PLC控制立式單面前軸主銷孔上下面組合機床設(shè)計

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(gòu)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(tǒng)設(shè)計的任務(wù)和內(nèi)容 23.2.1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本 3.2.2PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)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(shè)計摘要基于當(dāng)今機械加工行業(yè)的迅速發(fā)展，尤其是汽車制造業(yè)的飛速發(fā)展，以加工效率高為特色的組合機床在生產(chǎn)中的應(yīng)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(yīng)的組合機床應(yīng)運而生從而也提高生產(chǎn)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(xiàn)汽車制造，其各個部件的各個工序的56工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，無論是過程控制系統(tǒng)還是傳動控制系統(tǒng)，都包含著大量的開關(guān)這類手動控制適應(yīng)于一些容量小、操作單一的場合。隨后發(fā)展為采用自動控制電器的繼電器-接觸器控制系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)主要由一些繼其特點是結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，維護方便，抗干擾強，因此廣泛應(yīng)用于各種機械設(shè)備上。并且該系統(tǒng)不僅可以方便的實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，而且還可以實現(xiàn)集中控制和遠距離控隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和科技的進步，人們對所使用的控制設(shè)備提出新的更高的要求。在紀(jì)70年代出現(xiàn)了以一位微處理機為核心的可變程序控制器，又稱為工業(yè)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(jīng)過幾十年的發(fā)展、演變，其控制方式也由動機拖動機床的主軸和給進系統(tǒng)。實現(xiàn)對主軸轉(zhuǎn)速和給進量的控制是機床控制系統(tǒng)要完成自動控制是現(xiàn)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(shè)備傳動機構(gòu)反饋裝置工作機械其中，反饋裝置只在閉環(huán)系統(tǒng)中才會需要，開環(huán)系統(tǒng)則不需要。反饋裝置往往采用控制電動機來實現(xiàn)反饋功能?？刂圃O(shè)備傳統(tǒng)采用繼電器-接觸器控制系統(tǒng)，因繼電器、接觸動機時，也就是說有電動機通過傳動機構(gòu)帶動工作機構(gòu)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(tǒng)是將電能轉(zhuǎn)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(shè)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(nèi)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(tài)，在銑削加工過程中不會3）沖屑裝置：將加工產(chǎn)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(jié)構(gòu)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(shè)計的主要第一步，電氣元件的布置，即在已設(shè)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(wěn)壓電源變壓器等電氣元件。布置完之后，按照設(shè)計的電第二步，電氣元件的安裝，即根據(jù)布置后的元器件分布圖，并按照已設(shè)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(yīng)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(huán)節(jié)，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(xié)同工作。其具體過程如下：在上件過程結(jié)束后工件已被放到工作臺上，通過相應(yīng)按鈕啟動半自動加工程序，移動工作臺在相應(yīng)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(yīng)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(shè)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(chǎn)機械電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的基本任務(wù)是根據(jù)控制要求設(shè)計、編制出設(shè)備制造和使用最大限度的滿足生產(chǎn)機械和生產(chǎn)工藝對電氣控制系統(tǒng)的要求。電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的依設(shè)計方案要合理。在滿足控制要求的前提下，設(shè)計方案應(yīng)力求簡單、經(jīng)濟、便于操作機械設(shè)計和電氣設(shè)計應(yīng)相互配合。許多生產(chǎn)機械采用機電結(jié)合控制的方式來實現(xiàn)控制要求，因此要從工藝要求、制作成本、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、使用維護方便等方面協(xié)調(diào)處理好2.5.3PLC控制方案的選擇該機床控制系統(tǒng)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(yīng)生產(chǎn)工藝的改變，并且可以實現(xiàn)開關(guān)量和模擬量的控制，因系統(tǒng)的運營成本；而對于PLC來說，只需要該變程序就可以實現(xiàn)較復(fù)雜的控制功能。繼電接觸器控制系統(tǒng)要擴充、改裝都必須重新設(shè)計重新配置；而PLC在I/O點數(shù)及內(nèi)容允許范圍內(nèi)，可以擴充。與傳統(tǒng)繼電接觸器控制系統(tǒng)相比，PLC體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、開發(fā)周期短，安裝和維護工作量小，PLC還有完善的監(jiān)控和自診斷功能，可以及時發(fā)現(xiàn)和排除故障。微機控制和PLC控制在實現(xiàn)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(yīng)用范圍微機除應(yīng)用于控制領(lǐng)域外，還大量用于科學(xué)計算、數(shù)據(jù)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(tǒng)軟件和應(yīng)用微機的十分之一左右。PLC是微機技術(shù)和控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)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(tǒng)程序存儲器），各種外部設(shè)備的通信，實現(xiàn)模擬量控制功能。通電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的目的在于實現(xiàn)被控對象即生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)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(shè)計前應(yīng)深入現(xiàn)場進行調(diào)查研究，搜集資料，并與機械部分的設(shè)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(xié)同解在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟，使用及維修方便。保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。機型選擇的基本原則應(yīng)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(yīng)考慮以下幾方面。結(jié)構(gòu)合理對于工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好（維修量較?。┑膱龊?，選用整體式結(jié)構(gòu)；其他情況則選用模塊式結(jié)構(gòu)PLC。功能合理對于開關(guān)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(guān)量為主、帶少量模擬量控制的項目，可選用帶A/D、D/A轉(zhuǎn)換、其功能和編程方法統(tǒng)一，有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)、技術(shù)水平的提高和功能的開發(fā)；其外圍設(shè)備通用，資源可共享，配以上位機后，可把控制各獨立系統(tǒng)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(dāng)被控設(shè)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(shè)備及電氣元件所需可變程序控制器I/O點數(shù)輸入點數(shù)輸出點數(shù)I/O總點數(shù)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(wù)是將機器內(nèi)部信號電平轉(zhuǎn)換為外部過程的控制信號。對于開關(guān)頻率用戶程序通過編程器鍵入主機內(nèi)，最后是以機器語言的形式存放在內(nèi)存中。同樣的程一個程序段中的接點數(shù)與存放該程序段所代表的機器語言所需的內(nèi)存字數(shù)的比值稱為內(nèi)系統(tǒng)中，開關(guān)量輸入和開關(guān)量輸出的比為6:4。這方面的經(jīng)驗公式是具有模擬量控制的系統(tǒng)就要用到數(shù)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(yōu)劣對程序長短和運行時間都有較大影響。對于同樣的系統(tǒng)，不同用戶編寫計選用一個小型低檔模塊式PLC實現(xiàn)對機床的控制，應(yīng)廠家要求選用三菱系列PLC，點數(shù)剛好滿足本設(shè)計輸入/輸出點數(shù)要求，同時還留表4-2輸入/輸出點數(shù)統(tǒng)計表輸入部分輸入部分工作方式選擇開接觸器關(guān)行程開關(guān)壓力繼電器液位繼電器輸入總點數(shù)輸入/輸出總點數(shù)49532代碼代碼HL8703繼電器指示燈輸出總點數(shù)輸出部分根據(jù)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(zhí)行器件的控電源進入機柜后先經(jīng)過總閘開關(guān)T、S、R，再接入掛鎖開關(guān)進行控制。通過掛鎖開關(guān)電柜風(fēng)扇用于控制機柜內(nèi)的溫度，給各電氣元件提供適宜的溫度環(huán)境，所以當(dāng)給5.2選擇控制系統(tǒng)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(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換和低壓電器種類繁多，用途廣泛，按應(yīng)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(zhǔn)確可低壓隔離器也稱刀開關(guān)，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(guān)的刀片是轉(zhuǎn)動的，操作比較輕巧。組合開關(guān)在機床電氣設(shè)備中用做電源引入斷路器俗稱自動開關(guān)，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(nèi)斷開故障電路的開關(guān)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(shè)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(gòu)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置三部分組成。接觸器在選用時應(yīng)注意以*接觸器吸引線圈的電壓一般從人身和設(shè)備安全角度考慮，該電壓值可以選擇低一構(gòu)，將它與設(shè)定值進行比較，當(dāng)達到設(shè)定值時（過量或欠量中間機構(gòu)就使執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)*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?？煞譃檫^能力和觸頭數(shù)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(xiàn)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(chǎn)生的熱量，使雙金屬片發(fā)生彎曲而推動執(zhí)行機構(gòu)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(shè)備發(fā)熱狀態(tài)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(dǎo)體為熔體串聯(lián)于電路中，當(dāng)過載或短路電流通過熔體時，因主令電器用于發(fā)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(guān)位置開關(guān)主要用于將機械位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，用來控制生產(chǎn)機械的動作。這里主要介紹行程開關(guān)。它是一種按工作機械的行程，發(fā)出操作命令的位置開關(guān)。主要用于機床、自動生產(chǎn)線和其他生產(chǎn)機械的限位及流程控制。當(dāng)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(dāng)運動部件離開后，在復(fù)位彈簧萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)是一種多擋式控制多回路的開關(guān)電器。主要用于電氣控萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)由凸輪機構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和定位裝置等部分組成。它依靠操作手柄帶動轉(zhuǎn)會直接控制閥芯位移，來實現(xiàn)液體的溝通、切斷和方向變換，操縱各種機構(gòu)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(yīng)考慮其啟動電流，所以應(yīng)選用額定電流大一級的開關(guān)。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(guān)和63A的掛鎖開關(guān)。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(shù)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(shè)計及接線圖繪制置系統(tǒng)及液壓啟動按鈕和故障時的急停按鈕；