初稿-組合機(jī)床回轉(zhuǎn)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、需要圖紙聯(lián)系QQ：1834186366組合機(jī)床回轉(zhuǎn)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，伴隨著世界經(jīng)濟(jì)的全球化趨勢(shì)，制造業(yè)面臨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇，市場(chǎng)變化不可預(yù)測(cè)等新特點(diǎn)，市場(chǎng)的不斷變化要求制造業(yè)整體加快轉(zhuǎn)型，加速發(fā)展以滿足快速變換的市場(chǎng)需求。所謂組合機(jī)床是指針對(duì)一些特定的復(fù)雜零部件、特定復(fù)雜的加工工序進(jìn)行批量加工的組合機(jī)床專用設(shè)備，該類設(shè)備更加復(fù)雜，能顯著提升生產(chǎn)效率。近年來，機(jī)械制造業(yè)中組合機(jī)床的用途越來越廣泛，組合機(jī)床回轉(zhuǎn)工作臺(tái)是一種可以實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給和分度運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)，可提高加工效率，完成更多工藝，主要由原動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作臺(tái)等部分組成，并可進(jìn)行消隙和蝸輪夾緊，本文介紹了組

2、合機(jī)床的原理和應(yīng)用，并且設(shè)計(jì)了組合機(jī)床回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，并利用PLC實(shí)現(xiàn)了對(duì)組合機(jī)床回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的自動(dòng)控制，無疑是今后發(fā)展的方向。目錄第一章 概述1.1組合機(jī)床概述在現(xiàn)代化機(jī)械制造工業(yè)中，為了達(dá)到保證產(chǎn)品質(zhì)量、改善勞動(dòng)條件、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率及降低勞動(dòng)成本的目的，在工藝過程中，除機(jī)床等設(shè)備外還大量使用著各種工藝裝備。它包括夾具、模具、刀具、輔助工具及其測(cè)量工具等。專用機(jī)床是為了完成某一特定的加工對(duì)象或加工工序設(shè)計(jì)和制造的輔助裝備，通常使用很多刀具同時(shí)進(jìn)行切削加工，提高了生產(chǎn)效率，穩(wěn)定保證所加工零部件的質(zhì)量和一致性，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。專用機(jī)床往往針對(duì)某一特定零部件或者特定工序設(shè)計(jì)制造，當(dāng)產(chǎn)品更新或加工對(duì)象改變

3、后需要重新改裝，另行設(shè)計(jì)制造和安裝。組合機(jī)床是專用機(jī)床的改進(jìn)型，由通用部件及少量專用部件組合起來的高效率的機(jī)床，靈活性更高。其通用部件包括動(dòng)力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件等。動(dòng)力部件為組合機(jī)床提供主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)力箱、切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)，支承部件用以支承動(dòng)力滑臺(tái)，切削頭等，包括側(cè)底座、中間底座、支架、可調(diào)支架、立柱和立柱底座等。輸送部件用以輸送工件或主軸箱至加工工位，包括分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、環(huán)形分度會(huì)裝工作臺(tái)、分度鼓輪和往復(fù)移動(dòng)工作臺(tái)等。控制部件包括液壓站、電氣柜和操縱臺(tái)等控制元件。輔助裝置包括潤(rùn)滑裝置、冷卻裝置和排屑裝置等。組合機(jī)床克服了一般專用機(jī)床的缺點(diǎn)。它將專用機(jī)床上若干

4、具有一定功能的零件獨(dú)立組成各個(gè)通用的功能部件，再組合成為整體的機(jī)床系統(tǒng)，因而具有很高的靈活性。組合機(jī)床技術(shù)是機(jī)床裝備中的前沿科技，組合機(jī)床正朝著高精度、高生產(chǎn)率、柔性化、多品種、短周期、高可靠性發(fā)展。組合機(jī)床在工程機(jī)械工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。我國(guó)傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，主要針對(duì)批量生產(chǎn)大中型箱體類和軸類零件，完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺(tái)，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等復(fù)雜工序；新型柔性化組合機(jī)床運(yùn)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動(dòng)更換等新技術(shù)，配以可編程序控制器(PLC

5、)、數(shù)字控制(NC)等控制新技術(shù)，能通過任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)適應(yīng)多個(gè)不同的零部件加工。另外，近年來組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床等新型組合機(jī)床發(fā)展應(yīng)用十分迅速。使用組合機(jī)床縮短了設(shè)計(jì)與制造周期，由于組合機(jī)床的通用化程度高，通用零部件和標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)量多，在制造新機(jī)床時(shí)可以直接選用，這些通用零部件都是經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)多次反復(fù)修改定型的產(chǎn)品，使用性能穩(wěn)定，有利于保證加工質(zhì)量穩(wěn)定，需要設(shè)計(jì)和制造的只是少量專用零部件。提高了生產(chǎn)效率，可靠性和工藝性，因而可以組織成批生產(chǎn)，提高制造精度，降低機(jī)床成本，加快了專用機(jī)床的制造速度，自動(dòng)化程度高，便于維護(hù)，通用的易損件可以提前準(zhǔn)備。當(dāng)改變加工對(duì)象時(shí)，通用零

6、部件可以重新利用，改裝成新的專用機(jī)床，具有較為廣泛的適應(yīng)性和靈活性1.2回轉(zhuǎn)工作臺(tái)概述在多工位組合機(jī)床中，分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)是一個(gè)重要的輸送部件，它將被加工工件從一個(gè)工位轉(zhuǎn)換到另一個(gè)工位。通常一個(gè)工位用作裝夾工件，其他幾個(gè)工位同時(shí)對(duì)工件進(jìn)行加工，一臺(tái)組合機(jī)床可以看做是一條圓形自動(dòng)機(jī)械加工線，占地面積小，機(jī)床的生產(chǎn)效率得以提高?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)的形式多種多樣，按傳動(dòng)方式可分為：機(jī)械傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)，氣壓傳動(dòng)，氣、液聯(lián)合傳動(dòng)和行星傳動(dòng)的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。按被加工工件的定位方式可分為：圓柱銷或菱形銷定位，圓錐銷定位，反靠定位，齒盤定位和鋼球定位等幾種。近年來在發(fā)達(dá)國(guó)家得到應(yīng)用的行星傳動(dòng)分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，可將被加工工件在

7、一個(gè)工位上裝夾后，工件可繞著工作臺(tái)軸線作圓周方向輸送，輸送到各工位后，根據(jù)工藝要求，在工作臺(tái)分度轉(zhuǎn)位的過程中，使工件繞夾具軸線回轉(zhuǎn)，被加工工件的各面可以依次朝外接受各工位上的動(dòng)力部件加工。這樣的一臺(tái)多工位組合機(jī)床，除了可以從被加工工件的頂面和朝向動(dòng)力部件面進(jìn)行加工外，還可對(duì)多達(dá)五個(gè)面進(jìn)行加工，擴(kuò)大了組合機(jī)床的應(yīng)用范圍。回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的定位精度是評(píng)價(jià)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的主要性能指標(biāo)，往往取決于回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的定位方式。設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí)，應(yīng)根據(jù)被加工工件的精度要求合理選擇分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的定位方式。分度定位精度高，定位剛性好，分度所需時(shí)間短，精度保持時(shí)間長(zhǎng)，工作安全可靠是對(duì)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的要求。在各種定位方式中，鋼球定位

8、的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，具有分度精度高，定位剛度好等優(yōu)點(diǎn)，但目前在我國(guó)現(xiàn)在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)通用部件中，以齒盤定位回轉(zhuǎn)工作臺(tái)技術(shù)性能最優(yōu)。1.3回轉(zhuǎn)工作臺(tái)方案設(shè)計(jì)由上所述，綜合考慮到所設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求，結(jié)合被加工工件的精度要求，本次設(shè)計(jì)采用齒輪傳動(dòng)方式。設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)首先應(yīng)當(dāng)考慮到回轉(zhuǎn)工作臺(tái)夾具。回轉(zhuǎn)工作臺(tái)夾具是工件繞垂直軸作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合機(jī)床夾具。多用于中小工件的多面多工序加工，在每一個(gè)工位上可安裝一個(gè)或幾個(gè)工件。同時(shí)為提高機(jī)床生產(chǎn)效率，在夾具上還設(shè)置專門的裝卸工位。回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的分度和定位有液壓和機(jī)械兩種傳動(dòng)方式，大型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)盤直徑有800、900、1000、1120、1250、1400毫米六種規(guī)格，工

9、位數(shù)為2、3、4、5、6、8、10、12八種，小型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)盤直徑有500、600、700、800毫米四種規(guī)格，工位數(shù)為3、4、5、6、8、9、10、12八種。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，本次設(shè)計(jì)選擇回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)盤直徑為600mm，工位數(shù)為4。設(shè)計(jì)時(shí)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)時(shí)應(yīng)合理布置小夾具，盡量選用較小直徑的轉(zhuǎn)盤。在轉(zhuǎn)盤上應(yīng)加工用于小夾具定位的圓柱銷孔，為保證孔加工精度，應(yīng)在坐標(biāo)鏜床上加工?？紤]小夾具與與工作臺(tái)定位機(jī)構(gòu)的關(guān)系，盡量使精加工工位放在工作臺(tái)定位機(jī)構(gòu)的附近，這樣有利于提高機(jī)床加工精度。為有利于切削和冷卻液的排除，相鄰小夾具間的距離必須足夠。 需要時(shí)小夾具的局部可超出工作臺(tái)面，但要保證與其它部件無

10、干涉。當(dāng)小夾具的回轉(zhuǎn)中心與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)中心不同時(shí)，更要注意回轉(zhuǎn)時(shí)的碰撞問題。對(duì)于臥室機(jī)床的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，為避免加工時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，應(yīng)盡量減少切向和不通過回轉(zhuǎn)工作臺(tái)中心的切削力。以上是對(duì)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)夾具掌握的一些情況為了滿足上述要求，現(xiàn)對(duì)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)作詳細(xì)的方案設(shè)計(jì)：結(jié)合加工工件的特點(diǎn)和所掌握的一些情況決定工作臺(tái)選用帶回轉(zhuǎn)式油缸分度機(jī)構(gòu)的環(huán)形工作臺(tái)，為了實(shí)現(xiàn)精確的分度，本工作臺(tái)采用齒輪分度的方式，由于回轉(zhuǎn)工作臺(tái)有4個(gè)工位，因此回轉(zhuǎn)工作臺(tái)每次旋轉(zhuǎn)90度，而油缸每次旋轉(zhuǎn)450度，中間采用齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)方式，所以傳動(dòng)比為根據(jù)所設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和傳動(dòng)比的大小，采用二級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)方式，初設(shè)傳動(dòng)比。第一級(jí)采用直齒輪傳動(dòng)

11、的傳動(dòng)方式，第二級(jí)采用漸開線蝸輪蝸桿的傳動(dòng)方式，具體傳動(dòng)方式如圖所示：圖3-1傳動(dòng)圖本次設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的主要技術(shù)參數(shù)如下：（1）回轉(zhuǎn)半徑：600mm（2）重復(fù)定位精度：0.005 mm（3）電液脈沖馬達(dá)功率0.75kw（4）電液脈沖馬達(dá)轉(zhuǎn)速3000 rpm（5）總傳動(dòng)比：72.5（6）最大承載重量100第二章 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 確定傳動(dòng)方案在組合機(jī)床上，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的作用是提供需要的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。常規(guī)的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)僅提供一個(gè)繞工件軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，但螺旋錐齒輪的加工過程中，需要調(diào)整多個(gè)參數(shù)，若采用這樣的轉(zhuǎn)臺(tái)，則每次調(diào)整參數(shù)都必須重新布置轉(zhuǎn)臺(tái)的位置，且這種布置精度受外界因素影響較大，不利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化

12、數(shù)控加工。另外這種轉(zhuǎn)臺(tái)功能單一，不適合復(fù)雜曲面的加工。因此為了很好的體現(xiàn)多功能組合機(jī)床的功用，本次設(shè)計(jì)了一種新型結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，它具有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，不僅能提供工件主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而且能使工件回轉(zhuǎn)軸在上半球內(nèi)任意定位，便于調(diào)整工件的加工位置。由于所設(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)是安放在改造后的組合機(jī)床的橫向移動(dòng)滑臺(tái)上，其結(jié)構(gòu)尺寸受到機(jī)床結(jié)構(gòu)的限制，高度在500mm左右，直徑不能超過400mm。整個(gè)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)由轉(zhuǎn)臺(tái)、連接體、齒輪、軸承座等組成。步進(jìn)電機(jī)是一種能將數(shù)字輸入脈沖轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)或直線增量運(yùn)動(dòng)的電磁執(zhí)行元件。每輸入一個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)軸步進(jìn)一個(gè)步距角增量。電機(jī)總的回轉(zhuǎn)角與輸入脈沖數(shù)成正比例，相應(yīng)的轉(zhuǎn)速取決于輸入

13、脈沖頻率。步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電一體化產(chǎn)品中關(guān)鍵部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步進(jìn)電機(jī)慣量低、定位精度高、無累積誤差、控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于機(jī)電一體化產(chǎn)品中，如：數(shù)控機(jī)床、包裝機(jī)械、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)等。選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的功率。而在選用功率步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要計(jì)算機(jī)械系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電機(jī)的矩頻特性能滿足機(jī)械負(fù)載并有一定的余量保證其運(yùn)行可靠。在實(shí)際工作過程中，各種頻率下的負(fù)載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內(nèi)。一般地說最大靜力矩Mjmax大的電機(jī)，負(fù)載力矩大。選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，應(yīng)使步距角和機(jī)械系統(tǒng)匹配，這樣可以得到機(jī)床所需的脈沖當(dāng)量。在機(jī)械傳動(dòng)過

14、程中為了使得有更小的脈沖當(dāng)量，一是可以改變絲桿的導(dǎo)程，二是可以通過步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)來完成。但細(xì)分只能改變其分辨率，不改變其精度。精度是由電機(jī)的固有特性所決定。選擇功率步進(jìn)電機(jī)時(shí)，應(yīng)當(dāng)估算機(jī)械負(fù)載的負(fù)載慣量和機(jī)床要求的啟動(dòng)頻率，使之與步進(jìn)電機(jī)的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量，使之最高速連續(xù)工作頻率能滿足機(jī)床快速移動(dòng)的需要回轉(zhuǎn)工作臺(tái)一般由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作臺(tái)組成，傳動(dòng)裝置在原動(dòng)機(jī)和工作臺(tái)之間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，并可實(shí)現(xiàn)分度運(yùn)動(dòng)。在本課題中，原動(dòng)機(jī)采用電液脈沖馬達(dá)，工作臺(tái)為T形槽工作臺(tái)，傳動(dòng)裝置由齒輪傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)組成。合理的傳動(dòng)方案主要滿足以下要求：（1）機(jī)械的功能要求：應(yīng)滿足工作臺(tái)的功率、轉(zhuǎn)

15、速和運(yùn)動(dòng)形式的要求。（2）工作條件的要求：例如工作環(huán)境、場(chǎng)地、工作制度等。（3）工作性能要求：保證工作可靠、傳動(dòng)效率高等。（4）結(jié)構(gòu)工藝性要求；如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、使用維護(hù)便利、工藝性和經(jīng)濟(jì)合理等。回轉(zhuǎn)工作臺(tái)傳動(dòng)方案為：電液脈沖馬達(dá)齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)工作該傳動(dòng)方案分析如下：齒輪傳動(dòng)承受載能力較高 ，傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、平穩(wěn)，傳遞 功率和圓周速度范圍很大，傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊。蝸桿傳動(dòng)有以下特點(diǎn)：1傳動(dòng)比大在分度機(jī)構(gòu)中可達(dá)1000以上。與其他傳動(dòng)形式相比，傳動(dòng)比相同時(shí)，機(jī)構(gòu)尺寸小，因而結(jié)構(gòu)緊湊。2傳動(dòng)平穩(wěn) 蝸桿齒是連續(xù)的螺旋齒，與蝸輪的嚙合是連續(xù)的，因此，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低。3可以自鎖 當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小

16、于齒輪間的當(dāng)量摩擦角時(shí)，若蝸桿為主動(dòng)件，機(jī)構(gòu)將自鎖。這種蝸桿傳動(dòng)常用于起重裝置中。4效率低、制造成本較高 蝸桿傳動(dòng)是，齒面上具有較大的滑動(dòng)速度，摩擦磨損大，故效率約為0.7-0.8，具有自鎖的蝸桿傳動(dòng)效率僅為0.4左右。為了提高減摩擦性和耐磨性，蝸輪通常采用價(jià)格較貴的有色金屬制造。由以上分析可得：將齒輪傳動(dòng)放在傳動(dòng)系統(tǒng)的高速級(jí)，蝸桿傳動(dòng)放在傳動(dòng)系統(tǒng)的低速級(jí)，傳動(dòng)方案較合理。同時(shí)，對(duì)于回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，它有兩種型式：開環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。兩種型式各有特點(diǎn)：開環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 開環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和開環(huán)直線進(jìn)給機(jī)構(gòu)一樣，都可以用點(diǎn)液脈沖馬達(dá)、功率步進(jìn)電機(jī)來驅(qū)動(dòng)。閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和

17、開環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)大致相同，其區(qū)別在于：閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)有轉(zhuǎn)動(dòng)角度的測(cè)量元件（圓光柵）。所測(cè)量的結(jié)果經(jīng)反饋與指令值進(jìn)行比較，按閉環(huán)原理進(jìn)行工作，使轉(zhuǎn)臺(tái)分度定位精度更高。3.2 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)由于前述所選電機(jī)可知T=2.39N*m傳動(dòng)比設(shè)定為i=3，效率=0.97工作日安排每年300工作日計(jì)，壽命為10年。根據(jù)GB/T100851988的推薦，采用直齒圓柱輪傳動(dòng)方式?？紤]到齒輪傳動(dòng)效率不大，速度只是中等，故蝸桿用45號(hào)鋼；為達(dá)到更高的效率和更好的耐磨性，要求齒輪面，硬度為45-55HRC。先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。傳遞轉(zhuǎn)矩根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表6-6選擇載荷系數(shù)K=1.2，表6-

18、7選擇齒寬系數(shù)d=1，根據(jù)選用的45#鋼，許用接觸壓力，傳動(dòng)比將以上參數(shù)代入公式1）齒數(shù) 取，則。2）模數(shù)mm,取標(biāo)準(zhǔn)值m=1.5。3）中心距 標(biāo)準(zhǔn)中心距4）其他主要尺寸分度圓直徑： 齒頂圓直徑： 齒寬：, 取,取。查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得復(fù)合齒形系數(shù)，則彎曲強(qiáng)度足夠。齒輪圓周速度由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)確定第公差組為8級(jí)。第、公差組也定為8級(jí)，齒厚偏差選HK小齒輪 da1 =33mm采用實(shí)心式齒輪大齒輪 da2 =99mm采用腹板式齒輪3.3電液脈沖馬達(dá)的選擇在許多機(jī)械加工中廣泛采用電液脈沖馬達(dá)實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，這是因?yàn)殡娨好}沖馬達(dá)具直接采用數(shù)字量進(jìn)行控制，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，啟動(dòng)、停止方便；成本低；無誤差積累

19、；定位準(zhǔn)確；低頻率特性比較好；調(diào)速范圍較寬等優(yōu)點(diǎn)。采用電液脈沖馬達(dá)為驅(qū)動(dòng)單元，其機(jī)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，主要是變速齒輪副、滾珠絲杠副，以克服爬行和間隙等不足。在組合機(jī)床中為了保證加工精度，廣泛采用電液脈沖馬達(dá)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)。1）電液脈沖馬達(dá)電機(jī)的選擇按照工作要求和條件選Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電機(jī)。2）選擇電液脈沖馬達(dá)的額定功率馬達(dá)的額定功率應(yīng)等于或稍大于工作要求的功率。額定功率小于工作要求，則不能保證工作機(jī)器正常工作，或使馬達(dá)長(zhǎng)期過載、發(fā)熱大而過早損壞；額定功率過大，則馬達(dá)價(jià)格高，并且由于效率和功率因素低而造成浪費(fèi)。工作所需功率為：Pw=FwVw/1000w KW Pw=Tnw/9

20、950w KW 式中T=150N.M, nw=36r/min,電機(jī)工作效率w=0.97，代入上式得Pw=15036/（99500.97）=0.56 KW電機(jī)所需的輸出功率為：P0= Pw/式中：為電機(jī)至工作臺(tái)主動(dòng)軸之間的總效率。由表2.4查得：齒輪傳動(dòng)的效率為w=0.97；一對(duì)滾動(dòng)軸承的效率為w=0.99；蝸桿傳動(dòng)的效率為w=0.8。因此，=1233=0.970.9930.8=0.75P0= Pw/=0.56/0.75=0.747 KW一般電機(jī)的額定功率Pm=(1-1.3)P0=(1-1.3)0.747=0.747-0.97 KW則由表2.1取電機(jī)額定功率為：Pm=0.75 KW。確定電機(jī)轉(zhuǎn)速

21、按表2.5推薦的各種機(jī)構(gòu)傳動(dòng)范圍為，?。糊X輪傳動(dòng)比：3-5，蝸桿傳動(dòng)比：15-32，則總的傳動(dòng)范圍為：i=i1i2=315-532=45-160電機(jī)轉(zhuǎn)速的范圍為N= inw=(45-160)36=1620-5760 r/min為降低電機(jī)的重量和價(jià)格，由表2.1中選取常用的同步轉(zhuǎn)速為3000r/min的Y系列電機(jī)，型號(hào)為Y801-2，其滿載轉(zhuǎn)速nm=3000r/min,此外，電機(jī)的安裝和外形尺寸可查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)3.4蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)由上所述，選擇電機(jī)T=2.93N.M傳動(dòng)比設(shè)定為i=3，效率=0.8工作日安排每年300工作日計(jì)，壽命為10年。根據(jù)GB/T100851988的推薦，采用漸開線蝸桿蝸輪傳

22、動(dòng)方式。考慮到蝸桿傳動(dòng)效率不大，速度只是中等，故蝸桿用45號(hào)鋼；為達(dá)到更高的效率和更好的耐磨性，要求蝸桿螺旋齒面淬火，硬度為45-55HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅Zcusn10p1，金屬鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。傳動(dòng)中心距：確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)距T2按Z1=2，估取效率=0.8，則T2=T*i=153.4N.M確定載荷系數(shù)K因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)K=1；由使用系數(shù)KA表從而選取KA=1.15；由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載系數(shù)KV=1.1；則 選用

23、的鑄錫磷青銅蝸輪和蝸桿相配。先假設(shè)蝸桿分度圓直徑d1和傳動(dòng)中心距a的比值d1/a=0.30，從而可確定接觸系數(shù)Z=3.12。根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅zcusn10p1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度45HRC，從而可查得蝸輪的基本許用應(yīng)力H=268MPa。因?yàn)殡妱?dòng)刀架中蝸輪蝸桿的傳動(dòng)為間隙性的，故初步定位、其壽命系數(shù)為KHN=0.92，則 H= KHNH=0.92268=246.56247MPa 取中心距a=50mm，m=1.25mm，蝸桿分度圓直徑d1=22.4mm，這時(shí)=0.448，從而可查得接觸系數(shù)=2.72，因?yàn)閆，因此以上計(jì)算結(jié)果可用。下面分別計(jì)算蝸桿與蝸輪的主要幾何尺寸參數(shù)：蝸桿直徑

24、系數(shù)q=17.92；分度圓直徑d1=22.4mm蝸桿頭數(shù)Z1=1；分度圓導(dǎo)程角=31138蝸桿軸向齒距：PA=3.94mm；蝸桿齒頂圓直徑：蝸桿軸向齒厚：=1.97mm蝸輪齒數(shù)：Z2 =62變位系數(shù)=0驗(yàn)算傳動(dòng)比：i=/=62/1=62傳動(dòng)比誤差為：（60-62）/60=2/60=0.033=3.3%蝸輪分度圓直徑：d2=mz2=蝸輪喉圓直徑：da2=d2+2ha2=93.5蝸輪喉母圓直徑rg2=a-1/2 da2 =50-1/293.5=3.25校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度當(dāng)量齒數(shù)根據(jù)2=0，ZV2=62，可查得齒形系數(shù),螺旋角系數(shù)Y=1-/140=0.9773許用彎曲應(yīng)力彎曲強(qiáng)度是滿足要求的。3.

25、5軸的設(shè)計(jì)軸是組成機(jī)器的主要零件之一。一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件，都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞，因此軸的主要功能是支撐回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。按照承受載荷的不同，軸可分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動(dòng)軸3類。工作中既承受彎矩又承受扭矩的軸稱為轉(zhuǎn)軸。這類軸在各種機(jī)器中最為常見。只承受彎矩而不承受扭矩的軸稱為心軸。心軸又分為轉(zhuǎn)動(dòng)心軸和固定心軸兩種。只承受扭矩而不承受而不承受彎矩的軸稱為傳動(dòng)軸。軸還可按照軸線形狀的不同，分為曲軸和直軸兩大類，曲軸通過連桿可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)直線運(yùn)動(dòng)，或作相反的運(yùn)動(dòng)變換。直軸根據(jù)外形的不同，可分為光軸和階梯軸兩種。光軸形狀簡(jiǎn)單，加工容易，應(yīng)力集中源少，但軸上的零件不

26、易裝配及定位；階梯軸則正好與光軸相反。因此光軸主要用于心軸和傳動(dòng)軸，階梯軸則常用于轉(zhuǎn)軸。（1）軸1的設(shè)計(jì)對(duì)此回轉(zhuǎn)工作臺(tái)未提出特殊要求，功率不大，因此，選擇常用的材料45鋼，正火處理由機(jī)械設(shè)計(jì)（北京理工大出版社）表121查得，。由機(jī)械設(shè)計(jì)（北京理工大出版社）表122按45鋼查得C=110， 安裝齒輪處的軸頭直徑 在這里取d=10mm.為了裝拆軸承齒輪方便，將軸設(shè)計(jì)成階梯狀。對(duì)于同一個(gè)軸上的兩個(gè)軸承，通常選用同一型號(hào)，現(xiàn)暫取圓錐滾子軸承7302E內(nèi)經(jīng)為15mm，寬度是14.25mm,與軸承相配合的軸徑取15mm,由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中查得該軸承定位端面的軸肩直徑應(yīng)取為21mm。在這里齒輪與軸采用間隙配合

27、，而軸承與齒輪之間應(yīng)采用過盈配合的方式，齒輪與軸均采用平鍵連接的方式，其軸向固定采用軸肩，軸環(huán)，套筒及軸端擋圈。根據(jù)以上所述，現(xiàn)畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖：下面按疲勞強(qiáng)度的安全系數(shù)校核軸，首先作出軸的受力簡(jiǎn)圖：（2）求作用在軸上的力軸傳遞的轉(zhuǎn)矩T=5082N/mm齒輪上的圓周力： 齒輪上的徑向力： （3）求軸承支反力 在zy平面內(nèi) 由圖可知 以B點(diǎn)為基點(diǎn)作受力分析 得 在zx面內(nèi)由圖可知 以B為基點(diǎn)作扭矩分析 將數(shù)代入得（4）畫彎矩圖，和及合成彎矩圖（5）畫出扭矩圖截面所受的彎矩M=7798.5確定危險(xiǎn)截面，并計(jì)算其應(yīng)力由圖可知第二個(gè)截面所受的彎矩和轉(zhuǎn)矩較大 ，因此應(yīng)校核這個(gè)平面。彎曲應(yīng)力 扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力軸

28、的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由機(jī)械設(shè)計(jì)第七版表151查得，以上所述均小于查表所得值，均符合設(shè)計(jì)要求。（2）軸2的設(shè)計(jì)對(duì)此回轉(zhuǎn)工作臺(tái)未提出特殊要求，功率不大，因此，選擇常用的材料45鋼，正火處理由機(jī)械設(shè)計(jì)（北京理工大出版社）表121查得，。由機(jī)械設(shè)計(jì)（北京理工大出版社）表122按45鋼查得C=110，初步估算出安裝齒輪處的軸頭直徑 在這里取d=10mm.為了裝拆軸承齒輪方便，將軸設(shè)計(jì)成階梯狀。對(duì)于同一個(gè)軸上的兩個(gè)軸承，通常選用同一型號(hào)，現(xiàn)暫取圓錐滾子軸承7302E內(nèi)經(jīng)為15mm，寬度是14.25mm,與軸承相配合的軸徑取15mm,由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中查得該軸承定位端面的軸肩直徑應(yīng)取為21mm。在這里齒

29、輪與軸采用間隙配合，而軸承與齒輪之間應(yīng)采用過盈配合的方式，齒輪與軸均采用平鍵連接的方式，其軸向固定采用軸肩，軸環(huán)，套筒及軸端擋圈。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核與軸1類同，本文從略。第三章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1PLC概述隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代控制設(shè)備不斷發(fā)展，更加通用、靈活、易變、經(jīng)濟(jì)、可靠。PLC可編程控制器是新一代的工業(yè)控制裝置，具有開發(fā)柔性好、接線簡(jiǎn)單、安裝方便、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于多工位組合機(jī)床的控制系統(tǒng)。可編程序邏輯控制器PLC是計(jì)算機(jī)的發(fā)展與工業(yè)應(yīng)用結(jié)合的產(chǎn)物，它通過采用計(jì)算機(jī)可編程序中的各種運(yùn)用對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中繼電器進(jìn)行邏輯控制。在PLC的使用過程中它不但采用了中央處理器CPU

30、更是繼承了可編程序控制器的原有功能，形成了一個(gè)順序控制，算術(shù)運(yùn)算和通信等各種功能的結(jié)合體，在使用的過程中指令系統(tǒng)豐富，程序結(jié)構(gòu)靈活，不但可以完成開關(guān)量及順序控制，而且可以用來實(shí)現(xiàn)模擬量等復(fù)雜的控制。PLC技術(shù)發(fā)展非常迅速，是目前工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用最廣的控制設(shè)備。PLC可編程序控制器具有可靠性高、應(yīng)用簡(jiǎn)便、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)，PLC是專門為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)，不僅功能強(qiáng)大，其相關(guān)產(chǎn)品幾乎可以實(shí)現(xiàn)所有的工業(yè)自動(dòng)化控制任務(wù)，同時(shí)具有很高的可靠性。使用PLC產(chǎn)品時(shí)一般直接接線，不需要用戶再進(jìn)行電路板的設(shè)計(jì)；所有PLC廠商都支持梯形圖，編程簡(jiǎn)單直觀；PLC相關(guān)模塊和擴(kuò)展模塊更加簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)；利用PLC程序開發(fā)周期

31、短、容易調(diào)試和修改，大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)。PLC包含的“與”、“或”、“非”等邏輯指令可實(shí)現(xiàn)組合邏輯控制、定時(shí)控制和順序邏輯控制等，通過觸點(diǎn)和電路的串并聯(lián)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器進(jìn)行工作。控制系統(tǒng)的可靠性是工業(yè)生產(chǎn)中最關(guān)鍵的指標(biāo)。PLC中包含專門的運(yùn)動(dòng)控制模塊，通過與其它PLC單軸或多軸等位置控制模塊、高速計(jì)數(shù)模塊等來控制步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)使運(yùn)動(dòng)部件能以適當(dāng)?shù)乃俣然蚣铀俣葘?shí)現(xiàn)平滑的直線運(yùn)動(dòng)或圓周運(yùn)動(dòng)。PLC通過與A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊及智能PID模塊實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中周圍環(huán)境中各種模擬量的控制，如溫度、壓力等，使這些物理參數(shù)穩(wěn)定保持在設(shè)定值。在使用PLC的大型控制系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的運(yùn)算、傳送、轉(zhuǎn)換、排

32、序和查表、位操作等功能。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代PLC可以更加方便快捷的提供工廠自動(dòng)化中的通信服務(wù)。PLC的通信包括主機(jī)與遠(yuǎn)程I/O之間的通信、多臺(tái)PLC之間的通信、PLC與其它智能設(shè)備的通信。PLC與其他智能控制設(shè)備可以組成“集中管理、分散控制”的分布式系統(tǒng)。組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計(jì)和制造周期。因此，組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)。組合機(jī)床對(duì)PLC控制系統(tǒng)的要求如下：傳送：用來傳送未加工的零件，以待上料推桿上料，傳送已加工的零件；夾具：夾具裝置能緊緊

33、的夾住送來的未加工的零件，加工完后松開零件；上料：上料推桿將未加工的零件推到夾具處；并且其來回的運(yùn)動(dòng)有其一定的行程；進(jìn)料：進(jìn)料裝置對(duì)放在夾具處的零件進(jìn)油；便于加工.滑動(dòng)：四個(gè)滑臺(tái)可以向夾具處滑動(dòng)，并且在快挨近夾具的時(shí)候停止，退回到一 定的程度時(shí)也能停止；加工：四個(gè)加工工位對(duì)零件從四個(gè)方向加工。在對(duì)控制系統(tǒng)選型和設(shè)計(jì)應(yīng)最大限度的滿足被控設(shè)備或生產(chǎn)過程的控制要求；在滿足控制要求的前提下，力求系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、操作方便；采用先進(jìn)、可靠、成熟的控制技術(shù)以提高系統(tǒng)可靠性；采用模塊化設(shè)計(jì)，提高通用性及設(shè)備效率，易于維護(hù)；適應(yīng)今后的技術(shù)發(fā)展、要求，系統(tǒng)有較高的可擴(kuò)展性；對(duì)于現(xiàn)代控制系統(tǒng)，控制方案根據(jù)控制器的種

34、類而異，常用的有三種類型：繼電器順序控制、微機(jī)控制和可編程序控制器控制。傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)內(nèi)部觸點(diǎn)多、接線多。因此可靠性不高。當(dāng)要改變控制系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)時(shí)往往要通過接線或更改控制元件才能實(shí)現(xiàn)，難于在實(shí)際應(yīng)用，一般只適合用于控制過程和參數(shù)固定不變的簡(jiǎn)單場(chǎng)合。微機(jī)控制系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制。通過更改程序即可實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)的修改，但是微機(jī)控制系統(tǒng)與機(jī)械系統(tǒng)交互需要采用專I/O接口電路，使控制系統(tǒng)變得復(fù)雜，只有專業(yè)技術(shù)人員才能掌握，使用也不方便。PLC采用微處理器作為控制系統(tǒng)的核心，可看作是一臺(tái)通用的標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。PLC 的輸入、輸出模塊與主模塊組裝在一起，可以直接與行

35、程開關(guān)、傳感器及驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電磁線圈等連接在一起，與機(jī)械系統(tǒng)的交互變得簡(jiǎn)單。PLC采用梯形圖作為程序設(shè)計(jì)語言，簡(jiǎn)單而實(shí)用，技術(shù)人員能輕易掌握，同時(shí)性能價(jià)格低，功率價(jià)格適中。4.2設(shè)計(jì)條件如前所述，可分為三個(gè)流程分析組合機(jī)床的控制系統(tǒng)：1、組合機(jī)床的啟動(dòng)控制回轉(zhuǎn)臺(tái)抬起回轉(zhuǎn)抬回轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)臺(tái)反靠回轉(zhuǎn)臺(tái)夾緊動(dòng)力頭快進(jìn)動(dòng)力頭工進(jìn)延時(shí)停留動(dòng)力頭快退。2、液壓回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的控制主要通過電氣線路控制液壓系統(tǒng)使油路實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)位動(dòng)作?；剞D(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)臺(tái)動(dòng)作：自鎖銷脫開及回轉(zhuǎn)臺(tái)抬起回轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)及緩沖回轉(zhuǎn)工作臺(tái)反靠回轉(zhuǎn)工作臺(tái)夾緊。3、液壓動(dòng)力頭的控制動(dòng)力頭完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具切削的動(dòng)力部件。其動(dòng)作順序是：動(dòng)力頭快進(jìn)力頭工

36、進(jìn)延時(shí)停留快速退回原位。本文所涉及的組合機(jī)床具有鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔工作三個(gè)動(dòng)力頭，鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔的工藝可分別是根據(jù)距離的不同由機(jī)械來保證。設(shè)計(jì)中需要實(shí)現(xiàn)在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)夾緊動(dòng)力頭后才移動(dòng)、實(shí)現(xiàn)動(dòng)力頭的點(diǎn)動(dòng)控制、在任意時(shí)刻實(shí)現(xiàn)快退控制。機(jī)床的主電路由三臺(tái)三相交流異步電動(dòng)機(jī)、及其附屬電氣元件組成，可采用直接起動(dòng)控制。機(jī)床主電機(jī)M1、液壓泵電機(jī)M2、冷卻泵電機(jī)M3都只需要單方向啟動(dòng)，并需要有短路及過載保護(hù)。M1和M2可以同時(shí)起停，也可單獨(dú)起停。要求在動(dòng)力頭工作時(shí)，M3才接通，但也可以隨時(shí)調(diào)整。主電路供電電壓為380V；控制電路電壓為220V；由橋式全波整流電路直流控制電路電壓24V，指示燈電路為6.3V

37、。整個(gè)控制系統(tǒng)中各指示燈顯示各個(gè)工作狀態(tài)，電路中設(shè)置必須的各項(xiàng)保護(hù)，實(shí)現(xiàn)互鎖。4.3設(shè)計(jì)原理及步驟本次設(shè)計(jì)詳細(xì)介紹回轉(zhuǎn)工作臺(tái)控制系統(tǒng)的控制過程，液壓回轉(zhuǎn)臺(tái)是通過電氣線路控制油路來實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)位工作。本次設(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)加工工位有四個(gè)，即裝卸工件、鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔。回轉(zhuǎn)臺(tái)動(dòng)作順序是：自鎖銷脫開回轉(zhuǎn)臺(tái)升起回轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)及緩沖回轉(zhuǎn)臺(tái)反靠回轉(zhuǎn)工作臺(tái)夾緊向動(dòng)力頭發(fā)出工作信號(hào)。另外只有回轉(zhuǎn)臺(tái)夾緊動(dòng)力時(shí)才能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)位動(dòng)作。為實(shí)現(xiàn)電磁閥對(duì)油路動(dòng)作的控制，使用中間繼電器控制電磁閥，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各種信號(hào)的進(jìn)行傳遞轉(zhuǎn)換及放大。于是選擇： KA4回轉(zhuǎn)臺(tái)升起 KA5回轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn) KA6回轉(zhuǎn)臺(tái)反靠 KA7回轉(zhuǎn)臺(tái)夾緊 KA8動(dòng)力頭退回

38、原位 SA1回轉(zhuǎn)臺(tái)手動(dòng)、自動(dòng)工作選擇開關(guān) SA2回轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)按鈕 SA8回轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)按鈕設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)電氣控制電路圖如下： 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)與調(diào)整，調(diào)整時(shí)，SA1打在M檔，按下調(diào)整按鈕SB8，將SA1打在A檔，當(dāng)動(dòng)力頭復(fù)位后，則回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可自動(dòng)回轉(zhuǎn)。動(dòng)力頭在初始位置時(shí)，行程開關(guān)SQ1被壓下，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)在原位，SQ9被壓合，KA8得電，使YV5得電，自鎖銷脫開，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)升起，壓下SQ5， KA5失電，電磁閥YV7得電，YV10失電，于是離合器合著而回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)了一定角度壓下SQ6，SQ6常開閉合，KA4得電并自瑣，由于KA7、KA6、SQ8均處于常態(tài)，YV9得電，回轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)現(xiàn)反

39、靠，反靠后壓合行程開關(guān)SQ7，因?yàn)镵A4一直得電，回轉(zhuǎn)臺(tái)自動(dòng)落下夾緊。當(dāng)回轉(zhuǎn)臺(tái)夾緊壓力足夠時(shí)，合上壓力繼電器KP，KA7得電，KA7常開閉合，YV10得電，離合器脫開，KA7常閉斷開，YV9失電，離合器脫開后壓下SQ8，電磁閥YV8得電，液壓缸返回初始位置，同時(shí)KA7常開觸點(diǎn)發(fā)出信號(hào)，使動(dòng)力頭準(zhǔn)備工作。若SA1打在M檔，按下SB8實(shí)現(xiàn)手動(dòng)調(diào)整，控制回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的工作，松開SB8，回轉(zhuǎn)臺(tái)則停止工作。4.4PLC控制的設(shè)計(jì)根據(jù)上面所設(shè)計(jì)的電路圖，設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)梯形圖的步驟是：首先分析控制系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)元器件的邏輯狀態(tài)表根據(jù)狀態(tài)表繪制梯形圖根據(jù)梯形圖編程。寫入PLC機(jī)程序進(jìn)行調(diào)試。繪制現(xiàn)場(chǎng)接線圖。設(shè)計(jì)

40、中最關(guān)鍵重要的步驟即第一步，列出各個(gè)元器件的邏輯狀態(tài)表，首先，根據(jù)設(shè)備電氣控制電路中的I/O點(diǎn)數(shù)確定PLC機(jī)型，由前所述，輸入信號(hào)有22點(diǎn)，總共有48點(diǎn)，因此選擇中國(guó)無錫、美國(guó)EG公司及日本株社合資生產(chǎn)的PLC，型號(hào)為SR-20系列即可。SR-20系列PLC最大點(diǎn)數(shù)可控64點(diǎn)，還有冗余，但是，由于需要采用三種不同的電壓（220V、24V、6.3V）控制輸出點(diǎn)，分別采用不同的模塊控制，因此需要選用八槽模塊的PLC機(jī)供本次組合機(jī)床使用。具體分配和定義如下：輸入信號(hào)：（2塊8點(diǎn)模塊,1塊16點(diǎn)模塊）2塊8點(diǎn)：0000171塊16點(diǎn)：020027120127輸出信號(hào)：（4塊8點(diǎn)模塊） 接觸器：3037

41、，1塊電磁閥：4057，2塊指示燈：6067，1塊輸入狀態(tài)表確認(rèn)如下：標(biāo)準(zhǔn)PLC標(biāo)準(zhǔn)PLC標(biāo)準(zhǔn)PLCSB00SA411SQ521SB101SA512SQ622SB202SA613SQ723SB403SA714SQ824SB505SQ116FR126SA106SQ217FR227SA207SQ320FR3120SA310輸出信號(hào)分別由4個(gè)模塊控制。其中采用8點(diǎn)模塊控制電磁閥，每塊只控制4個(gè)電磁閥，點(diǎn)數(shù)尚有冗余，電磁閥工作電流較大，為了保護(hù)輸出模塊，減輕輸出模塊負(fù)載，使輸出模塊不因超載而損壞。為了保護(hù)PLC機(jī)，用一中間繼電器（放大器）在輸出端進(jìn)行放大與隔離控制，當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)故障時(shí)，PLC不會(huì)受到影響

42、，由中間繼電器間接控制動(dòng)作。另外，采用單獨(dú)變壓器為PLC供電，分別起隔離、保護(hù)作用，使工作運(yùn)行更加平穩(wěn)。輸出狀態(tài)表確認(rèn)如下：標(biāo)準(zhǔn)PLC標(biāo)準(zhǔn)PLC標(biāo)準(zhǔn)PLCKM130YV751H1462KM231YV852HL563KM332YV953HL664YV140YV1054HL765YV241EL33HL866YV342HL137HL967YV543HL260YV650HL361中間元件狀態(tài)表包括中間繼電器、時(shí)間繼電器等PLC內(nèi)部元件的編號(hào)。在繼電器-控制電路中，時(shí)間繼電器KT既有延時(shí)觸點(diǎn)，又有瞬動(dòng)觸點(diǎn)。我們采用內(nèi)部線圈的對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)作為定時(shí)器的瞬動(dòng)觸點(diǎn)使用。 中間元件的定義號(hào)為：160377，定時(shí)器的定義號(hào)為：600677下面作出中間元件狀態(tài)表，見表2-12。中間元件狀態(tài)表如下：標(biāo)準(zhǔn)PLC標(biāo)準(zhǔn)PLCKA1160KA6165KA2161KA7166KA3162KA8167KA4163KA5164KTTMR600總結(jié)本文對(duì)組合機(jī)床回轉(zhuǎn)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)與PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的過程綜合了大學(xué)里所學(xué)的知識(shí)，是理論與實(shí)際相結(jié)合的一個(gè)成果。制定了一套切實(shí)可行的一套工藝流程和設(shè)計(jì)了一套較為合理的結(jié)構(gòu)。致謝寫到這里，即我的學(xué)位論文將要付梓的時(shí)候，我想向曾經(jīng)給我?guī)椭椭С值娜藗儽硎局孕牡母兄x。四年來的寒窗苦讀，更是我人生最