，鉆孔攻絲組合機(jī)床所用的參數(shù)設(shè)置以下：（1）F00設(shè)置為3。功能為有數(shù)據(jù)保護(hù)，有數(shù)字設(shè)定保護(hù)。（2）F01頻率設(shè)定為1。功能為模擬電壓輸入（DC0－±10v）。（3）F02設(shè)置為1。外面信號(hào)時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)，操作。3.2.2PLC的選型PLC的電源應(yīng)選擇220VAC電源，與國內(nèi)電源電壓一致。依照所需的PLC的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)，并留有必然的余地。選擇PLC時(shí)，應(yīng)該考慮性能價(jià)格比，輸入輸出點(diǎn)數(shù)對(duì)價(jià)格有直接的影響，每增加一塊輸入輸出卡件就需要增加一定的花銷，因此在估計(jì)和選擇時(shí)應(yīng)充分考慮這一點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)的機(jī)床所用的輸入為10點(diǎn)，輸出為13點(diǎn)，選擇PLC的基本單元的型號(hào)為FX2N-32MR-001，輸入輸出點(diǎn)數(shù)總和為32，其中16點(diǎn)輸入，16點(diǎn)輸出，M是基本單元，R表示繼電器輸出，001表示適用于中國，采用該型號(hào)的PLC已足夠。3.3控制柜及控制面板的設(shè)計(jì)依照控制部分的電路原理圖和所需要的的電氣元件來組裝電氣控制柜。在組裝過程中元件的排列次序必然要合理，否則會(huì)使控制系統(tǒng)紛亂無序，操作和檢修都很困難。由于可編程序控制器是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心部分，且在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生熱量，因此將可編程序控制器放在控制柜的左上角，裝在這個(gè)地址除了有利于程序的讀寫之外，散熱收效還特別好，降低了PLC工作時(shí)產(chǎn)生的熱量。在電氣控制原理圖中，電氣元件的連接是有必然次序的，平時(shí)是依照以下順序排列的：保險(xiǎn)、空氣開關(guān)、接觸器、中間繼電器、因此只要將上述原件按次次排列。由于變壓器和變頻器的體積和重量都較大，因此在安裝時(shí)將其布置在控制柜的中間地址。與外界相連接的輸入輸出端子要放在柜子的下側(cè)，這樣有利于這些端子與外界的導(dǎo)線相連。其他輸入、輸出的端子的數(shù)量要多些，以便為公共端留下地址。在選線時(shí)，為了易于劃分，主電路的配線所有采用黑色。而且線的型號(hào)要依照所帶電動(dòng)機(jī)的功率采用，而且還要留有必然的余量，防范當(dāng)有較大電流流過導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線承受不了而燒壞。在控制回路中，火線采用紅色的；零線采用藍(lán)色的；可編程序控制器上的輸入、輸出為信號(hào)線，一般采用細(xì)藍(lán)線就可以；地線用黃色的。在接主電路的線路時(shí)，必然要將線頭壓緊，由于主電路產(chǎn)生的電流很大，若是線頭壓的不緊，當(dāng)通電時(shí)可能會(huì)由于產(chǎn)生的電火花而使該點(diǎn)燒壞。在接PLC的輸入/輸出線時(shí)必然要小心，由于這部分的線好多，若是因粗心而將線接錯(cuò)會(huì)給調(diào)試帶來很大的困難。在接PLC的輸出線時(shí)必然要注意以下要素：輸如部分的+24V電源端子不能夠與外界電源相連，否則會(huì)造成PLC的燒壞。輸出部分的黑點(diǎn)端子代表內(nèi)部公共端子，必然不能夠與外面相連，否則可能損壞PLC。(2)在配接觸器和中間繼電器的線時(shí)必然要分清常開、常閉、線圈端子的地址，若是不清楚必然要盤問說明書，切不能憑感覺而接線。依照電氣原理圖和以上的接線要求，將配電柜即可安裝好。本控制面板是依照加工工藝的過程以及機(jī)械生產(chǎn)過程對(duì)機(jī)床性能的指標(biāo)要求，利用可編程序控制器設(shè)計(jì)開發(fā)的，整個(gè)控制過程的設(shè)計(jì)用的是梯形圖程序的次序控制設(shè)計(jì)法來達(dá)成的。控制面板設(shè)置了電源的啟動(dòng)和停止自著手動(dòng)選擇開關(guān)及對(duì)應(yīng)的指示燈，各種控制按鈕等輸入輸出信號(hào)。這個(gè)控制面板有利于操作者靈便方便地控制機(jī)床的各種動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的手動(dòng)操作，該控制面板還可以夠顯示機(jī)床的各個(gè)工作狀態(tài)。在配置控制面板時(shí)，第一依照機(jī)床的功能確定所用按鈕的型號(hào)及數(shù)量。其次，要依照PLC的地址表及控制柜上的接線，將相應(yīng)的線引到控制面板上的控制按鈕上。在接線時(shí)要嚴(yán)格依照地址表進(jìn)行，否則會(huì)造成控制按鈕所示功能與機(jī)床的實(shí)質(zhì)功能不符。其他，在配線時(shí)，還要留出備用的線，由于操作面板上的信號(hào)線是最簡(jiǎn)單壞的，以便在更換導(dǎo)線時(shí)能夠方便的進(jìn)行。為了障蔽外界信號(hào)的攪亂，在連接控制面板和控制柜的接線時(shí)，要采用電纜線，而且要給相應(yīng)的導(dǎo)線用導(dǎo)線管標(biāo)出線號(hào)，以方便檢修。控制面板部分信號(hào)功能介紹:總停：該按鈕控制著整個(gè)操作過程的電源的接通和斷開后，往上拉下該按鈕，控制面板控制操作過程上電;該按鈕，操作過程會(huì)馬上停止運(yùn)動(dòng)。

，當(dāng)控制柜上電當(dāng)碰到緊急情況時(shí)，按下電源指示：當(dāng)打開操作面板上的總停開關(guān)時(shí)，電源指示燈亮。表示系統(tǒng)已經(jīng)上電，能夠進(jìn)行加工操作。手動(dòng)-自動(dòng)：該按鈕在手動(dòng)時(shí)，能夠單獨(dú)的對(duì)機(jī)床的單個(gè)動(dòng)作進(jìn)行操作；在自動(dòng)時(shí)，按下SB系統(tǒng)啟動(dòng)，即可達(dá)成所有的機(jī)床動(dòng)作。圖3-1兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床主電路圖3.3I/O分配I/O的分配有助于我們更好的理解工作過程，使編程簡(jiǎn)單易懂。表3-1:I/O分配表輸入元件輸入點(diǎn)編號(hào)輸出元件輸出點(diǎn)編號(hào)壓力檢測(cè)PVX000原點(diǎn)指示HL1Y000系統(tǒng)啟動(dòng)鈕SBX001液壓泵電機(jī)M1(KM1)Y001夾緊限位SQ4X002凸輪電機(jī)M2(KM2)Y002鉆孔滑臺(tái)終點(diǎn)SQ5X003夾緊電磁閥YV1Y003鉆孔滑臺(tái)原位SQ2X004鉆孔動(dòng)力頭M3(KM3)Y004攻絲工位SQ6X005工作臺(tái)右移電磁閥YV2Y005攻絲滑臺(tái)終點(diǎn)SQ7X006攻絲動(dòng)力頭電機(jī)M4正轉(zhuǎn)Y006(KM4)攻絲滑臺(tái)原位SQ3X007制動(dòng)DLY007SQ1X010攻絲動(dòng)力頭電機(jī)M4反轉(zhuǎn)Y010鉆孔工位(KM5)放松限位SQ8X011工作臺(tái)左移電磁閥YV3Y011液壓泵啟動(dòng)SB1放松電磁閥YV4Y012凸輪電機(jī)啟動(dòng)SB2冷卻泵電機(jī)M5(KM6)Y013鉆孔SB3手動(dòng)控制電源Y014攻絲正轉(zhuǎn)SB4攻絲反轉(zhuǎn)SB5手動(dòng)控制冷卻泵啟動(dòng)SB6夾緊SB7工作臺(tái)右移SB8工作臺(tái)左移SB9放松SB103.4硬件接線圖的設(shè)計(jì)由兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床的加工工藝的要求可知，其加工過程為一順序控制過程，因此可運(yùn)用狀態(tài)編程的思想，采用步進(jìn)控制法對(duì)其進(jìn)行控制。誠然該控制為自動(dòng)循環(huán)次序控制，考慮到詳細(xì)情況，還需要設(shè)置手動(dòng)控制環(huán)節(jié)，為了減少輸出點(diǎn)，簡(jiǎn)化程序，將按鈕或變換開關(guān)接在驅(qū)動(dòng)回路上，可實(shí)現(xiàn)各工步的手動(dòng)操作。在PLC外面輸出電路的電源供電線路上裝設(shè)電源接觸器，用按鈕SB21/SB20控制接通/斷開，當(dāng)外面負(fù)載需重要急斷開時(shí)，只要按下按鈕SB20即可將電源斷開，與PLC沒關(guān)。其他，電源在停電后回復(fù)，PLC不能夠馬上啟動(dòng)，只有在按下啟動(dòng)按鈕SB21才會(huì)啟動(dòng)。當(dāng)輸出端的負(fù)載短路時(shí)，PLC的輸出元件和印刷電路板將被燒壞，因此應(yīng)該在輸出線路中加裝熔斷器，熔絲電流應(yīng)入選擇合適大于負(fù)載電流。當(dāng)輸出端接的是感性元件時(shí)，要加裝保護(hù)，直流輸出時(shí)，元件兩端并接續(xù)流二極管；溝通輸出時(shí)，元件兩端并接阻容吸收電路，這樣能夠控制由于輸出觸點(diǎn)斷開時(shí)電感線圈感覺出的尖峰電壓對(duì)輸出觸點(diǎn)的危害及對(duì)PLC的攪亂，電路可選0.5W、100-120的電阻和0.1pF的電容。圖3-1:PLC的外面接線圖第四章PLC控制程序設(shè)計(jì)4.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程圖圖4-1：PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟4.2PLC程序設(shè)計(jì)方法4.2.1PLC程序設(shè)計(jì)方法歸納現(xiàn)在，PLC程序的設(shè)計(jì)有3種方法：經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、次序控制設(shè)計(jì)法和邏輯設(shè)計(jì)法。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法是在已有的一些典型圖形圖的基礎(chǔ)上，依照被控對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)的詳細(xì)要求，進(jìn)行不斷的更正和完滿，還有頻頻調(diào)試梯形圖，最后獲得一個(gè)比較滿意的結(jié)果。這種設(shè)計(jì)方法實(shí)際上是沒有規(guī)律能夠依照的，設(shè)計(jì)者的能力和經(jīng)驗(yàn)關(guān)系到整個(gè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量和所用的時(shí)間，因此這種方法一般只用于一些簡(jiǎn)單的梯形圖設(shè)計(jì)。依照繼電器的電路圖設(shè)計(jì)梯形圖的程序是用于將繼電接觸器邏輯控制系統(tǒng)改造為可編程序控制器控制系統(tǒng)。在編寫程序以前要認(rèn)識(shí)被控對(duì)象的加工工藝過程以及電氣元件的動(dòng)作情況，爾后再解析繼電接觸器控制系統(tǒng)的電路圖，熟練掌握這種控制系統(tǒng)的工作原理。將這種控制系統(tǒng)直接改寫成梯形圖，即用可編程序控制器的梯形圖程序和它的外面硬件接線圖實(shí)現(xiàn)繼電接觸器邏輯控制系統(tǒng)的功能.次序控制設(shè)計(jì)法也稱為是步進(jìn)控制設(shè)計(jì)法，這種設(shè)計(jì)方法比較先進(jìn)，不但設(shè)計(jì)速度快，有利于程序的更正與調(diào)試，而且簡(jiǎn)單易學(xué)易懂。對(duì)于那些被控對(duì)象的控制系統(tǒng)比較復(fù)雜的，使用這種設(shè)計(jì)方法能夠節(jié)約大量的時(shí)間，設(shè)計(jì)收效相當(dāng)不錯(cuò)。次序功能圖的介紹SFC為次序功能圖簡(jiǎn)稱，它是采用次序控制設(shè)計(jì)法的思想來描述控制系統(tǒng)的整個(gè)控制過程、特點(diǎn)和功能的一種圖形，也是一種經(jīng)常使用的技術(shù)語言，是設(shè)計(jì)可編程序控制器的次序控制程序的工具之一，能夠供不相同專業(yè)的人員之間進(jìn)行編程方面的技術(shù)溝通之用。SFC主要由步、動(dòng)作、有向連線、變換條件、變換5個(gè)基本要素和組成。步把控制系統(tǒng)的一個(gè)工作周期分成若干個(gè)依次序相連的部分，每一個(gè)部分稱為步。它是依照輸出量的狀態(tài)劃分的，一般表示某一個(gè)執(zhí)行元件的狀態(tài)變化，能夠用編程元件(比方狀態(tài)存放器S和輔助繼電器M)代表各步。在任何一步工作時(shí)，步內(nèi)的輸出量ON/OFF狀態(tài)保持不變，但是工作步與相鄰兩步的輸出量狀態(tài)總是相反的。采用這種方式使編程元件運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)與輸出量運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)之間的邏輯關(guān)系變得極為簡(jiǎn)單。在SFC中用一個(gè)方框表示一步，一般情況下用表示該步的編程元件的元件號(hào)作為這一步的代號(hào)。初始步初始步就是與控制系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的步，是整個(gè)控制系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的起點(diǎn)。初始步用兩個(gè)方框表示，每一個(gè)控制系統(tǒng)最少要有一個(gè)初始步。工作步依照系統(tǒng)可否正在執(zhí)行，每一個(gè)工作步都是有兩種狀態(tài)的：活動(dòng)步和靜止步?；顒?dòng)步就是系統(tǒng)正在運(yùn)轉(zhuǎn)的階段，若是步處于活動(dòng)狀態(tài)下，那么與步相應(yīng)的動(dòng)作都被執(zhí)行；靜止步就是指當(dāng)前沒有運(yùn)轉(zhuǎn)的步，處于靜止步時(shí)，與步相對(duì)應(yīng)的不擁有儲(chǔ)藏功能的動(dòng)作會(huì)被停止執(zhí)行。有向連線在繪制次序功能圖時(shí)，按控制次序把表示各步的方框排列起來，并用帶有方向的線段將它們連接起來?？刂葡到y(tǒng)的工作過程在次序功能圖中的進(jìn)展方向一般都是從上到下或從左至右，依照這兩個(gè)次序的有向連線上的箭頭能夠不畫。變換用一個(gè)有向連線來表示變換的方向，用有向連線中間的一段橫線表示轉(zhuǎn)換，變換實(shí)際上是將相鄰的兩步分開的?？刂葡到y(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的進(jìn)展是由變換來完成的。變換條件在次序功能圖中，由當(dāng)前運(yùn)動(dòng)步進(jìn)入下一步的條件稱為變換條件，它可能是可編程序控制器內(nèi)部產(chǎn)生的信號(hào)，也可能是外面的輸入信號(hào)；如控制按鈕、準(zhǔn)時(shí)器、限位開關(guān)的常開觸點(diǎn)的接通等，其他變換條件還有可能是好多個(gè)信號(hào)的邏輯控制組合。利用變換條件來控制表示每一步的編程元件，使它們的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)按設(shè)計(jì)好的次序變化，此后用表示各步的編程元件來控制可編程序控制器的各種輸出量，這是次序功能控制的要點(diǎn)之一。實(shí)現(xiàn)變換的條件在SFC中，控制系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的進(jìn)展是由實(shí)現(xiàn)變換來達(dá)成的。達(dá)成變換必定同時(shí)要滿足以下兩個(gè)條件：第一是此變換所有的前級(jí)步是活動(dòng)步；第二是滿足活動(dòng)步與下一步之間的變換條件。實(shí)現(xiàn)變換達(dá)成的部分有向連線上端或左端由活動(dòng)步變成靜止步，有向連線下端或右端由靜止步變成活動(dòng)步。實(shí)現(xiàn)變換的基本規(guī)則是依照利用SFC設(shè)計(jì)梯形圖，在該梯形圖中，使用表示每一步的編程元件來代表每一步，當(dāng)某一步為活動(dòng)步時(shí)，與這一步相對(duì)應(yīng)的編程元件的狀態(tài)置1。程序設(shè)計(jì)方法的選擇用次序控制設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)出的程序很簡(jiǎn)單一試、更正和閱讀，而且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，對(duì)于控制要求很復(fù)雜的系統(tǒng)，使用該方法能夠節(jié)約大量的時(shí)間，獲得滿意的設(shè)計(jì)收效。次序控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)常用方法有四種：邏輯方程法、步進(jìn)控制法、位移控制閥和以變換為中心法，本次設(shè)計(jì)采用的是步進(jìn)控制法。步進(jìn)梯形指令簡(jiǎn)稱為STL指令，在可編程序控制器中RET指令是使STL指令復(fù)位的。利用STL與RET這兩條指令，能夠很簡(jiǎn)單地編制出次序控制的梯形圖程序。SFC中的每一步都一段程序與之相對(duì)應(yīng)，每一步都是獨(dú)立的，與其他各步都不相連。在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，活動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移到下一步，上一步就會(huì)自動(dòng)復(fù)位。4.3機(jī)床加工工步次序表在整個(gè)加工過程中，組合機(jī)床依照必然的次序進(jìn)行加工，組合機(jī)床的加工工步次序如表4-1所示：表4-1：機(jī)床加工工步次序表工步1234567891011攻進(jìn)鉆攻絲行絲滑孔工放夾到滑攻臺(tái)滑作松通緊攻臺(tái)絲到各臺(tái)臺(tái)完電后絲到工原部鉆退到成啟啟工終作位分孔原鉆原動(dòng)動(dòng)位端頭延在加位孔位液機(jī)攻制反時(shí)原工工3s工指壓床絲動(dòng)轉(zhuǎn)位作位示泵凸臺(tái)加延后工放燈輪工時(shí)退作右松亮電0.臺(tái)移機(jī)3s左移液壓壓力檢測(cè)PV1鉆孔工位SQ111111鉆孔滑臺(tái)原位11111111SQ2輸入鉆孔滑臺(tái)終點(diǎn)1SQ5及檢攻絲滑臺(tái)原位1111111SQ3測(cè)元啟動(dòng)按鈕SB1件夾緊限位SQ41111111攻絲工位SQ61111攻絲滑臺(tái)終點(diǎn)1SQ7放松限位SQ811驅(qū)液壓泵電機(jī)M11111111111動(dòng)凸輪電機(jī)M21111111元夾緊電磁閥YV11111111件鉆孔動(dòng)力頭M31冷卻泵電機(jī)M511111工作臺(tái)右移電磁1閥YV2攻絲動(dòng)力頭電機(jī)1M4正轉(zhuǎn)攻絲動(dòng)力頭制動(dòng)1DL攻絲動(dòng)力頭電機(jī)1M4反轉(zhuǎn)工作臺(tái)左移電磁1閥YV3放松電磁閥YV41原位指示HL1114.4次序功能圖的設(shè)計(jì)次序功能圖是一種簡(jiǎn)單理解，易于構(gòu)思的設(shè)計(jì)程序的工具之一，它有著流程圖的直觀，又有利于比較復(fù)雜的邏輯控制系統(tǒng)的分解與綜合，它擁有以下幾個(gè)特點(diǎn)：、能夠?qū)?fù)雜的控制過程分解成若干個(gè)簡(jiǎn)單的程序；、各工序的任務(wù)明確而詳細(xì)；、各工序間的聯(lián)系清楚，工序間的變換條件直觀；、簡(jiǎn)單理解，可讀性很強(qiáng)，能清楚的反響整個(gè)控制過程，能帶給編程人員清楚的編程思路。以下即是該設(shè)計(jì)的次序功能圖，見圖4-2：圖4-2次序功能圖4.5梯形圖設(shè)計(jì)梯形圖的設(shè)計(jì)整體反響了編者的思想，使我們更清楚的理解程序的作用及用途，它是由狀態(tài)圖進(jìn)一步轉(zhuǎn)變而來，結(jié)合PLC控制將會(huì)使程序簡(jiǎn)易易懂，以下即是該設(shè)計(jì)的梯形圖：原理：系統(tǒng)上電后，給M8002一個(gè)初始脈沖，使M8002變成ON狀態(tài)，激活初始步S0,輔助繼電器M01變成ON狀態(tài)；S20變成活動(dòng)步，自動(dòng)啟動(dòng)液壓泵電機(jī)M1并保持，當(dāng)鉆孔滑臺(tái)在原位,工作臺(tái)在鉆孔工位,攻絲滑臺(tái)在原位，夾具在放松限位(即SQ2、SQ1、SQ3、SQ8動(dòng)作)，而且液壓系統(tǒng)壓力正常，壓力繼電器PV動(dòng)作時(shí)，S21變成活動(dòng)步，原點(diǎn)指示燈HL1亮，將要加工的工件放到工作臺(tái)上，此后按下系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕SB，S22變成活動(dòng)步，夾緊電磁閥得電并保持，夾具由液壓系統(tǒng)控制著將待加工工件夾緊，當(dāng)夾緊限位SQ4動(dòng)作即表示工件已經(jīng)被夾緊，緊接著S23變成活動(dòng)步，控制凸輪的電機(jī)M2啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)并保持，鉆孔動(dòng)力頭電機(jī)M3得電并保持，冷卻泵電機(jī)M5也啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)并保持，鉆孔滑臺(tái)是由控制凸輪的電機(jī)M2運(yùn)轉(zhuǎn)前移進(jìn)行鉆孔加工的。當(dāng)SQ5動(dòng)作時(shí)表明鉆孔滑臺(tái)已達(dá)到終點(diǎn)，此時(shí)S24變成活動(dòng)步，鉆孔滑臺(tái)由凸輪控制著自動(dòng)退后，同時(shí)鉆孔動(dòng)力頭電機(jī)M3復(fù)位停止。等到鉆孔滑臺(tái)回到原位SQ2后，S25變成活動(dòng)步，右移電磁閥YV2得電，工作臺(tái)由液壓系統(tǒng)控制著右移，當(dāng)SQ6動(dòng)作時(shí)表示工作臺(tái)已到達(dá)攻絲工位，此時(shí)工作臺(tái)停止右移。接著S26變成活動(dòng)步，啟動(dòng)攻絲動(dòng)力頭電機(jī)電機(jī)M4正轉(zhuǎn)，同時(shí)攻絲滑臺(tái)由凸輪控制前移，進(jìn)行攻絲加工，當(dāng)攻絲終點(diǎn)限位SQ7動(dòng)作時(shí)，S27變成活動(dòng)步，制動(dòng)電磁閥DL得電，攻絲動(dòng)力頭開始制動(dòng)，同時(shí)計(jì)時(shí)器T1開始計(jì)時(shí)，0.3S后S28變成活動(dòng)步，M4開始反轉(zhuǎn)，同時(shí)攻絲滑臺(tái)將自動(dòng)退后。退到本來的地址時(shí)，SQ3動(dòng)作，S29變成活動(dòng)步，凸輪電機(jī)M2復(fù)位停止，冷卻泵電機(jī)也復(fù)位停止，同時(shí)計(jì)時(shí)器T2開始計(jì)時(shí)，3S后進(jìn)入S30步，控制工作臺(tái)向左移的電磁閥YV3通電，工件臺(tái)開始左移，同時(shí)加緊電磁閥復(fù)位，鉆孔工位SQ1動(dòng)作時(shí)左移停止，放松工件的電磁閥得電后開始放松工件，當(dāng)放松限位SQ8動(dòng)作后，停止放松。原位指示燈亮?xí)r即可取下工件，整個(gè)加工過程到此達(dá)成。4.6程序的仿真本次對(duì)程序進(jìn)行仿真采用的是與GXDeveloper編程軟件相對(duì)應(yīng)的GXSimulator6-C仿真軟件。詳細(xì)過程以下：按下梯形圖的邏輯測(cè)試啟動(dòng)按鈕后，PLC開始寫入，當(dāng)完好寫入后，開始進(jìn)行測(cè)試，內(nèi)部給M8002一個(gè)初始脈沖，滿足變換條件，SO置1.步進(jìn)指令SO也置1.當(dāng)M1滿足轉(zhuǎn)變條件時(shí)，S20步變成ON狀態(tài)，SO步變成OFF狀態(tài)，此時(shí)液壓泵得電并保持。手動(dòng)閉合X000、X010、X004、X007、X011，使變換條件滿足，

S21步變成ON狀態(tài)，S20步變成OFF狀態(tài)，但是在S20步中表示液壓泵的輸出由于有SET指令，素來保持ON狀態(tài)。在S21步中表示原點(diǎn)指示燈的

Y001Y000得電。按下啟動(dòng)按鈕X001，S22步變成ON狀態(tài)，S21步變成OFF狀態(tài)，這時(shí)候表示夾緊電磁閥的輸出Y003通電并保持。當(dāng)表示夾緊限位SQ4的X2閉合時(shí)，S23步變成ON狀態(tài)，S22步變成OFF狀態(tài)。此時(shí)，冷卻泵電機(jī)、鉆孔動(dòng)力頭電機(jī)、控制凸輪電機(jī)都得電并保持。表示鉆孔滑臺(tái)終點(diǎn)SQ5的X4閉合后，S24步變成ON狀態(tài)，S23步變成OFF狀態(tài)，但冷卻泵電機(jī)、控制凸輪電機(jī)依舊運(yùn)動(dòng)，由于S24步中有一條讓Y4復(fù)位的指令RSTY004，因此Y004的狀態(tài)變成OFF。鉆孔滑臺(tái)到達(dá)原位SQ2,也就是X4閉合，S25步變成ON狀態(tài)，S24步變成OFF狀態(tài)。工作臺(tái)開始右移。以下仿真部分不再一一講解,在仿真過程中，輸入部分的信號(hào)都是有開關(guān)的通斷控制，若輸出狀態(tài)是ON時(shí)，程序中就會(huì)有藍(lán)色表示。此次仿真不但是對(duì)程序的一種檢測(cè)，還使我對(duì)整個(gè)控制過程有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。第5章機(jī)床調(diào)試5.1機(jī)床調(diào)試的工作過程調(diào)試準(zhǔn)備依照相關(guān)的資料和技術(shù)指標(biāo)達(dá)成實(shí)質(zhì)操作的主電路與控制回路之間的接線,必然要保證接線沒有錯(cuò)誤;依照設(shè)計(jì)對(duì)電氣元件要求的通電次序，把所用到的電動(dòng)機(jī)還有輔助元件都安裝到組合機(jī)床，對(duì)所有需要的設(shè)施進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。依照機(jī)床使用說明書中的技術(shù)要求來給機(jī)床各個(gè)需要潤(rùn)滑的部分加入規(guī)定型號(hào)的潤(rùn)滑油，其他還要將潤(rùn)滑油油箱加滿。打開電源開關(guān)，給機(jī)床通電時(shí)，為了防范出現(xiàn)故障造成損壞,應(yīng)時(shí)辰準(zhǔn)備按下急停按鈕，隨時(shí)都能夠關(guān)閉電源。若檢查線路完好正確后，能夠進(jìn)行通電試車，通電后第一看看各部分是否正常，爾后再操作手動(dòng)控制的各個(gè)按鈕進(jìn)行一步一步的運(yùn)轉(zhuǎn)，觀察每一步可否依照設(shè)計(jì)的過程來運(yùn)轉(zhuǎn)，還有各個(gè)主軸可否能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，其他安裝的各種保護(hù)裝置可否能起到保護(hù)作用，仔細(xì)聽聽系統(tǒng)各部分運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音可否在正常范圍內(nèi)等。對(duì)于液壓系統(tǒng)檢查，第一要觀察液壓管道中可否有油壓的形成，爾后是查察各個(gè)管道接頭有無滲漏現(xiàn)象等。若是所有正常就可以進(jìn)行下一步工作。5.2控制系統(tǒng)調(diào)試的主要步驟系統(tǒng)調(diào)試分為兩個(gè)階段：第一階段為模擬調(diào)試，一般在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行；第二階段為聯(lián)機(jī)調(diào)試，一般在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。先檢查編寫達(dá)成的程序，看看在拼寫上和正語法可否有錯(cuò)誤，若發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)更正，爾后寫入可編程序控制器，在模擬調(diào)試過程中，實(shí)質(zhì)上的輸入元件與輸出負(fù)載一般情況下都不連接，一般都是用模擬開關(guān)代替輸入信號(hào)，而輸出負(fù)載則借助PLC輸出端的發(fā)光二極管來顯示。模擬調(diào)試的目的是檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的程序可否吻合控制系統(tǒng)的要求，因此必然考慮到可能出現(xiàn)的各種情況，應(yīng)該先對(duì)控制系統(tǒng)次序功能圖的所有分支一一進(jìn)行測(cè)試，若發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)更正控制系統(tǒng)的程序，直至完好吻合控制要求。在調(diào)試過程中，若是控制系統(tǒng)是由幾個(gè)部分組成，則應(yīng)該先作局部調(diào)試，再進(jìn)行整體調(diào)試，若是控制程序的步序很多，則可先進(jìn)行分段調(diào)試，在連接起來調(diào)試。程序模擬調(diào)試通過后，將PLC安裝在控制現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。開始時(shí)，先帶上輸出設(shè)施(接觸器線圈等)，不帶負(fù)載進(jìn)行調(diào)試，各部分都調(diào)試正常后，再帶上實(shí)質(zhì)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)，如不吻合要求，則對(duì)付硬件和程序作調(diào)整，平時(shí)只要更正部分程序即可。系統(tǒng)調(diào)試達(dá)成今后，為防范程序碰到損壞和扔掉，要注意程序的保存和固化。5.3機(jī)床試運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行機(jī)床試運(yùn)轉(zhuǎn)即考機(jī)，在考機(jī)過程中應(yīng)包括PLC系統(tǒng)的主要的功能使用，變頻器在控制電機(jī)轉(zhuǎn)速方面的使用情況，各接觸器的動(dòng)作情況及液壓站的供油特點(diǎn)。此時(shí)能夠全面檢查機(jī)床的功能及工作可靠性。在機(jī)床試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)要先試手動(dòng)功能，再試自動(dòng)功能。當(dāng)試行一段時(shí)間發(fā)現(xiàn)機(jī)床的工作牢固可靠后方可進(jìn)行部件的加工的試運(yùn)轉(zhuǎn)，否則簡(jiǎn)單造成事故。在試機(jī)的過程中，工作人員必然要注意安全，并派專人守在急停按鈕旁，一旦出現(xiàn)不正常情況，馬上按下急停按鈕進(jìn)行斷電。若是機(jī)床在自動(dòng)和手動(dòng)下的空運(yùn)轉(zhuǎn)都正常，能夠經(jīng)過整機(jī)在帶必然負(fù)載的條件下，經(jīng)過48h的連續(xù)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行測(cè)試機(jī)床的性能，在測(cè)試的過程中要有工作人員監(jiān)察機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)情況并作下記錄。如無故障出現(xiàn)，則表示機(jī)床的牢固性達(dá)到要求，經(jīng)過對(duì)兩工位攻絲機(jī)床加工中心的試運(yùn)轉(zhuǎn)，考據(jù)了機(jī)床的可靠性與牢固性。5.4調(diào)試結(jié)果控制機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)的梯形圖程序和機(jī)床的主回路及控制部分之間的接路正確。將變換開關(guān)變換到自動(dòng)時(shí)，組合機(jī)床能夠依照預(yù)定的加工過程進(jìn)行加工，而且加工出來的部件吻合要求。經(jīng)過調(diào)整液壓系統(tǒng)和各種機(jī)械傳動(dòng)裝置的參數(shù)，使機(jī)床的性能獲得進(jìn)一步的優(yōu)化。解決了在調(diào)試過程中碰到的各種問題，進(jìn)一步完滿了機(jī)床的操作功能。經(jīng)過此次試運(yùn)轉(zhuǎn)，兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床加工中心的各種操作功能的設(shè)置都又精準(zhǔn)了很多、正個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)過程沒有什么問題了，考據(jù)了機(jī)床加工中心的可靠性與牢固性，實(shí)現(xiàn)了用PLC對(duì)整個(gè)加工過程有效控制的目標(biāo)。事實(shí)證明，采用三菱的可編程序控制器編寫的次序功能圖變換成的梯形圖能夠正確有效地達(dá)成兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床加工中心的控制要求，改造后的機(jī)床功能比較完滿，通用性也很強(qiáng)，牢固性能也極好，簡(jiǎn)單被大多機(jī)床用戶所接受。結(jié)論基于PLC的兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是在機(jī)床更新理論及基本源則的指導(dǎo)下，提出了用溝通變頻調(diào)速技術(shù)和可編程控制器對(duì)老舊機(jī)床電氣系統(tǒng)進(jìn)行改造的思路，要點(diǎn)研究了變頻器和PLC基本源理及PLC的編程部分，還有在機(jī)床電氣系統(tǒng)改造中的應(yīng)用這兩技術(shù)大體過程及注意事項(xiàng)。本次設(shè)計(jì)的主要工作和結(jié)論以下：對(duì)主拖動(dòng)的調(diào)速和控制部分的現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，而且對(duì)機(jī)床設(shè)施更新提出了可行的方法，將溝通變頻調(diào)速和可編程控制器這兩項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在機(jī)床中。對(duì)溝通變頻調(diào)速技術(shù)和可編程控制器技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的解析和研究，并總結(jié)出兩項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)。在上述研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合該機(jī)床的電氣控制特點(diǎn)要點(diǎn)研究了可編程控制器技術(shù)及變頻調(diào)速技術(shù)在電氣改造中的應(yīng)用方案及步驟，主要包括裝置選型、主電路的設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、調(diào)試等。兩項(xiàng)技術(shù)對(duì)兩工位鉆孔攻絲組合機(jī)床電氣系統(tǒng)改造收效進(jìn)行了比較解析。解析表示兩項(xiàng)技術(shù)的成功應(yīng)用使電氣故障率降低了好多，改造后機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)牢固性大大提升，為企業(yè)創(chuàng)立了較好的經(jīng)濟(jì)效益。用可編程控制技術(shù)和變頻調(diào)速技術(shù)來對(duì)重型機(jī)床電氣系統(tǒng)改造達(dá)到了理想的投入產(chǎn)出，而且擁有對(duì)故障的自診斷能力，維修方便，值得在一般機(jī)床和一些電氣控制中進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)改造實(shí)行。配線時(shí)要縱觀全局，當(dāng)接某一個(gè)點(diǎn)的線時(shí)要看下原理的其他地方有沒有與該點(diǎn)相連的地方，若是有把它們一次性接在一起；否則，要拆掉重接，會(huì)造成好多麻煩和重復(fù)性的工作。(7)機(jī)床的調(diào)試是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，必然要有耐心，且要依照機(jī)床的實(shí)質(zhì)動(dòng)作與設(shè)計(jì)要求進(jìn)行比較。比較后要解析是硬件的原因還是PLC程序的原因，得出結(jié)論后進(jìn)行相應(yīng)的更正。在本次設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)的工作中，我也進(jìn)行了獨(dú)立的思慮。下面是我的一些建議，僅供大家參照。電氣控制系統(tǒng)，做完后要為控制系統(tǒng)寫一個(gè)簡(jiǎn)單的說明書和注意事項(xiàng)，以供廠家在生產(chǎn)時(shí)使用。當(dāng)改造后的系統(tǒng)送到廠家后，要與他們多溝通，接收他們所反響的建議，這樣能夠提升改造的水平。當(dāng)液壓站上的線接完后再給液壓站供油，若是先供油再接線，這樣在電工操作時(shí)會(huì)影響他們的工作。不足之處：由于所掌握的知識(shí)有限，好多問題沒有解決，致使于機(jī)床的加工范圍受限；報(bào)警裝置沒有介紹；PLC的擴(kuò)展部分也沒有考慮等，不足之處有待今后進(jìn)一步研究解決。參照文件廖常初.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)初版社，2005.4何衍慶.可編程序控制器原理及應(yīng)用技巧.北京：化學(xué)工業(yè)初版社.2000高安邦等編.新編機(jī)床電氣與PLC控制技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)初版社，2008鐘肇新.可編程序控制器原理及應(yīng)用.北京：華南理工大學(xué)初版社2001[5]賀家李.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理.北京：中國電力初版社，2010.6陶權(quán).PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試.北京：北京理工大學(xué)初版社，2011.7黃曉紅.工廠電氣控制與可編程序控制器.北京：中國科學(xué)初版社，2003.10Troys,Dougalas.DevelopmentEnvironmentforBatchProcessControlComputersinIndustry,1996,31(1):61-84[9]謝云敏，郭貴中，黨保華主編.電氣與可編程控制技術(shù).上海：上海交通大學(xué)初版社，2012[10]曾令宜主編.AutoCAD2008工程繪圖技術(shù)訓(xùn)練教程.北京：高等教育初版社，2009.2[11]張鶴鳴，劉耀元主編.可編程控制器原理及應(yīng)用教程.北京：北京大學(xué)初版社，2007.2李士勇.模糊控制和智能控制理論與應(yīng)用.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)初版社,1990丁莉主編.溝通與調(diào)速技術(shù)應(yīng)用.北京：化學(xué)工業(yè)初版社，2006.7鄭華耀主編.檢測(cè)技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)初版社，2004.7[15]Hogenson,DavidC.FourApproachestoBatchControl.AdvancesinInstrumentationProceeding,1995,48(6):26-28雷冠軍，孔祥偉主編.電氣控制與PLC應(yīng)用.北京：北京理工大學(xué)初版社，2010.2任杰.數(shù)控機(jī)床的調(diào)試和維修.西安：西安機(jī)床廠，2009-12-02丁莉主編.溝通與調(diào)速技術(shù)應(yīng)用.北京：化學(xué)工業(yè)初版社，2006.7附錄由梯形圖變換成的指令表以下：外文資料翻譯TransformationofmachinetoolMachineToolsOverviewModificationsofmachinetoolistheuseofpreviouslyunusedoldequipment,thenecessarytechnology,tomeetnewProductionfortheneedofatechnicalinnovationmeans.Itisreported,insomedevelopedcountries.Theaverageagelimitcontrolinbetween15-20years,equipment"aging"periodisshorterthan10year.AboveNationaloldmachinemodifiedrateofmorethan80%.Atpresentourcountrymostmanufacturersuseareold.Thereexistobviouslackofpreparation,process,technologytheproblemofaging,butalsoontheoldmachinetoolordeviceadaptedrelatively.Later,thenumberofconversionless.Withtherapiddevelopmentofcomputertechnology,goupcenturyseventytimedeveloptheuseofprogrammablecontroller.PLCautomaticcontrolsystem,isnotaffectedbyenvironmentconditions,highreliability,strongfunction,flexibleandgeneral.Characteristics,bytheindustry'sfavor.PLCtechnologyhasundergoneanunprecedenteddevelopment,andnumericalcontroltechnology,industrialmachine.Forpeopleareknownasthethreepillarsofindustryautomaticcontrol.Modifiedmachineimprovesthemachiningaccuracyandautomationdegree,sothattheproductionefficiencygreatly.Change,whichhastheadvantagesofsmallinvestment,quickeffect,modifiedlessworkload,manufactureandthedebuggingcycleshort,oldequipmentutilizationrate.High,andfutureprocessingofsuchpartscanbeeasilyrestoredtheoriginalmachineworkperformance,tothesmallandmedium-sizedtypeofproductionenterprisesofprocessinghascertainpracticalsignificance.ProgrammablelogiccontrollerProgrammablelogiccontrollerisessentiallyadedicatedtoindustrialcontrolcomputer,thehardwarestructureandmicromachinesimilarto,basicform:Aprogrammablelogiccontroller,powersupplyinthesystemplaysaveryimportantrole.Theabsenceofagood,reliablepowersupplysystemisnotworkingproperly,therefore,programmablelogiccontrollerofthemanufacturersofpowersupplydesignandmanufactureisalsoveryseriously.GeneralACvoltagefluctuationin+10%(+15%)range,cannottakeothermeasureswillbedirectlyconnectedtotheACpowernetworkPLCuptwo,acentralprocessingunit(CPU)centralprocessingunit(CPU)isaprogrammablelogiccontrollercontrolsystem.Accordingtotheprogrammablelogiccontrollersystemtofunctionreceivesandstoresfromtheprogrammertypeduserprogramsanddata;checkthepower,memory,I/Oandwarningtimerstate,andcandiagnosetheuserprogramsyntaxerrors.Whentheprogrammablelogiccontrollerwhenputintooperation,itfirsttoscantheinputdevicereceivingsiteconditionanddata,andseparatelyintheI/Oimagearea,andthenfromtheuserprogrammemoryreadingtheuserprogram,afterthecommandaccordingtotheinstructionperformsalogicalorarithmeticoperationoftheprovisionsoftheresultsintotheI/Oimageordataregister.Alltheuserprogramexecutioniscompleted,theI/Oimageregionsoftheoutputstateoroutputregisterwithinthedatatransmittedtotheoutputdevice,sothecycleoperation,untilthecessationofoperation.Inordertofurtherimprovethereliabilityofprogrammablelogiccontroller,inrecentyearsforlarge-scaleprogrammablelogiccontrollerutilizesdualCPUredundantsystem,orbyusingathreeCPUvotingsystem.Thus,evenifaCPUfailure,thewholesystemcanstilloperatenormally.Inthree,thememorystoragesystemiscalledthesystemprogrammemory.Storagesoftwarememoryknownastheuserprogrammemory.Infour,aninputandoutputinterfacecircuit1theinputinterfacecircuitiscomposedofanopticalcouplingcircuitandcomputerinputinterfacecircuit,roleofprogrammablelogiccontrollerandfieldcontrolinterfaceinputchannel.2liveoutputinterfacecircuitfromtheoutputdataregister,thegatingcircuitandinterruptrequestcircuitintegration,roleofprogrammablelogiccontrollerthroughtheoutputinterfacecircuittothesiteoftheexecutionunitforoutputtingacorrespondingcontrolsignal.Five,functionalmodalssuchascounting,positioningfunctionmodal.Insix,acommunicationmoduleeditorthisparagraphworkingprinciple.Whentheprogrammablelogiccontrollerisputintooperation,itsworkprocessisgenerallydividedintothreestages,programmablelogiccontrollerinputsampling,theuserprogramexecutionandoutputsarefreshinthreestages.Thecompletionofthethreephaseiscalledascancycle.Duringthewholeoperation,programmablelogiccontrollerCPUtocertainscanningspeed,repeattheabovethreestages.Asamplingphase,inputintheinputsamplingphase,theprogrammablelogiccontrollertoscansequentiallyreadsallinputstatesanddata,andplacetheminaI/Oimageareainthecorrespondingunit.Thesamplinginputend,intotheuserprogramexecutionandoutputsarefreshphase.Inthetwostage,eventhoughtheinputstateandthedatachanges,I/Omappingsinunitareacorrespondingtothestateandthedatawillnotchange.Therefore,iftheinputisapulsesignal,thepulsewidthmustbegreaterthanonescanningcycle,toensurethatinanycase,theinputcanberead.Two,theuserprogramexecutionstageintheuserprogramexecutionphase,theprogrammablelogiccontrollerisalwaysintop-downordertoscantheuserprogram(map).Inthescanningeachoftheladderdiagramandladderdiagram,alwaysfirstscanleftbythecontactofthecontrolcircuit,andaccordingtothefirstleft,afterthefirstsequenceofthecontrolcircuitbycontactwiththelogicoperation,thenaccordingtotheresultofthelogicoperation,refreshthelogiccoilinRAMsystemstorageareacorrespondingtoastate;orrefreshtheoutputcoilinI/Oimageareacorrespondingtoastate;ortodeterminewhethertoexecutetheladderdiagramoftheprovisionsofthespecialfunctioninstruction.Namely,whentheuserduringexecutionoftheprogram,onlytheinputpointsinI/Oimageareastateandthedatawillnotchange,whiletheotheroutputpointandsoftequipmentinI/OimageareaorsystemRAMstorageareawithinthestateanddatamayhavechanged,buttheupperladderdiagram,theproceduresfortheimplementationoftheresultsontherowbelowgeneralusethesecoilsordataladderplayarole;instead,therowbelowthetrapezoidalchart,therefreshlogiccoilstateordatacanonlytothenextscancycletorowintheprogramwork.IntheprogramexecutionprocessiftheuseofimmediateI/OinstructioncandirectlyaccesspointI/O.UsingtheI/Oinstructionwords,inputimageregistervalueisnotupdated,programdirectlyfromtheI/Omodulevalue,outputimageregisterwillbeupdatedimmediately,withtheimmediateinputsomedifference.Inthree,theoutputstagewhenscanningtheuserrefreshaftertheprocedure,theprogrammablelogiccontrollertooutputtherefreshphase.Duringthisperiod,CPUaccordingtoI/Oimageareacorrespondingtothestateanddatarefreshalloutputlatchcircuit,theoutputcircuitdrivesthecorrespondingperipheral.Then,istherealoutputofprogrammablelogiccontroller.Editorthisparagraphfeaturesprogrammablelogiccontrollerhasthefollowingcharacteristics.Asystemstructure,flex