后制动板三大孔粗精镗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 2 1.3 设计的思路及解决的主要问题 3 2 机床总体设计......................................................... 4 2.1 工艺方案的拟订 4 2.2 确定切削用量 5 2.3 机床尺寸联系总图的确定 7 3 机床的电气控制部分设计 10 3.1 机床的控制要求 10 3.2 机床控制方案的确定 11 3.3 机床主电路的设计 12 3.4 PLC控制部分硬件的设计 13 3.5 PLC控制部分软件的设计 18 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 本课题来源于江苏高精机电设备装备公司，是对后制动板三大孔机床总体设计及电气控制部分设计。首先设计机床的总体结构，然后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。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技术应用于组合镗床，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。 该公司的组合机床选用PLC控制而不是继电器控制，因为PLC的控制与继电器的控制有以下不同之处： 1、控制逻辑 继电器控制逻辑采用硬接线逻辑，利用继电器触点的串联或并联，及延时继电器的的滞后动作等到组合成控制逻辑，其接线多而复杂、体积大、功耗大、故障率高，一旦系统构成后，想再改变或增加功能都很困难。另 外继电器触点数目有限，每只仅有4～8对触点，因此灵活性和扩展性很差。而PLC采用存储器逻辑，其控制逻辑以程序方式存储在内存中，要改变控制逻辑只需改变程序即可，故称“软接线”。其接线少，体积小，因此灵活性和扩展性都很好。PLC由大、中规模集成电路组成，因而功耗较小。 2、工作方式 电源接通时，继电器控制电路中各继电器同时都处于受控状态，即该吸合的都应吸合，不该吸合的都应受到某种条件限制不能吸合，它属并联工作方式。而PLC的控制逻辑中，各内部器件都处于周期性循环扫描中，属串联工作方式。 3、可靠性和可维护性 继电器控制逻辑使用了大量的机械触点，连线较多。触点断开或闭合时会受到电弧的损坏，并有机械磨损、寿命短，因此可靠性和维护性差。而PLC采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，体积小、寿命长、可靠性高。PLC配有自检和监督功能，能检查出自身的故障并随时显示给操作人员，还能动态地监视控制程序的执行情况，为现场调试和维护提供了方便。 4、控制速度 继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，触点的开闭一般在几十毫秒数量级；另处，机械触点还会出现抖动问题。而PLC由程序指令控制半导体电路来实现控制，属无触点控制，速度极快，一条用户指令的执行时间一般在微秒数量级，且不会出现抖动。 5、定时控制 继电器控制逻辑利用时间继电器进行时间控制。一般来说，时间继电器存在定时精确度不高、定时范围窄，且易受到环境湿度和温度变化的影响，时间调整困难等问题。PLC使用半导体集成电路做定时器，时基脉冲由晶体振荡产生，精度相当高，且定时时间不受环境的影响，定时范围一般从0.001S到若干天或更长；用户可根据需要在程序中设置定时值，然后用软件来控制定时时间。 从以上几个方面的比较可知，PLC在性能上优于继电器控制系统，特别是具有可靠性高，设计施工周期短，调试修改方便的特点；而且体积小、功耗低、使用维护方便。正是基于以上优点，PLC控制系统正在逐步地取代继电器控制系统。 1.2 国内外现状及发展趋势 在机械制造中，对于单件或小批量生产的工件，许多工厂采用通用机床进行加工。由于通用机床要适应被加工零件形状和尺寸的需要，故机床结构一般比较复杂。不仅如此，在实际生产加工中，由于只能单人单机操作，一道一道工序地完成，所以工人的劳动强度大、生产效率低，工件的加工质量也不稳定。 组合机床是以通用部件为基础，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，并可用以组成自动生产线PLC的发展历史起源：1968年美国通用汽车公司提出取代继电器控制装置的要求1969 年，美国数字设备公司研制出了第一台可编程控制器 PD