軸箱鏜組合機床的plc改造畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 步驟二中之輸出狀態更新至 PLC 輸出部接點，并且重回步驟一。，暫不反應至輸出端。步驟三“ 此三步驟稱為 PLC 之掃描周期，而完成所需的時間稱為 PLC 之反應時間，PLC 輸入訊號之時間若小于此反應時間，則有誤讀的可能性。每次程式執行后與下一次程式執行前，輸出與輸入狀態會被更新一次，因此稱此種運作方式為輸出輸入端“ 程式結束再生 ”。圖 PLC 掃描過程示意圖 PLC 的選型 開關量輸入模塊的選擇PLC 開關量輸入模塊按輸入點數分, 常用的有 8 點,12 點,16 點,32 點等。 按工作電壓分,常用的有直流 5 V,12 V,24 V,交流 110 V,220 V 等。按外部接線方式又可分為匯點輸入,分隔輸入等。選擇輸入模塊主要應考慮以下兩點:1）根據現場輸入信號(如按鈕,行程開關)與 PLC 輸入模塊距離的遠近來選,24 V 以下屬低電平, 12 V 電壓模塊一般不超過 10 m,距離較遠的設備選用較高電壓模塊比較可靠。2）高密度的輸入模塊,如 32 點輸入模塊,允許同時接通的點數取決于輸入電壓和環境溫度。一般,同時接通的點數不得超過總輸入點數的 60%。 開關量輸出模塊的選擇輸出模塊的任務是將 PLC 內部低電平的控制信號轉換為外部所需電平的輸出信號,:繼電器輸出 ,雙向可控硅輸出和晶體管輸出。輸出方式的選擇繼電器輸出價格便宜,使用電壓范圍廣,導通壓降小,承受瞬間過電壓和過電流的能力較強,壽命較短,且響應速度較慢,適用于動作不頻繁的交/,最大開閉頻率不得超過 1Hz.晶閘管輸出(交流) 和晶體管輸出(直流) 都屬于無觸點開關輸出,適用于通斷頻,必須采取抑制措施。輸出電流的選擇模塊的輸出電流必須大于負載電流的額定值,如果負載電流較大,輸出模塊不能直接驅動,則應增加中間放大環節。對于電容性負載,熱敏電阻負載,考慮到接通時有沖擊電流,故要留有足夠的裕量。允許同時接通的輸出點數在選用輸出模塊時,還要看整個輸出模塊的滿負荷能力,如 OMRON 公司的CQM1OC222 是 16 點輸出模塊,每個點允許通過電流 2 A(AC250 V/DC24 V)。但整個模塊允許通過的最大電流僅 8 A。4 在滿足控制要求的前提下,選型時應選擇最佳的性能價格比,具體應考慮以下幾點.1. 性能與任務相適應2. PLC 的處理速度應滿足實時控制的要求3. PLC 應用系統結構合理,機型系列應統一4. 在線編程和離線編程的選擇5. 考慮 PLC 程序上輸入點等的需求選用 FX2N128MR001，FX2N128MR001 輸入點： 64，64 繼電器輸出。 PLC 的工作原理掃描技術當 PLC 投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC 的 CPU 以一定的掃描速度重復執行上述三個階段的工作原理（1）輸入采樣階段在輸入采樣階段，PLC 以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態和數據，并將它們存入 I/O 映象區中的相應得單元內。輸入采樣結束后，轉入用戶程序執行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態和數據發生變化，I/O 映象區中的相應單元的狀態和數據也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。(2) 用戶程序執行階段在用戶程序執行階段，PLC 總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，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統 RAM 存儲區中對應位的狀態；或者刷新該輸出線圈在 I/O 映象區中對應位的狀態；或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令。即，在用戶程序執行過程中，只有輸入點在 I/O 映象區內的狀態和數據不會發生變化，而其他輸出點和軟設備在 I/O映象區或系統 RAM 存儲區內的狀態和數據都有可能發生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數據的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態或數據只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。在程序執行的過程中如果使用立即 I/O 指令則可以直接存取 I/O 點。即使用 I/O 指令的話，輸入過程影像寄存器的值不會被更新，程序直接從 I/O 模塊取值，輸出過程影像寄存器會被立即更新，這跟立即輸入有些區別。(3) 輸出刷新階段當掃描用戶程序結束后，PLC 就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU 按照I/O 映象區內對應的狀態和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。這時，才是 PLC 的真正輸出。 PLC 相對于繼電控器的特點 控制繼電器存在的缺點今天繼電器已應用到家庭及工業控制的各個領域。他們比以的產品具有更高的可靠性。但是，這也是隨之帶來的一些問題。如絕大多數控制繼電器都是長期磨損和疲勞工作條件下進行的，容易損壞。而且繼電器的觸點容易產生電弧，甚至會熔在一起產生誤操作，引起嚴重的后果。再者，對一個具體使用的裝有上百個繼電器的設備，其控制箱將是龐大而笨重的。在全負荷運載的情況下，大的繼電器將產生大量的熱及噪聲，同時也消耗了大量的電能。并且繼電器控制系統必須是手工接線、安裝，如果有簡單的改動，也需要花費大量時間及人力和物力去改制、安裝和調試。導通后的管壓降大，可控硅或雙相控硅的正向降壓可達 1～2V ，大功率晶體管的飽和壓降也在 1～2V 之間，一般功率場效應管的導通電祖也較機械觸點的接觸電阻大。半導體器件關斷后仍可有數微安至數毫安的漏電流，因此不能實現理想的電隔離。由于管壓降大，導通后的功耗和發熱量也大，大功率固態繼電器的體積遠遠大于同容量的電磁繼電器，成本也較高。電子元器件的溫度特性和電子線路的抗干擾能力較差，耐輻射能力也較差，如不采取有效措施，則工作可靠性低。固態繼電器對過載有較大的敏感性，必須用快速熔斷器或 RC 阻尼電路對其進行過在保護。固態繼電器的負載與環境溫度明顯有關，溫度升高，負載能力將迅速下降。 PLC 的優勢功能強，性能價格比高 一臺小型 PLC 內有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強的功能，可以實現非常復雜的控制功能。與相同功能的繼電器相比，具有很高的性能價格比。可編程序控制器可以通過通信聯網，實現分散控制，集中管理。 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應性強可編程序控制器產品已經標準化，系列化，模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用。用戶能靈活方便的進行系統配置，組成不同的功能、不規模的系統。可編程序控制器的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC 有很強的帶負載能力，可以直接驅動一般的電磁閥和交流接觸器。可靠性高，抗干擾能力強 傳統的繼電器控制系統中使用了大量的中間繼電器、時間繼電器。由于觸點接觸不良，容易出現故障，PLC 用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關的少量硬件，接線可減少互繼電器控制系統的 1/101/100，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。 PLC 采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強的抗干擾能力，平均無故障時間達到數萬小時以上，可以直接用于有強烈干擾的工業生產現場，PLC 已被廣大用戶公認為最可靠的工業控制設備之一。系統的設計、安裝、調試工作量少 PLC 用軟件功能取代了繼電器控制系統中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數器等器件，使控制柜的設計、安裝、接線工作量大大減少。 PLC 的梯形圖程序一般采用順序控制設計方法。這種編程方法很有規律，很容易掌握。對于復雜的控制系統，梯形圖的設計時間比設計繼電器系統電路圖的時間要少得多。 PLC 的用戶程序可以在實驗室模擬調試，輸入信號用小開關來模擬，通過 PLC 上的發光二極管可觀察輸出信號的狀態。完成了系統的安裝和接線后，在現場的統調過程中發現的問題一般通過修改程序就可以解決，系統的調試時間比繼電器系統少得多。 編程方法簡單 梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語言，其電路符號和表達方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖語言形象直觀，易學易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術人員只要花幾天時間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序。 梯形圖語言實際上是一種面向用戶的一種高級語言，可編程序控制器在執行梯形圖的程序時，用解釋程序將它“翻譯”成匯編語言后再去執行。 維修工作量少，維修方便PLC 的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。PLC 或外部的輸入裝置和執行機構發生故障時，可以根據 PLC 上的發光二極管或編程器提供的住處迅速的查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故障。 體積小，能耗低 對于復雜的控制系統，使用 PLC 后，可以減少大量的中間繼電器和時間繼電器，小型 PLC 的體積相當于幾個繼電器大小，因此可將開關柜的體積縮小到原來 1/21/10。第2章 軸箱鏜組合機床概述 組合車床簡介組合機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經標準化和系列化，可根據需要靈活配置，能縮短設計和制造周期。因此，組合機床兼有低成本和高效率的優點，在大批、大量生產中得到廣泛應用，并可用以組成自動生產線 組合機床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時，工件一般不旋轉，由刀具的旋轉運動和刀具與工件的相對進給運動，來實現鉆孔、擴孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機床采用車削頭夾持工件使之旋轉，由刀具作進給運動，也可實現某些回轉體類零件( 如飛輪、汽車后橋半軸等)的外圓和端面加工。 軸箱鏜組合機床定義軸箱鏜組合機床是專為加工電力機車軸箱斷面的專用機床，軸箱加工的固定采用定位方式夾緊，軸箱鏜是一種精密加工機床，效率高，從粗鏜到精鏜一次加工完畢，普通的鏜床是不易做到的。下面介紹軸箱鏜組合機床的電器控制。 軸箱鏜組合機床的結構、運動形式和拖動特點軸箱鏜組合機床由滑臺、鏜頭箱、主軸和液壓站等部分組成。滑臺由臺身及工作臺組成，統稱滑臺。該機床的運動形式有主運動、進給運動及輔助運動。裝在鏜頭箱上的主軸帶動刀架的旋轉運動為主運動；軸箱在滑臺上的直線運動是進給運動；而軸箱與刀架具有相對位置的調整運動及滑臺的移動為輔助運動。從電氣控制上有如下特點:(1)主軸上刀具的旋轉由裝在鏜頭箱的主電動機拖動，并設有電動調整運動；(2)滑臺快退時，為保證軸箱的精度，主軸采用延遲停車；(3)為便于檢修，滑臺設計了加速，快退點動控制；(4)液壓泵對滑臺工作臺提供潤滑油；(5)為保證滑臺快進，快退停車的準確性，防止滑車，快速電動機采用尾端帶電磁離合器的電機進行制動；(6)滑臺的快進，快退及工進由位置開關控制，采用 5 位行程開關；(7)滑臺快退時，主軸電機延時 3S 停止；(8)為了防止機床誤動作，線路設有零壓保護。 軸箱鏜組合機床機床電路工作原理分析 分析電路的方法(1)分析主電路：從電氣原理圖的主電路中，看有幾臺電動機拖動和它們的作用，再看電動機的起動和運動方式，有什么保護等。(2)分析控制電路：從主電路中接觸器觸頭的文字符號，到控制電路當中去找它對應的線圈各元件間的聯系，控制關系和在什么條件下回路構成通路或斷路，進一步看其電機的控制方式。(3)分析電氣與機械的聯系：根據該機床對電氣控制要求，分析各拖動電動機間的電氣聯鎖，尤其是機械操作手柄與電氣聯動情況，對于有些電器，應結合觸頭閉合表看電器動作。(4)分析電路的組成：除交流電路外，是否還有直流電路，它在電路中有可作用等。 軸箱鏜組合機床的電氣線路分析主電路主電路其有 7 臺電動機：M1：液壓泵電動機， 用以實現對機床導軌進行潤滑。M2：粗鏜電機，用以實現機床的主運動。M3：快速電動機，用以實現機床滑臺的快速移動。 M4：進給電動機 ，用以實現機床滑臺的進給運動 。M5：粗鏜電機，用以實現機床的主運動。M6；快速電動機，用以實現機床滑臺的快速移動。M7：進給電動機 ，用以實現機床滑臺的進給運動 。控制電路 (1) 液壓電機的控制按下液壓電機的啟動按鈕 SB2，接觸器 KM1 線圈得電并自鎖，液壓電機 M1 起動，油壓繼電器 SP(911)觸電受油壓作用閉合，按鈕 SB1 為液壓電機的停止按鈕。(2) 工作進給的控制A 準備按下零壓保護按鈕 SB4，繼電器 KA1 線圈得電自鎖，合上進給準備開關SA，繼電器 KA2 線圈得電，KA2 常閉觸點（911）斷開，油壓觸電對機床起保護，KA2 常閉觸點（1922）（4951）斷開，使滑臺快進轉工進位置開關(SQ12)(SQ22)起作用。 KA2 常開觸點（2325）（1931 ）（ 5355）（4961）閉合。為快進 ，工進接觸器 KM3，KM7 ,KM5，KM9 線圈得電準備。KA2 常開觸點(3739)(6769)閉合，對接觸器 KM4，KM8 自鎖。B 粗鏜① 滑臺快進 1按下啟動按鈕 SB5，接觸器 KM3 線圈得電，KM3 常閉輔助觸點（48）斷開，對 KM4 互鎖，KM3 常開輔助觸點（3135）閉合，繼電器 KA3 線圈得電并自鎖，同時時間繼電器 KT1 線圈得電。KA2，KA3 常開觸點閉合，使 SB5松開后。KM3 保持得