1 銑床 系統(tǒng)設(shè)計方案 第 1 章 緒論 床國內(nèi)外研究狀況和發(fā)展趨勢 自從 1969 年第一臺可編程控制器在美國問世以來，在工業(yè)控制中得到廣泛的應(yīng)用。近年來，我國在石油、化工、機械、輕工、發(fā)電、電子、橡膠、塑料加工等行業(yè)工藝設(shè)備的電氣控制中，越來越多地采用 控制，并取得了顯著的效果，深受各行業(yè)的歡迎。銑床是以各類電動機為動力的傳動裝置與系統(tǒng)的對象以實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的技術(shù)裝置。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器日益廣泛的應(yīng)用于機械、電子加工與設(shè)備電氣改造中。 銑床作為機械加工的通用設(shè)備在內(nèi)燃機配件的生產(chǎn) 中一直起著不可替代的作用。自動銑床具有工作平穩(wěn)可靠，操作維護方便，運轉(zhuǎn)費用低的特點，已成為現(xiàn)代生產(chǎn)中的主要設(shè)備。自動銑床控制系統(tǒng)的設(shè)計是一個很傳統(tǒng)的課題，現(xiàn)在隨著各種先進精確的諸多控制儀器的出現(xiàn)，銑床控制的設(shè)計方案也越來越先進，越來越趨于完美。在我國 70 80 年代大多數(shù)銑床中 ， 大多數(shù)的開關(guān)量控制系統(tǒng)都是采用繼電器控制 ， 也有相當(dāng)一部分輔機系統(tǒng)是采用繼電控制。因此 ， 繼電器本身固有的缺陷 ,給銑床的安全和經(jīng)濟運行帶來了不利影響 ,用 銑床的繼電器式控制系統(tǒng)進行改造已是大勢所趨。 自 動銑床的發(fā)展及現(xiàn)狀： 從上世紀(jì) 80 年代起銑床制造業(yè)的發(fā)展雖有起伏但對自動控制技術(shù)和自動銑床床一直給予較大的關(guān)注。經(jīng)過九五自動車床和加工中心包括自動銑床的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)基地的形成，所生產(chǎn)的中檔普及型自動銑床的功能性能和可靠性方面已具有較強的市場競爭力。但在中高檔自動銑床方面與國外一些先進產(chǎn)品相比仍存在較大差距。這是由于歐美日等先進工業(yè)國家于 80 年代先后完成了自動機床產(chǎn)業(yè)進程，其中一些著名機床公司致力于科技創(chuàng)新和新產(chǎn)品的研發(fā)引導(dǎo)著數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展，如美國英格索爾公司和德國惠勒喜樂公司對用于汽車工業(yè)和航空工業(yè)高速數(shù)控銑床的發(fā)展日本牧野公司對高 效精密加工中心所作的貢獻，德國瓦德里希公司在重型龍門五面加工銑床方面的開發(fā)以及日本馬扎克公司研發(fā)的車銑中心對高效復(fù)合加工的推進等等。相比之下，我國大部分數(shù)近代機床產(chǎn)品在技術(shù)處于跟蹤階段。表 1 以中擋銑床為例列出國內(nèi)外先進產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)，由此可以看到效率精度和可靠性等方面均有明顯差。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展改進，特別是計算機技術(shù)的應(yīng)用，新 2 型控制策略的出現(xiàn)，不斷改變著電氣控制技術(shù)的面貌。在控制方法上，從手動控制發(fā)展到自動控制 ;在控制功能上，從簡單控制發(fā)展到智能化控制；在操作上，從策重發(fā)展到信 息化處理；在控制原理上，從單一的有觸頭硬接線繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展到以微處理器或微型計算機為中心的網(wǎng)絡(luò)化自動控制系統(tǒng)。 床綜合了計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、檢測技術(shù)、自動控制技術(shù)、智能技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進的科學(xué)技術(shù)成果。 床是由普通機床發(fā)展而來。它集于機械、液壓、氣動、伺服驅(qū)動、精密測量、電氣自動控制、現(xiàn)代控制理論、計算機控制等技術(shù)于一體，是一種高效率、高精度能保證加工質(zhì)量、解決工藝難題，而且又具有一定柔性的生產(chǎn)設(shè)備。 萬能銑床的廣泛應(yīng)用，給機械制造業(yè)的生產(chǎn)方式、產(chǎn)品機構(gòu)和產(chǎn)業(yè)機構(gòu)帶 來了深刻的變化，其技術(shù)水平高低和擁有量多少，是衡量一個國家和企業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。 一種新型的控制裝置，一項先進的應(yīng)用技術(shù)，總是根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的實際需要而產(chǎn)生的。 可編程序控制器產(chǎn)生以前，以各種繼電器為主要元件的電氣控制線路，承擔(dān)著生產(chǎn)過程自動控制的艱巨任務(wù)，可能有成百上千只各種繼電器構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，需要用成千上萬根導(dǎo)線連接起來，安裝這些繼電器需要大量的繼電器控制柜，且占據(jù)大量的空間。當(dāng)這些繼電器運行時，又產(chǎn)生大量的噪聲，消耗大量的電能。為保證控制系統(tǒng)的正常運行，需要安排大量的電氣技術(shù)人員進行維護，有時 某個繼電器損壞，甚至某個繼電器觸頭接觸不良，都回影響整個系統(tǒng)的正常運行。如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，要進行檢查排除故障又是非常困難的，全靠電氣技術(shù)人員長期積累經(jīng)驗。尤其是在生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時，可能需要增加很多的繼電器或繼電器控制柜，重新接線或改線的工作量很大，甚至需要重新設(shè)定控制系統(tǒng)。盡管如此，這種控制系統(tǒng)的功能僅僅局限在能實現(xiàn)具有粗略定時、計數(shù)功能的順序邏輯控制。因此，人們迫切需要一種新的工業(yè)控制裝置來取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，是電氣控制系統(tǒng)工作更可靠，更容易維修，更能適應(yīng)經(jīng)常變化的生產(chǎn)工藝要求。 可編程控制器 (稱 辦公自動化和工業(yè)自動化中廣泛使用的個人計算機（ 簡稱 了避免混搖，現(xiàn)在一般將可編程序控制器簡稱為 隨著可編程控制器在國內(nèi)的運用和推廣，人們找到了萬能銑床較理想的控制系統(tǒng)，即 制系統(tǒng)。由于其具有可靠性高，抗干擾能力強，維修檢測方便等優(yōu)點，適合于對萬能銑床的控制，獲得廣泛的推廣?，F(xiàn)在萬能銑床已全部采用 制，結(jié)束了近二十年使用繼電控制的 歷史。本文主要以該廠對 廣介紹可編程控器在萬能銑床上的應(yīng)用。 自從 1969 年第一臺可編程控制器在美國問世以來，在工業(yè)控制中得到廣泛的應(yīng)用。近年來，我國在石油、化工、機械、輕工、發(fā)電、電子、橡膠、塑料加工等行業(yè)工藝設(shè)備的電氣控制中，越來越多地采用 控制，并取得了顯著的效果，深受各行業(yè)的歡迎。1988 年開始將可編程序控制器應(yīng)用在萬能銑床上，至今使用情況一直良好。 國外生產(chǎn) 著名的有美國 司和 司，日本的歐姆龍公司和三菱公司，德國 司和西門 子公司，法國的 司。它們號稱 域的大雄，代表 們在中國都有各自的代理商，很容易買到其產(chǎn)品。國產(chǎn) 小型為主，多數(shù)為仿制產(chǎn)品， I/0 點均在 128 點以下。主要廠家有上海工業(yè)自動化儀表研究所，蘇州電 3 子計算機廠，北京機械工業(yè)自動化研究所，無錫華光電子工業(yè)公司，中科院自動化研究所，上海香島機電制造公司。一般只處理開關(guān)量，進行邏輯運算，順序運算。 床簡單介紹 床的選型 圖 床的選型 能銑床是一種通用的多用途機床，它可以進行平面、斜面、螺旋面及成 型表面的加工，是一種較為精密的加工設(shè)備，它采用繼電接觸器電路實現(xiàn)電氣控制。 為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計，其顯著的特點之一就是可靠性高，抗干擾能力強。將 能銑床電氣控制線路改造為可編程控制器控制，可以提高整個電氣控制系統(tǒng)的工作性能，減少維護、維修的工作量。 62W 機床特點 （ 1） 能完成很多普通機床難以加工或者根本不能加工的復(fù)雜型面的加工。 （ 2） 采用 床可以提高零件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品的質(zhì)量。 （ 3） 采用 以比普通機床提高 23 倍生產(chǎn)率，對復(fù)雜零件的加工，生產(chǎn)率可以提高十 幾倍甚至幾十倍。 （ 4） 此機床具有柔性，只需更換程序，就可以適應(yīng)不同品種及尺寸規(guī)格零件的自動加工。 （ 5） 大大的減輕了工人的勞動強度。 萬能銑床是一種高效率的加工機械 ,在機械加工和機械修理中得到廣泛的應(yīng)用，萬能銑床的操作是通過手柄同時操作電氣與機械 ,以達到機電緊密配合完成預(yù)定的操作 ,是機械與電氣結(jié)構(gòu)聯(lián)合動作的典型控制 ,是自動化程度較高的組合機床。但是在電氣控制系統(tǒng)中 ,故障的查找與排除是非常困難的 ,特別是在繼電器接觸式控制系統(tǒng)，由于電氣控制線路觸點多、線路復(fù)雜、故障率高、檢修周期長 ,給生產(chǎn)與維護帶來諸多不便 ,嚴重地影響生產(chǎn)。本文所述方案是對原來的繼電器接觸式模擬控制系統(tǒng)進行 造而成 ,經(jīng)實際運行證明該制系統(tǒng)無論是硬件還是軟件 ,控制穩(wěn)定可靠 , 具有極高的可靠性與靈活性 , 更容易維修 ,更能適應(yīng)經(jīng)常變動的工藝條件，取得了較好的經(jīng)濟效益。 4 設(shè)計任務(wù)和主要內(nèi)容： 臥式萬能銑床的電氣控制系統(tǒng) ,存在線路復(fù)雜、故障率高、維護工作量大、可靠性差、靈活性差等缺點 ,分析整個系統(tǒng)可以進行怎樣的改造，改造后的控制系統(tǒng)又是怎樣運行 從而保證了電控系統(tǒng)的快速性、準(zhǔn)確性、合理性 ,更好地滿足了實際生產(chǎn)的需要 ,提高了經(jīng) 濟效益 。 基本要求 能銑床電氣控制線路中的電源電路、主電路及照明電路保持不變，在控制電路中，變壓器 輸出及整流器 輸出部分去掉。利用三菱 對 臥式萬能銑床的繼電接觸式電控系統(tǒng)進行技術(shù)改造的方案 。 5 第 2 章 能銑床硬件設(shè)計 62W 萬能銑床電力拖動的特點 （ 1）銑削加工有順銑和逆銑兩種加工方式，要求主軸電動機能正反轉(zhuǎn)，因正反操作并不頻繁，所以由床身下側(cè)電器箱上的組合開光來改變電源相序?qū)崿F(xiàn)。 （ 2）由于主軸傳動系統(tǒng)中裝有避免震蕩的慣性輪，故主軸電動機采用電磁離 合器制動以實現(xiàn)準(zhǔn)確停車。 （ 3）銑床的工作臺要求有前后、左右、上下 6 個方向的 進給運動和快速移動，所以也要求進給電動機能正反轉(zhuǎn)，并通過操作手柄和機械離合器相配合來實現(xiàn)。進給的快速移動通過電磁鐵和機械掛擋來完成。圓形工作臺的回轉(zhuǎn)運動是由進給電動機經(jīng)傳動機構(gòu)驅(qū)動的。 （ 4）根據(jù)加工工藝的要求，該銑床應(yīng)具有以下的電氣聯(lián)鎖措施： 為了防止刀具和銑床的損壞，只有主軸旋轉(zhuǎn)后才允許有進給運動和進給方向的快速運動。 為了減小加工表面的粗糙度，只有進給停止后主軸才能停止或同時停止。 該銑床采用機械操縱手柄和位置開關(guān)相配合的方 式實現(xiàn)進給運動 6 個方向的連鎖。 主軸運動和進給運動采用變速盤來進行速度選擇，為保證變速齒輪進入良好的嚙合狀態(tài)，兩種運動都要求變速后順時點動。 當(dāng)主軸電動機或冷卻泵過載時，進給運動必須立即停止，以免損壞刀具和銑床。 （ 5）要求有冷卻系統(tǒng)、照明設(shè)備及各種保護措施。 62W 萬能銑床元件選型 表 2床的電機參數(shù)參照表 符號 名稱 型號 規(guī)格 件數(shù) 作用 軸電動機 4 5380V， 1450r/ 主軸傳動 給電動機 4 1 580V,1400r/ 進給傳動 卻泵電動機 22 0 12580V,2790r/ 冷卻泵傳動 表 2床的基本元件一覽表 符號 名稱 型號 規(guī)格 件數(shù) 作用 觸器 20 20A,110V 1 主軸啟動 觸器 10 10A,110V 1 快速進給 6 觸器 10 10A,110V 1 轉(zhuǎn) 觸器 10 10A,110V 1 轉(zhuǎn) 度繼電器 A 1 反接制動 2 按鈕 色 2 動按鈕 4 按鈕 色 2 快速進給按鈕 6 按鈕 色 2 止按鈕 換開關(guān) 10/極 1 換刀開關(guān) 換開關(guān) 10/極 圓工作臺轉(zhuǎn)換 換開關(guān) 10/極 向開關(guān) 位開關(guān) 11K 開啟式 1 向右進給 位開關(guān) 11K 開啟式 1 向左進給 位開關(guān) 131 單輪，自動復(fù)位 1 向前、向下進給 位開關(guān) 131 單輪，自動復(fù)位 1 向后、向上進給 位開關(guān) 11K 開啟式 1 快速與進給轉(zhuǎn)換 位開關(guān) 11K 開啟式 1 主軸變速沖動 位開關(guān) 11K 開啟式 1 進給變速沖動 換開關(guān) 60/極 1 電源總開關(guān) 換開關(guān) 60/極 1 冷卻泵開關(guān) 繼電器 40 11A、 3A 1 載保護 繼電器 10 3A、 5A 1 載保護 繼電器 10 載保護 斷器 0A 3 總電源短路保護 斷器 0A 3 進給短路保護 斷器 A 2 控制電路短路保護 斷器 A 2 照明電源短路保護 流器 A， 50V 1 整流作用 壓器 50 380/36V 1 照明變壓器 壓器 150 380/127V 1 控制電路變壓器 磁離合器 1 主軸制動 磁離合器 1 正常進給 磁離合器 1 快速進給 R 電阻 限制制動電阻 62W 萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)及運動形式 萬能銑床的外形結(jié)構(gòu)如圖 2示，它主要由床身、主軸、刀桿、懸梁、工作臺、回轉(zhuǎn)盤、橫溜板、升降臺、底座等幾部分組成。在床身的前面有垂直導(dǎo)軌，升降臺可沿著它上下移動。在升降臺上面的水平導(dǎo)軌上，裝有可在平行主軸軸線方 向移動（前后移動）的溜板。溜板上部有可轉(zhuǎn)動的回轉(zhuǎn)盤，工作臺就在溜板上部回轉(zhuǎn)盤上的導(dǎo)軌上作垂直于主軸軸線方向移動（左右移動）。工作臺上有 T 形槽用來固定工件。這樣，安裝在工 7 作臺上的工件就可以在三個坐標(biāo)上的六個方向調(diào)整位置或進給。 銑床主軸帶動銑刀的旋轉(zhuǎn)運動是主運動；銑床工作臺的前后（橫向）、左右（縱向）和上下（垂直） 6 個方向的運動是進給運動；銑床其他的運動，如工作臺的旋轉(zhuǎn)運動、在各個方向的快速移動則屬于輔助運動。 1 床身（立柱） 2 主軸 3 刀桿 4 懸梁 5 支架 6 工作臺 7 回轉(zhuǎn)盤 8 橫 溜板 9 升降臺 10 底座 圖 床外部結(jié)構(gòu)圖 制要求 （ 1）主軸電動機 三種控制：正反轉(zhuǎn)起動，反接制動和變速沖動。 （ 2）工作臺進給電動機 三種控制：進給、快速移動和變速沖動。 （ 3） 動冷卻泵提供冷卻液，只需單向運行。 （ 4）為了能及時實現(xiàn)控制，機床設(shè)置了兩套操縱系統(tǒng)，再機床正面及側(cè) 都安裝了相同的按鈕、手輪和手柄，操作方面，以實現(xiàn)兩地控制。 8 （ 5）為了保證安全，防止事故，機床有順序的動作，采用了聯(lián)鎖。 （ 6）三臺電動機都設(shè)有過載保護，控制線路設(shè)有短路保護，工作 臺的六個方向，都設(shè)有終端保護。 9 第三章 電氣控制原理 氣原理圖 圖 式銑床電氣原理圖 10 該銑床共用 3 臺異步電動機拖動，它們分別是主軸電動機 給電動機 冷卻泵電動機 能銑床的電路如圖 3示，該線路分為主電路、控制電路和照明電路三部分。 電路分析 主軸電動機 動主軸帶動銑刀進行銑削加工，通過組合開關(guān) 實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；進給電動機 過操縱手柄和機械離合器的配合拖動工作臺前后、左右、上下 6 個方向的進給運動和快速移動，其正反轉(zhuǎn)由接觸器 實現(xiàn)；冷卻泵電動機 應(yīng)切削液，且當(dāng) 動后，用手動開關(guān) 制； 3 臺電動機共用熔斷器 短路保護，3 臺電動機分別用熱繼電器 過載保護。 制電路分析 控制電路的電源由控制變壓器 出 110V 電壓供電。 （ 1）主軸電動機 控制 主軸電動機 用兩地控制方式， 兩組啟動按鈕， 兩組停止按鈕。 主軸電動機 啟動接觸器， 主軸制動用的電磁離合器， 1）主軸電動機 動前，應(yīng)首先 選擇好主軸的轉(zhuǎn)速，然后合上電源開關(guān) 把主軸換向開關(guān) 到所需要的轉(zhuǎn)向。按下啟動按鈕 接觸器 圈得電， 觸頭和自鎖觸頭閉合，主軸電動機 動運轉(zhuǎn)， 開輔助觸頭（ 9合，為工作臺進給電路提供了電源。按下停止按鈕 閉觸頭分斷，接觸器 圈失電， 頭復(fù)位，電動機 電慣性運轉(zhuǎn)， 開觸頭閉合，接通電磁離合器 軸電動機 動停轉(zhuǎn)。 2）主軸換銑刀時將轉(zhuǎn)換開關(guān) 向換 刀位置，這時常開觸頭 合，電磁離合器 圈得電，主軸處于制動狀態(tài)以便換刀；同時常閉觸頭 開，切斷了控制電路，保證了人身安全。 3）主軸變速時，利用變速手柄與沖動位置開關(guān) 過 動，使齒輪系統(tǒng)產(chǎn)生一次抖動，以便于齒輪順利嚙合，且變速前應(yīng)先停車。 （ 2）進給電動機 控制 工作臺的進給運動在主軸啟動后方可進行。工作臺的進給可在 3 個坐標(biāo)的 6 個方向運動，進給運動是通過兩個操作手柄和機械聯(lián)動機構(gòu)控制相應(yīng)的位置開關(guān)使進給電動機 且 6 個方向的運動是聯(lián)鎖的，不能同 時接通。 1）當(dāng)需要圓形工作臺旋轉(zhuǎn)時，將開關(guān) 到接通位置，這時觸頭 1 斷開，觸頭 合，電流經(jīng) 10 13 14 15 20 19 17 18 路徑，使接觸器 動機 動，通過一根專用軸帶動圓形工作臺作旋轉(zhuǎn)運動。轉(zhuǎn)換開關(guān) 到斷開位置，這時觸頭 合，觸頭 開，以保證工作臺在 6 個方向的進給運動，因為圓形工作臺的旋轉(zhuǎn)運動和 6 個方向的進給運動也是聯(lián)鎖的。 2）工作臺的左右進給運動由左右進給操作手柄控制。操作手柄與位置開關(guān) ，有左、中、右三個位置，其控制關(guān)系見表 1。當(dāng)手柄扳向中間位置時，位置開關(guān) 未被壓合，進給控制電路處于斷開狀態(tài)；當(dāng)手柄扳向左或右位置時，手柄壓下位置開關(guān) 常閉觸頭 斷，常開觸頭 合，接觸器 電動作，電動機 轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。由于在 壓合的同時，通過機械機構(gòu)已將電動機 傳動鏈與工作臺下面的左右進給絲杠相搭合，所以電動機 正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)就拖動工作臺向左或向右運動。 表 作臺左右進給手柄位置及其控制關(guān)系 手 柄位置 位置開關(guān)動作 接觸器動作 電動機 向 傳動鏈搭合絲杠 工作臺運動方向 左 正轉(zhuǎn) 左右進給絲杠 向左 中 停止 停止 右 反轉(zhuǎn) 左右進給絲杠 向右 工作臺的上下和前后進給運動是由一個手柄控制的。該手柄與位置開關(guān) 上、下、前、后、中 5 個位置，其控制關(guān)系見表 2。當(dāng)手柄扳至中間位置時，位置開關(guān) 未被壓合，工作臺無任何進給運動；當(dāng)手柄扳至下或前位置時，手柄壓下位置開關(guān) 常閉觸頭 斷，常開觸頭 合，接觸器 電動作，電動機 轉(zhuǎn)，帶動著工作臺向下或向前運動；當(dāng)手柄扳向上或后時，手柄壓下位置開關(guān) 常閉觸頭 斷，常開觸頭 合，接觸器 電動作，電動機 轉(zhuǎn)，帶動著工作臺向上或向后運動。 當(dāng)兩個操作手柄被置定于某一進給方向后，只能壓下四個位置開關(guān) 的一個開關(guān)，接通電動機 轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)電路，同時通過機械機構(gòu)將電動機的傳動鏈與三根絲杠（左右絲杠、上下絲杠、前后絲杠）中的一根（只能是一根）絲杠相搭合，拖動工作臺沿選定的進給方向運動，而不會 沿其他方向運動。 表 3 2 工作臺上、下、中、前、后進給手柄位置及其控制關(guān)系 手柄位置 位置開關(guān)動作 接觸器動作 電動機 向 傳動鏈搭合絲杠 工作臺運動方向 上 下 中 前 后 轉(zhuǎn) 正轉(zhuǎn) 停止 正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) 上下進給絲杠 上下進給絲杠 前后進給絲杠 前后進給絲杠 向上 向下 停止 向前 向后 12 左右進給手柄與上下前后手柄實行了聯(lián)鎖控制，如當(dāng)把左右進給手柄扳向左時，若又將另一個進給手柄扳到向下進給方向，則位置開關(guān) 被 壓下，觸頭 分斷，斷開了接觸器 通路，電動機 能停轉(zhuǎn)，保證了操作安全。 3） 6 個進給方向的快速移動是通過兩個進給操作手柄和快速移動按鈕配合實現(xiàn)的。安裝好工件后，扳動進給操作手柄選定進給方向，按下快速移動按鈕 地控制），接觸器 電， 閉觸頭分斷，電磁離合器 電，將齒輪傳動鏈與進給絲杠分離； 對常開觸頭閉合，一對使電磁離合器 電，將電動機 進給絲杠直接搭合；另一對使接觸器 電動作，電動機 電正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，帶 動工作臺沿選定的方向快速移動。由于工作臺的快速移動采用的是點動控制，故松開 速移動停止。 4）進給變速時與主軸變速時相同，利用變速盤與沖動位置開關(guān) 生瞬時點動，齒輪系統(tǒng)順利嚙合。 13 第四章 能銑床軟件設(shè)計 基本定義 可編程控制器 (計算機家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的。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 是為了避免與個人計算機 (簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱 主要特點： 1、高可靠性 （ 1）所有的 I/O 接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與 部電路之間電氣上隔離。 （ 2）各輸入端均采用 波器，其濾波時間常數(shù)一般為 1020（ 3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。 （ 4）采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。 （ 5）對采用的器件進行嚴格的篩選。 （ 6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況， 即采用有效措施，以防止故障擴大。 （ 7）大型 可以采用由雙 成冗余系統(tǒng)或有三 成表決系統(tǒng) ,使可靠性更進一步提高。 2、豐富的 I/O 接口模塊 對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如：交流或直流；開關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位；強電或弱電等。有相應(yīng)的 I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備，如：按鈕；行程開關(guān)；接近開關(guān)；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥等直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人 為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。 3、采用模塊化結(jié)構(gòu) 為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型 外，絕大多數(shù) 采用模塊化結(jié)構(gòu)。 各個部件，包括 源， I/O 等均采用模塊化設(shè)計，由機架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。 14 4、編程簡單易學(xué) 編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說，不需要具備計算機的專門知識，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。 5、安裝簡單，維修方便 需要專門的機房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行。使用時只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與 應(yīng)的 I/O 端相連接，即可投入運行。各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運行。 62W 萬能銑床電氣控制線路的 計 能銑床電氣控制線路中的電源電路、主電路及照明電路保持不變，在控制電路中，變壓器 輸出及整流器 輸出部分去掉。用可編程控制器改造后的 接線如圖 4示，為了保 證各種聯(lián)鎖功能，將 圖示分別接入 刀開關(guān) 圓形工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān) 別用其一對常開和常閉觸頭接入輸入端子。輸出器件分兩個電壓等級，一個是接觸器使用的 110V 電壓，另一個是電磁離合器使用的 36V 直流電，這樣也將 輸出口分為兩組連接點。根據(jù)輸入輸出口的數(shù)量，可選擇三菱 32 萬能銑床電器位置圖如圖 4示，所有的電器元件均可采用改造前的型號。 根據(jù) 能銑床的控制要求，設(shè)計該電氣控制系統(tǒng)的 制梯形圖，如 圖 4程序共有 8 條支路，反映了原繼電器電路中的各種邏輯內(nèi)容。在第 1 支路中，因 采用常閉觸頭分別接至輸入端子 常開觸點閉合，按下啟動按鈕 ， 開觸點閉合， 圈得電并自鎖，第 3支路中 開觸點閉合，輔助繼電器 圈得電，其常開觸點閉合，為第 4 支路以下程序執(zhí)行做好準(zhǔn)備，保證了只有主軸旋轉(zhuǎn)后才有進給運動。 輸出信號使主軸電動機動運轉(zhuǎn)。當(dāng)按停止按鈕 ， 開觸點復(fù)位， 圈失電，主軸慣性運轉(zhuǎn)，同時 開觸點閉合， 圈得電接通電磁離合器 軸制動停轉(zhuǎn)。第 2 支路表達了 工作邏輯，當(dāng)按下快速移動按鈕 ， 開觸點閉合，則 圈得電， 閉觸頭斷開，電磁離合器 電， 電，工作臺沿選定方向快速移動；松開 電， 電，快速移動停止。第 4、5、 6、 8 支路表達了工作臺六個方向的進給、進給沖動及圓工作臺的工作邏輯關(guān)系。當(dāng)圓形工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān) 作， 4、 5 支路中 常開觸點分斷，第 6 支路中 閉觸頭復(fù)位， 圈得電， 使 電，電動機 動，圓形工作臺旋轉(zhuǎn)；當(dāng) 位時， 圈失電，圓形工作臺停止旋轉(zhuǎn)。左右進給時， 壓合， 5、 6 支路被分斷，而 開觸點閉合， 常開觸點使圈得電）或 圈得電，電動機 轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，拖動工作臺向左或向右運動。同樣，工作臺上下、前后進給時， 壓合， 開觸點復(fù)位，第 5、 6 支路被分 15 斷， 圈得電，電動機 轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，拖動工作臺按選定的方向（上、下、前、后中某一方向）作進給運動。該程序及 硬 接線不僅保證了原電路的工作邏輯關(guān)系，而且具有各種聯(lián)鎖措施，電氣改造的投資少、工作量較小。 圖 62W 型萬能銑床電器位置圖 16 圖 部接線圖 場信號與 繼電器對照表 分類 信號名稱 現(xiàn)場信號 圈編號 輸入信號 動按鈕 0 快速進給點動 1 停止制動按鈕 常閉 2 常開 3 17 信號名稱 現(xiàn)場信號 圈編號 輸入信號 換刀開關(guān) 4 圓工作臺開關(guān) 5 左右進給 6 上下前后進給 7 常開 10 常開 11 進給沖動 12 主軸沖動 13 輸出信號 主軸啟動接觸器 0、 2 正轉(zhuǎn)接觸器 2 轉(zhuǎn)接觸器 3 正常進給電磁閥 軸制動電磁閥 4 快速進給電磁閥 5 18 形圖 令表 圖 4 形圖 19 序號 指令名稱 數(shù)據(jù) 序號 指令名稱 數(shù)據(jù) 0000 0 0018 6 0001 0 0019 5 0002 2 0020 1 0003 13 0021 0004 4 0022 10 0005 0 0023 2 0006 13 0024 0007 0 0025 11 0008 1 0026 3 0009 2 0027 12 0010 1 0028 6 0011 5 0029 7 0012 1 0030 5 0013 0 0031 1 0014 2 0032 3 0015 1 0033 12 0016 12 0034 6 0017 7 0035 7 序號 指令名稱 數(shù)據(jù) 序號 指令名稱 數(shù)據(jù) 0036 5 0042 2 0037 1 0043 3 0038 4 0044 4 0039 3 0045 2