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科 科I技【論 壇 PLC在機(jī)床電氣控制中的應(yīng)用分析 胡江川 (哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院，黑龍江哈爾濱150001) 摘要：機(jī)床是一種典型的機(jī)械、液壓、電氣一體化協(xié)同控制的通用加工機(jī)床。其液壓、電氣配合時(shí)間的控制部分，且故障率高：故障現(xiàn)象多變． 不易排除。本設(shè)計(jì)則是將PLC靈活應(yīng)用與機(jī)床電氣控制中，完全取代了傳統(tǒng)的機(jī)床電氣控制中以繼電器、接觸器為主體的控制裝備。充分利用PLC 的可靠性和時(shí)間控制的精確性對(duì)其進(jìn)行改造，可以獲得理想的效果。 關(guān)鍵詞：組合機(jī)床；電氣控制電路；自動(dòng)循環(huán)；電氣系統(tǒng) 目前多大數(shù)使用的”梯形圖”編程語(yǔ)言，沿用 了繼電器控制線路中的一些圖形符號(hào)和定義，因 此，對(duì)于熟悉繼電器電路的工程技術(shù)人員很容易將 繼電器控制線路‘翻譯”成PLC梯形圖。由于PM具 有使用靈活、通用性強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單的特 ，因而在機(jī) 床控制中的應(yīng)用日益廣泛。 1組合機(jī)床構(gòu)成。組合機(jī)磅毛足專f對(duì)特定丁 牛， 進(jìn)行特定加工而沒(méi)計(jì)的一種高效率自動(dòng)化專用加 工設(shè)備。這類設(shè)備大多能多機(jī)多刀同時(shí)工作，并且 具有工作自動(dòng)循環(huán)的功能。組合機(jī) 西常由標(biāo)準(zhǔn)通 用部件和加工專用部件組合構(gòu)成，動(dòng)力部件采用電 動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)或采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，由電氣系統(tǒng)進(jìn)行工 作自動(dòng)循環(huán)的控制，是典型的機(jī)電或機(jī)電液一體化 的自動(dòng)化加工設(shè)備。常見(jiàn)的組合機(jī)床枋 準(zhǔn)通用部件 有動(dòng)力滑臺(tái)，各種加工動(dòng)力頭以及回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等， 可用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，也可用液壓驅(qū)動(dòng)。各標(biāo)準(zhǔn)通用動(dòng) 力部件的控制電路是獨(dú)立完整的，當(dāng)多個(gè)動(dòng)力部件 組合構(gòu)成一臺(tái)組合機(jī)床時(shí)，該機(jī)床的控制電路可由 各動(dòng)力部件的控制電路通過(guò)一定的連接電路組合 構(gòu)成。多動(dòng)力部件構(gòu)成的組合機(jī)床，其控制通常有 三方面的工作要求：第一方面是動(dòng)力部件的點(diǎn)動(dòng)及 復(fù)位控制；第二方面是動(dòng)力部件的單機(jī)自動(dòng)循環(huán)控 制(也稱半自動(dòng)循環(huán)控制)；第三方面是整批全自動(dòng) 工作循環(huán)控制。下面以雙面鉆孔組合機(jī)床為例，分 析這類機(jī)床的控制電路。雙面鉆孔組合機(jī)床用于在 工件兩相對(duì)表面上鉆孔。機(jī)床的動(dòng)力滑臺(tái)提供進(jìn)給 運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)主軸箱的刀具主軸提供切削主運(yùn) 動(dòng)。兩液壓動(dòng)力滑臺(tái)對(duì)面布置，安裝在標(biāo)準(zhǔn)側(cè)底座 上，刀具電動(dòng)機(jī)固定在滑臺(tái)上，中間底座上裝有工 件定位夾緊裝置。工作時(shí)，工件裝^夾具 位夾緊 裝 ，按動(dòng)起動(dòng)按鈕，開(kāi)始工件的定位和夾緊，然后 兩面的動(dòng)力滑臺(tái)同時(shí)進(jìn)行快速進(jìn)給、工作進(jìn)給和快 速退回的加工循環(huán)，此時(shí)刀具電動(dòng)機(jī)也起動(dòng)__I=作， 冷卻泵在工進(jìn)過(guò)程中提供冷卻液，加工循環(huán)結(jié)束 后，動(dòng)力滑臺(tái)退回原位，夾具松開(kāi)并拔出定位銷，一 次加工循環(huán)結(jié)束。礦井提升機(jī)直流拖動(dòng)與交流異步 電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)相比，調(diào)速性能好，不需附加其他拖動(dòng) 裝置，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。此項(xiàng)改造的內(nèi)容是去掉 TKD電控系統(tǒng)、交流電動(dòng)機(jī)和信號(hào)操車設(shè)備等，改 為新型的直流調(diào)速自動(dòng)化系統(tǒng)，主要包括開(kāi)發(fā)一套 由高壓開(kāi)關(guān)柜、整流變壓器、電樞整流柜、司機(jī)控制 臺(tái)、PLC柜、低壓配電柜和上位監(jiān)視機(jī)等組成的全 數(shù)字自動(dòng)化副井提升電控系統(tǒng)，使用直流電動(dòng)機(jī)， 更換—套PI c控制信號(hào)操車設(shè)備。應(yīng)用實(shí)踐表明： 由于硬件電路均采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路， 元器件少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、故障點(diǎn)少、可靠 高。硬件采用 以總線聯(lián)系的模塊化結(jié)構(gòu)，控制算法和系統(tǒng)控制利 用軟件完成具有可構(gòu)置性，可以進(jìn)行功能擴(kuò)展，運(yùn) 行靈活。硬件工作狀態(tài)可以通過(guò)軟件來(lái)反映，軟件 運(yùn)行睛況也可以通過(guò)硬件來(lái)監(jiān)視，軟、硬件故障均 一 < ’ K5 ’ fn}常數(shù)設(shè)定 FN【’l! K5 D5 t1V 1’ 圖1設(shè)定值的指定方法 可通過(guò)指示直接反映出來(lái)，維護(hù)方便。設(shè)有微處理 器，整個(gè)控制功能與調(diào)速算法均由軟件完成，控制 精度高，穩(wěn)定眭好。全數(shù)字控制的直流拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn) 行效率高，無(wú)功能菩 氐，節(jié)約電能，減少維護(hù)費(fèi)用。不 同型號(hào)的臥式車床，其主電動(dòng)機(jī)的工作要求不同， 因而由不同的控制電路構(gòu)成，但是由于臥式車床運(yùn) 動(dòng)變速是由機(jī)械系統(tǒng)完成的，目機(jī)床運(yùn)動(dòng)形式比較 簡(jiǎn)單，相應(yīng)的控制電路也比較簡(jiǎn)單，本節(jié)以C650臥 式車床電氣控制系統(tǒng)為例，進(jìn)行控制電路的分析。 2 PLC安裝原理。安裝在床身上的主軸箱中的 主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)裝夾在其端頭的工件轉(zhuǎn)動(dòng)；刀具安 裝在刀架上，與滑板一起隨溜板箱沿主軸軸線方向 實(shí)現(xiàn)進(jìn)給移動(dòng)，主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)和溜板箱的移動(dòng)均由主 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。由于加工的工件比較大，加工時(shí)其轉(zhuǎn) 動(dòng) 量也比較大，需停車時(shí)不易立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，必 須有停車制動(dòng)的功能，較好的停車制動(dòng)是采用電氣 制動(dòng)。在加工的過(guò)程中，還需提供切削液，并且為減 輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和節(jié)省輔助工作時(shí)間，要求帶動(dòng) 刀架移動(dòng)的溜板箱能夠 8重夠動(dòng)?？刂齐娐房蓜澐?為主電動(dòng)機(jī)的控制電路和電動(dòng)機(jī)的控制電路兩部 分。由于主電動(dòng)機(jī)控制電路部分較復(fù)雜，因而還可 以進(jìn)一步將主電動(dòng)機(jī)控制電路劃分為正反轉(zhuǎn)起動(dòng) 租點(diǎn)動(dòng) 掊掰空制電路與停車制動(dòng)居 ；j空制電路。組 合機(jī)床的控制是一典型的順序控制，實(shí)際生產(chǎn)中， 常采用可編程序控制器來(lái)構(gòu)成電氣控制系統(tǒng)，使得 電氣控制設(shè)備體積小，工作可靠，并且控制要求易 于修改，特別是在多動(dòng)力部件，運(yùn)動(dòng)循環(huán)復(fù)雜的工 況下，優(yōu)點(diǎn)更突出。PLC有i種輸出形式，要根據(jù)負(fù) 載的要求來(lái)決定選擇哪一種形式的輸出。下面以繼 電器輸出形式為例，介紹幾點(diǎn)注意事項(xiàng)。2．1 PLC的 輸出接線有獨(dú)立輸出和分組輸出兩種類型。獨(dú)立輸 出型，各輸出點(diǎn)之間相互隔離，每一個(gè)輸出點(diǎn)都可 使用單獨(dú)的電源。2．2根據(jù)PLC輸出端的帶負(fù)載能 力，選擇負(fù)載的接線形式。采用繼電器輸出的PLC 可以驅(qū)動(dòng)2A的電阻負(fù)載，也 c是說(shuō)PLC輸出公共 端允許的最大電流是2A。2．3 PLC的輸出端接有感 性元件(盤(pán)Ⅱ線圈負(fù)載肘，要加抗干擾電路。 3設(shè)定值的指定方法。定時(shí)器必須有設(shè)定值。 設(shè)定值的指定方法有兩種，即用程序存儲(chǔ)器內(nèi)的常 數(shù)∞直接設(shè)定和用數(shù)據(jù)寄存器(1=))的內(nèi)容進(jìn)行間接 設(shè)定。設(shè)定值為 羞 l常數(shù)。3．1常數(shù)設(shè)定 。FX系 ’lII{媸瞧 JI向客 列PLC的常數(shù)數(shù)值設(shè)定用K或H，分別表示十進(jìn) 制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)。如圖1(a斯示，用K將設(shè)定值指 定為十進(jìn)制常數(shù)500。T20是以lOOms為單位的定 時(shí)器，則定時(shí)器要經(jīng)過(guò)lOOms×500-=50000ms= 50s計(jì)時(shí)才動(dòng)作。3．2間接沒(méi)定0D1。預(yù)先將數(shù)值 500寫(xiě)^程宇鰳匝過(guò)數(shù)值開(kāi)關(guān)輸人到間接指定的數(shù) 據(jù)寄存器D5中。如圖1所示，當(dāng)XO01為“r’時(shí)， K500被傳送到D5中，D5的內(nèi)容為500，即為定時(shí) 器T20 寸間。立式機(jī)床是一種自動(dòng)化程度要 求較高的機(jī)電設(shè)備，一般應(yīng)用于冶金行業(yè)，車制各 種大型工件庀通常采用繼電器邏輯控制方式，設(shè)備 的電控系統(tǒng)故障率高，檢修周期長(zhǎng)。隨著技術(shù)的進(jìn) 步，這類控制系統(tǒng)已顯示出越來(lái)越多的弊瑞。近年 來(lái)PLC機(jī)在工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域應(yīng)用愈來(lái)愈廣，它在 控制性能、組機(jī)周期和硬件成本等方面所表現(xiàn)出的 綜合優(yōu)勢(shì)，是其它工控產(chǎn)品難以比擬的。如果用 PLC控制技術(shù)對(duì)這些系統(tǒng)實(shí)施改造，則具有普遍的 技術(shù)及經(jīng)濟(jì)意義。原設(shè)備為手動(dòng)操作，根據(jù)使用部 門(mén)的建議，在改造方案上維持改造前設(shè)備人一機(jī)界 面的原始性，這樣可以有效減少設(shè)備使用人員的誤 操作，不至于使設(shè)備的事故率在技術(shù)改造后有所增 加。系統(tǒng)的丁作臺(tái)變速單二依靠液壓電磁閥來(lái)實(shí) 現(xiàn)，并由機(jī)械傳動(dòng)部件不斷地改變傳輸比，達(dá)到改 變工作臺(tái)轉(zhuǎn)速目的。其變速操作相當(dāng)繁瑣，必須先 讓主機(jī)停車，選好速度后，微動(dòng)使齒輪重新啃合再 掛擋，最后重新啟動(dòng)。 實(shí)踐證明，用PLC改造傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng) 是很好的方法。它可以充分發(fā)揮PLC高可靠性、高 抗干擾的托 ，壽命長(zhǎng)、維修量少、查找外部線路簡(jiǎn) 單。同時(shí)采用變頻器改善了原系統(tǒng)工作臺(tái)啟動(dòng)凋速 性能，有利于節(jié)能，提高了效率，為企業(yè)創(chuàng)造較好的 經(jīng)濟(jì)效益。 參考文獻(xiàn) 【1]齊占慶，王振臣．電氣控制技術(shù)【Ml北京：機(jī)械工 業(yè)出版社．2002． I 2l史國(guó)生．電氣控制與可編程控制器技術(shù)呻北京： 化學(xué)工業(yè)出版社，2003． I31馬志溪．電氣工程設(shè)計(jì) 北京：機(jī)械工業(yè)出版 社，20021 f4I劉增良，劉國(guó)亭-電氣工程CAD IM【北京：中國(guó)水 利水電出版社．2002． 一2一 ? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 年 第 期 內(nèi) 燃 機(jī) 燃 油 噴 射 和 控 制 系 列 噴 油 器 體 出 油 孔 六 工 位 回 轉(zhuǎn) 臺(tái) 式 自 動(dòng) 加 工 組 合 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) ‘ 吳 德 忠 關(guān) 鍵 詞 噴 油 器 體 出 油 孔 一 月 胃 陶 潤(rùn) 亮 無(wú) 錫 威 孚 集 團(tuán) 公 司 設(shè) 備 制 造 分 公 司 制 造 工 藝 組 合 機(jī) 床 噴 油 器 體 是 柴 油 機(jī) 燃 油 噴 射 系 統(tǒng) 的 主 要 零 件 之 一 。 由 于 近 年 來(lái) 產(chǎn) 品 品 種 和 產(chǎn) 量 不 斷 增 加 目 前 系 列 噴 油 器 總 成 年 產(chǎn) 萬(wàn) 綱 領(lǐng) , 原 先 采 用 的 多 工 步 分 散 加 工 工 藝 , 色 經(jīng) 不 適 應(yīng) 現(xiàn) 生 產(chǎn) 的 要 求 , 因 此 , 需 要 設(shè) 計(jì) 制 造 高 效 、 有 集 中 加 工 工 藝 、 多 品 種 的 自 動(dòng) 加 工 組 合 機(jī) 床 。 根 據(jù) 初 擬 方 案 的 比 較 與 選 擇 , 確 定 設(shè) 計(jì) 一 臺(tái) 六 工 位 回 轉(zhuǎn) 臺(tái) 式 目 動(dòng) 加 工 組 合 機(jī) 床 , 用 于 加 工 噴 油 器 體 的 出 油 孔 的 整 臺(tái) 機(jī) 床 由 床 身 部 件 , 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 部 件 , 夾 具 部 件 , 滑 套 式 鉆 削 動(dòng) 力 頭 部 件 , 切 削 螺 紋 專 用 動(dòng) 力 頭 部 件 , 液 壓 站 部 件 , 氣 動(dòng) 傳 動(dòng) 控 制 部 件 , 電 氣 控 制 部 件 , 冷 卻 液 及 排 屑 裝 置 部 件 組 成 。 加 工 工 步 內(nèi) 容 有 起 鉆 中 心 孔 、 鉆 孔 、 擴(kuò) 孔 、 孔 口 倒 角 、 惚 平 面 、 攻 絲 等 。 夾 具 設(shè) 計(jì) 中 將 采 用 成 組 技 術(shù) , 根 據(jù) 不 同 品 種 設(shè) 計(jì) 定 位 元 件 及 調(diào) 整 卡 , 實(shí) 現(xiàn) 一 機(jī) 多 品 種 加 工 。 圖 為 機(jī) 床 布 置 及 加 工 示 意 圖 。 圖 及 圖 分 別 為 系 列 噴 油 器 體 各 出 油 孔 六 工 位 加 工 組 合 機(jī) 床 的 俯 視 圖 及 主 視 圖 。 二 組 合 機(jī) 床 基 礎(chǔ) 件 的 設(shè) 計(jì) 與 選 擇 根 據(jù) 加 工 工 步 內(nèi) 容 確 定 組 機(jī) 工 位 數(shù) , 動(dòng) 力 頭 的 分 布 , 選 定 組 合 機(jī) 床 基 礎(chǔ) 部 件 — 底 座 及 圓 盤(pán) 式 工 作 臺(tái) 標(biāo) 準(zhǔn) 部 件 圓 臺(tái) 直 徑 必 見(jiàn) 組 合 機(jī) 床 總 圖 。 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 部 件 的 選 用 標(biāo) 準(zhǔn) 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 部 件 , 普 通 級(jí) 分 度 精 度 即 , 端 面 跳 動(dòng) 。 其 主 要 尺 寸 參 數(shù) 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 臺(tái) 面 直 徑 曰 。 , 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 高 度 , 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 底 面 直 徑 必 , 選 擇 工 位 數(shù) 共 有 , , , , , 六 種 工 位 數(shù) 可 供 選 擇 , 節(jié) 拍 一 秒 , 工 作 臺(tái) 液 壓 系 統(tǒng) 工 作 壓 力 。 料 一 下 料 圖 機(jī) 床 布 置 及 加 工 示 意 圖 三 組 合 機(jī) 床 成 組 夾 具 的 設(shè) 計(jì) 為 了 使 本 設(shè) 備 能 夠 加 工 同 系 列 、 各 種 不 同 品 種 的 噴 油 器 體 回 油 孔 , 設(shè) 計(jì) 夾 具 時(shí) , 工 件 的 定 位 采 用 可 更 換 式 定 位 元 件 , 詳 見(jiàn) 夾 具 部 件 總 圖 。 根 據(jù) 組 機(jī) 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 的 位 置 安 排 , 確 定 本 設(shè) 備 共 需 六 套 夾 具 安 裝 使 用 , 每 個(gè) 品 種 的 噴 油 器 體 均 設(shè) 計(jì) 有 專 用 定 位 塊 , 以 及 夾 具 調(diào) 整 卡 , 供 更 換 品 種 時(shí) 調(diào) 整 使 用 。 工 件 在 夾 具 體 中 的 定 位 。 根 據(jù) 各 被 加 工 噴 油 器 體 零 件 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) , 以 其 長(zhǎng) 圓 柱 形 表 , 收 稿 日 期 ? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 內(nèi) 燃 機(jī) 姍 油 噴 射 和 控 制 。 。 年 第 期 圖 加 工 機(jī) 床 俯 視 圖 畫(huà)畫(huà)畫(huà)畫(huà)畫(huà)畫(huà)畫(huà)畫(huà)畫(huà)畫(huà)畫(huà)畫(huà) 片 粵 ‘‘‘‘ 日日日 一 廣 一 一 一一一 叫 , 司司司司司司司司司司 徜徜徜徜徜徜徜徜徜 田田田田田田田田田田田田田田田田田田田勻勻勻勻勻勻勻勻勻勻勻勻勻 仁仁仁仁仁仁仁仁仁仁 污污 一 , 眾 。 刃刃刃刃刃刃刃刃刃刃刃刃刃刃刃刃 一 飛 一一 達(dá) 翼 過(guò)過(guò)過(guò)過(guò)過(guò)過(guò)過(guò)過(guò)過(guò)過(guò)過(guò)過(guò) 曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰 廠廠廠廠廠 一 廣 氣氣‘‘ 夕 一 尸 一一一 一 —— , , 入入 川 ‘ 。 編編 「「「「 面 作 主 定 位 , 被 加 工 圖 加 工 機(jī) 床 主 視 圖 采 用 可 更 換 式 長(zhǎng) 形 塊 , 限 制 零 件 在 夾 具 中 的 四 個(gè) 自 由 度 , 即 限 制 夾 具 設(shè) 計(jì) 及 工 件 的 夾 緊 。 夾 具 設(shè) 計(jì) 成 工 件 在 , 軸 上 的 移 動(dòng) 和 轉(zhuǎn) 動(dòng) , 在 工 件 的 底 端 , 夾 具 體 中 設(shè) 計(jì) 有 可 更 換 式 底 定 位 塊 定 位 , 限 制 工 件 在 軸 上 的 移 動(dòng) 的 二 個(gè) 自 由 度 , 在 工 件 的 扁 位 上 采 用 輔 助 定 位 , 限 制 工 件 繞 軸 上 轉(zhuǎn) 動(dòng) 的 一 個(gè) 自 由 度 , 至 此 夾 具 設(shè) 計(jì) 實(shí) 現(xiàn) 了 工 件 在 夾 具 裝 夾 過(guò) 程 中 限 制 六 個(gè) 自 由 度 的 完 全 定 位 方 式 。 軸 對(duì) 稱 形 式 , 同 時(shí) 能 安 裝 加 工 兩 個(gè) 噴 油 器 體 零 件 , 夾 具 體 中 設(shè) 計(jì) 有 一 個(gè) 夾 緊 用 的 油 缸 , 缸 徑 為 , 由 油 缸 活 塞 的 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) 驅(qū) 動(dòng) 活 塞 桿 拉 緊 或 松 開(kāi) 兩 側(cè) 的 回 轉(zhuǎn) 式 鉤 形 壓 板 , 鉤 形 壓 板 能 依 靠 彈 簧 力 將 裝 人 夾 具 體 內(nèi) 的 工 件 進(jìn) 行 預(yù) 夾 緊 , 操 作 者 能 夠 方 便 地 使 工 件 準(zhǔn) 確 定 位 和 更 換 。 在 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 部 件 中 心 , 設(shè) 計(jì) 安 裝 有 一 套 夾 具 專 用 的 液 壓 夾 緊 用 的 配 油 器 , ? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 年 第 期 內(nèi) 供 機(jī) 撰 油 噴 射 和 控 制 由 液 壓 油 管 將 壓 力 油 從 配 油 器 中 通 人 夾 具 體 中 夾 緊 缸 的 前 腔 和 后 腔 。 工 件 在 夾 具 中 完 全 定 位 后 , 在 大 外 圓 部 位 被 夾 緊 。 夾 緊 與 定 位 方 式 請(qǐng) 參 見(jiàn) 零 件 品 種 圖 。 隨 著 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 的 旋 轉(zhuǎn) , 液 壓 夾 具 的 配 油 器 能 夠 自 動(dòng) 切 換 夾 具 夾 緊 缸 的 油 路 , 即 在 工 位 , , , , 。 夾 具 能 夠 處 在 夾 緊 狀 態(tài) , 在 工 位 裝 卸 工 件 位 置 上 , 夾 具 處 在 松 開(kāi) 狀 態(tài) 。 如 果 設(shè) 備 處 于 調(diào) 整 狀 態(tài) , 在 每 一 個(gè) 工 位 附 近 有 一 個(gè) 松 開(kāi) 按 鈕 盒 , 操 作 此 程 序 時(shí) 能 將 某 工 位 夾 具 中 夾 緊 著 的 工 件 松 開(kāi) , 以 方 便 被 加 工 零 件 的 試 切 削 調(diào) 整 。 四 鉆 削 動(dòng) 力 頭 的 選 擇 根 據(jù) 被 加 工 零 件 的 特 點(diǎn) , 考 慮 到 所 加 工 部 位 切 削 距 離 較 短 , 因 此 采 用 法 國(guó) 公 司 的 ‘ 型 滑 套 式 鉆 削 動(dòng) 力 頭 , 該 動(dòng) 力 頭 有 以 下 特 點(diǎn) 氣 動(dòng) 式 滑 套 進(jìn) 給 快 進(jìn) 及 快 退 氣 液 轉(zhuǎn) 換 驅(qū) 動(dòng) 主 軸 滑 套 進(jìn) 給 工 作 進(jìn) 給 主 軸 滑 套 最 大 行 程 鉆 削 進(jìn) 給 最 大 行 程 有 隨 意 調(diào) 整 的 擋 鐵 裝 置 用 以 對(duì) 進(jìn) 給 距 離 進(jìn) 行 限 位 主 軸 回 轉(zhuǎn) 精 度 , 動(dòng) 力 頭 主 軸 端 摘 合 標(biāo) 準(zhǔn) 動(dòng) 力 頭 驅(qū) 動(dòng) 電 機(jī) 功 率 在 工 位 為 , 轉(zhuǎn) 速 為 , 主 軸 轉(zhuǎn) 速 在 工 位 為 一 , 轉(zhuǎn) 速 為 , 主 軸 轉(zhuǎn) 速 在 工 位 為 · , 轉(zhuǎn) 速 為 , 主 軸 轉(zhuǎn) 速 在 工 位 為 , 轉(zhuǎn) 速 為 , 主 軸 轉(zhuǎn) 速 組 合 機(jī) 床 的 第 工 位 為 上 下 料 , 第 , , 工 位 分 別 為 鉆 中 心 孔 , 鉆 孔 和 擴(kuò) 孔 , 第 工 位 為 惚 平 面 。 由 于 每 個(gè) 工 位 同 時(shí) 加 工 兩 個(gè) 工 件 , 因 此 , 每 工 位 并 列 安 裝 兩 臺(tái) 滑 套 式 鉆 削 動(dòng) 力 頭 。 機(jī) 床 第 工 位 為 攻 絲 , 采 用 法 國(guó) 公 司 的 一 型 號(hào) 的 切 削 螺 紋 專 用 動(dòng) 力 頭 , 該 種 動(dòng) 力 頭 有 如 下 特 點(diǎn) 通 過(guò) 導(dǎo) 向 攻 絲 模 進(jìn) 行 螺 紋 進(jìn) 給 , 按 定 貨 要 求 制 造 攻 絲 行 程 最 大 為 利 用 限 位 開(kāi) 關(guān) 和 可 以 隨 意 調(diào) 整 的 凸 輪 開(kāi) 關(guān) 對(duì) 螺 紋 進(jìn) 給 距 離 進(jìn) 行 控 制 帶 有 絲 錐 刀 具 自 動(dòng) 保 護(hù) 裝 置 動(dòng) 力 頭 主 軸 端 一 , 適 合 安 裝 快 速 更 換 絲 錐 刀 具 夾 頭 , 該 種 絲 錐 刀 具 夾 頭 的 型 號(hào) 為 一 一 動(dòng) 力 頭 電 動(dòng) 功 率 為 , 轉(zhuǎn) 速 為 。 該 回 轉(zhuǎn) 臺(tái) 式 組 機(jī) 六 個(gè) 加 工 工 位 中 最 長(zhǎng) 節(jié) 拍 時(shí) 間 為 。 , 回 轉(zhuǎn) 臺(tái) 轉(zhuǎn) 位 時(shí) 間 為 , 所 以 , 總 節(jié) 拍 時(shí) 間 為 , 機(jī) 床 在 百 分 之 八 十 的 工 作 負(fù) 荷 下 每 小 時(shí) 加 工 零 件 件 。 上 述 動(dòng) 力 頭 功 率 與 轉(zhuǎn) 速 參 考 《 組 合 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 參 考 圖 冊(cè) 》 中 的 第 一 章 常 用 工 藝 資 料 一 , 該 圖 冊(cè) 由 大 連 組 合 機(jī) 床 研 究 所 編 制 , 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 出 版 。 五 液 壓 系 統(tǒng) 原 理 該 液 壓 系 統(tǒng) 控 制 三 個(gè) 動(dòng) 作 執(zhí) 行 元 件 , 即 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 的 抬 起 與 壓 下 , 夾 具 油 缸 分 配 器 的 夾 緊 與 松 開(kāi) 和 分 度 油 缸 的 回 轉(zhuǎn) 與 返 回 。 由 液 壓 原 理 圖 圖 可 知 , 該 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 用 單 泵 供 油 , 油 泵 、 節(jié) 流 閥 和 蓄 能 器 構(gòu) 成 這 個(gè) 系 統(tǒng) 的 調(diào) 壓 部 分 , 溢 流 閥 控 制 著 整 個(gè) 油 路 的 壓 力 調(diào) 整 到 , 當(dāng) 機(jī) 床 在 加 工 工 件 時(shí) , 三 個(gè) 動(dòng) 作 執(zhí) 行 元 件 都 不 動(dòng) 作 。 此 時(shí) , 油 泵 向 蓄 能 器 充 油 。 通 過(guò) 壓 力 表 開(kāi) 關(guān) 對(duì) 油 路 進(jìn) 行 選 擇 , 從 而 可 以 從 壓 力 表 中 查 看 油 路 的 壓 力 是 否 符 合 設(shè) 計(jì) 要 求 。 本 系 統(tǒng) 的 調(diào) 速 部 分 由 兩 個(gè) 節(jié) 流 閥 進(jìn) 行 調(diào) 整 。 它 們 分 別 控 制 著 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 和 分 度 油 缸 工 作 速 度 的 快 慢 。 三 個(gè) 換 向 閥 對(duì) 執(zhí) 行 元 件 起 ? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 內(nèi) 燃 機(jī) 燃 油 噴 射 和 控 制 年 第 期 著 改 變 運(yùn) 動(dòng) 方 向 的 作 用 , 從 而 實(shí) 現(xiàn) 了 執(zhí) 行 元 件 的 往 復(fù) 循 環(huán) 運(yùn) 動(dòng) 。 廠廠廠廠廠廠廠廠廠卜卜卜卜卜卜卜 …… 通通通通 悶悶 氏氏 奮奮 、、、 銘銘銘銘銘 飛飛 今今今今今 , 「「 日日 區(qū)區(qū) 廠廠廠廠 麗麗 筍 、、 石石」」」」」」」」」」」」」」」」」」 廣廣廣廣廣廣廣廣廣門(mén)門(mén)門(mén) 「 」」 門(mén)門(mén) 從從 廠廠 「 工工 作作 ’ 丁 一 一一 獷獷 門(mén)門(mén)門(mén) 「 下 三 門(mén)門(mén) 爭(zhēng) 一一稼稼 找找 「 一一 二 ’ 月月「「 一 口口 】 、 又 ,廠廠 甲甲甲 ‘‘ 口口 口口口口 岡岡岡 釁 加 牛 麟 器 圖 液 壓 原 理 圖 此 外 , 該 系 統(tǒng) 中 還 包 括 油 箱 , 吸 油 濾 油 器 , 壓 力 油 濾 油 器 和 截 止 閥 等 輔 助 元 件 。 經(jīng) 過(guò) 兩 只 濾 油 器 的 過(guò) 濾 , 保 證 了 壓 力 油 的 清 潔 度 。 對(duì) 該 液 壓 站 系 統(tǒng) 還 有 兩 點(diǎn) 說(shuō) 明 以 上 各 工 作 閥 及 輔 助 元 件 的 型 號(hào) 及 說(shuō) 明 在 此 不 一 一 詳 述 , 請(qǐng) 參 見(jiàn) 液 壓 原 理 圖 。 本 機(jī) 床 加 工 工 序 動(dòng) 力 頭 的 驅(qū) 動(dòng) 滑 臺(tái) 是 由 氣 動(dòng) 驅(qū) 動(dòng) 的 , 在 此 不 作 介 紹 , 詳 情 請(qǐng) 參 見(jiàn) 氣 動(dòng) 原 理 圖 。 六 設(shè) 備 的 電 氣 控 制 設(shè) 計(jì) 根 據(jù) 液 壓 、 氣 動(dòng) 原 理 圖 圖 , 本 機(jī) 床 采 用 相 , 的 供 電 方 式 , 即 三 相 四 線 制 。 電 氣 控 制 系 統(tǒng) 采 用 日 本 三 菱 系 列 可 編 程 控 制 器 , 由 基 本 單 元 一 和 兩 塊 擴(kuò) 展 模 塊 一 組 成 。 同 時(shí) 根 據(jù) 機(jī) 械 加 工 工 藝 要 求 設(shè) 計(jì) 出 狀 態(tài) 轉(zhuǎn) 換 圖 。 本 系 統(tǒng) 電 器 系 統(tǒng) 電 壓 升 級(jí) 分 別 為 , , 。 主 電 路 由 供 電 , 為 , 電 磁 閥 , 指 示 燈 為 。 本 系 統(tǒng) 有 三 種 工 作 狀 態(tài) , 分 別 為 整 機(jī) 連 續(xù) 循 環(huán) , 滑 臺(tái) 調(diào) 整 和 回 轉(zhuǎn) 調(diào) 整 。 這 三 種 工 作 狀 態(tài) 都 由 工 作 狀 態(tài) 開(kāi) 關(guān) 進(jìn) 行 控 制 。 此 外 , 本 系 統(tǒng) 初 始 狀 態(tài) 的 建 立 可 采 用 兩 種 方 式 方 式 一 第 一 次 運(yùn) 行 時(shí) 即 建 立 初 始 狀 態(tài) 。 方 式 二 在 非 連 續(xù) 自 動(dòng) 循 環(huán) 過(guò) 程 中 , 轉(zhuǎn) 動(dòng) 工 作 狀 態(tài) 選 擇 開(kāi) 關(guān) 時(shí) , 建 立 初 始 狀 態(tài) , 并 復(fù) 位 其 他 狀 態(tài) 。 本 系 統(tǒng) 在 工 作 過(guò) 程 中 , 可 能 會(huì) 出 現(xiàn) 兩 大 故 障 , 即 工 位 電 機(jī) 故 障 和 行 程 開(kāi) 關(guān) 故 障 。 對(duì) 于 工 作 電 機(jī) 故 障 的 處 理 方 法 是 當(dāng) 發(fā) 現(xiàn) 某 工 位 電 機(jī) 有 故 障 時(shí) , 該 工 位 滑 臺(tái) 必 須 快 退 至 原 位 , 而 不 影 響 其 他 工 位 的 加 工 , 在 一 個(gè) 循 環(huán) 停 止 時(shí) , 循 環(huán) 終 止 。 行 程 開(kāi) 關(guān) 故 障 的 處 理 方 法 是 若 發(fā) 現(xiàn) 滑 臺(tái) 行 程 開(kāi) 關(guān) 有 故 障 時(shí) , 該 工 位 的 滑 臺(tái) 快 退 至 原 位 , 而 其 余 工 位 則 繼 續(xù) 加 工 至 結(jié) 束 連 續(xù) 循 環(huán) 停 止 , 當(dāng) 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 下 降 到 位 而 行 程 開(kāi) 關(guān) 有 故 障 時(shí) , 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 落 下 , 狀 態(tài) 返 忱 源 維 護(hù) 單 元 , “ 堵 頭 羊 動(dòng)頭廿力 青 】】 一一 】 卜卜卜 , 一 州州 卜 一一 」 「 蔽 云 湯 月月 一 ,卜卜卜 一 一 ‘ 一 一 一一 卜 一 一一 辱辱 一 一 子 一 小 一 刁刁 口一 一一 護(hù) ‘ 悶 卜 一 」 州州 卜 一 卜卜 一 一 小 曰曰 一 耳耳 卜 一 抹抹抹 卜 一一 尋尋 枯 叫 子 卜 一 一 一 習(xí)習(xí) 卜 一 書(shū) ,一 斗 一 叫叫 一 一 一一一 一 一 一 日 一 一一 ,岔岔 嚷嚷 擴(kuò) 氣氣 蛤 補(bǔ) 猛 索索 唯 瀟 林林林 砰砰 , 飛飛 ‘ 一 一 洲洲 皿皿皿皿皿皿皿皿皿皿皿皿皿皿卜卜 魚(yú)魚(yú) , 日日 達(dá) 上 一一 號(hào) 動(dòng) 力 頭 , 號(hào) 動(dòng) ’ 力 頭 號(hào) 動(dòng) 力 頭 , ,號(hào) 動(dòng) 力 頭 ’ 號(hào) 動(dòng) 力 頭 號(hào) 動(dòng) 力 頭 叮 工 位 動(dòng) 力 頭 仁 號(hào) 工 位 動(dòng) 力 頭 · 號(hào) 工 位 動(dòng) 力 頭 ‘ 號(hào) 工 位 動(dòng) 力 頭 · 號(hào) 圖 氣 動(dòng) 原 理 圖 ? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 年 第 期 內(nèi) 嫩 機(jī) 燃 油 噴 射 和 控 制 回 至 初 始 狀 態(tài) , 當(dāng) 出 現(xiàn) 其 他 意 外 故 障 時(shí) , 可 按 手 動(dòng) 急 退 按 鈕 , 各 工 位 快 退 至 原 位 , 連 續(xù) 循 環(huán) 停 止 , 狀 態(tài) 返 回 初 始 狀 態(tài) 。 七 組 合 機(jī) 床 的 氣 動(dòng) 傳 動(dòng) 和 控 制 設(shè) 計(jì) 本 設(shè) 備 的 設(shè) 計(jì) 采 用 法 國(guó) 公 司 的 一 型 鉆 削 動(dòng) 力 頭 , 該 動(dòng) 力 頭 主 軸 滑 套 的 快 、 壓 縮 空 氣 推 進(jìn) , 并 由 動(dòng) 力 頭 上 部 的 調(diào) 節(jié) 伯 塊 調(diào) 整 其 快 進(jìn) 及 工 進(jìn) 行 程 。 當(dāng) 調(diào) 節(jié) 擋 塊 與 滑 套 同 時(shí) 快 進(jìn) 運(yùn) 動(dòng) , 經(jīng) 過(guò) 動(dòng) 力 頭 上 的 接 近 開(kāi) 關(guān) 時(shí) , 動(dòng) 力 頭 內(nèi) 置 的 氣 液 轉(zhuǎn) 換 器 工 作 , 將 快 進(jìn) 轉(zhuǎn) 為 工 進(jìn) , 其 工 進(jìn) 速 度 可 由 動(dòng) 力 頭 一 側(cè) 的 調(diào) 節(jié) 選 鈕 調(diào) 整 。 因 此 , 根 據(jù) 該 型 號(hào) 動(dòng) 力 頭 的 使 用 說(shuō) 明 書(shū) 及 在 本 設(shè) 備 上 所 分 布 的 位 置 , 設(shè) 計(jì) 了 本 臺(tái) 組 機(jī) 八 個(gè) 動(dòng) 力 頭 的 氣 路 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 及 接 管 圖 , 本 設(shè) 備 五 個(gè) 工 位 共 用 了 十 個(gè) 動(dòng) 力 頭 , 其 中 兩 個(gè) 為 攻 絲 動(dòng) 力 頭 , 型 號(hào) 為 , 由 導(dǎo) 向 螺 紋 模 控 制 絲 錐 切 削 加 工 螺 紋 。 壓 力 小 于 的 壓 縮 空 氣 經(jīng) 氣 源 維 護(hù) 單 元 后 進(jìn) 入 匯 流 板 , 匯 流 板 上 安 裝 了 八 個(gè) 先 導(dǎo) 式 二 位 五 通 電 磁 閥 單 電 控 , 控 制 動(dòng) 力 頭 前 進(jìn) 與 后 退 動(dòng) 作 。 電 磁 閥 換 向 信 號(hào) 由 電 氣 部 件 系 統(tǒng) 的 可 編 程 控 制 器 控 制 , 電 磁 閥 換 向 閥 與 動(dòng) 力 頭 連 接 的 氣 管 管 路 中 還 接 有 單 向 節(jié) 流 閥 , 防 止 動(dòng) 力 頭 換 向 及 動(dòng) 作 時(shí) 產(chǎn) 生 沖 擊 。 八 冷 卻 液 及 排 屑 裝 置 的 設(shè) 計(jì) 本 設(shè) 備 采 用 常 規(guī) 乳 化 液 對(duì) 切 削 刀 具 進(jìn) 行 冷 卻 。 選 用 機(jī) 床 功 能 部 件 冷 卻 液 磁 性 排 屑 裝 置 配 套 該 設(shè) 備 。 該 裝 置 水 泵 流 量 為 , 功 率 為 。 ‘ , 冷 卻 液 由 水 泵 及 集 中 供 液 冷 卻 水 管 等 , 將 冷 卻 遨 泵 送 至 刀 具 切 削 部 位 , 經(jīng) 機(jī) 床 排 液 系 統(tǒng) 與 切 屑 一 并 回 流 進(jìn) 人 磁 性 排 屑 裝 置 內(nèi) , 經(jīng) 過(guò) 磁 性 排 屑 、 過(guò) 濾 , 繼 續(xù) 由 泵 泵 送 循 環(huán) 使 用 。 冷 卻 液 定 期 更 新 。 九 小 結(jié) 本 機(jī) 床 為 手 動(dòng) 裝 卸 工 件 , 液 壓 自 動(dòng) 夾 緊 及 松 開(kāi) 的 回 轉(zhuǎn) 臺(tái) 式 六 工 位 專 用 設(shè) 備 , 采 用 控 制 的 電 氣 和 液 壓 , 氣 動(dòng) 的 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) , 可 實(shí) 現(xiàn) 自 動(dòng) 及 半 自 動(dòng) 加 工 循 環(huán) 。 有 三 工 位 工 作 循 環(huán) 和 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 、 滑 套 動(dòng) 力 頭 及 攻 絲 動(dòng) 力 頭 的 點(diǎn) 動(dòng) 調(diào) 整 , 以 及 各 加 工 工 位 工 件 在 動(dòng) 力 頭 返 回 原 位 后 松 開(kāi) 的 調(diào) 整 功 能 。 在 對(duì) 機(jī) 床 進(jìn) 行 操 作 時(shí) , 操 作 人 員 應(yīng) 該 十 分 注 意 機(jī) 床 在 使 用 前 開(kāi) 啟 電 源 、 電 氣 開(kāi) 關(guān) 、 氣 源 接 通 部 件 的 控 制 電 路 , 電 源 指 示 燈 及 原 位 指 示 燈 亮 , 啟 動(dòng) 液 壓 泵 , 供 給 壓 力 油 啟 動(dòng) 冷 卻 泵 , 供 給 冷 卻 液 。 本 機(jī) 床 制 造 的 噴 油 器 體 產(chǎn) 品 , 雖 然 過(guò) 去 可 采 用 多 工 步 分 散 加 工 的 方 法 生 產(chǎn) , 但 隨 著 產(chǎn) 品 品 種 和 產(chǎn) 量 的 逐 年 遞 增 , 需 要 設(shè) 計(jì) 新 的 設(shè) 備 , 提 高 生 產(chǎn) 率 。 由 于 本 機(jī) 采 用 了 集 中 加 工 工 序 的 工 藝 方 案 , 選 用 優(yōu) 良 的 部 件 和 專 門(mén) 設(shè) 計(jì) 的 裝 置 , 該 設(shè) 備 的 設(shè) 計(jì) 方 案 通 過(guò) 公 司 領(lǐng) 導(dǎo) 的 認(rèn) 可 。 該 設(shè) 備 能 夠 將 產(chǎn) 量 提 高 五 倍 。 州 卜 一 卜 “ 一 卜 卜 · 州 卜 二 州 卜 叫 卜 “ 下 山 一 十 州 卜 州 卜 ” 叫 卜 “ 一 卜 一 卜 州 卜 一 卜 二 州 卜 “ 州 卜 一 琦 叫 卜 一 叫 卜 卜 “ 州 卜 州 卜 神 卜 · 州 卜 “ 州 卜 州 卜 刊 一 叫 卜 “ 卜 “ ‘ 悶 州 卜 ” 卜 翻 州 卜 一 州 卜 一 卜 ” 叫 卜 一 卜 叫 卜 卜 “ 一 卜 二 州 卜 · 上 接 第 頁(yè) 燃 燒 溫 度 降 低 毅毅 ’ 粒 排 放 降 低低 圖 泵 噴 嘴 系 統(tǒng) 的 噴 油 速 率 圖 計(jì) 算 機(jī) 和 柴 油 機(jī) 之 間 只 用 一 根 線 束 連 接 。 只 要 將 線 束 兩 端 插 人 對(duì) 應(yīng) 的 插 座 內(nèi) , 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 就 可 正 常 運(yùn) 轉(zhuǎn) 。 改 變 計(jì) 算 機(jī) 中 的 程 序 就 可 以 改 變 柴 油 機(jī) 的 運(yùn) 行 模 式 汽 車 用 柴 油 機(jī) 、 發(fā) 電 用 柴 油 機(jī) 、 建 筑 用 柴 油 機(jī) 、 船 用 柴 油 機(jī) , … … 所 · 以 稱 之 為 萬(wàn) 能 柴 油 機(jī) 。 據(jù) 說(shuō) , 日 本 的 五 十 鈴 公 司 和 日 野 公 司 也 買 了 兩 臺(tái) , 作 為 研 究 之 用 。 完 備 的 自 我 診 斷 系 統(tǒng) 。 徐 家 龍 供 稿 鑄照澳曹 文 獻(xiàn) 資 料 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名 張 立 班 級(jí) B機(jī)制077 學(xué) 號(hào) 0710101712 指 導(dǎo) 教 師 袁 健 文 獻(xiàn) 資 料 [1] 溫慶秋．汽車萬(wàn)向節(jié)銑鉆組合機(jī)床PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]．機(jī)電工程技術(shù)，2005，（5），52-54. 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