PLC控制立式单面前轴主销孔上下面组合机床设计

ANYANGINSTITUTEOFTECHNOLOGYPLC控制立式单面前轴主销孔上下面组合机床1 2.2立式单面前轴主销孔上下面组合机床及其构成 2.3立式单面前轴主销孔上下面组合机床的加工过程 2.5.1电气控制系统设计的任务和内容 23.2.1PLC控制系统设计的基本 3.2.2PLC控制系统设计的基本内容与步骤 3 48 4PLC控制立式单面前轴主销孔上下面组合机床设计摘要基于当今机械加工行业的迅速发展，尤其是汽车制造业的飞速发展，以加工效率高为特色的组合机床在生产中的应用也日益广泛。实际中加工汽车前轴主销孔上下面的通用机床不但加工速度慢而且加工精度不高，为弥补通用机床的这一缺陷，相应的组合机床应运而生从而也提高生产效率和工件加工精度。立式单面前轴主销孔上下面组合机床就是用来粗铣加工汽车前轴主销孔上下面的。要完好地实现汽车制造，其各个部件的各个工序的56工业生产的各个领域，无论是过程控制系统还是传动控制系统，都包含着大量的开关这类手动控制适应于一些容量小、操作单一的场合。随后发展为采用自动控制电器的继电器-接触器控制系统。这种控制系统主要由一些继其特点是结构简单，价格低廉，维护方便，抗干扰强，因此广泛应用于各种机械设备上。并且该系统不仅可以方便的实现生产过程自动化，而且还可以实现集中控制和远距离控随着生产力的发展和科技的进步，人们对所使用的控制设备提出新的更高的要求。在纪70年代出现了以一位微处理机为核心的可变程序控制器，又称为工业控制单元7利用刀具对金属毛坯进行切削，从而加工出机械零件的工作机械就叫做切削机床，简电力拖动方式经过几十年的发展、演变，其控制方式也由动机拖动机床的主轴和给进系统。实现对主轴转速和给进量的控制是机床控制系统要完成自动控制是现代机床的主要控制手段。即使采用其他控制方法，也离不开电气自动控制的8配合，而且电气自动控制程度越高，机床的加工性能、控制设备传动机构反馈装置工作机械其中，反馈装置只在闭环系统中才会需要，开环系统则不需要。反馈装置往往采用控制电动机来实现反馈功能。控制设备传统采用继电器-接触器控制系统，因继电器、接触动机时，也就是说有电动机通过传动机构带动工作机构进行工作时，这种拖动方式就称为一般来说，机床电力拖动系统是将电能转化为机械能，是由使机器动作的电动机、电9组合机床是由一些通过用部件和按加工需要而设计的专用部件组成的高效率自动化或半自动化的专用机床。在此类机床上可进行钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻螺纹、车削、铣组合机床的通用部件中的动力部件有动力头和动力滑台。动力头能同时完成刀具切削立式单面前轴主销孔上下面组合机床也可以称为立式单面粗铣前轴主销孔上下面组合1）工作台：将需要加工的零件固定在操作台上，工件三面定位，液压夹紧，由主轴电机带动刀具进行铣削面加工，加工内容有移动工作台配合控制。2）冷却装置：采用大流量冷却，由冷却电机和油冷电机分别控制。以保证机床工作在允许的温度范围，同时也保证机床能够长时间的处于工作状态，在铣削加工过程中不会3）冲屑装置：将加工产生的铁屑冲刷掉，保持工作台的清洁才能保证零件加工的精4）排屑装置：采用磁刮板自动排屑，铁屑被排放在水槽堆积，排屑电机带动磁铁链5）润滑装置：采用递进式自动集中润滑，给机床加入润滑油以减小磨擦。图2-1立式单面前轴主销孔上下面组合机床的结构分布图电气控制柜是立式单面前轴主销孔上下面组合机床的电气控制部分，是本设计的主要第一步，电气元件的布置，即在已设计好的空机柜中布置如可编程控制器PLC、熔断器、交流接触器、继电器、直流稳压电源变压器等电气元件。布置完之后，按照设计的电第二步，电气元件的安装，即根据布置后的元器件分布图，并按照已设计的电器硬件液压站由各种液压油缸组成，通过液压装置的配合完成被加工机件的加紧以及工作滑机床的加工工作过程概括起来可分为上件过程、铣削面过程、下件过程和其他辅助动上件过程是有夹紧油缸和抱紧油缸及其相应装置相互配合共同完成的。整个过程主要铣削面过程是整个加工过程的核心环节，它是半自动化的加工过程。该加工过程的完成主要是依赖主轴电机和液压移动工作台的协同工作。其具体过程如下：在上件过程结束后工件已被放到工作台上，通过相应按钮启动半自动加工程序，移动工作台在相应的液压该过程与上件过程相似，也是有夹紧油缸、抱紧油缸以及相应的夹具和抱紧装置共同图2-2机床动作工序图该组合机床是为了完成汽车前轴主销孔的上下面的铣削而设计的，要顺利的完成加工性较大。因此，要求主轴电动机有停车制动控制，以提高生产机械电气控制系统设计的基本任务是根据控制要求设计、编制出设备制造和使用最大限度的满足生产机械和生产工艺对电气控制系统的要求。电气控制系统设计的依设计方案要合理。在满足控制要求的前提下，设计方案应力求简单、经济、便于操作机械设计和电气设计应相互配合。许多生产机械采用机电结合控制的方式来实现控制要求，因此要从工艺要求、制作成本、结构复杂性、使用维护方便等方面协调处理好2.5.3PLC控制方案的选择该机床控制系统可分手动和自动两部分，其中自动控制部分有不同的控制方案，既可只要改变程序，就可适应生产工艺的改变，并且可以实现开关量和模拟量的控制，因系统的运营成本；而对于PLC来说，只需要该变程序就可以实现较复杂的控制功能。继电接触器控制系统要扩充、改装都必须重新设计重新配置；而PLC在I/O点数及内容允许范围内，可以扩充。与传统继电接触器控制系统相比，PLC体积小、重量轻、结构紧凑、开发周期短，安装和维护工作量小，PLC还有完善的监控和自诊断功能，可以及时发现和排除故障。微机控制和PLC控制在实现自动控制上也有所而PLC是专用的通用机，下面就此两种控制方式进行比较：应用范围微机除应用于控制领域外，还大量用于科学计算、数据处理、计算机通信运算速度和存储容量微机运算速度快，一般为微秒级。因有大量的系统软件和应用微机的十分之一左右。PLC是微机技术和控制技术相结合的产物，其核心部件是微处理器，它是一种用于控编程器编程器用户程序存储器系统程序存储器），各种外部设备的通信，实现模拟量控制功能。通电气控制系统设计的目的在于实现被控对象即生产设备或生产过程的工艺要求，以提最大限度的满足被控对象的控制要求。设计前应深入现场进行调查研究，搜集资料，并与机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟定电气控制方案，协同解在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济，使用及维修方便。保证控制系统的安全、可靠。机型选择的基本原则应是在功能满足要求的情况下，保证可靠、维护使用方便以及最佳的性能价格比。具体应考虑以下几方面。结构合理对于工艺过程比较固定、环境条件较好（维修量较小）的场合，选用整体式结构；其他情况则选用模块式结构PLC。功能合理对于开关量控制的工程项目，对其控制速度无须考虑，一般的低档机就能满足要求。对于以开关量为主、带少量模拟量控制的项目，可选用带A/D、D/A转换、其功能和编程方法统一，有利于技术力量的培训、技术水平的提高和功能的开发；其外围设备通用，资源可共享，配以上位机后，可把控制各独立系统的多台PLC连成一是否在线编程PLC的特点之一是使用灵活。当被控设备的工艺工程改变时，只需用编程控制器控制时需要两个输入及一个输出；一个双线圈电磁阀需要三个输入及两个输表4-1典型传动设备及电气元件所需可变程序控制器I/O点数输入点数输出点数I/O总点数4372单向运行的笼型电动机4153可逆运行的笼型电动机5274单向变极电动机5385可逆变极电动机646单向运行的直流电动机967可逆运行的直流电动机82133253581-12-2-114-43-31-11-1-11-112-2输出模块的任务是将机器内部信号电平转换为外部过程的控制信号。对于开关频率用户程序通过编程器键入主机内，最后是以机器语言的形式存放在内存中。同样的程一个程序段中的接点数与存放该程序段所代表的机器语言所需的内存字数的比值称为内系统中，开关量输入和开关量输出的比为6:4。这方面的经验公式是具有模拟量控制的系统就要用到数字传送和运算的功能指令，这些功能指令的利用率用户程序优劣对程序长短和运行时间都有较大影响。对于同样的系统，不同用户编写计选用一个小型低档模块式PLC实现对机床的控制，应厂家要求选用三菱系列PLC，点数刚好满足本设计输入/输出点数要求，同时还留表4-2输入/输出点数统计表输入部分输入部分工作方式选择开接触器关行程开关压力继电器液位继电器输入总点数输入/输出总点数49532代码代码HL8703继电器指示灯输出总点数输出部分根据机床要完成的加工工序，再有伺服电动机、辅助电动机和电磁阀等执行器件的控电源进入机柜后先经过总闸开关T、S、R，再接入挂锁开关进行控制。通过挂锁开关电柜风扇用于控制机柜内的温度，给各电气元件提供适宜的温度环境，所以当给5.2选择控制系统电气元件电器是所有电工器件的简称，凡是用来接通和断开电路，以达到控制、调节、转换和低压电器种类繁多，用途广泛，按应用场合的不同要求可以分为配电电器与控制电器断控制，对控制电器的要求是：工作准确可低压隔离器也称刀开关，主要是在电源切断后，将线路与电源明显的隔开，以保障检组合开关的刀片是转动的，操作比较轻巧。组合开关在机床电气设备中用做电源引入断路器俗称自动开关，用于不频繁接触、分断线路正常工作电流，也能在电路中流过故障电流（短路、过载、欠电压等）时，在一定时间内断开故障电路的开关电器。低压断接触器是一种能频繁的接通和断开远距离用电设备主回路及其他大容量用电回路的自接触器主要由电磁机构、触头系统和灭弧装置三部分组成。接触器在选用时应注意以*接触器吸引线圈的电压一般从人身和设备安全角度考虑，该电压值可以选择低一构，将它与设定值进行比较，当达到设定值时（过量或欠量中间机构就使执行机构产*电压继电器电压继电器可以对所接电路上的电压高低做出动作反映。可分为过能力和触头数量进行放大。*时间继电器时间继电器是一种利用电磁原理或机械动作原理实现触头延时接通*热继电器热继电器是利用电流流过热元件时产生的热量，使双金属片发生弯曲而推动执行机构动作的一种保护电器。它主要用于交流电动机的过载保护、断相及电流不平衡运动的保护及其他电气设备发热状态的控制。热继电器还常与交流接触器配合组成电磁启动器，广泛用于三相异步电机的长期过载保护。熔断器是一种利用金属导体为熔体串联于电路中，当过载或短路电流通过熔体时，因主令电器用于发布操作命令以接通和分断控制电路。常见类型有按钮位置开关位置开关主要用于将机械位移转变为电信号，用来控制生产机械的动作。这里主要介绍行程开关。它是一种按工作机械的行程，发出操作命令的位置开关。主要用于机床、自动生产线和其他生产机械的限位及流程控制。当机械的运动部件撞击触杆时，触杆下移使常闭触点断开，常开触点闭合；当运动部件离开后，在复位弹簧万能转换开关万能转换开关是一种多挡式控制多回路的开关电器。主要用于电气控万能转换开关由凸轮机构、触头系统和定位装置等部分组成。它依靠操作手柄带动转会直接控制阀芯位移，来实现液体的沟通、切断和方向变换，操纵各种机构动作如气缸I=P/(1.732*U*COSφ*η)=P/(1.732*0.3表5-1各电机的额定电流14665载，应考虑其启动电流，所以应选用额定电流大一级的开关。将所有电机的电流总和为40.78A，所以要选择额定电流为50A的电源开关和63A的挂锁开关。通过选择整理得元件明细表如表5-3所示。表5-3组件明细表类别WWWWW数量44121LAY5-10W1W1W1WWWWWW色WW1W1W1W2W2W2W6W1W1W1W1W3W2W3W1W1WW6板WW2WW2W6WWWW2WM20*1.5/AD15.8W2M48*2/AD42.5WWWWWW灯W座WW工作台工作台5.4电器安装图设计及接线图绘制置系统及液压启动按钮和故障时的急停按钮；