專用車床控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文

1、<p>　　專用車床控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　機械自動化是當(dāng)代加工機械發(fā)展的必然趨勢,也是我國機械發(fā)展的必由之路。本文設(shè)計的專用車床控制系統(tǒng)主要用于批量加工零件，其主機由床身、料斗、送料機構(gòu)、定位機構(gòu)、夾緊機構(gòu)、動力箱、液壓滑臺、刀架及卸料機構(gòu)等組成，可以實現(xiàn)手動調(diào)整和自動循環(huán)兩種工作方式，控制系統(tǒng)自動檢測料

2、斗是否有料（待加工工件），若無料，則報警，若有料，車床自動進入工作循環(huán)。 </p><p>　　本文設(shè)計的是專用車床的液壓系統(tǒng)，包括液壓系統(tǒng)的回路設(shè)計和控制程序設(shè)計?；芈吩O(shè)計部分主要包括送料-定位-夾緊-主軸轉(zhuǎn)動-滑臺快進-一工進-二工進-死擋鐵停留-快退-松開工件-卸料液壓控制回路，并進行了標(biāo)準(zhǔn)元件的選擇和非標(biāo)準(zhǔn)元件液壓缸的設(shè)計。在設(shè)計過程中最主要的是元件參數(shù)的計算，設(shè)計液壓缸的結(jié)構(gòu)并采用AUTOCAD繪制其裝

3、配圖。在控制方面，采用PLC編程軟件，包括手動調(diào)整和自動循環(huán)兩種工作方式，應(yīng)用變頻器實現(xiàn)自動調(diào)速功能，選用電動刀架實現(xiàn)了自動換刀。系統(tǒng)在啟動后既可以自動進入工作循環(huán)，并且出現(xiàn)故障時或缺料時蜂鳴報警，滿足了專用車床自動、批量加工零件的要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞:專用車床；液壓系統(tǒng)；PLC控制</p><p>　　EXCLUSIVE LATHE CONTROL SYSTEM DESIG

4、N</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Machinery automation is the inevitable trend of the development of contemporary processing machinery, which is also the only way for the developme

5、nt of China's machinery.</p><p>　　The lathe control system for exclusive use designed in this paper is mainly used for batch processing of various parts. The mainframe is composed of the bed, hopper feed

6、 mechanism, positioning mechanism, the clamping mechanism, power boxes, hydraulic slide, turret and unloading institutions. Both manual regulations and automatic cycling can be achieved. Control system automatically dete

7、cts the hopper (the work pieces to be processed). If there is no material in it, there will be alarm, if there </p><p>　　This paper designs a hydraulic system of a lathe for exclusive use, including the circ

8、uit design of the hydraulic system and control procedures. The circuit design mainly consists of feeding - positioning - clamping - spindle rotation – slip-table moving forward – the first feeding -the second feeding – s

9、lip-table blocking iron staying – backing up - releasing the work pieces - discharging hydraulic control circuit. At the same time, standard component selection and non-standard components of th</p><p>　　Key

10、 Words: exclusive Lathe; hydraulic system; PLC control system </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　

11、　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 專用車床控制系統(tǒng)的研究背景1</p><p>　　1.2 專用車床的發(fā)展趨勢1</p><p>　　1.3 本課題的主要內(nèi)容1</p><p>　　2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計2</p><p>　　2.1 液壓系統(tǒng)的組成2</p><

12、p>　　2.2 液壓傳動系統(tǒng)的主要優(yōu)、缺點2</p><p>　　2.3 液壓系統(tǒng)的設(shè)計3</p><p>　　2.3.1 工況分析3</p><p>　　2.3.2 擬定液壓系統(tǒng)原理圖4</p><p>　　2.3.3 液壓系統(tǒng)的計算和選擇液壓元件6</p><p>　　3 變頻器的選擇13<

13、/p><p>　　3.1 變頻器的組成及工作原理13</p><p>　　3.1.1 變頻器的總體介紹13</p><p>　　3.1.2 基本組成13</p><p>　　3.1.3 變頻器的工作原理13</p><p>　　3.1.4 變頻器的選擇14</p><p>　　4 電動刀架

14、的選擇15</p><p>　　4.1 電動刀架組成及工作原理15</p><p>　　4.2 電動刀架的選擇15</p><p>　　5 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計17</p><p>　　5.1 PLC控制系統(tǒng)的組成及工作原理17</p><p>　　5.1.1 PLC控制系統(tǒng)的總體介紹17</p>

15、;<p>　　5.1.2 PLC控制系統(tǒng)的特點17</p><p>　　5.1.3 PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)17</p><p>　　5.1.4 PLC控制系統(tǒng)的工作原理18</p><p>　　5.1.5 PLC選型19</p><p>　　5.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計21</p><p>　　

16、5.2.1 PLC接線圖21</p><p>　　5.2.2 PLC控制系統(tǒng)的I/O分配22</p><p>　　5.2.3 PLC梯形圖23</p><p><b>　　結(jié) 論26</b></p><p><b>　　參考文獻27</b></p><p>&

17、lt;b>　　致 謝28</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 專用車床控制系統(tǒng)的研究背景[1]</p><p>　　專用機床是一種專門適用于特定零件和特定工序加工的機床，而且往往是組成自動生產(chǎn)線式生產(chǎn)制造系統(tǒng)中，不可缺的機床品種。它以標(biāo)準(zhǔn)化部件為基礎(chǔ)，配以少量的專用部件組成

18、。專用機床是一種“量體裁衣”產(chǎn)品，其具有高效自動化的優(yōu)點，是大批量生產(chǎn)企業(yè)的理想裝備。隨著制造技術(shù)的進步，數(shù)控技術(shù)的普及，專用機床的數(shù)控化發(fā)展也很快，專用機床在生產(chǎn)實踐中占有一定的比重。據(jù)有關(guān)資料介紹，日本2001年專用機床產(chǎn)值占機床產(chǎn)值的比達(dá)到8.8%；我國臺灣省這一數(shù)字達(dá)到6.9%;而我國僅為0.67%。所以，在當(dāng)前產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整中，發(fā)展專用機床是行業(yè)發(fā)展中的一個值得注意的問題。</p><p>　　針對上述專

19、用機床發(fā)展背景，作為一名機械工程及自動化專業(yè)的學(xué)生而言，對研究數(shù)控機床的控制系統(tǒng)是十分必要的。通過學(xué)生系統(tǒng)地對數(shù)控車床的控制系統(tǒng)進行集成設(shè)計，使學(xué)生能夠綜合利用大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識，完成數(shù)控車床的控制系統(tǒng)的集成設(shè)計，充分掌握數(shù)控車床控制系統(tǒng)的總體設(shè)計，為即將走向工作崗位奠定一個堅實的基礎(chǔ)。進入社會后，為我國數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)做出貢獻，使我國的數(shù)控技術(shù)進入世界先進之列。</p><p>　　1.2 專用車床的發(fā)展趨勢

20、</p><p>　　專用車床總的發(fā)展趨勢是工序集中、高速、高效、高精度以及方便使用、提高可靠性等。20世紀(jì)50年代末期，在一般數(shù)控機床的基礎(chǔ)上開發(fā)了數(shù)控加工中心，即自備刀具庫的自動換刀數(shù)控機床。在加工中心機床上，工件一次裝夾后，機床的機械手可以自動更換刀具，連續(xù)的對工件進行多種工序加工。 高速、高效、高精度是機械加工的目標(biāo)，數(shù)控機床因其價格昂貴，在上述三方面的發(fā)展也就更為突出。數(shù)控機床制造廠把建立友好的人機界面

21、、提高數(shù)控機床的可靠性作為提高競爭能力的主要方面。[2]</p><p>　　1.3 本課題的主要內(nèi)容</p><p>　　本課題是按給定要求設(shè)計了一個專用車床的液壓傳動系統(tǒng)及其PLC控制系統(tǒng)。</p><p>　　具體為：某專用車床用于批量加工零件，其主機由床身、料斗、送料機構(gòu)、定位機構(gòu)、夾緊機構(gòu)、動力箱、液壓滑臺、刀架及卸料機構(gòu)等組成，可以實現(xiàn)手動調(diào)整和自動循環(huán)

22、兩種工作方式，控制系統(tǒng)自動檢測料斗是否有料（待加工工件），若無料，則報警，若有料，車床自動進入工作循環(huán)：送料-定位-夾緊-主軸轉(zhuǎn)動-滑臺快進-一工進-二工進-死擋鐵停留-快退-松開工件-卸料。</p><p><b>　　主要內(nèi)容有：</b></p><p>　?。?）設(shè)計并繪制液壓系統(tǒng)原理圖；</p><p>　?。?）計算和選擇液壓元件，并

23、進行液壓系統(tǒng)的性能驗算；</p><p>　?。?）繪制非標(biāo)準(zhǔn)元件裝配圖；</p><p>　　（4）進行電氣控制電路設(shè)計，繪制電氣原理圖。</p><p><b>　　2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計</b></p><p>　　2.1 液壓系統(tǒng)的組成[5]</p><p>　　液壓傳動和液力傳動均是以液體作

24、為工作介質(zhì)進行能量傳遞的傳動方式。液壓傳動主要是利用液體的壓力能來傳遞能量；而液力傳動則主要是利用液體的動能來傳遞能量。</p><p>　　一個完整的、能夠正常工作的液壓系統(tǒng)，應(yīng)該由以下五個主要部分來組成：</p><p>　　1、能源裝置(動力元件)：它是供給液壓系統(tǒng)壓力油，把機械能轉(zhuǎn)換成液壓能的裝置。最常見的形式是液壓泵。</p><p>　　2、執(zhí)行裝置(元

25、件)：它是把液壓能轉(zhuǎn)換成機械能以驅(qū)動工作機構(gòu)的裝置。其形式有作直線運動的液壓缸，有作回轉(zhuǎn)運動的液壓馬達(dá)，它們又稱為液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件。</p><p>　　3、控制調(diào)節(jié)裝置(元件)：它是對系統(tǒng)中的壓力、流量或流動方向進行控制或調(diào)節(jié)的裝置。如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥、開停閥等。</p><p>　　4、輔助裝置(元件)：上述三部分之外的其他裝置，例如油箱，濾油器，油管等。它們對保證系統(tǒng)正常工作

26、是必不可少的。</p><p>　　5、工作介質(zhì)：傳遞能量的流體，即液壓油等。</p><p>　　2.2 液壓傳動系統(tǒng)的主要優(yōu)、缺點[2,5]</p><p>　　液壓傳動之所以能得到廣泛的應(yīng)用，是由于它與機械傳動、電氣傳動相比具有以下的主要優(yōu)點：</p><p>　　(1)由于液壓傳動是油管連接，所以借助油管的連接可以方便靈活地布置傳動機

27、構(gòu)，這是比機械傳動優(yōu)越的地方。</p><p>　　(2)液壓傳動裝置的重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小。</p><p>　　(3)可在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速。借助閥或變量泵、變量馬達(dá)，可以實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍可達(dá)1∶2000，并可在液壓裝置運行的過程中進行調(diào)速。</p><p>　　(4)傳遞運動均勻平穩(wěn)，負(fù)載變化時速度較穩(wěn)定。正因為此特點，金屬切削機床中的磨床傳動現(xiàn)在

28、幾乎都采用液壓傳動。</p><p>　　(5)液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護——借助于設(shè)置溢流閥等，同時液壓件能自行潤滑，因此使用壽命長。</p><p>　　(6)液壓傳動容易實現(xiàn)自動化——借助于各種控制閥，特別是采用液壓控制和電氣控制結(jié)合使用時，能很容易地實現(xiàn)復(fù)雜的自動工作循環(huán)，而且可以實現(xiàn)遙控。</p><p>　　(7)液壓元件已實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，便

29、于設(shè)計、制造和推廣使用。</p><p>　　同時，液壓傳動系統(tǒng)也存在缺點：</p><p>　　(1)液壓系統(tǒng)中的漏油等因素，影響運動的平穩(wěn)性和正確性，使得液壓傳動不能保證嚴(yán)格的傳動比。</p><p>　　(2)液壓傳動對油溫的變化比較敏感。</p><p>　　(3)為了減少泄漏，以及為了滿足某些性能上的要求，液壓元件的配合件制造精度要

30、求較高，加工工藝較復(fù)雜。</p><p>　　(4)液壓傳動要求有單獨的能源，不像電源那樣使用方便。</p><p>　　(5)液壓系統(tǒng)發(fā)生故障不易檢查和排除。</p><p>　　總之，液壓傳動的優(yōu)點是主要的，隨著設(shè)計制造和使用水平的不斷提高，有些缺點正在逐步加以克服。液壓傳動有著廣泛的發(fā)展前景。</p><p>　　2.3 液壓系統(tǒng)的設(shè)計

31、</p><p>　　2.3.1 工況分析</p><p>　　首先根據(jù)已知條件，繪制運動部件的速度循環(huán)圖，如圖1-1所示，然后計算各階段的外負(fù)載并繪制負(fù)載圖。</p><p>　　液壓缸所受外負(fù)載包括三種類型，即</p><p>　　F=Fw+Ff+Fa （2-1）</p>

32、;<p>　　式中Fw——工作負(fù)載，對于金屬切削機床來說，即為沿活塞運動方向的切削力在本設(shè)計中Fw=8000N；</p><p>　　Ff——運動部件速度變化時的慣性負(fù)載；</p><p>　　Fa——導(dǎo)軌摩擦阻力負(fù)載。</p><p><b>　　對于平導(dǎo)軌</b></p><p>　　Ff=f(G+FR

33、n) （2-2）</p><p><b>　　G為運動部件重力</b></p><p>　　FRn為垂直于導(dǎo)軌的工作負(fù)載，此處為零</p><p><b>　　F為導(dǎo)軌摩擦系數(shù)</b></p><p>　　故Ffs=0.24000N=800N (靜

34、摩擦阻力)</p><p>　　Ffa=0.14000N=400N （動摩擦阻力）</p><p>　　式中g(shù)——重力加速度</p><p>　　△t——加速或減速時間，此處為0.2s</p><p>　　△v——△t時間內(nèi)的速度變化量</p><p>　　根據(jù)上述計算結(jié)果，列出各工作階段所受的外負(fù)載（見表2-1），并

35、畫出各工作階段所受的外負(fù)載（見表2-1），并畫出如圖2-2所示的外負(fù)載循環(huán)圖。</p><p>　　表2-1 工作循環(huán)各階段的外負(fù)載</p><p>　　圖2-1 速度循環(huán)圖 圖2-2負(fù)載循環(huán)圖</p><p>　　2.3.2 擬定液壓系統(tǒng)原理圖</p><p><b>　?。?）確定供油方式</

36、b></p><p>　　考慮到該機床在工作進給時負(fù)載較大，速度較低，而在快進快退時負(fù)載較小，速度較高。從節(jié)省能量、減少發(fā)熱考慮，泵源系統(tǒng)宜采用雙泵或變量供油泵。現(xiàn)采用帶壓力反饋的限壓式變量葉片泵。</p><p>　?。?）調(diào)速方式的選擇</p><p>　　在中小型專用機床的液壓系統(tǒng)中，進給速度的控制一般采用節(jié)流閥或調(diào)速閥。根據(jù)銑削類專用機床工作時對低速性

37、能和速度負(fù)載特性都有一定要求的特點，決定采用限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速。這種調(diào)速回路具有效率高、發(fā)熱小、速度剛性好的特點，并且調(diào)速閥安裝在回油路上，具有承受負(fù)切削力的能力。</p><p>　?。?）速度換接方式的選擇</p><p>　　本系統(tǒng)采用電磁閥的快慢速換接回路，它的特點是結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)行程比較方便，閥的安裝也比較容易，但速度換接的穩(wěn)定性較差。若要提高系統(tǒng)的換接平穩(wěn)性

38、，則可改用行程閥切換的速度換接回路。</p><p>　?。?）夾緊回路的選擇</p><p>　　用二位四通電磁閥來控制加緊、松開換向動作時，為了避免工作時突然失電而松開，應(yīng)采用失電夾緊方式?？紤]到夾緊時間可調(diào)節(jié)和當(dāng)進油路壓力瞬時下降時仍能保持夾緊力，所以接入節(jié)流閥調(diào)速和單向閥保壓。在該回路中還裝有加壓閥，用來調(diào)節(jié)夾緊力的大小和保持夾緊力的穩(wěn)定。</p><p>

39、　　最后把選擇的液壓回路組合起來，即可組合成圖2-3所示的液壓系統(tǒng)原理圖。</p><p>　　圖2-3液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　　1-吸油過濾器；2-壓力表及其開關(guān)；3-定量液壓泵；4,16,23-單向閥；5,10，25-溢流閥；6-回油過濾器；7，8,9減壓閥；11-遠(yuǎn)控順序閥；12，13,14-三位四通電磁換向閥；15-三位五通電液換向閥；17，18,19-單向調(diào)速閥；20,

40、21-調(diào)速閥；22-二位二通電磁換向閥；24-二位二通行程換向閥；C1-夾緊液壓缸；C2-送料液壓缸；C3-定位液壓缸；C4-滑臺液壓缸；1YJ，2YJ-壓力繼電器</p><p>　　系統(tǒng)的油源為定量泵3，其最高供油壓力由溢流閥5設(shè)定；單向閥4防止油液倒灌。壓力表及其開關(guān)2用于觀測各測壓點壓力。系統(tǒng)的液壓執(zhí)行器包括夾緊液壓缸C1、送料液壓缸C2、定位液壓缸C3、滑臺液壓缸C4。送料缸回路、定位缸回路和夾緊缸回路

41、分別通過減壓閥8、9和7獲得低壓，采用電磁換向閥13、14和12控制運動方向，并分別采用單向調(diào)速閥18、19及17和27進行調(diào)速。工件夾緊后夾緊回路中的發(fā)信裝置是壓力繼電器1YJ；溢流閥26做背壓閥?；_液壓缸的工作循環(huán)為：快進——一工進——二工進——死擋鐵停留——快退，滑臺缸采用電液換向閥15控制運動方向；單向閥16用于實現(xiàn)缸快進時的差動連接；行程換向閥24和遠(yuǎn)控順序閥11用于實現(xiàn)快進與工進的換接；串聯(lián)的調(diào)速閥20和21用于調(diào)節(jié)液壓缸

42、的一工進和二工進的速度，并通過電磁換向閥22實現(xiàn)二次工作進給的速度換接；單向閥23用于提供缸快退時的回油通路，壓力繼電器2YJ用于死擋鐵停留到時發(fā)信；溢流閥10作背壓閥。系統(tǒng)的執(zhí)行器行程上布置有若干電氣行程開關(guān)，與壓力繼電器等一起，用作工況裝換的信號源。</p><p>　　液壓系統(tǒng)的電磁鐵及壓力繼電器的動作順序如表2-1所列。</p><p>　　液壓系統(tǒng)工作時，控制面板上的轉(zhuǎn)換開關(guān)設(shè)置

43、在“自動”位置上，按下“自動循環(huán)”按鈕，液壓系統(tǒng)即開始工作。</p><p>　　表2-1液壓系統(tǒng)電磁鐵及壓力繼電器的動作順序表</p><p>　　2.3.3 液壓系統(tǒng)的計算和選擇液壓元件</p><p>　　液壓缸主要尺寸的確定</p><p>　　工作壓力p的確定。工作壓力p可根據(jù)負(fù)載大小及機器的類型來初步確定，現(xiàn)參閱相關(guān)文獻資料，選取

44、液壓缸的工作壓力為3MPa。</p><p>　　計算液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d，由負(fù)載圖知最大負(fù)載F為8400N，取P2為0.4MPa，ηcm為0.95，考慮到快進快退速度相等，去d/D為0.9。將上述數(shù)據(jù)代入公式</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　即為：</b></p&g

45、t;<p>　　查表，將液壓缸內(nèi)徑圓調(diào)整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑D=80mm，活塞桿直徑d，按d/D=0.7及活塞桿直徑序列表取d=56mm.</p><p>　　取夾緊缸的工作壓力為2.5MPa，回油背壓力為零，ηcm為0.95，則</p><p>　　查表，將液壓缸內(nèi)徑圓調(diào)整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑D=63mm，活塞桿直徑d，按d/D=0.7及活塞桿直徑序列表取d=45mm</p>

46、;<p>　　按最低工進速度驗算液壓缸的最小穩(wěn)定速度</p><p><b>　　由公式</b></p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　A﹥Amin=qmin vmin</p><p><b>　　其中</b></p>

47、<p><b>　　A：有效工作面積</b></p><p>　　Amin：保證最小穩(wěn)定速度的最小有效面積</p><p>　　本設(shè)計中調(diào)速閥是安裝在回油路上，故液壓缸節(jié)流腔有效工作面積應(yīng)選取液壓缸有桿腔的實際面積，即</p><p>　　可見上述不等式滿足，液壓缸能達(dá)到所需低速。</p><p>　　所設(shè)計液

48、壓系統(tǒng)液壓滑臺上液壓缸裝配圖如圖2-4所示。</p><p>　　圖2-4 液壓滑臺液壓缸裝配圖</p><p>　　1-前缸蓋 2-固定套 3-缸體 4-活塞桿 5-半環(huán) 6-活塞 7-后缸蓋</p><p>　　3）計算在各工作階段液壓缸所需的流量：</p><p>　?。?）確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格</p>&

49、lt;p>　　1）泵工作壓力的確定：</p><p>　　pp=p1+∑Δp （2-6）</p><p>　　式中 pp——液壓泵的最大工作壓力</p><p>　　p1——執(zhí)行元件最大工作壓力</p><p>　　∑Δp——進油管路中的壓力損失，取為0.4MPa&

50、lt;/p><p>　　pp=p1+∑Δp=（3+0.4）MPa=3.4MPa</p><p>　　上述計算所得的是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡階段出現(xiàn)的動態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力，另外考慮到一定的壓力儲備量，并確保泵的壽命，因此選泵的額定壓力應(yīng)滿足pn≥(1.25-1.6)。中低壓系統(tǒng)取最小值，高壓系統(tǒng)取大值。在本例中pn=1.25pp=4.4MPa</p><

51、;p>　　選泵的額定壓力為pn=1.25pp=1.253.4=4.25MPa</p><p><b>　　2）泵的流量的確定</b></p><p>　　液壓泵的最大流量應(yīng)為</p><p>　　qp≥kl(∑q)max （2-7）</p><p>　　式中 qp——

52、液壓泵的最大流量；</p><p>　　(∑q)max——同時動作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值</p><p>　　kl——系統(tǒng)泄漏系數(shù)，取kl=1.2</p><p>　　qp=kl(∑q)max=1.215.2l/min=18.24L/min</p><p>　　3）選擇液壓泵的規(guī)格。</p><p>　　根據(jù)

53、以上算得的pp和qp在查閱相關(guān)手冊，現(xiàn)選用YBX-16限壓式變量葉片泵，其基本參數(shù)為每轉(zhuǎn)排量q0=16mL/r，泵的額定壓力pn=6.3MPa，電動機轉(zhuǎn)速nH=1450r/min，容積效率</p><p>　　ηv=0.85，總效率η=0.7</p><p>　　4）與液壓泵匹配的電動機的選定</p><p>　　為了時所選擇的電動機在經(jīng)過也拉泵的流量特性曲線最大功

54、率點時不致停轉(zhuǎn)，需進行驗算，即：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　式中 Pn——所選電動機額定功率</p><p>　　PB—限壓式變量泵的限定壓力</p><p>　　qp——壓力為PB時，泵的輸出流量</p><p><b>　　計算快進時的功率

55、</b></p><p>　　快進時所需電動機的功率為</p><p>　　一工進時所需電機功率為</p><p>　　二工進時所需電機功率為</p><p>　　查閱電動機樣本，選用Y801-4型電動機，其額定功率為0.55kW，額定轉(zhuǎn)速為1390r/min。</p><p><b>　?。?）

56、液壓閥的選擇</b></p><p>　　根據(jù)所擬定的液壓系統(tǒng)圖，按通過各元件的最大流量來選擇液壓元件的規(guī)格。選定的液壓元件如表2-2所示。</p><p>　　表2-2液壓元件明細(xì)表</p><p><b>　　(4)確定管道尺寸</b></p><p>　　油管內(nèi)徑尺寸一般可參照選用的液壓元件借口尺寸而定

57、，也可按管路允許流速進行計算。本系統(tǒng)主油路流量為差動時流量q=30L/min，壓油管的允許流速取v=4m/s，則內(nèi)徑d為</p><p>　　若系統(tǒng)主油路流量按快退時取q=15.2L/min，則可算得油管內(nèi)徑d=8.0mm</p><p>　　綜合諸因素，現(xiàn)取油管的內(nèi)徑d為10mm，吸油管同樣可按上式計算，取吸油管內(nèi)徑d為15mm.</p><p>　　（5）液壓油

58、箱容積的確定</p><p>　　液壓油箱有效容量按泵的流量的5-7倍來確定，現(xiàn)取容量為120L的油箱。</p><p>　　2.3.4 液壓系統(tǒng)的驗算</p><p>　　已知該系統(tǒng)中進、回油管的內(nèi)徑均為10mm，各段管道的長度分別為：AB=0.3m，AC=1.7m，AD=1.7m，DE=2m。選用L-HL32液壓油，考慮到油的最低溫度為15℃，查得15℃時該液壓

59、油的運動粘度v=150cst=1.5cm2/s，油的密度ρ=920kg/m3。</p><p>　?。?）壓力損失的驗算</p><p>　　1）工作進給時進油路壓力算損失。運動部件工作進給時的最大速度為1.2m/min，進給時的最大流量為2.51L/min，則液壓油在管內(nèi)流速v1為：</p><p>　　管道流動雷諾數(shù)Re1為</p><p&g

60、t;　　Re1<2300，可見油液在管道內(nèi)流態(tài)為層流，其沿程阻力系數(shù)</p><p><b>　　。</b></p><p>　　進油管道BC的沿程壓力損失Δp1-1為</p><p>　　查得換向閥4WE6E50/AG24的壓力損失Δp1-2=0.05 106Pa</p><p>　　忽略油液通過管接頭、油路板等

61、處的局部壓力損失，則進油路總壓力損失為</p><p>　　Δp1=Δp1-1+Δp1-2=（0.06 106+0.05 106）Pa=0.11106Pa</p><p>　　工作進給時回油路的壓力損失</p><p>　　由于選用單活塞桿液壓缸，且液壓缸有桿腔的工作面積為無桿腔的工作面積的二分之一，則回油管道的流量為進油管道的二分之一，則</p>&

62、lt;p>　　回油管道的沿程壓力損失Δp2-1為：</p><p>　　查產(chǎn)品樣本知換向閥3WE6A50/A50/AG24的壓力損失Δp2-2=0.025106Pa，換向閥4WE6E50/AG24的壓力損失Δp2-3=0.025106Pa，調(diào)速閥的壓力損失Δp2-4=0. 5106Pa。</p><p><b>　　回油路總壓力損失為</b></p>

63、<p>　　Δp2=Δp2-1+Δp2-2+Δp2-3+Δp2-4=（0.027+0.025+0.025+0.5）106Pa=0.577106Pa</p><p>　　3)變量泵出口處的壓力pp</p><p>　　4)快進時的壓力損失</p><p>　　快進時液壓缸為差動連接，自匯流點A至液壓缸進油口C之間的管路AC中，流量為液壓泵出口流量的兩倍即

64、30.4L/min，AC段管路的沿程壓力損失Δp1-1為</p><p>　　同樣可求得管道AB段及AD段的沿程壓力損失，查產(chǎn)品樣本知，流經(jīng)各閥的局部壓力損失為：</p><p>　　4WE6E50/OAG24的壓力損失=0.17Pa</p><p>　　5WE6E50/OAG24的壓力損失=0.17Pa</p><p>　　據(jù)分析在差動連接

65、中，泵的出口壓力為</p><p>　　=[（20.55+0.051+0.271+0.17+0.17）+]Pa</p><p><b>　　=1.86Pa</b></p><p>　　快退時壓力損失驗算從略。上述驗算表明，無需修改原設(shè)計。</p><p>　　（2）系統(tǒng)溫升的驗算</p><p>

66、　　在整個工作循環(huán)中，工進階段所占的時間最長，為了簡化計算，主要考慮工進時的發(fā)熱量。一般情況下，工進速度大時發(fā)熱量較大，由于限壓式變量泵在流量不同時，效率相差極大，所以分別計算最大、最小時額發(fā)熱量，然后加以比較，取最大者進行分析。</p><p>　　當(dāng)v=25cm/min時，</p><p>　　此時泵的效率為0.1，泵的出口壓力為2.1MPa，則有</p><p&g

67、t;<b>　　此時的功率損失為</b></p><p>　　當(dāng)v=50cm/min時，q=3.92L/min，總效率為0.7</p><p><b>　　則</b></p><p>　　可見在工進速度低時，功率損失為0.651kW，發(fā)熱量最大。</p><p>　　假定系統(tǒng)的散熱狀況一般，取k=，

68、</p><p><b>　　油箱的散熱面積A為</b></p><p><b>　　系統(tǒng)的溫升為</b></p><p>　　驗算表明系統(tǒng)的溫升在許可范圍內(nèi)。</p><p><b>　　3 變頻器的選擇</b></p><p>　　3.1 變頻器的組

69、成及工作原理</p><p>　　3.1.1 變頻器的總體介紹</p><p>　　變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。通過改變電源的頻率來達(dá)到改變電源電壓的目的，根據(jù)電機的實際需要來

70、提供其所需要的電源電壓，進而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。[22]</p><p>　　3.1.2 基本組成</p><p>　　變頻器通常分為4部分：整流單元、高容量電容、逆變器和控制器。整流單元：將工作頻率固定的交流電轉(zhuǎn)換為直流電。高容量電容：存儲轉(zhuǎn)換后的電能。逆變器：由大功

71、率開關(guān)晶體管陣列組成電子開關(guān)，將直流電轉(zhuǎn)化成不同頻率、寬度、幅度的方波。控制器：按設(shè)定的程序工作，控制輸出方波的幅度與脈寬，使疊加為近似正弦波的交流電，驅(qū)動交流電動機。[22]</p><p>　　3.1.3 變頻器的工作原理</p><p>　　主電路是給異步電動機提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類：電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電

72、容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。 它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。</p><p>　　整流器：最近大量使用的是二極管的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進行再生運轉(zhuǎn)。</p><p

73、>　　平波回路：在整流器整流后的直流電壓中，含有電源6倍頻率的脈動電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動電流也使直流電壓變動。為了抑制電壓波動，采用電感和電容吸收脈動電壓（電流）。裝置容量小時，如果電源和主電路構(gòu)成器件有余量，可以省去電感采用簡單的平波回路。</p><p>　　逆變器：同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時間使6個開關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷就可以得到3相交流輸出。以電壓型pw

74、m逆變器為例示出開關(guān)時間和電壓波形?？刂齐娐肥墙o異步電動機供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號的回路，它有頻率、電壓的“運算電路”，主電路的“電壓、電流檢測電路”，電動機的“速度檢測電路”，將運算電路的控制信號進行放大的“驅(qū)動電路”，以及逆變器和電動機的“保護電路”組成。（1）運算電路：將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進行比較運算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。2）電壓、電流檢測電路：與主回路電位隔離檢測電壓、電流

75、等。（3）驅(qū)動電路：驅(qū)動主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導(dǎo)通、關(guān)斷。4）速度檢測電路:以裝在異步電動機軸機上的速度檢測器(tg、plg等)的信號為速度信號，送入運算回路，根據(jù)指令和運算可使電動機按指令速度運轉(zhuǎn)。（5）保護電路：檢測主電路的電壓、電流等，當(dāng)發(fā)生過載或過電壓等異常時，為了防止逆變器和異步電動機損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。</p><p>　　3.1.4 變頻器的選擇<

76、/p><p>　　按照機械設(shè)備的類型、負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性、調(diào)速范圍、靜態(tài)速度精度、起動轉(zhuǎn)矩的要求，選擇合適的變頻器為富士FRN30G9S。運動速度主要有四種，中速、低速、高速和啟動速度。。根據(jù)變頻器FRN30G9S的特點，將正轉(zhuǎn)啟動時的速度定位初始速度，而變頻器的分段速度輸入控制端口K1、K2、K3分別控制高速、中速、低速，分別由PLC的輸出繼電器Y2、Y3、Y4控制其工作。當(dāng)輸出及電氣Y2為ON時，短接變頻器K1和COM

77、端，使變頻器的輸出頻率按照系統(tǒng)設(shè)置的對應(yīng)頻率帶動電動機轉(zhuǎn)動。K2、K3與K1使變頻器的輸出頻率按照系統(tǒng)設(shè)置的對應(yīng)頻率帶動電動機轉(zhuǎn)動。K2、K3與K1類似。正轉(zhuǎn)端口FWD由輸出繼電器Y0控制，反轉(zhuǎn)端口REV由輸出繼電器Y1控制。</p><p><b>　　4 電動刀架的選擇</b></p><p>　　4.1 電動刀架組成及工作原理</p><p&

78、gt;　　電動刀架的基本結(jié)構(gòu)為上、下刀體之間設(shè)有偏心支撐軸，電機設(shè)置在上刀體的上部，減速機構(gòu)的輸出軸連接有傳動軸，傳動軸的外部嚙合有凸輪，凸輪的下方設(shè)有與偏心支撐軸動配合的反靠盤，反靠盤的外周固定有齒面向下的上齒盤，下刀體上固定有齒面向上的下內(nèi)齒盤，下內(nèi)齒盤的外周設(shè)有固定在上刀體上且齒面向上的下外齒盤，上齒盤、下外齒盤與上刀體之間由銷軸連接。換刀速度快，刀架夾緊力大、定位精度高。此外，刀架與機床的電連接采用插頭插座方式，安裝方便。[20

79、] </p><p>　　本文選用的電動刀架具有電機、發(fā)訊盤、上刀體、下刀體，其特征在于：上、下刀體之間設(shè)有偏心支撐軸，電機設(shè)置在上刀體的上部，電機的主軸與設(shè)置在偏心支撐軸內(nèi)的少齒差行星齒輪減速機構(gòu)連接；減速機構(gòu)的輸出軸即傳動軸的外部嚙合有凸輪，凸輪的下方設(shè)有與偏心支撐軸動配合的反靠盤，凸輪的底面上的直角梯形鎖緊凸塊可插入反靠盤頂面上的直角梯形鎖緊槽內(nèi)，反靠盤的外周固定有齒面向下的上齒盤，下刀體上固定有齒面向上的

80、下內(nèi)齒盤，下內(nèi)齒盤的外周設(shè)有固定在上刀體上且齒面向上的下外齒盤，上齒盤、下外齒盤與上刀體之間由銷軸連接且上齒盤、下外齒盤與銷軸動配合，下刀體上且處于反靠盤下方設(shè)有彈性頂柱和彈性反靠銷，其中彈性反靠銷可插入反靠盤的底面上的反靠槽中。</p><p>　　4.2 電動刀架的選擇</p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求，選用常州宏達(dá)機床數(shù)控設(shè)備廠生產(chǎn)的四工位電動刀架，型號為LD4-CK6132。<

81、;/p><p>　　LD4系列電動刀架工作原理及特點是：LD4型系列立式電動刀架采用渦輪蝸桿傳動，上下齒盤嚙合，螺桿夾緊的工作原理。具有轉(zhuǎn)位快，定位精度高，切向扭矩大的優(yōu)點。發(fā)信轉(zhuǎn)位采用霍爾元件，使用壽命長。其具體參數(shù)如下圖4-1，表4-1、表4-2所示：</p><p>　　圖4-1 墊板及電動刀架尺寸圖</p><p>　　表4-1 外形尺寸及安裝尺寸</p

82、><p><b>　　表4-2 技術(shù)參數(shù)</b></p><p>　　5 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　5.1 PLC控制系統(tǒng)的組成及工作原理[8,21]</p><p>　　5.1.1 PLC控制系統(tǒng)的總體介紹</p><p>　　可編程控制器PLC是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工

83、業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計。它使用可編程序的存儲器來存儲指令，實現(xiàn)邏輯運算、順序運算、計數(shù)計時和算術(shù)運算等功能，用來對各種機械或生產(chǎn)過程進行控制。</p><p>　　5.1.2 PLC控制系統(tǒng)的特點</p><p>　　PLC能如此迅速發(fā)展的原因是由于它具有通用計算機所不及的一些下列特點</p><p>　　(1) 可靠性：PLC不需要大量的活動部件和電子元器件，它的接線也

84、大大減少。與此同時，系統(tǒng)的維修簡單、維修時間縮短，因此可靠性得到提高，PLC有較強的易操作性，它具有編程簡單、操作方便、維修容易等特點，因此對操作和維修人員的技能要求降低，容易學(xué)習(xí)和掌握，不容易發(fā)生操作的失誤，可靠性高。</p><p>　　(2) 易操作性：操作方便，編程方便，維修方便。</p><p>　　(3) 靈活性：編程的靈活性，擴展的靈活性。</p><p&

85、gt;　　5.1.3 PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC的型號、規(guī)格繁多。它主要由中央處理單元CPU、存儲器、輸入、輸出等部分組成。</p><p>　　(1)中央處理單元CPU</p><p><b>　　(2) 存儲器</b></p><p>　　PLC的存儲器用來存放程序和數(shù)據(jù)。程序分系統(tǒng)程序和用

86、戶程序。</p><p><b>　?、傧到y(tǒng)程序存儲器</b></p><p>　　該存儲器存放系統(tǒng)程序(系統(tǒng)軟件)。系統(tǒng)程序是PLC研制者所編的程序，它是決定性能的關(guān)鍵。系統(tǒng)程序包括監(jiān)控程序、解釋程序、故障自診斷程序、標(biāo)準(zhǔn)子程序庫及其他各種管理程序等。系統(tǒng)程序由制造廠家提供，一般都固化在ROM或EPROM中，用戶不能直接存取。系統(tǒng)程序用來管理、協(xié)調(diào)PLC各部分的工作

87、，翻譯、解釋用戶程序，進行故障診斷等。</p><p><b>　?、谟脩舫绦虼鎯ζ?lt;/b></p><p>　　該存儲器存放用戶程序(應(yīng)用軟件)。用戶程序是用戶為解決實際問題并根據(jù)PIC的指令系統(tǒng)而編制的程序，它通過編程器輸入，經(jīng)CPU存放入用戶存儲器。為便于程序的調(diào)試、修改、擴充、完善，該存儲器使用RAM。</p><p>　?、圩兞?數(shù)據(jù)

88、)存儲器</p><p>　　變量存儲器存放PLC的內(nèi)部邏輯變量，如內(nèi)部繼電器、FO寄存器、定時器/計數(shù)器中邏輯變臉的現(xiàn)行值等，這些現(xiàn)行值在CPU進行邏輯運算時需隨時讀出、更新有關(guān)內(nèi)容，所以，變量存儲器也采用RAM?，F(xiàn)今用戶程序存儲器和變量存儲器常采用低功耗的CMOS—RAM及鋰電池供電的掉電保持技術(shù)，以提高運行可靠性。通常PLC產(chǎn)品資料中所指的內(nèi)存儲器容量，是指用戶程序存儲器而言，且以字(6位/字)為單位來表示

89、存儲器的容量。</p><p>　　(3) 輸入輸出接口(簡稱I/O)</p><p>　　輸入輸出接口是CPU與工業(yè)現(xiàn)場裝置之問的連接部分，是PLC的重要組成部分。與微機的I/O接口工作于弱電的情況不同，PLC的I/O接口是按強電要求設(shè)計的，即其輸入接口可以接受強電信號，其輸出接口可以直接和強電設(shè)備相連接。對于小型PLC，廠家通常將I/O部分就裝在PLC的本體部分，而對于中、大型PLC，

90、各廠家通常都將I/O部分做成可供選取、擴充的模塊組件，用戶可根據(jù)自己的需要選取不同功能，不同點數(shù)的組件來組成自己的控制系統(tǒng)。為便于檢查，每個I/O點都接有指示燈，某點接通時，相應(yīng)的指示燈發(fā)光指示。用戶可以方便地檢查各點的通斷狀態(tài)。</p><p><b>　?、佥斎虢涌?lt;/b></p><p>　　輸入接口的功能是采集現(xiàn)場各種開關(guān)接點的狀態(tài)信號，并將其轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的邏輯

91、電平，送給CPU處理．一般的輸入信號多為開關(guān)量信號，各種開關(guān)量輸入接口的基本結(jié)構(gòu)大同小異，常有直流和交流開關(guān)量輸入接口電路兩種。交流開關(guān)量輸入接口電路與直流開關(guān)量輸入接口電路的主要區(qū)別是，前者要由現(xiàn)場提供交流電流，輸入的交流信號經(jīng)整流后得到直流，再去驅(qū)動光電耦合器。在機械設(shè)備中，除開關(guān)量外，還常遇到一些模擬量如溫度、壓力、位移和速度等。對這些模擬量進行采集時，必須經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ACD)將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，才能為PLC的CPU所接受。&

92、lt;/p><p><b>　?、谳敵鼋涌?lt;/b></p><p>　　為適應(yīng)不同的負(fù)載，輸出接口有多種方式。常用的有晶體管輸出方式、晶閘管輸出方式和繼電器輸出方式。晶體管輸出方式用于直流負(fù)載；雙向晶閘管輸出方式用交流負(fù)載，繼電器輸出方式可用于直流負(fù)載，也可用于交流負(fù)載。一些PLC還具有模擬輸出接口，用于需要摸擬信號驅(qū)動的負(fù)載。</p><p>&

93、lt;b>　　(4) 編程器</b></p><p>　　編程器是PLC中一種主要的外部設(shè)備，它是開發(fā)、維護PLC擰制系統(tǒng)的必備設(shè)備。編程器用于用戶程序的編制、編輯、調(diào)試、檢查和監(jiān)視，還可以通過其鍵盤去調(diào)用與顯示PLC的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。它通過通信端口與CPU聯(lián)系，完成人機對話連接。編程器上有供編程用的各種功能鍵和顯示燈，以及編程、監(jiān)控轉(zhuǎn)換丌關(guān)。編程器的鍵盤采用梯形圖語言鍵符，也可以采用軟

94、件指定的功能鍵符，通過屏幕對話方式進行編程．編程器有便攜式和CRT智能式兩大類，前者只能聯(lián)機編程，而后者既可聯(lián)機編程，又可脫機編程。便攜式編程器體積小，重量輕，可隨身攜帶，便于在生產(chǎn)現(xiàn)場使用。一般的小型PLC主要采用便攜式編程器。編程器是專用的，不同型號的PLC都有自己專用的編程器，不能通用。PLC正常工作時，不一定需要編程器。因此，多臺同型號的PLC可以只配一個編程器。</p><p><b>　　(

95、5)其他設(shè)備</b></p><p>　　PLC的外部設(shè)備還有盒式錄音機、打印機、EPROM寫入器及高分辨率屏幕彩色圖形監(jiān)控設(shè)備等。</p><p>　　5.1.4 PLC控制系統(tǒng)的工作原理</p><p>　　與普通微機類似，PLC也是由硬件和軟件兩大部分組成的。在軟件的控制下，PLC才能正常地工作。軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩部分。</p>

96、;<p>　　PLC的基本工作如下：</p><p>　　(1) 輸入現(xiàn)場信息：在系統(tǒng)軟件的控制下，順次掃描各輸入點的狀態(tài)；</p><p>　　(2) 執(zhí)行程序：順次掃描用戶程序中的各條指令，根據(jù)輸入狀態(tài)和指令內(nèi)容進行邏輯運算；</p><p>　　(3) 輸出控制信號：根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，輸出狀態(tài)寄存器向各輸出點并行發(fā)出相應(yīng)的控制信號，實現(xiàn)所要求的

97、邏輯控制功能。</p><p>　　上述過程執(zhí)行完后，又重新開始，反復(fù)地執(zhí)行。每執(zhí)行一遍所需的時間稱為掃描周期。PLC的掃描周期通常為幾十毫秒。</p><p>　　在實際應(yīng)用中，大多數(shù)機械設(shè)備的工作過程可以分為一系列不斷重復(fù)的順序操作，PLC的工作方式與此相似。因此，PLC的程序可與機器的動作一一對應(yīng)，程序編制簡單、直觀，不容易出錯，而且容易修改，從而大大減少了軟件的開發(fā)費用，縮短了軟件

98、的開發(fā)周期。</p><p>　　為了提高工作的可靠性，及時接收外來的控制命令，PLC在每次掃描期間，除完成上述三步操作外，通常還要進行故障自診斷，完成與編程器等的通信。</p><p>　　每次掃描開始，先執(zhí)行一次自診斷程序，對各輸入輸出點、存儲器和CPU等進行診斷，診斷的方法通常是測試出各部分的當(dāng)前狀態(tài)，并與正常的標(biāo)準(zhǔn)狀念進行比較，若兩者一致，說明各部分工作正常，若不一致則認(rèn)為有故障。

99、此時，PLC立即啟動關(guān)機程序，保留現(xiàn)行工作狀態(tài)，并關(guān)斷所有輸出點，然后停機。</p><p>　　診斷結(jié)束后，如沒發(fā)現(xiàn)故障，PLC將繼續(xù)往下掃描，檢查是否有編程器等的通信請求。如果有則進行相應(yīng)的處理，比如，接受編程器發(fā)來的命令，把要顯示的狀態(tài)數(shù)據(jù)、出錯信息送給編程器顯示等。</p><p>　　處理完通信后，PLC繼續(xù)往下掃描，輸入現(xiàn)場信息，順序執(zhí)行用戶程序，輸出控制信號，完成一個掃描周期

100、。然后又從自診斷開始，進行第二輪掃描。PLC就這樣不斷反復(fù)循環(huán)，實現(xiàn)對機器的連續(xù)控制，直到接收到停機命令，或因停電、出現(xiàn)故障等才停止工作。</p><p>　　5.1.5 PLC選型</p><p>　　本設(shè)計中需要25個輸入，23個輸出(具體見表5-1)，</p><p>　　表5-1 電氣與邏輯元件對照表</p><p>　　故根據(jù)本設(shè)計

101、要求，選擇FX2N-64MR型PLC，其有32位輸入，32位輸出，滿足了系統(tǒng)設(shè)計要求。</p><p>　　5.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　5.2.1 PLC接線圖</p><p><b>　　圖5-1 電氣圖</b></p><p><b>　　a)</b></p>

102、<p>　　5-2 PLC接線圖</p><p><b>　　b)</b></p><p>　　5-2 PLC接線圖</p><p>　　5.2.2 PLC控制系統(tǒng)的I/O分配</p><p>　　I/O分配見表5-2</p><p>　　表5-2 I/O分配表</p>&

103、lt;p>　　5.2.3 PLC梯形圖</p><p>　　系統(tǒng)說明：M1為主軸電動機，M2為快速電動機，M3為液壓泵電動機，M4為冷卻泵電動機。SB1為急停按鈕，按下SB1系統(tǒng)停止運行。按下按鈕SB2之后主電動機正向點動，按下SB3之后主電動機反向點動。按下SB4之后主電動機正轉(zhuǎn)長動，按下SB5之后主電動機反轉(zhuǎn)長動。SB6為手動換刀。按下SB9、SB10、SB11之后分別控制主軸電動機的快速轉(zhuǎn)動、中速轉(zhuǎn)動

104、和高速轉(zhuǎn)動。設(shè)計的電動刀架為四工位，按一下，電動刀架換刀一次。</p><p>　　系統(tǒng)工作流程為：根據(jù)需要選擇電動機正反轉(zhuǎn)。變頻器和主軸電機隨系統(tǒng)同時起動。起動之后傳感器檢測是否有料，若沒有料，蜂鳴報警，若有料，系統(tǒng)進入自動工作循環(huán)。液壓泵電機起動，電磁鐵Y21動作送料，直到指定位置，由行程開關(guān)X15控制，使電磁鐵Y21斷電，送料停止。送料停止之后電磁鐵Y17動作，完成定位，到指定位置后，電磁鐵Y17失電，定位

105、完成。之后電磁鐵Y15得電，滑臺快進，到指定位置，行程開關(guān)X17得電，Y15失電，快進動作完成。行程開關(guān)X17得電的同時，冷卻泵起動，開始噴切削液。緊接著電磁鐵Y14得電，液壓滑臺開始一工進，直到行程開關(guān)X20得電，電磁鐵Y14失電，Y15得電，系統(tǒng)開始二工進，直到行程開關(guān)X21得電，Y15失電，死擋鐵停留，同時Y16得電，液壓滑臺開始快退，直到行程開關(guān)X16得電，Y16失電，液壓滑臺停止動作，同時Y6得電，松開工件，直到電磁鐵X23得

106、電，工件被完全松開，Y6失電，夾緊缸停止動作，之后Y20得電，定位缸動作，直到行程開關(guān)X26得電，取消定位，Y22得電，開始卸料，直到X14得電，卸料完成。</p><p>　　綜上，總的工作循環(huán)為：送料-定位-夾緊-主軸轉(zhuǎn)動-滑臺快進-一工進-二工進-死擋鐵停留-快退-松開工件-卸料。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p&

107、gt;　　本文主要是根據(jù)給定要求設(shè)計了專用車床的液壓系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)。</p><p>　　本次控制系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)了設(shè)計要求，達(dá)到了預(yù)期的目的。通過這次設(shè)計我學(xué)會了很多以前沒學(xué)過的知識，也鞏固了以前沒學(xué)好的知識，使我的專業(yè)理論知識更加扎實，軟件操作更加熟了。通過本次設(shè)計我學(xué)會了調(diào)查研究的方法，提高了我運用工具書的能力；培養(yǎng)了我查閱文獻、外文資料的閱讀與翻譯、計算機應(yīng)用、文字表達(dá)等基本工作實踐能力，使我初步掌握了科

108、學(xué)研究的基本方法和思路。</p><p>　　本設(shè)計的特點在于將PLC應(yīng)用到了專用車床控制系統(tǒng)中。本系統(tǒng)在實際應(yīng)用中，取得了良好的實際效果，且安全性良好。實踐證明，以PLC為核心專用車床控制系統(tǒng)是一種簡單有效、成本低廉的解決方案，具有較高的可靠性、靈活性和經(jīng)濟適用性。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]田科

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