平面磨床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計

XXXXXXXX畢業(yè)設(shè)計說明書題目：平面磨床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計磨床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計摘要：本設(shè)計的內(nèi)容主要是（可編程邏輯控制器）進行改造使用的m7120平面磨床的控制部分。進行了全面的思考和分析的第一本次設(shè)計，使自己的m7120平面磨床的基本結(jié)構(gòu)，運動情況，加工工藝要求等有一定的了解。該m7120平面磨床主要成分等車身，尾座主軸齒輪箱，齒輪箱，導(dǎo)螺桿，料桿，刀架。進行分析的m7120平面磨床電氣控制部分獲得它需要完成開門斷電功能，主軸電機反向控制功能，刀架的快速遍歷功能，冷卻泵電動機的控制。然后根據(jù)電氣控制電路的電路圖，可編程控制器的梯形圖轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化，進行仿真實驗用可編程序控制器實驗臺。作為一個結(jié)果的可靠性極高，極其豐富的指令集，易于掌握，操作方便，豐富的內(nèi)置集成功能，實時特性。因此導(dǎo)致m7120平面磨床完成門外原有的功能特點，而且還具有安裝簡便，穩(wěn)定性好，易于使用，擴展能力強等特點。關(guān)鍵字：可編程控制器改造電氣控制m7120磨床Abstract：Thisdesign'scontentismainly(ProgrammableLogicController)makesthetransformationusingPLCtotheM7120surfacegrindingmachine'scontrolsection.Ihavecarriedontheoverallponderandtheanalysisfirsttothistimedesign,enablesitselftotheM7120surfacegrindingmachine'sbasicstructure,themovementsituation,theprocessingtechnologicalrequirementandsoontohavecertainunderstanding.TheM7120surfacegrindingmachinemainlyhascompositionsandsoonautomobilebody,mainaxlegearbox,tailstockgearbox,guidescrew,feedrod,toolrestandapron.CarriesontheanalysistotheM7120surfacegrindingmachineelectriccontrolparttoobtainittoneedtocompleteopensthedoorthepowerfailurefunction,themainaxleelectricmotortoreversethecontrolfunction,toolrest'srapidtraversefunction,thecoolingpumpelectricmotor'scontrol.Thenaccordingtotheelectriccontrolelectriccircuit'scircuitdiagram,translatesPLCthetrapezoidalchart,translates,carriesontheexperimentsimulationusingthePLClaboratorybench.AsaresultofthePLCextremelyhighreliability,theextremelyrichsetofinstructions,easytograsp,convenientoperation,richbuilt-inintegratedfunction,real-timecharacteristic.ThereforecausestheM7120surfacegrindingmachinetocompleteoutsidetheoriginalfunctioncharacteristic,butalsohastheinstallmenttobesimple,thestabilitygood,easytoservice,theexpansionabilitystronglyandsooncharacteristics.Keywords:PLCtransformationElectriccontrolM7120grinder緒論1.磨床的作用磨床是利用磨具對工件表面進行磨削加工的機床。磨床能加工硬度較高的材料，如淬硬鋼、硬質(zhì)合金等，也能加工脆性材料，如玻璃、花崗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能進行高效率的磨削，如強力磨削等。大多數(shù)的磨床是使用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪進行磨削加工，少數(shù)的是使用油石，砂帶等其他磨具和游離磨料進行加工。如超精加工機床、砂帶磨床、研磨機和拋光機等。2.課題意義由于老式磨床的電氣線路都是用繼電器作為邏輯控制，其觸點多相對的故障也多，給生產(chǎn)帶來諸多不便。例如：（1）電動機不能啟動；（2）電磁吸盤YH沒有吸力，等等。而現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中，中、小批量零件的生產(chǎn)占產(chǎn)品數(shù)量的比例越來越高，零件的復(fù)雜性和精度要求迅速提高，以繼電器線路的傳統(tǒng)普通磨床已經(jīng)越來越難以適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，制造業(yè)的競爭已從早期降低勞動力成本、產(chǎn)品成本、提高企業(yè)整體效率和質(zhì)量的競爭，發(fā)展到全面顧客要求、積極開發(fā)新產(chǎn)品的競爭，將面臨知識，技術(shù)產(chǎn)品的更新周期越來越短，產(chǎn)品批量越來越小，面對質(zhì)量、性能的要求更高。同時社會對環(huán)境保護、綠色制造的意識不斷加強。因此敏捷先進的制造技術(shù)將成為企業(yè)贏得競爭和生存、發(fā)展的主要手段。但新機床購置費用高，且生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長。因此對原有機床的現(xiàn)代化改造顯得尤為重要。3.同時用PLC改造老機床有很多的優(yōu)點（1）節(jié)省資金，減少投資額，交貨期短。機床的PLC改造，可大大減少資金的投入，同購置新機床相比，一般可節(jié)省60%-80%的費用，改造費用低。特別是大型、特殊設(shè)備尤為明顯。一般大型機床改造，只需花新機床購置費得1/3。即使將原機床的結(jié)構(gòu)進行徹底改造升級，也只需花費購買新機床60%的價格。可以充分利用現(xiàn)有地基，不必像購入新設(shè)備那樣重新購筑基地。（2）性能穩(wěn)定可靠，因原機床各基礎(chǔ)件經(jīng)過長期時效，幾乎不會產(chǎn)生應(yīng)力變形而影響精度，且各部件已經(jīng)長期磨合，使改造后的機床性能穩(wěn)定可靠，質(zhì)量好可作為新設(shè)備繼續(xù)長期使用。（3）有利于使用和維護，由于改造前機床已使用多年，操作者對機床的特性早已了解，在操作使用和維修方面培訓(xùn)時間短、見效快。改造的機床一經(jīng)安裝好，就可以實現(xiàn)全負荷運轉(zhuǎn)。（4）可以采用最新的控制技術(shù)，提高生產(chǎn)效率?？筛鶕?jù)技術(shù)革新的發(fā)展速度，及時地提高生產(chǎn)設(shè)備的自動化水平和效率，提高設(shè)備質(zhì)量和檔次，將舊機床改成當(dāng)今水平的機床。機床經(jīng)改造后，即可實現(xiàn)加工的自動化，效率可比傳統(tǒng)機床提高3至7倍。對復(fù)雜零件而言，難度越高，功能提高的越多。且可以不用或少用工裝，不僅節(jié)約了費用，而且可以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低廢品率，零件的加工精度高，尺寸分散度小，使裝配更加靈活。一．磨床功能介紹1.1磨床的結(jié)構(gòu)圖圖1.11.2磨床的組成及功能M7120磨床主要結(jié)構(gòu)由床身、工作臺、磨頭、立柱、拖板、行程檔塊、砂輪修正器、驅(qū)動工作臺手輪、垂直進給手輪、橫向進給手輪等組成。立柱——支承滑座及砂輪架。垂直進給手輪——砂輪向工件深度方向移動。橫向進給手輪——砂輪沿其軸線間隙運動。床身——用于支承和連接磨床各個部件。為提高機車剛度，磨床床身一般為箱型結(jié)構(gòu)，內(nèi)部裝有液壓傳動裝置，上部有縱向和橫向兩組導(dǎo)軌以安裝工作臺和砂輪架。工作臺——由上下兩層組成，上工作臺可相對于下工作臺偏轉(zhuǎn)一定角度，以便磨削錐面；下工作臺下裝有活塞，可通過液壓機構(gòu)使工作臺往復(fù)運動。尾架——安裝在工作臺右端，尾架套筒內(nèi)裝有頂尖，可與頂尖一起支承工件。它在工作臺上的位置可根據(jù)工件長度任意調(diào)整。1.3砂輪工作方式砂輪電動機直接帶動砂輪旋轉(zhuǎn)，對工件進行磨削加工，在M7120型平面磨床中，砂輪并不要求調(diào)速，所以通常采用籠型異步電動機來拖動，這是平面磨床的主運動；砂輪升降電動機使砂輪在立柱導(dǎo)軌上作垂直運動，用以調(diào)整砂輪與工件位置。工作臺和砂輪的往復(fù)運動是靠液壓泵電動機進行液壓傳動的，液壓傳動較平穩(wěn)，能實現(xiàn)無級調(diào)速，換向時慣性小，換向平穩(wěn)。M7120型平面磨床工作臺的往返運動采用液壓傳動，能保證加工精度。由液壓電動機拖動液壓泵，經(jīng)液壓傳動裝置實現(xiàn)工作臺的往復(fù)運動。冷卻泵電動機帶動冷卻泵供給砂輪和工件冷卻液，同時利用冷卻液帶走磨削下來的鐵屑。1.4主要技術(shù)參數(shù)：

1、輸入電源：AC380V±%（三相四線）50HZ

2、故障考核13項

3、工作環(huán)境：溫度-100C±400C

二．磨床控制系統(tǒng)改造2.1磨床原理圖分析圖2.1M7120型平面磨床的電氣控制線路如圖所示。該線路由主電路、控制電路、電磁吸盤控制電路和輔助電路四部分組成。（1）主電路分析主電路中有4臺電動機。其中M1為液壓泵電動機，由KM1主觸點控制；M2為砂輪電動機，M3為冷卻泵電動機，同由KM2的主觸點控制；M4為砂輪箱升降電動機，由KM3、KM4的主觸點分別控制。FU1對4臺電動機和控制電路進行短路保護，F(xiàn)R1、FR2、FR3分別對M1、M2、M3進行過載保護。砂輪升降電動機因運轉(zhuǎn)時間很短，所以不設(shè)置過載保護。主電路圖如下：圖2.2(2)控制電路分析當(dāng)電源電壓正常時，合上電源總開關(guān)QS1，位于7區(qū)的電壓繼電器KV的常開觸點閉合，便可進行操作。1液壓泵電動機M1的控制其控制電路位于7區(qū)、8區(qū)，啟動過程為：按下SB3→KM1得電→M1啟動；停止過程為：按下SB2→KM1失電→M1停轉(zhuǎn)。運動過程中若M1過載，則FR1常閉觸點分斷，M1停轉(zhuǎn)，起到過載保護作用。2砂輪電動機M2的控制其控制電路位于9區(qū)、10區(qū)，啟動過程為：按下SB5→KM2得電→M2啟動；停止過程為：按下SB4→KM2失電→M2停轉(zhuǎn)。3冷卻泵電動機控制冷卻泵電動機M3通過接觸器KM2控制，因此M3于砂輪電動機M2是聯(lián)動控制。按下SB5時M3與M2同時啟動，按下SB4時M3與M2同時停止。FR2與FR3的常閉觸點串聯(lián)在KM2線圈回路中。M2、M3中任一臺過載時，相應(yīng)的熱鍵電器動作，都將使KM2線圈失電，M2、M3同時停止。4砂輪升降電動機控制其控制電路位于11區(qū)、12區(qū)，采用點動控制。砂輪上升控制過程為：按下SB6→KM3得電→M4啟動正轉(zhuǎn)。當(dāng)砂輪上升到預(yù)定位置時，松開SB6→KM3失電→M4停轉(zhuǎn)。砂輪下降控制過程為：按下SB7→KM4得電→M4啟動反轉(zhuǎn)。當(dāng)砂輪下降到預(yù)定位置時，松開SB7→KM4失電→M4停轉(zhuǎn)。（3）電磁吸盤控制電磁吸盤是固定加工工件的一種夾具。它是利用通電線圈產(chǎn)生磁場的特性吸牢鐵磁性材料的工件，便于磨削加工。電磁吸盤的內(nèi)部裝有凸起的磁極，磁極上繞有線圈。吸盤的面板也用鋼板制成，在面板和磁極之間填有絕磁材料。當(dāng)吸盤內(nèi)的磁極線圈通以直流電時，磁極和面板之間形成兩個磁極，既N極和S極，當(dāng)工件放在兩個磁極中間時，使磁路構(gòu)成閉合回路，因此就將工件牢固地吸住。1電磁吸盤的組成工作電路包括整流、控制和保護三個部分，位于圖中的16～20區(qū)。整流部分由整流變壓器和橋式整流器VC組成，輸出110V直流電壓。2電磁吸盤充磁的控制過程按下SB9→KM5得電（自鎖）→YC充磁。3電磁吸盤的退磁控制過程工件加工完畢需取下時，先按下SB8，切斷電磁吸盤的電源，由于吸盤和工件都有剩磁，所以必須對吸盤和工件退磁。退磁過程為：按下SB8、SB10→KM6得電→YC退磁，此時電磁吸盤線圈通入反向的電流，以消除剩磁。由于去磁時間太長會使工件和吸盤反向磁化，因此去磁采用點動控制。松開SB10則去磁結(jié)束。電磁吸盤是一個比較大的電感，當(dāng)線圈斷電瞬間，將會在線圈中產(chǎn)生較大的自感電動勢。為防止自感電動勢太高而破壞線圈的絕緣，在線圈兩端接有RC組成的放電回路，用來吸收線圈斷電瞬間釋放的磁場能量。當(dāng)電源電壓不足或整流變壓器發(fā)生故障時，吸盤的吸力不足，這樣在加工過程中，會使工件高速飛離而造成事故。為防止這種情況，在線路中設(shè)置了欠電壓繼電器KV，其線圈并聯(lián)在電磁吸盤電路中，其常開觸點串聯(lián)在控制線路中。當(dāng)電源電壓不足或為零時，KV常開觸點斷開，使KM1、KM2斷電，液壓泵電動機和砂輪電動機停轉(zhuǎn)，確保安全生產(chǎn)。(4)輔助電路分析輔助電路主要是信號指示和局部照明電路，位于圖中21～28區(qū)。其中，HL6為局部照明燈，由變壓器TC供電，工作電壓為24V，由手動開關(guān)QS2控制。其信號燈也由TC供電，工作電壓為6V。HL1為電源指示燈；HL2為M1運轉(zhuǎn)指示燈；HL3為M2運轉(zhuǎn)指示燈；HL4為M4運轉(zhuǎn)指示燈；HL5為電磁吸盤工作指示燈。三．PLC介紹3.1際電工委員會（IEC）PLC定義可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)。專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行內(nèi)部邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出控制各類型的機械和生產(chǎn)活動。3.2PLC的特點（1）可靠性高，抗干擾能力強。（2）編程直觀，簡單。（3）環(huán)境要求低，適應(yīng)性好。（4）功能完善，接口功能強。（5）元件少，結(jié)構(gòu)較簡單。3.3PLC的分類及原理PLC分類按INPUT和OUTPUT點數(shù)多少，分為超小型.小型.中型.大型和超大型。按結(jié)構(gòu)形式分：整體型和模塊型.PLC工作原理:PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，包括內(nèi)部處理.通訊操作.輸入處理.程序執(zhí)行.輸出處理幾個階段。全過程掃描所須的時間稱為掃描周期。當(dāng)處于RUN狀態(tài)時，上述掃描周期為不斷循環(huán)過程。3.4PLC的發(fā)展在制造工業(yè)（以改變幾何形狀和機械性能為特征）和過程工業(yè)（以物理變化和化學(xué)變化將原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品為特征）中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關(guān)系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。20世紀(jì)60年代末期,在技術(shù)改造的浪潮的沖擊下，為使汽車結(jié)構(gòu)及外型不斷改進，品種不斷增加,需要經(jīng)常變更生產(chǎn)工藝.1969年,美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC)首先研制出第一臺符合要求的控制器,即可編程控制器,并在美國GE公司的汽車上試用成功.我國從1976年開始研制，1977年應(yīng)用于工業(yè)控制.上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。目前，世界上有200多廠家生產(chǎn)300多品種PLC產(chǎn)品，主要應(yīng)用在汽車（23%）、糧食加工（16.4%）、化學(xué)/制藥（14.6%）、金屬/礦山（11.5%）、紙漿/造紙（11.3%）等行業(yè)。四．PLC控制電路相對于早期的繼電器控制電路的優(yōu)點PLC是一種帶有指令存儲器，數(shù)字或模擬輸入/輸出接口，以位運算為主，能夠完成邏輯，順序，定時，記數(shù)和算術(shù)運算等功能，用于控制機器或生產(chǎn)過程的自動控制裝置。PLC系統(tǒng)的等效工作電路分為三個部分：輸入部分、內(nèi)部控制電路、輸出部分。PLC的工作過程包括公共處理掃描階段、輸入采樣階段、執(zhí)行擁護程序階段、輸出刷新掃描階段。1、控制方式方面：電器控制硬接線，邏輯一旦確定，要改變邏輯或增加功能很是困難；而PLC軟接線，只需改變控制程序就可輕易改變邏輯或增加功能。2、工作方式方面：電器控制并行工作，而PLC串行工作，不受制約。3、控制速度方面：電器控制速度慢，觸點易抖動；而PLC通過半導(dǎo)體來控制，速度很快，無觸點，顧而無抖動一說。4、定時、記數(shù)精度方面：電器控制定時精度不高，容易受環(huán)境溫度變化影響，且無記數(shù)功能；PLC時鐘脈沖由晶振產(chǎn)生，精度高，定時范圍寬；有記數(shù)功能。5、可靠性、維護性能方面：電器控制觸點多，會產(chǎn)生機械磨損和電弧燒傷，接線也多，可靠性、維護性能差；PLC無觸點，壽命長，且有自我診斷功能，對程序執(zhí)行的監(jiān)控功能，現(xiàn)場調(diào)試和維護方便。4.1德國西門子（SIEMENS）PLC選擇德國西門子（SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，在工控、冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。在眾多的PLC生產(chǎn)廠家中，西門子公司的PLC系列產(chǎn)品以其較高的性價比成為眾多客戶的首選。因此我們選擇西門子公司的PLC作為本次設(shè)計的可編程序控制器4.2PLC型號的選擇S7-200系列PLC有CPU21X和CPU22X兩代產(chǎn)品，其中CPU22X型PLC有CPU221，CPU222，CPU224，CPU226四種基本型號。選用PLC上，考慮到只是對M7120磨床做電器氣部分的改造，輸出端口需要16個，輸入端口需要7個。而且并不通過網(wǎng)絡(luò)或其他方式做遠程控制。因此，考慮到經(jīng)濟，實用，穩(wěn)定等方面因素。我們決定選用SIMATICS7-200系列的S7—224作為本次設(shè)計的PLC型號.五．PLC控制的I/O分配表表一輸入信號輸出信號名稱輸入元件輸入點名稱輸出元件輸出點電壓繼電器KVI0.0液壓泵電機接觸器KM1Q0.0總停按鈕SB1I0.1砂輪電機接觸器+冷卻液電動機KM2Q0.1液壓泵電機1M啟動按鈕SB3I0.2砂輪上升接觸器KM3Q0.2液壓泵電機1M停止按鈕SB2I0.3砂輪下降接觸器KM4Q0.3砂輪電機2M啟動按鈕SB5I0.4電磁吸盤充磁接觸器KM5Q0.4砂輪電機2M停止按鈕SB4I0.5電磁吸盤去磁接觸器KM6Q0.5升降砂輪電機4M上升按鈕SB6I0.6升降砂輪電機4M下降按鈕SB7I0.7電磁吸盤充磁按鈕SB9I1.0電磁吸盤停止充磁按鈕SB8I1.1電磁吸盤去磁按鈕SB10I1.2液壓泵電機1M熱繼電器FR1I1.3砂輪電機2M熱繼電器、冷卻泵電機3M熱繼電器FR2、FR3I1.4六．PLC外部接線圖圖6.1七．梯形圖和語句表圖7.1語句表：網(wǎng)絡(luò)1：欠電壓保護LDI0.0=M0.0網(wǎng)絡(luò)2：控制網(wǎng)絡(luò)LDM0.0ANI0.1LPSLDI0.2OQ0.0LRDLDI0.4OQ0.1ALDANI0.5AI1.4=Q0.1LRDLPSAI0.6ANQ0.3=Q0.2LPPAI0.7ANQ0.2=Q0.3LRDLDI1.0OI0.4ALDANI1.1ANQ0.5=Q0.4LPPAI1.2ANI1.1ANQ0.4=Q0.5八．PLC電氣控制系統(tǒng)I/O設(shè)備的選擇8.1開關(guān)的選擇目前一般有自動空氣斷路器；到開關(guān)和熔斷器的組合；組合開關(guān)三種。根據(jù)電動機的容量(主軸電動機20KW、快速移動電動機0.75KW、冷卻泵電動機0.125KW),選用三極單投閘刀開關(guān)-100/3型100毫安用作機床電源的引入開關(guān)。8.2控制變壓器的選擇在機床的控制電路中需要用到不同的電壓，例如：PLC的外電路及電器元件，機床上的照明電路所需電壓，接觸器的電壓，等。它們需要不同的電壓等級，提高系統(tǒng)的安全性。選用控制變壓器的型號為BK-50型500伏安。8.3交流接觸器的選擇主軸電動機的額定功率為20KW，滿載電流40A，選用交流接觸器CJ2O-63來控制主軸電動機啟動。交流接觸器CJ2O-63額定電流63A，額定電壓380V，可控電動機的最大功率30KW。交流接觸器B9型線圈電壓為380伏用來操作快速移動電動機啟動，冷卻泵電動機的啟動和停止。接觸器B9型的額定工作電壓380V，額定工作電流8.5A。8.4熔斷器的選擇熔斷器是一種用于過載與短路保護的電器，當(dāng)超出限定值的電流通過熔斷器的熔體時將其熔化而分開電路。主軸電動機的滿載電流是40A，所選的熔斷器（FU1）型號是RT14-63，額定電壓380V，熔斷體額定工作電流50A?？焖僖苿与妱訖C滿載時的電流是2.3A，冷卻泵電動機滿載時的電流是0.48A，所選的熔斷器（FU2）型號是RT14-32，額定電壓是380V，熔斷體額定工作電流是4A。8.5熱繼電器的選擇熱繼電器的作用是過載保護。根據(jù)主軸電動機的工作情況和技術(shù)參數(shù)，所選熱機電器（KR1）的型號為TSA45，額定整定電流45A。根據(jù)快速移動電動機的工作情況及技術(shù)參數(shù)，所選熱機電器（KR2）的型號為T45。8.6速度繼電器的選擇速度繼電器常用于電動機的反接制動電路中。常用的速度繼電器有JY1型和JFZ0型兩種，其中JY1型可在700～3600r/min范圍內(nèi)可靠地工作。JFZ0-1型適用于300～1000r/min；JFZ0-2型適用于1000～3000r/min。主軸電動機滿載時的轉(zhuǎn)數(shù)1470轉(zhuǎn)/分，因此選用JY1型的速度繼電器。一般速度繼電器轉(zhuǎn)軸在130r/min左右即能動作，100r/min時觸頭即能恢復(fù)正常位置。8.7導(dǎo)線的選擇主回路中導(dǎo)線截面積較大，不用考慮機械強度而只按允許載流量選擇。機床上電源和住主電動機使用BVR10軟線，快速移動電動機使用BVR2.5軟線，其它的控制線路均采用BVR2.5軟線。九.電器元件清單表二序號符號名稱規(guī)格型號數(shù)量備注1KM1液壓泵電機交流接觸器CJX1-1010A,220V12KM2轉(zhuǎn)動砂輪、冷卻電機交流接觸器CJX1-2020A,220V13KM3上升砂輪電機交流接觸器CJX1-55A,220V14KM4下降砂輪電機交流接觸器CJX1-55A,220V15FR1液壓泵電機熱繼電器FR16-5/3D16FR2砂輪電機熱繼電器FR16-16/3D17FR3冷卻電機熱繼電器FR16-0.72/3D18FU1主電源熔斷器RC1A-60/3539FU2電磁吸盤熔斷器RC1A-5/2210FU3PLC熔斷器RC1A-30/20111FU4指示燈熔斷器RC1A-5/2112FU5照明燈熔斷器RC1A-5/2113KV欠電壓繼電器DDY-220V114SB1總停止按鈕LA18—221紅色15SB2液壓泵停止按鈕LA18—221紅色16SB3液壓泵啟動按鈕LA18—221綠色17SB4砂輪、冷卻停止按鈕LA18—221紅色18SB5砂輪、冷卻啟動按鈕LA18—221綠色19SB6砂輪上升按鈕LA18—221黑色20SB7砂輪下降按鈕LA18—221黑色21SB8吸盤停止按鈕LA18—221黑色22SB9吸盤通磁按鈕LA18—221綠色23SB10吸盤退磁按鈕LA18—221黑色24HLLED指示燈6V/AC9mA5綠色25HLLED照明燈24VAC/350mA126YC電磁吸盤HDXP/127V1.45A127C電容5mf128R電阻220歐姆1KW129VC整流器2CZ11C130PLC西門子S7-200S7-200/CPU/2241十．柜內(nèi)電器元件安裝位置圖圖10.1十一.電柜內(nèi)電器元件接線圖示意圖圖11.1十二.電柜外電器元件接線圖示意圖圖12.1十三.機床操作面板圖13.1總結(jié)在這個過程中我對利用可編程控制器進行控制系統(tǒng)的設(shè)計有了深刻的認識，對機械（M7120型平面磨床）的工作原理有了進一步的掌握，對控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計有了親身的認識與體會。控制系統(tǒng)的設(shè)計（甚至開發(fā)）是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，必須嚴格按照系統(tǒng)分析，系統(tǒng)設(shè)計，系統(tǒng)實施，系統(tǒng)運行與調(diào)試的過程來進行。畢業(yè)設(shè)計也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識的能力，對設(shè)備的不了解等等。雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學(xué)之路還很長，以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí)，努力使自己成為一個對社會有所貢獻的人。主要參考文獻[1]陳簡明.電氣控制與PLC:機械工業(yè)出版社,2008.5[2]孫平.電氣控制與PLC.北京:高等教育出版社,2004[3]余雷聲.電氣控制與PLC的應(yīng)用.北京:機械工業(yè)出版社,1998.10[4]連賽英.機床電氣控制技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社，1996.10[5]李道霖.電氣控制與PLC原理及應(yīng)用(西門子系列).北京:電子工業(yè)出版社[6]S7-200系統(tǒng)編程手冊.西門子公司.1999[7]倪遠平.現(xiàn)代低壓電器原理及應(yīng)用.北京:高等教育出版社,2003[8]周希章.電動機的啟動、控制和調(diào)速.北京:機械工業(yè)出版社,1984[9]王炳實.機床電氣控制.北京:機械工業(yè)出版社,1995[10]鄭瑜平.可編程序控制器.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1992附錄一：過程監(jiān)測與感應(yīng)元件摘要：提高自動化搭配要求高速度和高性能導(dǎo)致的需要的過程監(jiān)測方法，避免錯誤的或破壞性的條件。本文介紹的新的監(jiān)測方法使用感官工具機。集成了一個感應(yīng)燈具和自適應(yīng)過程。相互作用的這些組成部分允許新的監(jiān)測能力。一個新概念的傳感器融合結(jié)果的方法自動自校準(zhǔn)和詳細了解的過程。影響從主軸，工件和動態(tài)過程可以分開。1.簡介各種生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)致越來越多的自動化，靈活性[1–3]和[4]生產(chǎn)力。這樣的結(jié)果是嚴格的要求，對機械零件和監(jiān)測的能力，其條件和加工過程。監(jiān)控策略可以是基于傳動及control-inherent數(shù)據(jù)[5–7]或申請單或多傳感器[8,9]。在合作研究中心“'gentelligent組成部分在其生命周期”（crc653）新方法統(tǒng)一傳感器，信號處理，數(shù)據(jù)存儲和通信與物理機器部件調(diào)查在所生產(chǎn)的工程技術(shù)工具機（周，萊布尼茨漢諾威大學(xué)）。作為第一次組件''generation'感覺夾具系統(tǒng)已發(fā)達，其中包括不同的傳感器，使傳感器融合[10]。最近的研究也導(dǎo)致自適應(yīng)系統(tǒng)，這允許一個獨立的自適應(yīng)控制調(diào)整工藝和設(shè)備條件以及補償靜態(tài)和動態(tài)誤差的影響[11,12]。參。[13,14]一自適應(yīng)主軸系統(tǒng)工具撓度補償和振動磨的描述。集成傳感器同樣被用來監(jiān)測。使用這些組件在一個安裝程序，銑床提供感官能力兩邊的過程。這是第一步感覺機器工具和過程控制可與手工加工中，刀具和工件手引導(dǎo)。本文介紹（第一次）結(jié)合應(yīng)用的感覺和夾具主軸的過程監(jiān)控。在介紹的元件，傳感器融合卡拉曼濾波，互相定位，確定過程的力量，和觀察工件的變形的過程。2.工具部件的感應(yīng)感覺夾具由一個模塊化夾具系統(tǒng)結(jié)合零坐標(biāo)位置系統(tǒng)（圖1）。模塊化夾緊系統(tǒng)包括各種不同的元素（如支持，搖擺夾），它可以根據(jù)安排夾持任務(wù)。為此，夾緊元件可以是專用夾具，可以使用位于原點坐標(biāo)。自適應(yīng)主軸是主動補償靜態(tài)和動態(tài)工具撓度，和穩(wěn)定銑削過程[15,16]。三壓電致動器設(shè)置在傳統(tǒng)的主軸在并聯(lián)配置（圖2）。這使得移動主軸在三個自由度的一個±100毫米范圍。只允許在z軸位移結(jié)構(gòu)和輪換的x軸y軸。因此，因此，工具提示可以方形空間內(nèi)移動。每個驅(qū)動器進行應(yīng)變個別位置控制。感官系統(tǒng)擴展三個力傳感器之間的上部安裝環(huán)和機結(jié)構(gòu)。加工試驗，感官元素是安裝在垂直軸銑床（圖3）。流程力量測量設(shè)備。3.系統(tǒng)辨識與校正光對主軸的動作是敏感的，而刀具的反應(yīng)與主軸直接相關(guān)。相對位置允許系統(tǒng)自動校準(zhǔn)。3.1.傳感器融合卡拉曼濾波器已知的方法傳感器融合的信號水平Kalman濾波[17]。Kalman濾波器是一個隨機點型估計[18,19]?；跔顟B(tài)空間描述的測量系統(tǒng)與已知噪聲的輸入和輸出該系統(tǒng)固有的國家可以計算和信號噪聲減少。狀態(tài)空間描述的系統(tǒng)顯示環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。（1）和（2），其中一個狀態(tài)矩陣，是輸入矩陣，丙型介紹了輸出矩陣和矩陣的直接饋通（v和w是誤差正態(tài)分布）：向量表示矢量系統(tǒng)的狀態(tài)，是相對應(yīng)的傳感器信號。該系統(tǒng)輸入你的過程是力量的行為在工件。這實際上是不知道。因此，向量是通過估計u[20,21]：（4）和（5）指由此產(chǎn)生的系統(tǒng)描述。本改變輸入納入錯誤。如果輸入信號的動態(tài)比較低的采樣率，這一提法的Kalman濾波器使得反演該系統(tǒng)的行為和估計的輸入與輸出（這里的傳感器信號）。該傳感器系統(tǒng)的描述，其中建立了系統(tǒng)的設(shè)計[10]，也用在這里了。它意味著直接轉(zhuǎn)移（輸入輸出）根據(jù)式（2）的矩陣目前的模型的動態(tài)傳感器系統(tǒng)的特性被忽視的。這是必要的，不僅包括過程也為輸入向量，由于采取方法的不同點的工件取決于刀具路徑：矩陣有來計算參數(shù)的系統(tǒng)。方法是在這里顯示：“'calibration碰撞”手段接觸與工件的感應(yīng)主軸；“'inprocess校準(zhǔn)的動態(tài)過程數(shù)據(jù)的收集與利用主軸在加工過程中校準(zhǔn)夾具。3.2.標(biāo)準(zhǔn)的不重合在主軸運動相對于工件的位置。夾具與主軸接觸力的測量。這是重復(fù)的不同點工件和不同的方向。由此產(chǎn)生的信號低通濾波以排除噪聲的影響。矩陣計算是采用了最小二階回歸分析，圖4描述了校準(zhǔn)結(jié)果的不重合。本剩余誤差是由耦合的傳感器。本測量方向是受干擾。支承件（次零件的夾具；見圖1）反應(yīng)的支柱力量在z方向。在對比這樣，他們的反應(yīng)作為懸臂梁力的×和Y方向。3.3.過程的標(biāo)定在線校準(zhǔn)使用過程的力量激發(fā)系統(tǒng)的。加工點的改變了工件在校準(zhǔn)周期為標(biāo)定力測量系統(tǒng)。此外，一個有效的校準(zhǔn)的強烈耦合系統(tǒng)中的激勵不同的力的方向必須是線性無關(guān)的。因此，大量不同的參數(shù)設(shè)置已被使用。圖5和顯示正常力量銑槽操作的。圖5b描繪了低通濾波信號。夾具顯示更多的信號中的噪聲（圖5）。補償這些影響信號的系統(tǒng)可以結(jié)合使用Kalman濾波器。信號是用來確定主軸的力的。這些變化的力和時刻用光敏原件檢測。4.加力測試結(jié)果。過程監(jiān)控可以實現(xiàn)通過觀察力信號預(yù)定閾值，信號動態(tài)和統(tǒng)計行為。圖6顯示測量銑削力。一個頻率分析使分離的影響和鑒定過程中的失敗。驗證的檢測能力，切削深度的影響，轉(zhuǎn)速，每齒進給，銑削加工策略進行了測試，測試不同參數(shù)。4.1。鑒定過程中的力分數(shù)階乘試驗60磨試驗設(shè)計。一個立方體工件（alzn8mgcu干）加工端銑刀（丁=12毫米，2=3，高速鋼時，=308，=158）。本切削深度之間1和2毫米，轉(zhuǎn)速從3000到5000每分鐘轉(zhuǎn)速和每齒進給量從21到33毫米。十參數(shù)組合進行選擇和優(yōu)化導(dǎo)致空間填充設(shè)計。這些參數(shù)組合用于槽銑刀，銑削，銑削。圖7描述測量平均值。圖七顯示切割量依靠的是切削力。正如預(yù)期的那樣，切削量與切削力成正比。值與理論計算。在圖7b中只有理解狀態(tài)有提高主軸轉(zhuǎn)速速度范圍太小，具有重大影響。圖7c描述了影響銑削方式。順銑的原因低進給力，但大的正常的進給力。切削力部分拉工具進給方向。因為影響切割邊緣進入工件，進給力比較高。在這些力的作用不是銑削。切割主要發(fā)生在進給方向。當(dāng)切割邊緣進入工件金相變化時，推力工具橫向的。后來，切削力拉到的工具工件降低正常的進給力量。在銑槽的所有力量比較高。圖7顯示增加所有力量增加每齒進給。測量結(jié)果表明，該結(jié)合感官元件，可用于監(jiān)測。光接觸條件和由此產(chǎn)生的力量，顯示系統(tǒng)靈敏度。4.2.確定工件變形在銑削薄壁工件的變形工件提出了挑戰(zhàn)，精密制造。由分析測量過程和材料去除率實際材料去除率可監(jiān)測。因此，在準(zhǔn)確的測量過程允許鑒定在加工過程中工件的變形。這是測試一個圓角銑削與厚度的減小。本實驗開始在6毫米厚度。在一個教學(xué)階段切割寬度是從50到600毫米（圖一）。一種新型可計算該地圖上的切割寬度。為監(jiān)測，該模型是用來比較的名義寬度用一個估計的切削力（圖8）。另外一個可以接受的協(xié)議的實際和估計值，一個越來越偏離標(biāo)稱寬度切可觀察降低魚片厚度。從第十八上運行，越來越偏離角銑刀。5.結(jié)論本文介紹了使用相結(jié)合感官工具機組件的力量有關(guān)的過程監(jiān)測。組合安裝程序允許自校準(zhǔn)傳感器的固有功能。傳感器數(shù)據(jù)融合導(dǎo)致更高的靈敏度和準(zhǔn)確。工具和工件的行為可以共同和獨立在運行過程中。未來研究的重點是進一步結(jié)構(gòu)整合傳感器的功能，延長系統(tǒng)模型信號融合和檢測方式。作者感謝cronjaeger教授和教授L.Bdenkena為支持的文件，和德國研究基金會（東風(fēng)集團）資金crc653和工程的'adaptronic主軸系統(tǒng)銑床”（在spp1156）。參考書籍[1]WiendahlH-P,ElMaraghyHA,NyhuisP,Za¨hMF,WiendahlH-H,DuffieN,BriekeM.(2007)ChangeableManufacturing—ClassificationDesignandOperationAnnalsoftheCIRPManufacturingTechnology,56(2).p.783–809.[2]MoriwakiT.(2008)Multi-functionalMachineToolAnnalsoftheCIRPManufacturingTechnology,57(2).p.736–749.[3]KorenY,HeiselU,JovaneF,MoriwakiT,PritschowG,UlsoyG,vanBrusselH.(2008)ReconfigurableManufacturingSystemsAnnalsoftheCIRPManufacturingTechnology,48(2).p.527–540.[4]ByrneG,DornfeldD,DenkenaB.(2003)AdvancingCuttingTechnologyAnnalsoftheCIRPManufacturingTechnology,52(2).p.483.[5]LappC(2002)IdentifikationundRegelungvonBearbeitungskra¨ftenandirektgetriebenenVorschubeinheiten,Dr.-Ing.Dissertation,Universityof[6]RaibertM,CraigJ(1982)HybridPosition/ForceControlofManipulators.inBradyM,HollerbachJ,JohnsonT,LozanoPerezT,MasonM,(Eds.)RobotMotion:PlanningandControl.MITPress,Cambridge,pp.419–438.[7]PritschowG,FritzS(2004)RekonstruktionvonProzesskra¨ftenbeiDirektantriebenunterVerwendungdesFerraris-Sensors.AutonomeProduktion,Springer,Berlin.[8]To¨nshoffHK,InasakiI(2001)SensorsinManufacturing.Wiley-VCH.ISBN3-527r-r29558-5.[9]ByrneG,DornfeldD,InasakiI,KettelerG,Ko¨nigW,TetiR.(1995)ToolConditionMonitoring(TCM)—TheStatusofResearchandIndustrialApplicationAnnalsoftheCIRPManufacturingTechnology,44(2).p.541–567.[10]DenkenaB,Mo¨hringH-C,LitwinskiKM(2008)Designofdynamicmultisensorsystems.ProductionEngineeringandResearch,(3).327–331.[11]NeugebauerR,DenkenaB,WegenerK.(2007)MechatronicSystemsforMachineToolsAn