斯太尔转向节铣钻组合机床总体设计及电气控制部分设计.doc

目 录 1 前言 1 1.1 课题的来源 1 1.2 国内外现状及发展趋势 1 1.3 设计的思路及解决的主要问题 2 2 机床总体方案设计..................................................... 4 2.1 工艺方案的拟订 4 2.2 机床联系尺寸总图 10 3 机床的电气控制部分设计 12 3.1 机床的控制要求 12 3.2 机床控制方案的确定................................................ 13 3.3 机床主电路的设计 14 3.4 PLC控制部分硬件的设计 15 3.5 PLC控制部分软件的设计 19 3.6 操作面板的设计.................................................... 20 4 结论 21 参考文献 22 致 谢 23 附 录 24 1 前言 1.1 课题的来源 本课题是主要是对斯太尔转向节铣钻组合机床的总体及电气控制部分进行设计，课题来源于江苏高精机电设备装备公司。设计的主要内容包括，工艺方案的拟定，加工工序的确定，机床联系尺寸总图的绘制。电气控制部分包括，机床主电路的设计，PLC的硬件与软件的设计以及操作面板的设计。使用组合机床进行生产，可以大幅度的提高生产效率，从而降低生产成本，这正是零件的生产厂家所迫切需要的。 通过控制方案的选用，选择PLC控制来实现机床主轴、夹具、滑台之间的调整和整机循环动作控制。 斯太尔转向节铣钻组合机床是对斯太尔转向节进行特定加工的一种高效率、自动化的专用加工设备。原来的加工专用机床是由大量的继电器控制，可靠性低，容易产生误动作，故障不易检查，维修频繁，噪声大且耗能，越来越满足不了生产需要。同时可编程序控制器(PLC)作为一种新型的工业自动化装置已在工业控制各个领域广泛应用，具有体积小、功耗低、寿命长、可靠性高、灵活通用、易于编程、维修及使用方便等特点。将PLC技术应用于转向节加工专用机床，使该机床实现了除装卸工件以外的全部自动循环过程，避免了过去由于大量使用继电器带来的种种缺点，改善并提高了控制性能，提高了生产效率，降低了生产成本。 PLC控制电路相对于控制电路的优点控制方式上看：电器控制硬接线，逻辑一旦确定，要改变逻辑或增加功能很是困难；而软接线，只需改变控制程序就可轻易改变逻辑或增加功能。工作方式上看：电器控制并行工作，而串行工作，不受制约。控制速度上看：电器控制速度慢，触点易抖动；而通过半导体来控制，速度很快，无触点，而无抖动一说。定时、记数看：电器控制定时精度不高，容易受环境温度变化影响，且无记数功能；时钟脉冲由晶振产生，精度高，定时范围宽；有记数功能。可靠、维护看：电器控制触点多，会产生机械磨损和电弧烧伤，接线也多，可靠、维护性能差；无触点，寿命长，且有自我诊断功能，对程序执行的监控功能，现场调试和维护方便。 随着PLC的广泛应用和机床电控技术的不断发展，利用PLC实现对组合机床的自动控制，发展方向转向节是关键零件之一，为安全件，它既支撑车体重量，又传递转向力矩并承受前轮刹车制动力矩，因此对其机械性能和外形结构要求非常严格，制造难度大。目前,国汽车行业广泛采用CAD/CAE/CAM技术进行汽车转向系统的优化设计,大大缩短了产品开发周期和制造周期,提高了产品的质量,降低了生产成本。组合机床以通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或若干种工件按预先确定的工序进行加工的机床配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。组合机床将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。: （1）可编程控制技术的标准化。 （2）大型计算机特点的集成。 （3）系统的开放性和兼容性。 （4）通用性和专业化的结合。 （5）可编程控制技术的智能化。 1.3 设计的思路及解决的主要问题 本课题是斯太尔转向节铣钻组合机床总