ANYANGINSTITUTEOFTECHNOLOGYPLC控制立式單面前軸主銷孔上下面組合機床1 2.2立式單面前軸主銷孔上下面組合機床及其構成 2.3立式單面前軸主銷孔上下面組合機床的加工過程 2.5.1電氣控制系統設計的任務和內容 23.2.1PLC控制系統設計的基本 3.2.2PLC控制系統設計的基本內容與步驟 3 48 4PLC控制立式單面前軸主銷孔上下面組合機床設計摘要基于當今機械加工行業的迅速發展，尤其是汽車制造業的飛速發展，以加工效率高為特色的組合機床在生產中的應用也日益廣泛。實際中加工汽車前軸主銷孔上下面的通用機床不但加工速度慢而且加工精度不高，為彌補通用機床的這一缺陷，相應的組合機床應運而生從而也提高生產效率和工件加工精度。立式單面前軸主銷孔上下面組合機床就是用來粗銑加工汽車前軸主銷孔上下面的。要完好地實現汽車制造，其各個部件的各個工序的56工業生產的各個領域，無論是過程控制系統還是傳動控制系統，都包含著大量的開關這類手動控制適應于一些容量小、操作單一的場合。隨后發展為采用自動控制電器的繼電器-接觸器控制系統。這種控制系統主要由一些繼其特點是結構簡單，價格低廉，維護方便，抗干擾強，因此廣泛應用于各種機械設備上。并且該系統不僅可以方便的實現生產過程自動化，而且還可以實現集中控制和遠距離控隨著生產力的發展和科技的進步，人們對所使用的控制設備提出新的更高的要求。在紀70年代出現了以一位微處理機為核心的可變程序控制器，又稱為工業控制單元7利用刀具對金屬毛坯進行切削，從而加工出機械零件的工作機械就叫做切削機床，簡電力拖動方式經過幾十年的發展、演變，其控制方式也由動機拖動機床的主軸和給進系統。實現對主軸轉速和給進量的控制是機床控制系統要完成自動控制是現代機床的主要控制手段。即使采用其他控制方法，也離不開電氣自動控制的8配合，而且電氣自動控制程度越高，機床的加工性能、控制設備傳動機構反饋裝置工作機械其中，反饋裝置只在閉環系統中才會需要，開環系統則不需要。反饋裝置往往采用控制電動機來實現反饋功能。控制設備傳統采用繼電器-接觸器控制系統，因繼電器、接觸動機時，也就是說有電動機通過傳動機構帶動工作機構進行工作時，這種拖動方式就稱為一般來說，機床電力拖動系統是將電能轉化為機械能，是由使機器動作的電動機、電9組合機床是由一些通過用部件和按加工需要而設計的專用部件組成的高效率自動化或半自動化的專用機床。在此類機床上可進行鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、車削、銑組合機床的通用部件中的動力部件有動力頭和動力滑臺。動力頭能同時完成刀具切削立式單面前軸主銷孔上下面組合機床也可以稱為立式單面粗銑前軸主銷孔上下面組合1）工作臺：將需要加工的零件固定在操作臺上，工件三面定位，液壓夾緊，由主軸電機帶動刀具進行銑削面加工，加工內容有移動工作臺配合控制。2）冷卻裝置：采用大流量冷卻，由冷卻電機和油冷電機分別控制。以保證機床工作在允許的溫度范圍，同時也保證機床能夠長時間的處于工作狀態，在銑削加工過程中不會3）沖屑裝置：將加工產生的鐵屑沖刷掉，保持工作臺的清潔才能保證零件加工的精4）排屑裝置：采用磁刮板自動排屑，鐵屑被排放在水槽堆積，排屑電機帶動磁鐵鏈5）潤滑裝置：采用遞進式自動集中潤滑，給機床加入潤滑油以減小磨擦。圖2-1立式單面前軸主銷孔上下面組合機床的結構分布圖電氣控制柜是立式單面前軸主銷孔上下面組合機床的電氣控制部分，是本設計的主要第一步，電氣元件的布置，即在已設計好的空機柜中布置如可編程控制器PLC、熔斷器、交流接觸器、繼電器、直流穩壓電源變壓器等電氣元件。布置完之后，按照設計的電第二步，電氣元件的安裝，即根據布置后的元器件分布圖，并按照已設計的電器硬件液壓站由各種液壓油缸組成，通過液壓裝置的配合完成被加工機件的加緊以及工作滑機床的加工工作過程概括起來可分為上件過程、銑削面過程、下件過程和其他輔助動上件過程是有夾緊油缸和抱緊油缸及其相應裝置相互配合共同完成的。整個過程主要銑削面過程是整個加工過程的核心環節，它是半自動化的加工過程。該加工過程的完成主要是依賴主軸電機和液壓移動工作臺的協同工作。其具體過程如下：在上件過程結束后工件已被放到工作臺上，通過相應按鈕啟動半自動加工程序，移動工作臺在相應的液壓該過程與上件過程相似，也是有夾緊油缸、抱緊油缸以及相應的夾具和抱緊裝置共同圖2-2機床動作工序圖該組合機床是為了完成汽車前軸主銷孔的上下面的銑削而設計的，要順利的完成加工性較大。因此，要求主軸電動機有停車制動控制，以提高生產機械電氣控制系統設計的基本任務是根據控制要求設計、編制出設備制造和使用最大限度的滿足生產機械和生產工藝對電氣控制系統的要求。電氣控制系統設計的依設計方案要合理。在滿足控制要求的前提下，設計方案應力求簡單、經濟、便于操作機械設計和電氣設計應相互配合。許多生產機械采用機電結合控制的方式來實現控制要求，因此要從工藝要求、制作成本、結構復雜性、使用維護方便等方面協調處理好2.5.3PLC控制方案的選擇該機床控制系統可分手動和自動兩部分，其中自動控制部分有不同的控制方案，既可只要改變程序，就可適應生產工藝的改變，并且可以實現開關量和模擬量的控制，因系統的運營成本；而對于PLC來說，只需要該變程序就可以實現較復雜的控制功能。繼電接觸器控制系統要擴充、改裝都必須重新設計重新配置；而PLC在I/O點數及內容允許范圍內，可以擴充。與傳統繼電接觸器控制系統相比，PLC體積小、重量輕、結構緊湊、開發周期短，安裝和維護工作量小，PLC還有完善的監控和自診斷功能，可以及時發現和排除故障。微機控制和PLC控制在實現自動控制上也有所而PLC是專用的通用機，下面就此兩種控制方式進行比較：應用范圍微機除應用于控制領域外，還大量用于科學計算、數據處理、計算機通信運算速度和存儲容量微機運算速度快，一般為微秒級。因有大量的系統軟件和應用微機的十分之一左右。PLC是微機技術和控制技術相結合的產物，其核心部件是微處理器，它是一種用于控編程器編程器用戶程序存儲器系統程序存儲器），各種外部設備的通信，實現模擬量控制功能。通電氣控制系統設計的目的在于實現被控對象即生產設備或生產過程的工藝要求，以提最大限度的滿足被控對象的控制要求。設計前應深入現場進行調查研究，搜集資料，并與機械部分的設計人員和實際操作人員密切配合，共同擬定電氣控制方案，協同解在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統簡單、經濟，使用及維修方便。保證控制系統的安全、可靠。機型選擇的基本原則應是在功能滿足要求的情況下，保證可靠、維護使用方便以及最佳的性能價格比。具體應考慮以下幾方面。結構合理對于工藝過程比較固定、環境條件較好（維修量較小）的場合，選用整體式結構；其他情況則選用模塊式結構PLC。功能合理對于開關量控制的工程項目，對其控制速度無須考慮，一般的低檔機就能滿足要求。對于以開關量為主、帶少量模擬量控制的項目，可選用帶A/D、D/A轉換、其功能和編程方法統一，有利于技術力量的培訓、技術水平的提高和功能的開發；其外圍設備通用，資源可共享，配以上位機后，可把控制各獨立系統的多臺PLC連成一是否在線編程PLC的特點之一是使用靈活。當被控設備的工藝工程改變時，只需用編程控制器控制時需要兩個輸入及一個輸出；一個雙線圈電磁閥需要三個輸入及兩個輸表4-1典型傳動設備及電氣元件所需可變程序控制器I/O點數輸入點數輸出點數I/O總點數4372單向運行的籠型電動機4153可逆運行的籠型電動機5274單向變極電動機5385可逆變極電動機646單向運行的直流電動機967可逆運行的直流電動機82133253581-12-2-114-43-31-11-1-11-112-2輸出模塊的任務是將機器內部信號電平轉換為外部過程的控制信號。對于開關頻率用戶程序通過編程器鍵入主機內，最后是以機器語言的形式存放在內存中。同樣的程一個程序段中的接點數與存放該程序段所代表的機器語言所需的內存字數的比值稱為內系統中，開關量輸入和開關量輸出的比為6:4。這方面的經驗公式是具有模擬量控制的系統就要用到數字傳送和運算的功能指令，這些功能指令的利用率用戶程序優劣對程序長短和運行時間都有較大影響。對于同樣的系統，不同用戶編寫計選用一個小型低檔模塊式PLC實現對機床的控制，應廠家要求選用三菱系列PLC，點數剛好滿足本設計輸入/輸出點數要求，同時還留表4-2輸入/輸出點數統計表輸入部分輸入部分工作方式選擇開接觸器關行程開關壓力繼電器液位繼電器輸入總點數輸入/輸出總點數49532代碼代碼HL8703繼電器指示燈輸出總點數輸出部分根據機床要完成的加工工序，再有伺服電動機、輔助電動機和電磁閥等執行器件的控電源進入機柜后先經過總閘開關T、S、R，再接入掛鎖開關進行控制。通過掛鎖開關電柜風扇用于控制機柜內的溫度，給各電氣元件提供適宜的溫度環境，所以當給5.2選擇控制系統電氣元件電器是所有電工器件的簡稱，凡是用來接通和斷開電路，以達到控制、調節、轉換和低壓電器種類繁多，用途廣泛，按應用場合的不同要求可以分為配電電器與控制電器斷控制，對控制電器的要求是：工作準確可低壓隔離器也稱刀開關，主要是在電源切斷后，將線路與電源明顯的隔開，以保障檢組合開關的刀片是轉動的，操作比較輕巧。組合開關在機床電氣設備中用做電源引入斷路器俗稱自動開關，用于不頻繁接觸、分斷線路正常工作電流，也能在電路中流過故障電流（短路、過載、欠電壓等）時，在一定時間內斷開故障電路的開關電器。低壓斷接觸器是一種能頻繁的接通和斷開遠距離用電設備主回路及其他大容量用電回路的自接觸器主要由電磁機構、觸頭系統和滅弧裝置三部分組成。接觸器在選用時應注意以*接觸器吸引線圈的電壓一般從人身和設備安全角度考慮，該電壓值可以選擇低一構，將它與設定值進行比較，當達到設定值時（過量或欠量中間機構就使執行機構產*電壓繼電器電壓繼電器可以對所接電路上的電壓高低做出動作反映。可分為過能力和觸頭數量進行放大。*時間繼電器時間繼電器是一種利用電磁原理或機械動作原理實現觸頭延時接通*熱繼電器熱繼電器是利用電流流過熱元件時產生的熱量，使雙金屬片發生彎曲而推動執行機構動作的一種保護電器。它主要用于交流電動機的過載保護、斷相及電流不平衡運動的保護及其他電氣設備發熱狀態的控制。熱繼電器還常與交流接觸器配合組成電磁啟動器，廣泛用于三相異步電機的長期過載保護。熔斷器是一種利用金屬導體為熔體串聯于電路中，當過載或短路電流通過熔體時，因主令電器用于發布操作命令以接通和分斷控制電路。常見類型有按鈕位置開關位置開關主要用于將機械位移轉變為電信號，用來控制生產機械的動作。這里主要介紹行程開關。它是一種按工作機械的行程，發出操作命令的位置開關。主要用于機床、自動生產線和其他生產機械的限位及流程控制。當機械的運動部件撞擊觸桿時，觸桿下移使常閉觸點斷開，常開觸點閉合；當運動部件離開后，在復位彈簧萬能轉換開關萬能轉換開關是一種多擋式控制多回路的開關電器。主要用于電氣控萬能轉換開關由凸輪機構、觸頭系統和定位裝置等部分組成。它依靠操作手柄帶動轉會直接控制閥芯位移，來實現液體的溝通、切斷和方向變換，操縱各種機構動作如氣缸I=P/(1.732*U*COSφ*η)=P/(1.732*0.3表5-1各電機的額定電流14665載，應考慮其啟動電流，所以應選用額定電流大一級的開關。將所有電機的電流總和為40.78A，所以要選擇額定電流為50A的電源開關和63A的掛鎖開關。通過選擇整理得元件明細表如表5-3所示。表5-3組件明細表類別WWWWW數量44121LAY5-10W1W1W1WWWWWW色WW1W1W1W2W2W2W6W1W1W1W1W3W2W3W1W1WW6板WW2WW2W6WWWW2WM20*1.5/AD15.8W2M48*2/AD42.5WWWWWW燈W座WW工作臺工作臺5.4電器安裝圖設計及接線圖繪制置系統及液壓啟動按鈕和故障時的急停按鈕；