金屬切削機(jī)械控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　金屬切削機(jī)械控制系統(tǒng)</p><p>　　摘要:可編程序控制器(PLC)因其完善的功能、高可靠性、高性能價(jià)格比等特點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。本文介紹了PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)金屬切削機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的研制，從硬件配置和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)方面介紹控制系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)。PLC極大地提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。文章給出了軟硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路，包括電氣控制要求、電氣原理圖設(shè)計(jì)分析、元件選型、程序設(shè)計(jì)方法等。</p&g

2、t;<p>　　金屬切削機(jī)床具有控制功能強(qiáng)、可靠性高、性能穩(wěn)定、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。在第一部分，簡(jiǎn)要介紹了機(jī)床的機(jī)械系統(tǒng)組成和相關(guān)的動(dòng)作過程；從幾個(gè)方面比較分析了繼電器控制和PLC控制的優(yōu)缺點(diǎn)。第二部分，依據(jù)所給的主要技術(shù)參數(shù)和電氣控制要求，設(shè)計(jì)了硬件系統(tǒng)，并具體說明了系統(tǒng)工作原理和控制系統(tǒng)的實(shí)際實(shí)踐；選擇確定所用元件的型號(hào)和數(shù)量。第三部分，繪制順序功能圖、梯形圖。軟件設(shè)計(jì)包括公用程序、單步程序、全自動(dòng)程序、故障報(bào)警程序,

3、并加以適當(dāng)?shù)奈淖终f明。</p><p>　　運(yùn)行結(jié)果表明該系統(tǒng)完全達(dá)到了設(shè)計(jì)規(guī)定的性能指標(biāo)和要求，且運(yùn)行可靠，具有實(shí)用價(jià)值。</p><p>　　關(guān)鍵詞：可編程序控制器 硬件 軟件 自動(dòng)化水平 運(yùn)行可靠</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1金屬切削機(jī)械控制的前景&

4、lt;/p><p>　　金屬切削機(jī)械控制系統(tǒng)是根據(jù)工件的加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組成的一種高效專用機(jī)床。目前，金屬切削機(jī)械控制系統(tǒng)主要用于平面加工和孔加工兩類工序。組合機(jī)床在汽車，拖拉機(jī)，柴油機(jī)，電機(jī)，儀器儀表，軍工及縫紉機(jī)，自行車等輕加工行業(yè)的大批量生產(chǎn)中以獲得廣泛的應(yīng)用。對(duì)一些中小批量生產(chǎn)的企業(yè)，如：機(jī)床，機(jī)車，工程機(jī)械等制造業(yè)中也已廣泛應(yīng)用。組合機(jī)床是按系列標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)的通用部件和按被加

5、工零件的形狀及加工工藝要求設(shè)計(jì)的專用部件組成的專用機(jī)床。</p><p>　　1.2金屬切削機(jī)械控制系統(tǒng)的用途介紹及基本結(jié)構(gòu) </p><p>　　1.2.1金屬切削機(jī)械控制系統(tǒng)的用途</p><p>　　金屬切削機(jī)械控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)是對(duì)零件進(jìn)行鉆孔，擴(kuò)孔，攻絲等工序的加工；采用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)傳送零件，按照工藝流程分為三個(gè)公位進(jìn)行加工，并安排一個(gè)裝卸工位來裝卸工件。工作

6、示意圖如下： </p><p>　　圖 1 -- 1</p><p>　　1.3金屬切削機(jī)械控制系統(tǒng)的工作情況及拖動(dòng)方式</p><p>　　1.3.1金屬切削機(jī)械控制系統(tǒng)的基本工作情況</p><p>　　當(dāng)用人工將一個(gè)工件安裝在夾具上，且三個(gè)加工工位的動(dòng)力頭已加工完成，且退回到原位后，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)自動(dòng)微抬，抬起到位后，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)自動(dòng)轉(zhuǎn)位

7、；轉(zhuǎn)位到位后，自動(dòng)定位加緊；加緊后，即向各工位發(fā)出向前的主令；各工位動(dòng)力頭按自己的程序進(jìn)行加工，與次同時(shí)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)自動(dòng)復(fù)位，為下次轉(zhuǎn)位準(zhǔn)備。各工位加工完成，向系統(tǒng)匯報(bào)完成信號(hào)；同時(shí)各工位動(dòng)力頭自動(dòng)退回原位，回到原位后，即向系統(tǒng)匯報(bào)原位信號(hào)；當(dāng)所有工位動(dòng)力頭回到原位，裝卸工人又裝好了新的工件時(shí)，則系統(tǒng)又可開始進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)的加工，具體如 圖1-1 所示下：</p><p>　　1.3.2金屬切削機(jī)械控制系統(tǒng)的拖動(dòng)方

8、式</p><p>　　本設(shè)計(jì)的機(jī)床采用液壓與電動(dòng)機(jī)（采用三相鼠籠式交流電動(dòng)機(jī)）相結(jié)合的動(dòng)力方式。</p><p>　　進(jìn)給系統(tǒng)為液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，系統(tǒng)包括如下：工件夾緊液壓系統(tǒng)，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，鉆孔進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，擴(kuò)孔進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，攻絲進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。工作系統(tǒng)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)（典型起保停電路控制），電動(dòng)機(jī)包括如下：液壓泵電動(dòng)機(jī)，冷卻泵電動(dòng)機(jī)，鉆孔頭驅(qū)電動(dòng)機(jī)，擴(kuò)孔頭驅(qū)電動(dòng)機(jī)，攻絲頭驅(qū)電動(dòng)機(jī)

9、。</p><p>　　1.3.3機(jī)床的工作原理</p><p>　　當(dāng)用人工將一個(gè)工件安裝在夾具上，且三個(gè)加工工位的動(dòng)力頭已加工完成，并退回到原位后，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)自動(dòng)微抬。抬起到位，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)自動(dòng)轉(zhuǎn)位。轉(zhuǎn)位到位后，自動(dòng)定位夾緊。夾緊后，即向各工位發(fā)出向前主令，各工位動(dòng)力頭按自己的程序進(jìn)行加工。與此同時(shí)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)自動(dòng)復(fù)位，為下次轉(zhuǎn)位作準(zhǔn)備。各工位加工完成，向系統(tǒng)匯報(bào)完成信號(hào)。同時(shí)各工位動(dòng)力頭自

10、動(dòng)退回原位，回到原位后，即向系統(tǒng)匯報(bào)原位信號(hào)。當(dāng)所有工位動(dòng)力頭都回到原位，裝卸工位又裝好了新的工件時(shí)，則系統(tǒng)又可開始進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)的加工。</p><p>　　1.4 電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)部分設(shè)計(jì)要求</p><p>　　液壓電動(dòng)機(jī)、冷卻泵電動(dòng)機(jī)、鉆孔和擴(kuò)孔動(dòng)力頭主軸電動(dòng)機(jī)：由于這些電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)所消耗的功率非常低，且頻繁停止和啟動(dòng)電機(jī)會(huì)降低電機(jī)使用壽命，在機(jī)床運(yùn)行的整個(gè)過程中，它們不停機(jī)也不會(huì)影響機(jī)

11、床的正常工作，因此，只要工作人員在機(jī)床現(xiàn)場(chǎng)就可以讓它們一直啟動(dòng)運(yùn)行，直到操作人員離開機(jī)床時(shí)才將它們停止。此外，在機(jī)床運(yùn)行的整個(gè)過程中，也不需要這些電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)，因此，對(duì)這些電動(dòng)機(jī)只要能實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、保持和停止控制即可。</p><p>　　攻絲電動(dòng)機(jī)：由于攻絲動(dòng)力頭主軸有“正轉(zhuǎn)攻絲”和“反轉(zhuǎn)攻絲”的要求，而其主軸的正、反轉(zhuǎn)需由其拖動(dòng)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)，因此應(yīng)能對(duì)攻絲動(dòng)力脫主軸電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)“正轉(zhuǎn)”與“反轉(zhuǎn)”的控制。</p

12、><p>　　1.5液壓拖動(dòng)部分的控制要求</p><p>　　對(duì)于機(jī)床的各單機(jī)而言，要求具有手動(dòng)和半自動(dòng)兩種工作方式。</p><p>　　單機(jī)手動(dòng)：即按下某個(gè)單機(jī)的某一步的手動(dòng)按鈕，該單機(jī)就進(jìn)行該步的運(yùn)行；松開該按鈕，該步就停止運(yùn)行。這種工作方式用來檢查或調(diào)整各單機(jī)每一步的檢測(cè)元件和運(yùn)行狀態(tài)。</p><p>　　單機(jī)半自動(dòng)：即按下某單機(jī)的啟

13、動(dòng)按鈕后，該單機(jī)即啟動(dòng)運(yùn)行，在自動(dòng)完成其一個(gè)循環(huán)，回到原位后自動(dòng)停下來。這種工作方式主要用來對(duì)單機(jī)一個(gè)循環(huán)過程的檢查與調(diào)試。</p><p>　?。?）對(duì)于整個(gè)機(jī)床而言，要求具有全機(jī)半自動(dòng)、全機(jī)全自動(dòng)和全機(jī)自動(dòng)回原點(diǎn)工作方式。</p><p>　　全機(jī)半自動(dòng)：即在按下啟動(dòng)按鈕后，機(jī)床啟動(dòng)，其各部分協(xié)調(diào)一致地運(yùn)行一個(gè)循環(huán)并回到原位后自動(dòng)停下來。這種工作方式用來對(duì)整個(gè)機(jī)床一個(gè)循環(huán)過程的檢查和調(diào)

14、試。</p><p>　　全機(jī)全自動(dòng)：即按下啟動(dòng)按鈕后，機(jī)床啟動(dòng)，其各部分協(xié)調(diào)一致地運(yùn)行，運(yùn)行完一個(gè)循環(huán)時(shí)不停機(jī)，而是一個(gè)循環(huán)接著一個(gè)循環(huán)地運(yùn)行下去，直至按下停止按鈕為止。這種工作方式用來對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行批量加工。</p><p>　　全機(jī)自動(dòng)回原點(diǎn)：即按下自動(dòng)回原點(diǎn)的啟動(dòng)按鈕后，機(jī)床的各單機(jī)即從它們當(dāng)前所處的任意位置啟動(dòng)，向它們各自的原位有步驟地返回，回到原位后自動(dòng)停止。這種工作方式用來提

15、高全機(jī)回原點(diǎn)的操作效率，為單機(jī)半自動(dòng)、全機(jī)自動(dòng)/半自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行做準(zhǔn)備。</p><p>　?。?）保護(hù)環(huán)節(jié)：在控制系統(tǒng)中應(yīng)該采用各種保護(hù)措施，以確保人身設(shè)備安全。因此，保護(hù)環(huán)節(jié)是機(jī)床電氣控制系統(tǒng)不可缺少的組成部分?？刂葡到y(tǒng)的保護(hù)環(huán)節(jié)應(yīng)包括短路保護(hù)、過載保護(hù)、失壓保護(hù)和超節(jié)拍保護(hù)。</p><p>　　短路保護(hù)：用來防止電動(dòng)機(jī)及其主電路和控制電路免遭短路電流的損壞。</p>&

16、lt;p>　　過載保護(hù)：電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期超載運(yùn)行，會(huì)使得電機(jī)繞組溫升超過允許值，機(jī)內(nèi)材料壽命減小，甚至燒壞。因此應(yīng)對(duì)機(jī)床應(yīng)設(shè)置過載保護(hù)。</p><p>　　失壓保護(hù)：如果由于某種原因，電網(wǎng)電壓突然消失，正在運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)就會(huì)停止運(yùn)行。但是，在電源重新恢復(fù)供電時(shí)，電動(dòng)機(jī)又會(huì)自行啟動(dòng)。這種情況容易造成生產(chǎn)設(shè)備的損壞，甚至人身事故。因此，必須采起失壓保護(hù)措施。</p><p>　　超節(jié)拍保護(hù)：如

17、果機(jī)床的刀具嚴(yán)重磨損，其加工零件的直徑就會(huì)小于預(yù)定值，從而導(dǎo)致次品甚至廢品的出現(xiàn)，為此需要超節(jié)拍保護(hù)。</p><p>　?。?）信號(hào)顯示與故障報(bào)警：為了準(zhǔn)確地了解機(jī)床的工作狀態(tài)、工作進(jìn)程和迅速地找到故障點(diǎn)，需要設(shè)置信號(hào)顯示，信號(hào)顯示包括：工作方式顯示、工作過程顯示和故障顯示。為了在出現(xiàn)故障后能使操作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)，需要設(shè)置故障報(bào)警。</p><p>　　1.6設(shè)計(jì)任務(wù)和要求</p&g

18、t;<p>　　1.6.1為保證本次設(shè)計(jì)任務(wù)的完成，制定如下：</p><p>　　繪制完整的電氣控制原理圖，選擇電器元件，編制元件目錄表。</p><p>　　電氣設(shè)備總安裝接線圖。</p><p>　　電器板元件配置圖，接線圖，</p><p>　　控制面板元件布置圖，接線圖。</p><p>　　P

19、LC I/O接線圖，梯形圖。</p><p>　　各部分子程序梯形圖及指令表程序。</p><p>　　1.6.2本次設(shè)計(jì)的特殊要求</p><p>　　機(jī)床有四種工作狀態(tài)，即：連續(xù)自動(dòng)循環(huán)，一次循環(huán)，單機(jī)點(diǎn)動(dòng)調(diào) </p><p>　　整，單機(jī)半自動(dòng)，由萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行選擇。</p><p>　　每個(gè)

20、單機(jī)主軸在動(dòng)力頭由快退轉(zhuǎn)快進(jìn)時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)時(shí)；加工完畢時(shí)，動(dòng)</p><p>　　返回原位時(shí)，自動(dòng)停止。</p><p>　　遇故狀能自動(dòng)快速返回停車，含自動(dòng)及手動(dòng)兩種控制方式，并有報(bào)警環(huán)節(jié)。</p><p>　　回轉(zhuǎn)工作臺(tái)夾緊時(shí)，應(yīng)保證有一定的夾緊力；當(dāng)失壓時(shí)，應(yīng)有保護(hù) 環(huán)節(jié)。</p><p>　　設(shè)置緊急停車環(huán)節(jié)，含手動(dòng)與自動(dòng)，并有報(bào)警顯

21、示。</p><p>　　要有局部照明，且使用安全電壓24V交流。</p><p>　　有必要的燈光顯示，電氣保護(hù)環(huán)節(jié)與連鎖環(huán)節(jié)。</p><p>　　設(shè)置預(yù)停環(huán)節(jié)，由手動(dòng)與自動(dòng)兩種控制方式。</p><p>　　第二章 控制方案的論證</p><p>　　2.1 控制系統(tǒng)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合</p>

22、<p>　　目前，應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的控制系統(tǒng)有繼電器控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、可編程序控制器控制系統(tǒng)三種。它們都有各自的特點(diǎn)。下面分別進(jìn)行介紹。</p><p>　　2.2.1 繼電器控制系統(tǒng) </p><p>　　繼電器控制系統(tǒng)是傳統(tǒng)的的控制系統(tǒng)，它采用硬件接線實(shí)現(xiàn)，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)及延時(shí)繼電器的滯后動(dòng)作等組合形成控制邏輯，完成既定的開關(guān)量的邏輯控制。</

23、p><p>　　在小型或簡(jiǎn)單的控制對(duì)象中，由于繼電器費(fèi)用不高且性能較穩(wěn)定，采用繼電器控制系統(tǒng)是適合的。</p><p>　　但它連線多而復(fù)雜，且體積大，功耗多，一旦系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，再想改變或增加功能十分困難。其外，繼電器觸點(diǎn)數(shù)目有限，其靈活性和擴(kuò)展性也很差，易受環(huán)境溫度和濕度的影響。</p><p>　　2.2.2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)</p><p>

24、;　　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是用單片處理器或工業(yè)微機(jī)、工業(yè)控制機(jī)組成的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。</p><p>　　它除了用于控制領(lǐng)域外，去主要用于科學(xué)計(jì)算，數(shù)據(jù)處理，計(jì)算機(jī)通訊等方面。微機(jī)對(duì)環(huán)境的要求較高，一般在干擾小，有一定溫度和濕度要求的機(jī)房?jī)?nèi)使用。它運(yùn)算速度快，一般為微妙級(jí)，為適應(yīng)大的系統(tǒng)軟件和豐富的應(yīng)用軟件，其存儲(chǔ)容量大，而切有豐富的程序設(shè)計(jì)語言。個(gè)人計(jì)算機(jī)有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理功能和圖形顯示功能，有豐富的軟件支持，是它們是

25、為辦公室自動(dòng)化和家庭設(shè)計(jì)的。</p><p>　　但單片機(jī)只是一片集成電路，不能直接將它與外部I/O相連。[2]要將它用于工業(yè)控制還要附加一些配套的集成電路和I/O接口電路，硬件設(shè)計(jì)、制作和程序設(shè)計(jì)的工作量相當(dāng)大，要求設(shè)計(jì)者具有較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)也是為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的。但是它的價(jià)格較高，其外部I/O接線一般都用多芯扁平電纜和插座，直接從印刷電路板上引出，不如可編程序控制器的接線端子

26、那樣方便可靠。</p><p>　　2.2.3可編程序控制系統(tǒng) </p><p>　　2.2.3.1可編程序控制器的特點(diǎn)</p><p>　　(1) 編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)</p><p>　　考慮到企業(yè)中一般牽強(qiáng)技術(shù)人員和技術(shù)工人的傳統(tǒng)讀圖習(xí)慣，可編程序控制器配備了他們易于接受和掌握的梯形圖語言]。簡(jiǎn)易編程器的操作和使用也很簡(jiǎn)單。工

27、廠的自控和電氣人員根據(jù)被控設(shè)備的具體情況，用他們最容易掌握的梯形圖語言編制用戶程序，即使不熟悉電子線路、不動(dòng)計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人，在在自動(dòng)化領(lǐng)域也大有用武之地。</p><p>　　(2) 硬件配套齊全，用戶使用方便</p><p>　　可編程序控制器配備有品種棄權(quán)的各種硬件裝置供用戶選用，用戶不必自己設(shè)計(jì)和制作硬件裝置[3]。用戶在硬件方面的設(shè)計(jì)工作，只是確定可編程序控制器的硬件配置

28、和設(shè)計(jì)外部接線圖而已?？删幊绦蚩刂破鞯陌惭b接線也很方便，各種外部接線都有相應(yīng)的接線端子。</p><p>　　(3) 通用性強(qiáng)，適用性強(qiáng)</p><p>　　由于可編程序控制器的系列化和模塊化，硬件配置相當(dāng)靈活，可以組成能滿足各種控制要求的控制系統(tǒng)。硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。</p><p>　　(4) 可靠性高，抗干擾能力

29、強(qiáng).</p><p>　　絕大多數(shù)用戶都將可靠性作為選擇控制裝置的首要條件。可編程序控制器采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。可以說，可編程序控制器是可靠度最高的工業(yè)控制設(shè)備。</p><p>　　(5) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小，維修方便</p><p>　　可編程序控制器使用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器

30、、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少?？删幊绦蚩刂破鞯奶菪螆D一般采用順序控制設(shè)計(jì)法。這種編程方法很有規(guī)律，容易掌握。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)梯形圖所花的時(shí)間比繼電器系統(tǒng)花的時(shí)間要少得多。</p><p>　　2.2.3.2可編程序控制器的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展方向</p><p>　　在發(fā)達(dá)的工業(yè)國家，可編程序控制器已經(jīng)廣泛應(yīng)用在所有的工業(yè)部門，隨著可編程序控制器性

31、能價(jià)格比的不斷提高，過去許多使用專用計(jì)算機(jī)的場(chǎng)合也可以使用可編程序控制器[4]?？删幊绦蚩刂破鞯膽?yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，主要有以下幾個(gè)方面：</p><p>　　(1)開關(guān)控制和順序控制</p><p>　　可編程序控制器最廣泛的應(yīng)用場(chǎng)合是在開關(guān)控制和順序控制領(lǐng)域。它的主要功能是完成開關(guān)邏輯運(yùn)算和進(jìn)行順序邏輯控制。</p><p><b>　　(2) 模擬控制&

32、lt;/b></p><p>　　過程控制點(diǎn)數(shù)不多，開關(guān)量控制較多時(shí)，可編程序控制器也用與作為模擬控制的控制設(shè)備。采用輸入輸出、PID等卡件可實(shí)現(xiàn)PID等反饋控制運(yùn)算或其他模擬量的控制運(yùn)算。</p><p>　　(3) 信號(hào)報(bào)警和連鎖系統(tǒng)</p><p>　　信號(hào)報(bào)警和連鎖系統(tǒng)是安全生產(chǎn)所需的。信號(hào)連鎖系統(tǒng)中，采用高可靠性的可編程序控制器是安全生產(chǎn)的需要。對(duì)安

33、全生產(chǎn)要求高的系統(tǒng)還可采用多重的檢出元件和連鎖系統(tǒng)，而對(duì)其中的邏輯運(yùn)算，可采用可編程序控制器的冗余方式實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　(4) 通信</b></p><p>　　將可編程序控制器作為下位機(jī)，與上位機(jī)或同級(jí)的可編程序控制器進(jìn)性通信，完成數(shù)據(jù)的處理和信息的交換，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程的信息控制和管理。[14]</p><p>　　PL

34、C控制技術(shù)從誕生至今，雖然只有30多年的歷史，但其發(fā)展勢(shì)頭迅猛。今后，PLC控制技術(shù)將主要朝如下幾個(gè)方面發(fā)展：</p><p><b>　　(1) 大型網(wǎng)絡(luò)化</b></p><p>　　PLC構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)將由多個(gè)PLC，多個(gè)I/O模塊相連，并可與工業(yè)計(jì)算機(jī)、以太網(wǎng)等相連構(gòu)成整個(gè)工廠的自動(dòng)控制系統(tǒng)。</p><p>　　(2) 模塊種類將豐富多彩

35、</p><p>　　為了適應(yīng)各種特殊功能的需要，各種智能模塊將層出不窮。它們的CPU與PLC的CPU并行工作，有利于提高PLC的掃描速度和完成特殊的控制要求。</p><p>　　(3) 小型化、成本低</p><p>　　小型PLC的基本特點(diǎn)是價(jià)格低，簡(jiǎn)單可靠，適用于回路或設(shè)備的單機(jī)控制，便于機(jī)電一體化。</p><p>　　(4) 匯編

36、語言高級(jí)化</p><p>　　除了梯形圖，語句表，流程圖外，一些PLC增加BASIC，C等編程語言。另外，將出現(xiàn)通用的、功能更強(qiáng)的組態(tài)軟件，進(jìn)一步改善開發(fā)環(huán)境，提高開發(fā)效率。</p><p>　　結(jié)合本設(shè)計(jì)的要求，所以我選擇可編程序控制系統(tǒng)。</p><p>　　2.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求</p><p>　　2.2.1 電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)部分設(shè)計(jì)要

37、求</p><p>　　液壓電動(dòng)機(jī)、冷卻泵電動(dòng)機(jī)、鉆孔和擴(kuò)孔動(dòng)力頭主軸電動(dòng)機(jī)：由于這些電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)所消耗的功率非常低，且頻繁停止和啟動(dòng)電機(jī)會(huì)降低電機(jī)使用壽命，在機(jī)床運(yùn)行的整個(gè)過程中，它們不停機(jī)也不會(huì)影響機(jī)床的正常工作，因此，只要工作人員在機(jī)床現(xiàn)場(chǎng)就可以讓它們一直啟動(dòng)運(yùn)行，直到操作人員離開機(jī)床時(shí)才將它們停止。此外，在機(jī)床運(yùn)行的整個(gè)過程中，也不需要這些電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)，因此，對(duì)這些電動(dòng)機(jī)只要能實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、保持和停止控制即

38、可。</p><p>　　攻絲電動(dòng)機(jī)：由于攻絲動(dòng)力頭主軸有“正轉(zhuǎn)攻絲”和“反轉(zhuǎn)攻絲”的要求，而其主軸的正、反轉(zhuǎn)需由其拖動(dòng)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)，因此應(yīng)能對(duì)攻絲動(dòng)力脫主軸電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)“正轉(zhuǎn)”與“反轉(zhuǎn)”的控制。</p><p>　　2.2.2液壓拖動(dòng)部分的控制要求</p><p><b>　　液壓拖動(dòng)部分，</b></p><p>　?。?/p>

39、1）對(duì)于機(jī)床的各單機(jī)而言，要求具有手動(dòng)和半自動(dòng)兩種工作方式。</p><p>　　單機(jī)手動(dòng)：即按下某個(gè)單機(jī)的某一步的手動(dòng)按鈕，該單機(jī)就進(jìn)行該步的運(yùn)行；松開該按鈕，該步就停止運(yùn)行。這種工作方式用來檢查或調(diào)整各單機(jī)每一步的檢測(cè)元件和運(yùn)行狀態(tài)。</p><p>　　單機(jī)半自動(dòng)：即按下某單機(jī)的啟動(dòng)按鈕后，該單機(jī)即啟動(dòng)運(yùn)行，在自動(dòng)完成其一個(gè)循環(huán)，回到原位后自動(dòng)停下來。這種工作方式主要用來對(duì)單機(jī)一個(gè)循

40、環(huán)過程的檢查與調(diào)試。</p><p>　　（2）對(duì)于整個(gè)機(jī)床而言，要求具有全機(jī)半自動(dòng)、全機(jī)全自動(dòng)和全機(jī)自動(dòng)回原點(diǎn)工作方式。</p><p>　　全機(jī)半自動(dòng)：即在按下啟動(dòng)按鈕后，機(jī)床啟動(dòng)，其各部分協(xié)調(diào)一致地運(yùn)行一個(gè)循環(huán)并回到原位后自動(dòng)停下來。這種工作方式用來對(duì)整個(gè)機(jī)床一個(gè)循環(huán)過程的檢查和調(diào)試。</p><p>　　全機(jī)全自動(dòng)：即按下啟動(dòng)按鈕后，機(jī)床啟動(dòng)，其各部分協(xié)調(diào)一

41、致地運(yùn)行，運(yùn)行完一個(gè)循環(huán)時(shí)不停機(jī)，而是一個(gè)循環(huán)接著一個(gè)循環(huán)地運(yùn)行下去，直至按下停止按鈕為止。這種工作方式用來對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行批量加工。</p><p>　　全機(jī)自動(dòng)回原點(diǎn)：即按下自動(dòng)回原點(diǎn)的啟動(dòng)按鈕后，機(jī)床的各單機(jī)即從它們當(dāng)前所處的任意位置啟動(dòng)，向它們各自的原位有步驟地返回，回到原位后自動(dòng)停止。這種工作方式用來提高全機(jī)回原點(diǎn)的操作效率，為單機(jī)半自動(dòng)、全機(jī)自動(dòng)/半自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行做準(zhǔn)備。</p><p

42、>　?。?）保護(hù)環(huán)節(jié)：在控制系統(tǒng)中應(yīng)該采用各種保護(hù)措施，以確保人身設(shè)備安全。因此，保護(hù)環(huán)節(jié)是機(jī)床電氣控制系統(tǒng)不可缺少的組成部分?？刂葡到y(tǒng)的保護(hù)環(huán)節(jié)應(yīng)包括短路保護(hù)、過載保護(hù)、失壓保護(hù)和超節(jié)拍保護(hù)。</p><p>　　短路保護(hù)：用來防止電動(dòng)機(jī)及其主電路和控制電路免遭短路電流的損壞。</p><p>　　過載保護(hù)：電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期超載運(yùn)行，會(huì)使得電機(jī)繞組溫升超過允許值，機(jī)內(nèi)材料壽命減小，甚至燒

43、壞。因此應(yīng)對(duì)機(jī)床應(yīng)設(shè)置過載保護(hù)。</p><p>　　失壓保護(hù)：如果由于某種原因，電網(wǎng)電壓突然消失，正在運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)就會(huì)停止運(yùn)行。但是，在電源重新恢復(fù)供電時(shí)，電動(dòng)機(jī)又會(huì)自行啟動(dòng)。這種情況容易造成生產(chǎn)設(shè)備的損壞，甚至人身事故。因此，必須采起失壓保護(hù)措施。</p><p>　　超節(jié)拍保護(hù)：如果機(jī)床的刀具嚴(yán)重磨損，其加工零件的直徑就會(huì)小于預(yù)定值，從而導(dǎo)致次品甚至廢品的出現(xiàn)，為此需要超節(jié)拍保護(hù)。&

44、lt;/p><p>　　（4）信號(hào)顯示與故障報(bào)警：為了準(zhǔn)確地了解機(jī)床的工作狀態(tài)、工作進(jìn)程和迅速地找到故障點(diǎn)，需要設(shè)置信號(hào)顯示，信號(hào)顯示包括：工作方式顯示、工作過程顯示和故障顯示。為了在出現(xiàn)故障后能使操作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)，需要設(shè)置故障報(bào)警。</p><p>　　2．3．1電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)部分</p><p>　　液壓電動(dòng)機(jī)、冷卻電動(dòng)機(jī)、擴(kuò)孔電動(dòng)機(jī)、鉆孔電動(dòng)機(jī)因?yàn)橹恍柽M(jìn)行啟、保、?？?/p>

45、制，控制要求簡(jiǎn)單，因此可以采用繼電器控制方案來控制[10]。</p><p>　　攻絲電動(dòng)機(jī)因?yàn)橛姓⒎崔D(zhuǎn)控制的要求，而其正、反轉(zhuǎn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換與機(jī)床的工作進(jìn)程有關(guān)，因此，若用繼電器控制方案來控制，勢(shì)必要用到許多中間繼電器，這將會(huì)增大控制系統(tǒng)的安裝接線工作量，降低控制系統(tǒng)工作的可靠性，給修改控制程序帶來麻煩，因此不宜采用這種控制方案。若用單片機(jī)控制方案進(jìn)行控制,設(shè)計(jì)量大,環(huán)境要求高,抗擾能力差.也不宜采用。若采用PL

46、C控制方案進(jìn)行控制,對(duì)環(huán)境要求不高,工作可靠性高,而且更改程序方便。因此攻絲電動(dòng)機(jī)采用PLC控制方案進(jìn)行控制。</p><p>　　2．3．2液壓拖動(dòng)部分</p><p>　　該機(jī)床除主軸以外的運(yùn)動(dòng)部件都由液壓拖動(dòng)系統(tǒng)拖動(dòng)。機(jī)床的工作循環(huán)過程由許多步組成，伴隨著步的進(jìn)展,其工作狀態(tài)也相應(yīng)發(fā)生改變。若用繼電器控制方案來控制，就需要很多的中間繼電器的。那樣安裝、接線工作量會(huì)很大，而且更改程序也

47、極不方便，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)也不易查找和排除。若用單片機(jī)控制方案進(jìn)行控制,設(shè)計(jì)量大,環(huán)境要求高,抗擾能力差，也不宜采用。</p><p>　　第三章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1電動(dòng)機(jī)電器控制線路的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1.1設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　該控制系統(tǒng)由主電路、控制電路、

48、照明電路、及向PLC供電的電路組成。對(duì)主電路要求有熔斷器，要有過載保護(hù)。每個(gè)電機(jī)采用起保停電路控制。</p><p>　　3.1.2電器元件的配置</p><p>　　在主電路中，所需要配置的電器元件有：三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)、刀開關(guān)、按鈕、接觸器、熱繼電器、熔斷器等[12]。這些元件的作用如下：</p><p>　　液壓泵電動(dòng)機(jī)M1：拖動(dòng)液壓泵,為液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。

49、</p><p>　　冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2：拖動(dòng)冷卻泵, 為冷卻系統(tǒng)提供動(dòng)力，以便對(duì)刀具和加工部位進(jìn)行冷卻，對(duì)刀具起保護(hù)作用，同時(shí)確保加工的精度。</p><p>　　鉆孔、擴(kuò)孔、攻絲動(dòng)力頭主軸電動(dòng)機(jī)M3、M4、M5：分別為鉆孔、擴(kuò)孔、攻絲動(dòng)力頭主軸的旋轉(zhuǎn)提供動(dòng)力。</p><p>　　刀開關(guān)QS：電源開關(guān),起隔離電源、安全檢修的作用。</p><p

50、>　　按鈕SB1、SB2：分別用來發(fā)布液壓泵電動(dòng)機(jī)M1的啟動(dòng)和停止命令。</p><p>　　按鈕SB3、SB4：分別用來發(fā)布冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的啟動(dòng)和停止命令。</p><p>　　按鈕SB5、SB6、SB7：分別用來發(fā)布鉆孔電動(dòng)機(jī)M3的啟動(dòng)和停止命令。</p><p>　　按鈕SB8、SB9、SB10：分別用來發(fā)布擴(kuò)孔電動(dòng)機(jī)M4的啟動(dòng)和停止命令。</p

51、><p>　　接觸器KM1、KM2、KM3、KM4：分別用來控制液壓泵電機(jī)、冷卻泵電機(jī)、鉆孔、擴(kuò)孔動(dòng)力頭主軸電機(jī)的電源的接通或斷開。</p><p>　　接觸器KM5、KM6：分別為攻絲動(dòng)力頭主軸電機(jī)M5的正、反轉(zhuǎn)接觸器。</p><p>　　熱繼電器FR1-FR5：分別用來對(duì)液壓泵電機(jī)、冷卻泵電機(jī)、鉆孔、擴(kuò)孔動(dòng)力頭主軸電機(jī)、攻絲動(dòng)力主軸電機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)。</p&

52、gt;<p>　　熔斷器FU1：用于對(duì)主電路的短路保護(hù)。</p><p>　　熔斷器FU2：用于控制電路的短路保護(hù)。</p><p>　　熔斷器FU3：用于照明回路的短路保護(hù)。</p><p>　　熔斷器FU4：用于向PLC供電電路的短路保護(hù)。</p><p>　　控制變壓器TC：根據(jù)負(fù)載電壓的要求調(diào)節(jié)電壓。</p>

53、<p>　　3.1.3電器元件型號(hào)的選擇</p><p>　　1.電動(dòng)機(jī)的選擇：整個(gè)裝備的電力拖動(dòng)方案取決于拖動(dòng)電機(jī),而拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的任務(wù)主要是確定其容量。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的容量是比較容易確定的，只要選擇電動(dòng)機(jī)的額定容量PN等于或大于負(fù)載額定或最大功率PL就可以。通常按公式確定：PN=PL/η</p><p>　　根據(jù)表2.1所列的各泵、動(dòng)力

54、頭主軸消耗的最大功率，并取η＝0.82，所以估算出各電動(dòng)機(jī)的額定容量為：</p><p>　　液壓泵電機(jī)M1的額定容量：4KW。</p><p>　　冷卻泵電機(jī)M2的額定容量：通常取100W。</p><p>　　鉆孔動(dòng)力頭主軸電機(jī)M3的額定容量：3KW。</p><p>　　擴(kuò)孔動(dòng)力頭主軸電機(jī)M4的額定容量：3KW。</p>

55、<p>　　攻絲動(dòng)力頭主軸電機(jī)M5的額定容量：3KW。</p><p>　　2.刀開關(guān)QS：刀開關(guān)的選用，主要是選擇其額定電流值，開關(guān)的額定電流只需等于或稍大于負(fù)載電路的額定電流即可。</p><p>　　3.熔斷器FU：熔斷體額定電流是個(gè)主要的技術(shù)參數(shù)。熔斷體的額定電流IR可按下列關(guān)系選擇IR=（1.5-2.5）IN。式中IN—電路中負(fù)載的額定電流。</p>&l

56、t;p>　　4.接觸器：機(jī)床用的是交流接觸器。常用的有CJ10、CJ12、CJ20等系列交流接觸器。交流接觸器主觸點(diǎn)電流可根據(jù)下面經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行選擇：IN=PN×1000/UN。</p><p>　　5.熱繼電器：熱繼電器的額定電壓和額定電流應(yīng)大于或等于被保護(hù)電動(dòng)機(jī)的額定電壓和額定電流。從一個(gè)產(chǎn)品系列中選擇熱繼電器的具體規(guī)格時(shí)，主要是依據(jù)額定電流值。</p><p>　　6、

57、控制變壓器：在選用控制變壓器時(shí)，首先應(yīng)滿足副邊線圈的個(gè)數(shù)和電壓值以及原邊電源電壓的數(shù)值。</p><p>　　主電路與其他電路所用到電器元件型號(hào)的選擇見表3.1。</p><p>　　表3.1 電器元件型號(hào)表</p><p>　　3.1.4原理圖的設(shè)計(jì)</p><p>　　金屬切削機(jī)床主電路的原理圖見圖3.1。</p><

58、p>　　圖3.1主電路原理圖</p><p>　　3.2攻絲電機(jī)及液壓拖動(dòng)部分的PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　該部分的設(shè)計(jì)包括：I/O設(shè)備的選擇、PLC機(jī)型的選擇、系統(tǒng)I/O元件的分配、PLC的I/O接線圖。</p><p>　　3.2.2 I/

59、O設(shè)備的選擇</p><p>　　通過輸入設(shè)備：按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)可以輸入?yún)?shù)給PLC控制系統(tǒng)；輸出設(shè)備：繼電器、接觸器、信號(hào)燈等是控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，I/O設(shè)備是PLC與控制對(duì)象連接的唯一橋梁。</p><p>　　輸入/輸出設(shè)備的選擇見表3.1</p><p>　　3.2.3 PLC機(jī)型的選擇</p><p>　　機(jī)型選擇的基本原則

60、是在滿足控制功能要求的前提下,擁有最佳的性能價(jià)格比。</p><p>　　具體應(yīng)考慮的因素如下所述：</p><p><b>　　（1）PLC的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　該機(jī)床的工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好、維修量較小，所以選用整體式結(jié)構(gòu)的PLC。其價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯，安裝方便。</p><p><b>　

61、?。?）指令功能</b></p><p>　　FX系列可編程序控制器提供了具有不同檔次功能的幾個(gè)子系列，可以根據(jù)系統(tǒng)的具體情況選用滿足要求的子系列。不需要聯(lián)網(wǎng)通信的小型開關(guān)量控制系統(tǒng)，可以選用價(jià)格便宜的FXOS系列；I/O點(diǎn)數(shù)多、控制功能復(fù)雜、要求聯(lián)網(wǎng)通信的系統(tǒng)可以選擇FX2N系列。</p><p>　?。?）PLC用戶存儲(chǔ)器容量</p><p>　　P

62、LC容量包括兩個(gè)方面：一是I/O點(diǎn)數(shù)；二是用戶存儲(chǔ)器的容量（字?jǐn)?shù)）。PLC容量的選擇除滿足控制要求外，還應(yīng)留有適當(dāng)?shù)脑Ａ?，以做備用。根?jù)經(jīng)驗(yàn)，在選擇存儲(chǔ)器容量時(shí)，一般按實(shí)際要求需要的10%-20%考慮容量。對(duì)于開關(guān)量控制系統(tǒng)，存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)為開關(guān)量I/O乘以8。</p><p>　　I/O點(diǎn)數(shù)也應(yīng)留有適當(dāng)裕量。根據(jù)被控對(duì)象的輸入和輸出信號(hào)的總點(diǎn)數(shù)，按實(shí)際需要的10%-15%考慮備用量。</p><

63、p>　　（4）PLC I/O模塊的類型</p><p>　　根據(jù)以上幾個(gè)要求，本課題選用FX2N-128MR-001型PLC作為攻絲動(dòng)力頭主軸電機(jī)及液壓拖動(dòng)部分的控制系統(tǒng)的控制設(shè)備。</p><p>　　3.2.4 PLC I/O元件的分配</p><p>　　根據(jù)PLC及其I/O元件選擇的結(jié)果，可對(duì)PLC I/O元件進(jìn)行分配，具體分配結(jié)果如表3.2所示。&l

64、t;/p><p>　　3.2.5 PLC的I/O接線圖</p><p>　　根據(jù)PLC輸入/輸出元件的分配表繪出PLC的I/O接線圖如圖3.3所示。</p><p>　　表3.2 PLC I/O元件分配表</p><p>　　圖3.3 PLC的I/O接線</p><p>　　第四章 金屬切削機(jī)床PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

65、</p><p>　　4.1軟件的組成及作用</p><p>　　本金屬切削機(jī)床PLC控制系統(tǒng)的軟件部分包括公用程序、全機(jī)自動(dòng)/半自動(dòng)程序、單機(jī)半自動(dòng)程序、單機(jī)手動(dòng)程序、全機(jī)自動(dòng)回原點(diǎn)、信號(hào)顯示和故障報(bào)警程序。圖4.1是本人設(shè)計(jì)部分的控制程序的總體結(jié)構(gòu)圖。</p><p><b>　　圖4-1</b></p><p>&

66、lt;b>　　4．2程序的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.2.1設(shè)計(jì)PLC梯形圖的公用程序段</p><p>　　梯形圖的公用程序段用于各程序段（單周期/連續(xù)循環(huán)程序段，單機(jī)半自動(dòng)程序段，單機(jī)手動(dòng)程序段，自動(dòng)回原點(diǎn)程序段，信號(hào)指示與故障報(bào)警程序段）的相互切換處理，如：當(dāng)系統(tǒng)處于單機(jī)半自動(dòng)程序段或自動(dòng)回原點(diǎn)程序段或單周期/連續(xù)循環(huán)程序段工作方式時(shí)，必須將除初始步以外的

67、各步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器M復(fù)位，否則當(dāng)系統(tǒng)從自動(dòng)工作方式切換回原程序段工作后，然后又返回工作程序段時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)同時(shí)有兩個(gè)活動(dòng)步的異常情況，引起錯(cuò)誤的動(dòng)作。我采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，設(shè)計(jì)梯形圖如 圖4—1。 </p><p><b>　　圖4—2</b></p><p>　　4.2.2設(shè)計(jì)PLC梯形圖的自動(dòng)程序段</p><p>　　四工位組合機(jī)床控制系統(tǒng)

68、的自動(dòng)程序段需完成系統(tǒng)在連續(xù)與單周期工作方式下自動(dòng)加工零件記數(shù)，超節(jié)拍定時(shí)，預(yù)停，等環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)時(shí)我采用順序控制設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)?？紤]的以上提過的工作要求及實(shí)際工作情形我設(shè)計(jì)了以下順序功能圖為：圖4—3。其梯行圖見附錄</p><p><b>　　圖4—3</b></p><p>　　4.2.4設(shè)計(jì)PLC梯形圖的半自動(dòng)程序段</p><p>　　四工位

69、組合機(jī)床控制系統(tǒng)的半自動(dòng)程序段的設(shè)計(jì)—為的是讓組合機(jī)床在對(duì)工作實(shí)際中僅加工單個(gè)零件的需要而應(yīng)用。我采用順序控制設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)。先設(shè)計(jì)其順序功能。在工作臺(tái)半自動(dòng)程序的設(shè)計(jì)中我們只考慮一般工作情況，對(duì)加工記數(shù)，超節(jié)拍定時(shí)，預(yù)停環(huán)節(jié)我都沒設(shè)計(jì)。此時(shí)鉆孔頭，擴(kuò)孔頭，攻絲頭工序我們也不考慮。 </p><p>　　設(shè)計(jì)PLC梯形圖的半自動(dòng)程序段</p><p>　　工作

70、實(shí)際中僅加工單個(gè)零件的需要而應(yīng)用。我采用順序控制設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)。先設(shè)計(jì)其順序功能.在工作臺(tái)半自動(dòng)程序的設(shè)計(jì)中我們只考慮一般工作情況，對(duì)加工記數(shù)，超節(jié)拍定時(shí)，預(yù)停節(jié)我都沒設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　圖4—5</b></p><p><b>　　圖4—6</b></p><p>　　在鉆孔半自動(dòng)程序的設(shè)計(jì)中我們只考慮一般工

71、作情況，對(duì)加工記數(shù)，超節(jié)拍定時(shí)，預(yù)停環(huán)節(jié)我都沒設(shè)計(jì)。此時(shí)工作臺(tái)，擴(kuò)孔頭，攻絲頭工序我們也不考慮，各工序的工作時(shí)間（等待步）也不需設(shè)計(jì)的。</p><p>　　在擴(kuò)孔半自動(dòng)程序的設(shè)計(jì)中我們只考慮一般工作情況，對(duì)加工記數(shù)，超節(jié)拍定時(shí)，預(yù)停環(huán)節(jié)我都沒考慮。此時(shí)工作臺(tái)，鉆孔頭，攻絲頭工序我們也不考慮，各工序的工作時(shí)間（等待步）也不需設(shè)計(jì)的。其梯行圖見附錄。順序功能圖見如下：圖4—7</p><p>

72、;<b>　　圖4—7 </b></p><p><b>　　圖4—8</b></p><p>　　在攻絲半自動(dòng)程序的設(shè)計(jì)中我們只考慮一般工作情況，對(duì)加工記數(shù)，超節(jié)拍定時(shí)，預(yù)停環(huán)節(jié)，遇故障自動(dòng)返回，緊急停止環(huán)節(jié)，我都沒設(shè)計(jì)。此時(shí)鉆孔頭，擴(kuò)孔頭，工作臺(tái)工序我們也不考慮 ，各加工工序的工作時(shí)間（等待步）也不需設(shè)計(jì)的。順序功能圖</p>

73、<p><b>　　圖4—9</b></p><p><b>　　圖4—10</b></p><p>　　設(shè)計(jì)PLC梯形圖的手動(dòng)（點(diǎn)動(dòng)）程序段</p><p>　　四工位組合機(jī)床控制系統(tǒng)的手動(dòng)程序段設(shè)計(jì)需完成系統(tǒng)在選擇手動(dòng) 按鈕（X3）下，再選擇點(diǎn)動(dòng)的部件（工作臺(tái)，鉆孔頭，擴(kuò)孔頭，攻絲頭）一種，后按下啟動(dòng)按鈕（X

74、15），方可再按下單機(jī)點(diǎn)動(dòng)按鈕的選擇按鈕，才可啟動(dòng)點(diǎn)動(dòng)部件。本設(shè)計(jì)的四個(gè)點(diǎn)動(dòng)部件不能同時(shí)啟動(dòng)，每次只能選擇一種，如：X5，X6，X7，X10。其輸入與輸出我都用與前面說的相同，在這我不在重復(fù)敘述。采用順序控制設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的手動(dòng)程序段的順序功能圖如下：圖4—11。其梯形圖見附錄</p><p><b>　　。</b></p><p>　　圖4—12 回轉(zhuǎn)臺(tái)手動(dòng)程序&

75、lt;/p><p>　　圖4—13 鉆孔動(dòng)力頭手動(dòng)程序</p><p>　　圖4—14 擴(kuò)孔動(dòng)力頭手動(dòng)程序</p><p>　　圖4—15 攻絲動(dòng)力頭手動(dòng)程序</p><p>　　設(shè)計(jì)PLC梯形圖的自動(dòng)回原點(diǎn)程序段</p><p>　　四工位組合機(jī)床控制系統(tǒng)的自動(dòng)回原點(diǎn)段設(shè)計(jì)需完成系統(tǒng)在任一情況下的各部件自動(dòng)回原點(diǎn)，其包

76、括：工作臺(tái)，鉆孔頭，擴(kuò)孔頭，攻絲頭在工作，故障，開機(jī)等情況下的自動(dòng)回各部件的原點(diǎn)處。采用順序控制設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的自動(dòng)回原點(diǎn)程序段的順序功能圖如下：圖4—16。其梯形圖見附錄</p><p>　　設(shè)計(jì)PLC梯形圖的信號(hào)指示及故障報(bào)警程序段</p><p>　　四工位組合機(jī)床系統(tǒng)的信號(hào)指示及故障報(bào)警程序段設(shè)計(jì)，我采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)。信號(hào)指示及故障報(bào)警程序段設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意電鈴報(bào)警是在自動(dòng)程序段

77、的超節(jié)拍（公用程序段的定時(shí)器T0動(dòng)作），自動(dòng)程序段預(yù)停環(huán)節(jié)（公用程序段的輔助繼電器M3動(dòng)作），自動(dòng)程序段完成加工的零件個(gè)數(shù)（公用程序段的計(jì)數(shù)器C0動(dòng)作），實(shí)驗(yàn)輸入等四種情況下工作。蜂鳴器報(bào)警是在電動(dòng)機(jī)過載（FR熱繼電器動(dòng)作），加工中的夾緊力不夠（壓力繼電器KP1動(dòng)作），工作中的油壓過大（壓力繼電器KP2動(dòng)作）。為區(qū)別兩者的響音，我在這用工作方式選擇開關(guān)自動(dòng)回原點(diǎn)（X4）區(qū)別，前者實(shí)驗(yàn)按鈕開關(guān)串常開，后者按鈕實(shí)驗(yàn)開關(guān)串常閉。采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法

78、設(shè)計(jì)此程序段，梯形圖見附錄</p><p><b>　　參考文獻(xiàn):</b></p><p>　　[1]廖常初·可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用[M]·重慶：重慶大學(xué)出版社，2001，1-7</p><p>　　[2]廖常初·可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)[M]·重慶：重慶大學(xué)出版社，2002，123-136&l

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