基于PLC的金屬切削機械控制系統(tǒng)的工作示意圖

1、基于plc的金屬切削機械控制系統(tǒng)的工作示意圖2.1 控制對象概述2.1.1 機床的基本結(jié)構本機床對零件進行鉆孔、擴孔、攻絲等工序的加工，采用回轉(zhuǎn)工作臺傳送零件，按照工藝流程分為三個工位進行加工，并安排一個裝卸工位來裝卸工件。其中鉆孔、擴孔、攻絲這三個動力頭由電動機拖動, 各工位動力頭滑臺、轉(zhuǎn)位機構的運動由液壓拖動.在加工過程中刀具會發(fā)熱,因此配備一個冷卻泵對刀具加工面降溫。該機床的結(jié)構圖如圖2.1所示。2.1.2機床的工作原理當用人工將一個工件安裝在夾具上，且三個加工工位的動力頭已加工完成，并退回到原位后，回轉(zhuǎn)工作臺自動微抬。抬起到位，回轉(zhuǎn)工作臺自動轉(zhuǎn)位。轉(zhuǎn)位到位后，自動定位夾緊。夾緊后，即向

2、各工位發(fā)出向前主令，各工位動力頭按自己的程序進行加工。與此同時回轉(zhuǎn)機構自動復位，為下次轉(zhuǎn)位作準備。各工位加工完成，向系統(tǒng)匯報完成信號。同時各工位動力頭自動退回原位，回到原位后，即向系統(tǒng)匯報原位信號。當所有工位動力頭都回到原位，裝卸工位又裝好了新的工件時，則系統(tǒng)又可開始進行下一個循環(huán)的加工。2.1.3 機床的主要技術參數(shù) 金屬切削機床各泵、動力頭主軸消耗的最大功率,如表2.1所示表2.1 各泵、動力頭主軸消耗的最大功率液壓泵冷卻泵鉆孔動力頭主軸擴孔動力頭主軸攻絲動力頭主軸3kw2kw1kw1kw1kw2.2 控制系統(tǒng)設計要求2.2.1 電動機拖動部分設計要求液壓電動機、冷卻泵電動機、鉆孔和擴孔動

3、力頭主軸電動機：由于這些電動機空轉(zhuǎn)時所消耗的功率非常低，且頻繁停止和啟動電機會降低電機使用壽命，在機床運行的整個過程中，它們不停機也不會影響機床的正常工作，因此，只要工作人員在機床現(xiàn)場就可以讓它們一直啟動運行，直到操作人員離開機床時才將它們停止。此外，在機床運行的整個過程中，也不需要這些電動機正、反轉(zhuǎn)，因此，對這些電動機只要能實現(xiàn)啟動、保持和停止控制即可。攻絲電動機：由于攻絲動力頭主軸有“正轉(zhuǎn)攻絲”和“反轉(zhuǎn)攻絲”的要求，而其主軸的正、反轉(zhuǎn)需由其拖動電機來實現(xiàn)，因此應能對攻絲動力脫主軸電動機實現(xiàn)“正轉(zhuǎn)”與“反轉(zhuǎn)”的控制。2.2.2液壓拖動部分的控制要求液壓拖動部分，（1）對于機床的各單機而言，要

4、求具有手動和半自動兩種工作方式。單機手動：即按下某個單機的某一步的手動按鈕，該單機就進行該步的運行；松開該按鈕，該步就停止運行。這種工作方式用來檢查或調(diào)整各單機每一步的檢測元件和運行狀態(tài)。單機半自動：即按下某單機的啟動按鈕后，該單機即啟動運行，在自動完成其一個循環(huán)，回到原位后自動停下來。這種工作方式主要用來對單機一個循環(huán)過程的檢查與調(diào)試。（2）對于整個機床而言，要求具有全機半自動、全機全自動和全機自動回原點工作方式。 全機半自動：即在按下啟動按鈕后，機床啟動，其各部分協(xié)調(diào)一致地運行一個循環(huán)并回到原位后自動停下來。這種工作方式用來對整個機床一個循環(huán)過程的檢查和調(diào)試。全機全自動：即按下啟動按鈕后，

5、機床啟動，其各部分協(xié)調(diào)一致地運行，運行完一個循環(huán)時不停機，而是一個循環(huán)接著一個循環(huán)地運行下去，直至按下停止按鈕為止。這種工作方式用來對產(chǎn)品零件進行批量加工。全機自動回原點：即按下自動回原點的啟動按鈕后，機床的各單機即從它們當前所處的任意位置啟動，向它們各自的原位有步驟地返回，回到原位后自動停止。這種工作方式用來提高全機回原點的操作效率，為單機半自動、全機自動/半自動啟動運行做準備。（3）保護環(huán)節(jié)：在控制系統(tǒng)中應該采用各種保護措施，以確保人身設備安全。因此，保護環(huán)節(jié)是機床電氣控制系統(tǒng)不可缺少的組成部分?？刂葡到y(tǒng)的保護環(huán)節(jié)應包括短路保護、過載保護、失壓保護和超節(jié)拍保護。短路保護：用來防止電動機及其主電路和控制電路免遭短路電流的損壞。過載保護：電動機長期超載運行，會使得電機繞組溫升超過允許值，機內(nèi)材料壽命減小，甚至燒壞。因此應對機床應設置過載保護。失壓保護：如果由于某種原因，電網(wǎng)電壓突然消失，正在運行的電動機就會停止運行。但是，在電源重新恢復供電時，電動機又會自行啟動。這種情況容易造成生產(chǎn)設備的損壞，甚至人身事故。因此，必須采起失壓保護措施。超節(jié)拍保護：如果機床的刀具嚴重磨損，其加工零件的直徑就會小于預定值，從而導致次品甚至廢品的出現(xiàn)，為此需要超節(jié)拍保護。（4）信號顯示與故障報警：為