買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 基于 組合機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 組合機(jī)床是高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，是現(xiàn)代機(jī)床技術(shù)水平的重要標(biāo)志，是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)重要標(biāo)志，是現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ)裝備，尤其是在加工產(chǎn)品更換頻繁、零件形狀復(fù)雜、精度要求較高的工件時(shí)，不但可以節(jié)省大量的時(shí)間和資源，而且還能夠確保工件的質(zhì)量與產(chǎn)量，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。 傳統(tǒng)的機(jī)床 主要采用繼電器 缺點(diǎn)是故障率高、可靠性差、維修工作量大等，而采用 成的控制系統(tǒng)可以很好地解決上述問題 。 本文在基于可編程控制器（ 結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ) 上 ，介紹了基于 加工中心控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)，重點(diǎn)介紹了加工中心控制系統(tǒng)中的硬件選擇方法、軟件的設(shè)計(jì)過程， 并給出了系統(tǒng)組成框圖和程序流程圖 ， 提出了 西門子 列出了具體的主要硬件電路、加工中心的控制梯形圖及指令表 ， 解決 了 繼電器 接觸器故障率高、可靠性差、安裝調(diào)試周期長、維修工作量大、接線復(fù)雜等缺點(diǎn)。 關(guān)鍵詞： 組合機(jī)床，繼電器 接觸器， 制系統(tǒng) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 on a of to is a is an of of is an of is of in of of a of to of a of is of of LC In on of on of s on a LC a of to of 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目 錄 前 言 . 1 第 1 章 組合機(jī)床的概述 . 3 合機(jī)床的發(fā) 展史 . 3 合機(jī)床的加工方式 . 4 合機(jī)床的特點(diǎn)與未來發(fā)展 . 4 合機(jī)床的特點(diǎn) . 4 合機(jī)床的未來發(fā)展 . 4 第 2 章 可編程序控制器 . 6 應(yīng)用與特點(diǎn) . 6 應(yīng)用 . 6 特點(diǎn) . 7 工作原理 . 8 第 3 章 控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) . 10 合機(jī)床控制系統(tǒng)的工藝流程圖及設(shè)計(jì)要求 . 10 據(jù)工藝過程分析控制要求 . 11 工過程分析 ： . 11 作方式 . 12 第 4 章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) . 13 擇 型 . 13 7簡要介紹 . 14 制系統(tǒng) 輸入 /輸出分配表 . 16 件連接圖 . 19 第 5 章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) . 20 制流程圖設(shè)計(jì) . 20 形圖的分解闡述 . 22 第 6 章 仿真模擬 . 28 結(jié) 論 . 29 謝 辭 . 30 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 參考文獻(xiàn) . 31 附 錄 . 32 外文資料翻譯 . 39 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 前 言 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近年來我國的機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)得到飛速的發(fā)展，一些機(jī)械設(shè)備制造廠商也在不斷 地改進(jìn)設(shè)計(jì)，修改工藝，生產(chǎn)新型的機(jī)械制造設(shè)備，組合機(jī)床就是其中之一。它將數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床和數(shù)控鏜床的功能組合在一起，零件在一次裝夾后，可以連續(xù)完成對(duì)工件表面進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋和銑削等多工序的加工，工序高度集中，從而使工件在一次裝夾后，自動(dòng)完成多個(gè)平面或多個(gè)角度位置的多工序加工。 由于組合機(jī)床具有上述機(jī)能，因而可以大大減少工件裝夾、測量和機(jī)床的調(diào)整時(shí)間，減少工件的周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)和存放時(shí)間，使機(jī)床的切削時(shí)間利用率高于普通機(jī)床的 3，大大提高了生產(chǎn)率，尤其是在加工形狀比較復(fù)雜、精度要求較高、品種 更換頻繁的工件時(shí)，更具有良好的經(jīng)濟(jì)性。 組合機(jī)床是高度機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，它以數(shù)字信息技術(shù)為基礎(chǔ)，集傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、成組技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感器檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、液壓氣動(dòng)技術(shù)、光機(jī)電技術(shù)等技術(shù)為一體的最新成果，是現(xiàn)代機(jī)床技術(shù)水平的重要標(biāo)志，是體現(xiàn)現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)工藝水平的重要標(biāo)志，在機(jī)械制造業(yè)中的地位愈來愈重要。 為新一代工業(yè)控制器，以其高可靠性和技術(shù)先進(jìn)性，在加工中心控制中得到廣泛應(yīng)用，成為當(dāng)前加工中心控制和技術(shù)改造的熱點(diǎn)之一。 編程序控制器 是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的一種新型工業(yè)控制裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動(dòng)控制中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，可編程控制器是工業(yè)自動(dòng)化裝置中應(yīng)用最多的一種設(shè)備。專家認(rèn)為，可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎(chǔ)設(shè)備之一，器人、 成為工業(yè) 自動(dòng)化 生產(chǎn)的三大支柱。由于 有對(duì)使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性， 因此自 入我國以來，已經(jīng) 廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為提高傳統(tǒng)工業(yè)裝備水平和技術(shù)能力的買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 重要 設(shè)備和強(qiáng)大支柱。 應(yīng)用 制 加工中心 實(shí)現(xiàn)各種規(guī)定的工序動(dòng)作，可以簡化控制線路，不僅可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，而且對(duì)保障人身安全，改善勞動(dòng)環(huán)境，減輕 工人 勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率以及降低生產(chǎn)成本， 實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工工藝自動(dòng)化等方面 有著十分重要的意義。 目前， 隨著微處理器的出現(xiàn)，大規(guī)模，超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的不斷進(jìn)步 ，加工中心正朝著高速度、高精度和愈發(fā)完善的機(jī)能方向高速發(fā)展。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 1章 組合機(jī)床的概述 組合機(jī)床是由通用部件及專用部件組成的 ， 加工一種 (或幾種 )零件的一道 (或幾道 )工序的高效率的 專 用機(jī)床 。 組合機(jī)床的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)件約占 70 這些部件是系列化的 ，可以進(jìn)行成批生產(chǎn) 。 其余 20專用部件是由被加工零件的形狀 、 輪廓尺寸 、 工藝和工序來決定 ， 如夾具 、 主軸箱 、 刀具和工具等 。 組合機(jī)床是一種自動(dòng)化或半自動(dòng)化的機(jī)床 。 無論是機(jī)械電氣或液壓電氣控制的都能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán) 。 半自動(dòng)化的組合機(jī)床 ， 工人只要將工件裝夾好 ， 按一下按鈕 ， 機(jī)床即可自動(dòng)進(jìn)行加工 ， 加工一個(gè)循環(huán)停止 。 自動(dòng)化的組合機(jī)床 ， 工人只要將工件放到料斗或上料架上 ， 機(jī)床即可連續(xù)不斷的進(jìn)行工作 。 組合機(jī)床一般采用多軸 、 多刀 、 多工序 、 多面 、 多工位同時(shí)加工 ， 一種工序集中的高效率機(jī)床 。 組合機(jī)床加工 ， 刀具是借助鉆模板和鏜模架 ，精加工機(jī)床采用高精度的導(dǎo)向 ， 所以穩(wěn)定的保證產(chǎn)品質(zhì)量 。 合機(jī)床的發(fā)展史 二十世紀(jì) 70 年代以來，隨可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動(dòng)檢測和刀具自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展，組合機(jī)床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達(dá) 米 /1000 毫米，表面糙度可低達(dá) 米；鏜孔精度可達(dá) 級(jí)，孔距精度可達(dá) 米。 專用機(jī)床史隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來的。在專用機(jī)床中某些部件因重復(fù)使用，逐步發(fā) 展成為通用部件，因而產(chǎn)生了組合機(jī)床。 最早的組合機(jī)床是 1911 年在美國制成的，用于汽車零件。初期，各機(jī)床制造廠都有各自的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。為了提高不同制造廠的通用部件的互換性，便于用戶使用和維修， 1953 年美國福特汽車公司與美國機(jī)床制造廠協(xié)商，確定了組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則，即嚴(yán)格規(guī)定各部件間的聯(lián)系尺寸，到對(duì)部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 合機(jī)床的加工方式 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)，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成 自動(dòng)生產(chǎn)線 組合機(jī)床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時(shí)，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具與工件的相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機(jī)床采用車削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，也可實(shí)現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類零件 (如飛輪、汽車后橋半軸等 )的外圓和端面加工。 合機(jī)床的特點(diǎn)與未來發(fā)展 合機(jī)床的特點(diǎn) 組合機(jī)床 通常采用多刀（多軸）、多面、多工位同時(shí)對(duì)工件進(jìn)行加工的方法。加工時(shí)，裝在機(jī)床主軸上的刀具作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)，工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，或者刀具既作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)又做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以完成工件循環(huán)。 其 特點(diǎn) 有 ： （ 1） 制造周期短、經(jīng)濟(jì)效果好； （ 2） 自動(dòng)化程度高，提高生產(chǎn)率； （ 3） 通用程度高、投資少、成本低； （ 4） 能穩(wěn)定保證加工精度； （ 5） 易于聯(lián)成組合機(jī)床自動(dòng)線 等 。 合機(jī)床的未來發(fā)展 為了使組合機(jī)床能在中小批量生產(chǎn)中得到應(yīng)用，往往需要應(yīng)用成買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 組技術(shù)，把結(jié)構(gòu)和工藝相似的零件集中在一臺(tái) 組合機(jī)床上加工，以提高機(jī)床的利用率。這類機(jī)床常見的有兩種，可換主軸箱式組合機(jī)床和轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床。 組合機(jī)床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠等傳動(dòng)，以簡化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動(dòng)更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 2 章 可編程序控制器 可編程控制器（ 計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（ 簡稱 主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱 是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（ 簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱 從 20 世紀(jì) 60 年代末發(fā)展起來的一種新型的電氣控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、通信技術(shù)融為一體，以其顯著的優(yōu)點(diǎn)正被廣泛地應(yīng)用于各種生產(chǎn)機(jī)械和生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制中。 應(yīng)用與特點(diǎn) 應(yīng)用 應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，并正在迅速擴(kuò)大。對(duì)早期的 是有繼電器的地方，都可采用。而對(duì)當(dāng)今的 乎可以說凡是需要控制系統(tǒng)存在的地方就需要 其是近幾年來， 成本下降，功能有不斷增強(qiáng)，所以，目前 國內(nèi)外已被廣泛應(yīng)用于冶金、機(jī)械、石油、化工、輕工、電力、建筑、交通運(yùn)輸?shù)雀餍懈鳂I(yè)。一般來說，小型 要用于單機(jī)自動(dòng)化，而大、中型 是自動(dòng)生產(chǎn)線上不可缺少的控制部件。 按 控制類型，其應(yīng)用大致可分為以下幾個(gè)方面。 控制 這是 基本 ，也是 最廣泛的應(yīng)用 方面。用 代繼電器控制和順序控制器控制。例如機(jī)床的電氣控制、包裝機(jī)械的控制、自動(dòng)電梯以及帶式運(yùn)輸機(jī)的電氣控制等。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 過模擬量 I/O 模塊，可實(shí)現(xiàn)模擬量和數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換，并對(duì)模擬量進(jìn)行控制。具有 制的 用于閉環(huán)系統(tǒng)的過程控制、位置控制和速度控制等。 現(xiàn)代 有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，它可以與機(jī)械加工中的數(shù)字控制及計(jì)算機(jī)數(shù)控緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。 為一種通用的工 業(yè)控制器，適用于工業(yè)機(jī)器人。 高功能的 有較強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可實(shí)現(xiàn) 、 上位計(jì)算機(jī)之間的通信，從而可形成多層分布式控制系統(tǒng)或工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。通常，采用多臺(tái) 散控制，由上位計(jì)算機(jī)集中管理。 特點(diǎn) 干擾能力強(qiáng) 在惡劣的環(huán)境如電磁干擾、電源電壓波動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)、溫度變化等中可靠地工作， 且其 平均無故障間隔時(shí)間高 。 用性強(qiáng) 由于 采用軟件編程來實(shí)現(xiàn)控制功能，對(duì)同一控 制對(duì)象，當(dāng)控制要求改變需改變控制系統(tǒng)的功能時(shí)，不必改變 硬件設(shè)備，只需相應(yīng)改變軟件程序。 用、維護(hù)方便 能強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣 可用于開關(guān)量的控制又可用于模擬量的控制；既可用單片機(jī)控制，又可用于組成多級(jí)控制系統(tǒng)；既可控制簡單系統(tǒng)，又可控制復(fù)雜系統(tǒng)。因此， 應(yīng)用范圍廣。 量輕、功耗低 用了半導(dǎo)體集成電路，外形尺寸很小，重量輕，同時(shí)功耗也很低，空載功耗約 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 工作原理 用周期性循環(huán)掃描的工作方式。如圖 2示 。 當(dāng) 入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間， 一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。 在輸入采樣階段， 掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化， I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須 大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 圖 2環(huán)掃描過程示意圖 輸入端輸入端 輸入端 輸入端 輸入采樣 第一條指令輸入采樣 第二條指令輸入采樣 最后一條指令 輸出刷新 輸出端輸入端 輸入端 輸入端 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 在用戶程序執(zhí)行階段， 是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序 (梯形圖 )。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) 者刷新該輸出線圈在 I/O 映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所 規(guī)定的特殊功能指令。 即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在 I/O 映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在 I/O 映象區(qū)或系統(tǒng) 儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后， 進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間， ，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是 真正輸出。 同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外，采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然，如果掃描周期所占用的時(shí)間對(duì)整個(gè)運(yùn)行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。 一般來說， 掃描周期包括自診斷、通訊等，如圖 2示，即一個(gè)掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時(shí)間的總和。 圖 2工作流 程圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 3 章 控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 合機(jī)床控制系統(tǒng)的工藝流程圖及設(shè)計(jì)要求 組合機(jī)床控制系統(tǒng)的工藝流程圖如圖 3示 工 位 工 位 工 位 工 位上 料 機(jī) 械 手進(jìn) 料 裝 置下 料 機(jī) 械 手夾 具主 軸工 作 滑 臺(tái)四 工 位 組 合 機(jī) 床 十 字 軸 示 意 圖圖 3字軸示意圖 該組合機(jī)床的加工工藝要求為：加工零件有上料機(jī)械手自動(dòng)上料，上料后，機(jī)床的四個(gè)加工動(dòng)力頭同時(shí)對(duì)該零件進(jìn)行加工，一次加工完成一個(gè)零件，零件加工完畢后，通過下料機(jī)械手卸下加工完成的零件。根據(jù)示意圖，對(duì)控制系統(tǒng)提出以下要求： 控制方式：手動(dòng)、全自動(dòng)工作方式。 下啟動(dòng)按鈕，上料機(jī)械手前進(jìn)，將加 工零件送到加緊中心，到位后加緊中心加緊零件，同時(shí)進(jìn)料裝置進(jìn)料，之后上料機(jī)械手后退并回原位。 2加工：四個(gè)工作滑臺(tái)前進(jìn)，其中 1、 3 工位動(dòng)力頭先加工。 2、 4 延時(shí)一段時(shí)間后開始加工，包括銑端面，打中心孔等等。加工完成后，各工買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 作滑臺(tái)均退回原位。 動(dòng) 料機(jī)械手前進(jìn)，前進(jìn)到位后 電，加緊中心加緊送來的零件，同時(shí) 電，送料裝置送料。 電（ ），上料機(jī)械手后退到位， 電（ 1）， 1， 3 動(dòng)力滑臺(tái)開始前進(jìn)加工，開始記時(shí)，時(shí)間到后， 電， 2， 4 動(dòng)力滑臺(tái)前進(jìn)加工，當(dāng)1， 2， 3， 4 加工到位后， 電， 1、 2、 3、 4 動(dòng)力滑臺(tái)后退到位。到位后 電，下料機(jī)械手前進(jìn)到位， 電，下料機(jī)械手加緊已經(jīng)加工好的零件，同時(shí)加緊中心松開，下料機(jī)械手開始后退到位，到位后松開已經(jīng)加工好的零件，結(jié)束。 電條件： 1。 電條件： 1。 電條件： 1。 電條件： 1。 電條件： 1。 件： 1。 電條件： 1。 電條件： 1。 電條件： 1。 7 得電條件： 1。 據(jù)工藝過程分析控制要求 工過程分析 ： 動(dòng)自動(dòng)運(yùn)行方式， ，運(yùn)行燈亮。 1、 3 動(dòng)力滑臺(tái)前進(jìn)加工。 2. 1、 3 加工一段時(shí)間后 1，運(yùn)行燈亮， 2、 4 動(dòng)力滑臺(tái)開始前進(jìn)加工。 、 3 動(dòng)力滑臺(tái)加工到位后限位開關(guān)常閉點(diǎn)段開，常開點(diǎn)閉合。 2、4 同理。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 作方式 控制要求分手動(dòng)操作、自動(dòng)操作方式。 手動(dòng)操作：供維修用，即用按鈕對(duì) 每一種動(dòng)作進(jìn)行單獨(dú)控制。例如，上料機(jī)械手夾具夾，按下 電為 1，夾具加緊零件。 自動(dòng)操作：正常工作用，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，按順序執(zhí)行各工步動(dòng)作。 由于本次的主要設(shè)計(jì)任務(wù)是，組合機(jī)床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。因此，手動(dòng)操作方式暫不考慮，在此只作自動(dòng)操作方式的設(shè)計(jì)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 4 章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 件設(shè)計(jì)包括： 外圍線路的設(shè)計(jì)、電氣線路的設(shè)計(jì)和抗干擾措施的設(shè)計(jì)等。選定 機(jī)型和分配 I/O 點(diǎn)后，硬件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就是電氣控制系統(tǒng)的原理圖的設(shè)計(jì)，電氣控制元器件的選擇和控制柜的設(shè)計(jì)。電氣控制系 統(tǒng)的原理圖包括主電路和控制電路?？刂齐娐分邪?、手動(dòng)部分的詳細(xì)連接等。電器元件的選擇主要是根據(jù)控制要求選擇按鈕、開關(guān)、傳感器、保護(hù)電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。 擇 型 目前，國內(nèi)外 產(chǎn)廠家生產(chǎn)的 種已達(dá)數(shù)百個(gè)，其性能各有特點(diǎn)，價(jià)格也不盡相同。因此，在設(shè)計(jì) 制系統(tǒng)時(shí)，要選擇最適宜的型，一般應(yīng)考慮下列因素： 計(jì) 制系統(tǒng)時(shí)，首要的控制目標(biāo)就是：確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠地穩(wěn)定運(yùn)行，提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量等。如果要求以 極高的可靠性為控制目標(biāo)，則需要構(gòu)成 余控制系統(tǒng)，這時(shí)要從能夠完成冗余控制的 號(hào)中進(jìn)行選擇。 硬件配置。根據(jù)系統(tǒng)的控制目標(biāo)和控制類型，從眾多的 產(chǎn)廠中初步選擇幾個(gè)具有一定知名度的公司，如 ，另一方面，也要爭求和聽取生產(chǎn)廠家的意見。再根據(jù)被控對(duì)象的工藝要求及 I/O 系統(tǒng)考慮具體配置問題。 選擇 件配置時(shí)應(yīng)主要考慮以下幾方面： （ 1） 力。 能力是 重要的性能指標(biāo)，在選擇機(jī)型時(shí)，首先要考慮如何配置 要從處理器的個(gè)數(shù)及位數(shù) 、存儲(chǔ)器的容量及可擴(kuò)展性以及編程元件的能力等方面考慮。 （ 2） I/O 系統(tǒng)。 制系統(tǒng)的輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)的多少，是 統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須知道的參數(shù)，由于各個(gè) ，有的表示輸入 /輸出的點(diǎn)數(shù)之和，有的買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 則分別表示最大輸入點(diǎn)數(shù)和最大輸出點(diǎn)數(shù)。因此要根據(jù)實(shí)際的控制系統(tǒng)所需要的 I/O 點(diǎn)數(shù)，在充分考慮余量的基礎(chǔ)上配置輸入 /輸出點(diǎn)。 （ 3）指令系統(tǒng)。 種類很多，因此它的指令系統(tǒng)是不完全相同的?？筛鶕?jù)實(shí)際應(yīng)用場合對(duì)指令系統(tǒng)提出的要求，選擇相應(yīng)的 控制功能是通過執(zhí)行指令來實(shí)現(xiàn)的，指令的數(shù)量越多， 功能就越強(qiáng)，這一點(diǎn)是毫無疑問的。另一方面應(yīng)用軟件的程序結(jié)構(gòu)以及 家為方便用戶利用通用計(jì)算機(jī) (其兼容機(jī) )編程及模擬調(diào)試而開發(fā)的專用軟件的能力也是要考慮的問題。 （ 4）響應(yīng)速度。對(duì)于以數(shù)字量控制為主的 制系統(tǒng)， 響應(yīng)速度都可以滿足要求，不必特殊考慮。而對(duì)于含有模擬量的 制系統(tǒng)，特別是含有較多閉環(huán)控制的系統(tǒng)，必須考慮 響應(yīng)速度。 其他還要考慮電源電壓、抗噪聲性能、直流輸出電壓、環(huán)境溫度、濕度、質(zhì)量、外型尺寸等 性能指標(biāo)，以及相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)、設(shè)計(jì)指導(dǎo)、系統(tǒng)維修等技術(shù)支持。 7簡要介紹 根據(jù)系統(tǒng)的工藝流程及控制要求，系統(tǒng)中的開關(guān)量 I/O 點(diǎn)數(shù)共有 23 點(diǎn)，其中 10 點(diǎn)輸入， 13 點(diǎn)輸出。 根據(jù)要求，系統(tǒng)選用的 件選擇西門子公司的 列 中主機(jī)為 擬量模塊為 小型控制系統(tǒng)。 7系列的 德國西門子公司 1996 年推出的產(chǎn)品，它包括小型 7型 7大型 7列 品的性 能和使用范圍雖然各不相同，但具有很多共同特點(diǎn)，如： 1、 片已升級(jí)到 至采用 理器； 2、采用模塊化設(shè)計(jì)，能按搭積木方式進(jìn)行系統(tǒng)配置，功能擴(kuò)展靈活方便； 3、有極快的處理速度，如 掃描速度為 令； 4、有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)功能，可用多個(gè) 接成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成完整的過程控制系統(tǒng)，既可實(shí)現(xiàn)總線聯(lián)網(wǎng)，也可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)通信； 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5、允許使用相關(guān)的程序軟件包及工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)軟件，編程工具更為開放，人機(jī)界面十分友好。 列 西門子公司推出的整體式 小型可編程控制器。由于其結(jié)構(gòu)緊湊，功能強(qiáng)大，并具有很高的性能價(jià)格比，在中小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)中應(yīng)用廣泛。一臺(tái) 型 主要組成部分包括一個(gè)單獨(dú)的 可帶有各種各樣可供選擇的擴(kuò)展模塊。下面介紹本系統(tǒng)選用的 塊。 擇型號(hào)為 C 繼電器。其本機(jī)集成了 24 點(diǎn)輸入 /16 點(diǎn)輸出，共有 40 點(diǎn)數(shù)字量 I/O。它可以連接 7 個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至 248 個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)或 35 路模擬量 I/O 點(diǎn)。增加了通信接口數(shù)量，可以分別進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)與兩個(gè)設(shè)備進(jìn)行通信而 互不干擾，通信功能大大加強(qiáng)。 用于較高要求的控制系統(tǒng)，跟多的 I/O 點(diǎn)，跟強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行 。 速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能使其完全適應(yīng)于復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 制系統(tǒng) 輸入 /輸出分配表 表 4出分配表 編號(hào) 地址 符號(hào) 說明 功能 1 磁閥 上料機(jī)械手夾具 夾 緊 2 磁閥 上料機(jī)械手 前進(jìn) 3 L 報(bào)警燈 夾具檢測 4 磁閥 夾具中心夾 5 M 送料電機(jī) 備料 6 磁閥 上料機(jī)械手夾具 松 開 7 磁閥 上料機(jī)械手 后退 8 磁閥 1,3 滑臺(tái)前進(jìn) 加工 9 磁閥 2,4 滑臺(tái)前進(jìn) 加工 10 磁閥 1,3 滑臺(tái)后退 11 磁閥 2,4 滑臺(tái)后退 12 磁閥 下料機(jī)械手 前進(jìn) 13 磁閥 下料機(jī)械手夾具 夾 緊 14 磁閥 夾緊中心松 開 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 磁閥 下料機(jī)械手 后退 16 磁閥 下料機(jī)械手松 開 表 4入分配表 編號(hào) 地址 符號(hào) 說明 功能 1 鈕 上料機(jī)械手夾具夾 2 鈕 夾緊中心夾緊并送料 3 鈕 上料機(jī)械手松 4 鈕 上料機(jī)械手后退 5 鈕 1,3 滑臺(tái)前進(jìn)加工 6 鈕 下料機(jī)械手前進(jìn) 7 鈕 夾具夾，夾緊中心松 8 鈕 下料機(jī)械手后退 9 感應(yīng)開關(guān) 對(duì)上料機(jī)械手夾具 進(jìn)行 檢測 10 位開關(guān) 上料 機(jī)械手 前進(jìn) 限 位開關(guān) 11 位開關(guān) 上料 機(jī)械手 后退 限 位開關(guān) 12 位開關(guān) 1,3 滑臺(tái)前進(jìn) 限 位開關(guān) 13 位開關(guān) 2,4 滑臺(tái)前進(jìn) 限 位開關(guān) 14 位開關(guān) 1,3 滑臺(tái)后退 限 位開關(guān) 15 位開關(guān) 2,4 滑臺(tái)后退 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 限 位開關(guān) 16 位開關(guān) 下料機(jī)械手前進(jìn) 限 位開關(guān) 17 位開關(guān) 下料機(jī)械手后退 限 位開關(guān) 18 鈕 下料機(jī)械手松 開 19 鈕 手動(dòng) 20 鈕 自動(dòng) 21 鈕 復(fù)位 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 件連接圖 圖 4線圖買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 5 章控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 對(duì)于電氣技術(shù)人員來說，控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)就是用梯形 圖編寫控制程序，可采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法或邏輯設(shè)計(jì)法。對(duì)于控制規(guī)模比較大的系統(tǒng)，可根據(jù)工藝流程圖，將整個(gè)流程分解為若干步，確定每步的轉(zhuǎn)換條件，配合分支、循環(huán)、跳轉(zhuǎn)及某些特殊功能，以便很容易地轉(zhuǎn)換為梯形圖設(shè)計(jì)。對(duì)于傳統(tǒng)的繼電器控制線路的改造，可根據(jù)原系統(tǒng)的控制線路圖，將某些橋式電路按照梯形圖的編程規(guī)則進(jìn)行改造后。直接轉(zhuǎn)換為梯形圖。這種方法設(shè)計(jì)周期短，修改、調(diào)試程序簡單方便。軟件設(shè)計(jì)可以與現(xiàn)場施工同步進(jìn)行，以縮短設(shè)計(jì)周期。 供的編程語言 有梯形圖、語句表、功能圖等。其中， 梯形圖語言是我們最常用的一種語言，它有以下 特點(diǎn) ： （ 1） 它是一種圖形語言，沿用傳統(tǒng)控制圖中的繼電器觸點(diǎn)、線圈、串聯(lián)等術(shù)語和一些圖形符號(hào)構(gòu)成，左右的豎線稱為左右母線。 （ 2） 梯形圖中接點(diǎn)（觸點(diǎn)）只有常開和常閉，接點(diǎn)可以是 入點(diǎn)接的開關(guān)也可以是 部繼電器的接點(diǎn)或內(nèi)部寄存器、計(jì)數(shù)器等的狀態(tài)。 （ 3） 梯形圖中的接點(diǎn)可以任意串、并聯(lián)，但線圈只能并聯(lián)不能串聯(lián)。 （ 4） 內(nèi)部繼電器、計(jì)數(shù)器、寄存器等均不能直接控制外部負(fù)載，只能做中間結(jié)果供 部使用。 （ 5） 按循環(huán)掃描事件，沿梯形圖先后順序執(zhí)行，在同一掃描周期中的結(jié)果留在 輸出狀態(tài)暫存器中所以輸出點(diǎn)的值在用戶程序中可以當(dāng) 作 條件使用。 制流程圖設(shè)計(jì) 對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，需要先繪制系統(tǒng)控制流程圖，用以清楚地表明買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 各動(dòng)作間的順序關(guān)系和各動(dòng)作發(fā)生的條件。對(duì)于簡單的控制系統(tǒng)也可以省去這一步。根據(jù)流程圖，我們可以將整個(gè)控制系統(tǒng)分成若干個(gè)基本功能塊，然后逐個(gè)設(shè)計(jì)基本功能塊的梯形圖，最后，把各個(gè)梯形圖按順序組合起來，再根據(jù)梯形圖編制程序清單（語句表），既方便快捷，又清晰易懂。 圖 5制流程圖 下料機(jī)械手前進(jìn) 下料機(jī)械手后退 下料機(jī)械手松開 結(jié) 束 夾具夾緊，夾緊中心松開 1,2,3,4 滑臺(tái)后退 上料機(jī)械手前進(jìn) 2,4 滑臺(tái)前進(jìn)加工 1,3 滑臺(tái)前進(jìn)加工 上料機(jī)械手后退 上料機(jī)械手松開 夾緊中心夾緊并送料 自 動(dòng) 上料機(jī)械手夾具夾緊 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 形圖的分解闡述 在充分 理解工藝流程圖和控制要求后，依據(jù)系統(tǒng)的 I/O 配置，編制系統(tǒng)的程序。所有的 程環(huán)境都支持助記符程序設(shè)計(jì)語言和梯形圖程序設(shè)計(jì)語言，有些 程軟件也支持功能塊語言和順序功能圖，而使用高級(jí)語言為 序設(shè)計(jì)環(huán)境的較少。在所有的 序設(shè)計(jì)語言中，使用最多的是梯形圖程序設(shè)計(jì)語言，其梯形圖及語句表見附錄。下面對(duì)梯形圖進(jìn)行分解闡述： 1、手 、 自動(dòng)切換程序設(shè)計(jì) 四面銑控制系統(tǒng)分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作方式，在手動(dòng)控制時(shí)，各種動(dòng)作都是用按鈕來控制的。如果要用自動(dòng)工作方式， 我們必須設(shè)置復(fù)位按鈕。以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)的 轉(zhuǎn)換。其程序如圖 5 I 2 . 5 M 0 . 1 I 2 . 7M 0 . 0I 2 . 6M 0 . 1M 0 . 0 I 2 . 7( )( )M 0 . 0M 0 . 1圖 5、自動(dòng)切換程序圖 當(dāng)選擇手動(dòng)方式時(shí)，輸入點(diǎn) 通， 部繼電器 電，常開點(diǎn)閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖，常閉點(diǎn)斷開，實(shí)現(xiàn)與自動(dòng)的互鎖。同理，若選擇自動(dòng)方式，則輸入點(diǎn) 通，常開點(diǎn)閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖，常閉點(diǎn)斷開，實(shí)現(xiàn)與手動(dòng)的互鎖。在手動(dòng)和自動(dòng)選擇程序時(shí)候，我們必須設(shè)置一個(gè)復(fù)位開關(guān)，即是 論是手動(dòng)變自動(dòng)還是自動(dòng)變手動(dòng)我們都要使 通一下。 2、 上 料機(jī)械手夾具夾程序設(shè)計(jì) 如圖 5示買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 圖 5料手夾具夾緊程序圖 當(dāng) 1 時(shí)，線圈 電為 1，上料機(jī)械手夾具夾緊需加工的零件。 3、報(bào)警程序設(shè)計(jì)如圖 5示 ( )I 0 . 1 M 0 . 1 M 0 . 3I 0 . 0 I 2 . 7M 0 . 1I N T O + 2 0 0T 3 3()T 3 3M 0 . 2Q 0 . 2M 0 . 4圖 5警程序圖 我們?cè)谏狭蠙C(jī)械手夾具上安裝有一個(gè)感應(yīng)開關(guān)，當(dāng)夾具在一定時(shí)間內(nèi)夾到零件，感應(yīng)開關(guān)就閉合， 合，線圈 電為 1，上料機(jī)械手開始前進(jìn)。當(dāng)夾具在一定時(shí)間內(nèi)沒有夾到需要加工的零件， 開，電為 1，報(bào)警燈開始閃爍。 4、上料機(jī)械手前進(jìn)程序設(shè)計(jì)如圖 5示 )( )I 1 . 0 I 2 . 7I 1 . 1M 0 . 2Q 0 . 1圖 5料手前進(jìn)程序圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 當(dāng) 1 時(shí)，線圈 電為 1，上料機(jī)械手前進(jìn)并到位。 5、夾緊中心夾緊及送料裝置程序設(shè)計(jì)如圖 5示圖 5緊中心夾緊程序圖 當(dāng)上料機(jī)械手前進(jìn)到位時(shí)，若 1 時(shí)，線圈 電為 1，夾緊中心夾緊上料機(jī)械手送過來的零件，同時(shí)送料裝置開始送料。 6、上料機(jī)械手夾具松開零件程序設(shè)計(jì)如圖 5示圖 5料手夾具松開程序圖 當(dāng) 1 時(shí)，線圈 電為 1，上料機(jī)械手夾具松開零件。 7、上料機(jī)械手后退程序設(shè)計(jì)如圖 5示圖 5料手后退程序圖 當(dāng) 1 時(shí)，線圈 電為 1，上料機(jī)械手后退到位。 8、 1,2,3,4 滑臺(tái) 的啟動(dòng)加工程序設(shè)計(jì)如圖 5示 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 ( )I 0 . 4M 0 . 1Q 0 . 7M 0 . 7M 0 . 4 I