C9220c型單能半自動液壓車床

C9220C型單能半自動液壓車床：：：：：：：：：：：：：：：：：：;;;;;;;;;;;;;惹;；；；；W;;;;;線；； ；；；；；；；；； ；共47頁;;;;;;;;;;;;;迂;；；；;打；；；；；；；；；；；；;差;；；；；w;;;;;線;； ；；；；；；；；；； ；畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)報(bào)告紙ABSTRACTThepaperisbasedonFX2NPLC,whichintroducethedevelopmentandtheexampleofapplicationofmanipulatorantomaticlineofPLC.FocusonapplicationsofthemanipulatorontheC9220csinglehydraulicsemi-automaticlathetransformsintothepipeline,aswellasprogramming.MainlyrelatedtothemanipulatorcanC9220csinglesemi-automatichydrauliclathetoformthefineproductionline,therealizationofprocess(loading,processing,cutting)oftheautomation,unmanned.Thedesigncanbeappliedtotheprocessingfactoryfloor,tomeettheprocessingoftheinstallationhydrauliclathemachiningcenter,uninstallandprocessrequirementsoftheworkpiece,soastoreducethelaborintensityofworkers,tosavetimeprocessingaidsandtoimprovetheproductionefficiencyandproductivity.Theprogramhasbeenappliedtothemanipulator,anditcanbeconsultedforsimilardesignswithitsperformanceofstableandreliable.Keywords:manipulator；automaticproductionline；latheimprovemen.共47頁附錄B:C9220c主要電器元件清單 .41附錄C:語句表 42從二十世紀(jì)20年代開始,隨著汽車、滾動軸承、小型電動機(jī)和縫紉機(jī)等工業(yè)發(fā)展,機(jī)械制造中開始出現(xiàn)自動線,最早出現(xiàn)的是組合機(jī)床自動線。在此之前,首先是畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙?jiān)谄嚗I(yè)中出現(xiàn)了流水生產(chǎn)線和半自動生產(chǎn)線,隨后發(fā)展成為自動線。第二次世界大戰(zhàn)后,在エ業(yè)發(fā)達(dá)國家的機(jī)械制造業(yè)中,自動線的數(shù)目出現(xiàn)了急劇增加。采用自動線進(jìn)行生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)有足夠大的產(chǎn)量;產(chǎn)品設(shè)計(jì)和エ藝應(yīng)先進(jìn)、穩(wěn)定、可靠,并在較長時(shí)間內(nèi)保持基本不變。在大批、大量生產(chǎn)中采用自動線能提高勞動生產(chǎn)率,穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量,改善勞動條件,縮減生產(chǎn)占地面積,降低生產(chǎn)成本,縮短生產(chǎn)周期,保證生產(chǎn)均衡性,有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)械制造業(yè)中有鑄造、鍛造、沖壓、熱處理、焊接、切削加工和機(jī)械裝配等自動線,也有包括不同性質(zhì)的エ序,如毛坯制造、加工、裝配、檢驗(yàn)和包裝等的綜合自動線。自動線中設(shè)備的聯(lián)結(jié)方式有剛性聯(lián)接和柔性聯(lián)接兩種。在剛性聯(lián)接自動線中,エ序之間沒有儲料裝置,工件的加工和傳送過程有嚴(yán)格的節(jié)奏性。當(dāng)某一臺設(shè)備發(fā)生故障而停歇時(shí),會引起全線停エ。因此,對剛性聯(lián)接自動線中各種設(shè)備的工作可靠性要求高。在柔性聯(lián)接自動線中,各ェ序（或エ段）之間設(shè)有儲料裝置，各工序節(jié)拍不必嚴(yán)格一致，某ー臺設(shè)備短暫停歇時(shí),可以由儲料裝置在一定時(shí)間內(nèi)起調(diào)劑平衡的作用,因而不會影響其他設(shè)備正常工作。綜合自動線、裝配自動線和較長的組合機(jī)床自動線常采用柔性聯(lián)接。切削加工自動線在機(jī)械制造業(yè)中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣。主要有:用于加工箱體、殼體、雜類等零件的組合機(jī)床自動線:用于加工軸類、盤環(huán)類等零件的,由通用、專門化或?qū)Ｓ米詣訖C(jī)床組成的自動線:旋轉(zhuǎn)體加工自動線:用于加工エ序簡單小型零件的轉(zhuǎn)子自動線等。自動線的エ件傳送系統(tǒng)一般包括機(jī)床上下料裝置、傳送裝置和儲料裝置。在旋轉(zhuǎn)體加工自動線中,傳送裝置包括重力輸送式或強(qiáng)制輸送式的料槽或料道,提升、轉(zhuǎn)位和分配裝置等。有時(shí)采用機(jī)械手完成傳送裝置的某些功能。在組合機(jī)床自動線中當(dāng)工件有合適的輸送基面時(shí),采用直接輸送方式,其傳送裝置有各種步進(jìn)式輸送裝置、轉(zhuǎn)位裝置和翻轉(zhuǎn)裝置等,對于外形不規(guī)則、無合適的輸送基面的工件,通常裝在隨行夾具上定位和輸送,這種情況下要增設(shè)隨行夾具的返回裝置。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙自動線的控制系統(tǒng)主要用于保證線內(nèi)的機(jī)床、エ件傳送系統(tǒng),以及輔助設(shè)備按照規(guī)定的工作循環(huán)和聯(lián)鎖要求正常エ作,并設(shè)有故障尋檢裝置和信號裝置。為適應(yīng)自動線的調(diào)試和正常運(yùn)行的要求,控制系統(tǒng)有三種工作狀態(tài):調(diào)整、半自動和自動。在調(diào)整狀態(tài)時(shí)可手動操作和調(diào)整,實(shí)現(xiàn)單臺設(shè)備的各個(gè)動作;在半自動狀態(tài)時(shí)可實(shí)現(xiàn)單臺設(shè)備的單循環(huán)工作;在自動狀態(tài)時(shí)自動線能連續(xù)工作。控制系統(tǒng)有“預(yù)?！笨刂茩C(jī)能,自動線在正常工作情況下需要停車時(shí),能在完成一個(gè)工作循環(huán)、各機(jī)床的有關(guān)運(yùn)動部件都回到原始位置后オ停車。自動線的其他輔助設(shè)備是根據(jù)工藝需要和自動化程度設(shè)置的,如有清洗機(jī)エ件自動檢驗(yàn)裝置、自動換刀裝置、自動捧屑系統(tǒng)和集中冷卻系統(tǒng)等。為提高自動線的生產(chǎn)率,必須保證自動線的工作可靠性。影響自動線工作可靠性的主要因素是加工質(zhì)量的穩(wěn)定性和設(shè)備工作可靠性。自動線的發(fā)展方向主要是提高生產(chǎn)率和增大多用性、靈活性。為適應(yīng)多品種生產(chǎn)的需要,將發(fā)展能快速調(diào)整的可調(diào)自動線。數(shù)字控制機(jī)床、エ業(yè)機(jī)器人和電子計(jì)算機(jī)等技術(shù)的發(fā)展,以及成組技術(shù)的應(yīng)用,將使自動線的靈活性更大,可實(shí)現(xiàn)多品種、中小批量生產(chǎn)的自動化。多品種可調(diào)自動線,在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛,并向更高度自動化的柔性制造系統(tǒng)發(fā)展。1.3PLC的概述20世紀(jì)20年代起，人們把各種繼電器、定時(shí)器、接觸器及其觸點(diǎn)按一定的邏輯關(guān)系連接起來組成控制系統(tǒng),控制各種生產(chǎn)機(jī)械,這就是大家所熟悉的傳統(tǒng)繼電接觸器控制系統(tǒng).由于它結(jié)構(gòu)簡單、容易掌握、價(jià)格便宜,在一定范圍內(nèi)能滿足控制要求,因而使用面甚廣,在工業(yè)控制領(lǐng)域中一直占主導(dǎo)地位。但是繼電接觸器控制系統(tǒng)有明顯的缺點(diǎn):設(shè)備體積大,可靠性差,動作速度慢,功能少,難于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制,特別是由于它是靠硬連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng),接線復(fù)雜,當(dāng)生產(chǎn)エ藝或?qū)ο蟾淖儠r(shí),原有的接線和控制盤就要更換,所以通用性和靈活性較差。20世紀(jì)60年代末期,美國的汽車制造業(yè)競爭激烈,各生產(chǎn)廠家的汽車型號不斷更新,它必然要求生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)亦隨之改變,以及對整個(gè)開展系統(tǒng)重新配置.為拋棄傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)的束縛,適應(yīng)白熱化的市場競爭要求,1968年美國通用汽車公司公開向社會招標(biāo),對汽車流水線控制系統(tǒng)提出具體要求,歸納起來是:共47頁畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙（1）編程方便,可現(xiàn)場修改程序（2）維修方便,采用插件式結(jié)構(gòu)（3）可靠性高于繼電器控制裝置（4）體積小于繼電器控制盤（5）數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)（6）成本可與繼電器控制盤競爭（7）輸入可以是交流150V以上（8）輸出為交流115V,容量要求在2A以上,可直接驅(qū)動接觸器,電磁閥等（9）擴(kuò)展時(shí)原系統(tǒng)改變最?。?0）能擴(kuò)張到4KB（適應(yīng)當(dāng)時(shí)汽車裝配過程的需要）十項(xiàng)指標(biāo)的核心要求是采用軟布線（編程）方式代替繼電控制的硬接線方式,實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)線的流程控制。目前PLC種類繁多,功能和指令系統(tǒng)也都各不相同,但都是以微處理器為核心用做エ業(yè)控制的專用計(jì)算機(jī),所以其結(jié)構(gòu)和工作原理都大致相同,硬件結(jié)構(gòu)與微機(jī)相似。主要包括中央處理單元CPU、存儲器RAM和ROM、輸入輸出接口電路、電源、I/O擴(kuò)展接口、外部設(shè)備接口等。其內(nèi)部也是采用總線結(jié)構(gòu)來進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。1.4機(jī)械手概述機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備,是工業(yè)機(jī)器人的ー個(gè)重要分支。它是近代自動控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的ー項(xiàng)新技術(shù),并已成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要的組成部分。這種新技術(shù)發(fā)展很快,逐漸形成了一門新興的學(xué)科ー機(jī)械手工程。機(jī)械手由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)三部分組成。機(jī)械手是在自動化生產(chǎn)過程中使用的ー種具有抓取和移動エ件功能的自動化裝置,它是在機(jī)械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。近年來,隨著電子技術(shù)特別是電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用,機(jī)器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的ー門新興技術(shù),它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展,使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與械化和自動化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手能代替人類完成危險(xiǎn)、重復(fù)枯燥的工作,減輕人類勞動強(qiáng)度,提高勞動生產(chǎn)カ。機(jī)械手越來越廣泛的得到了應(yīng)用,在機(jī)械行業(yè)中它可用于零部件組裝,加工エ件的搬運(yùn)、裝卸,特別是在自動化數(shù)控機(jī)床、組合機(jī)床上使用共47頁TOC\o"1-5"\h\z!：：：：：!：!：!：： ：：：：： -；TI!：：：；： ：： ：：I： ^ ! ：： ：：I ： ! ： ： 4￠ ： !I： ： ： ： ： ： ： ： ： ；I ：： I ： ：!!：：：：：：! I ： ：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙更普遍。目前,機(jī)械手已發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS和柔性制造單元FMC中一個(gè)重要組成部分。把機(jī)床設(shè)備和機(jī)械手共同構(gòu)成一個(gè)柔性加工系統(tǒng)或柔性制造單元,它適應(yīng)于中、小批量生產(chǎn),可以節(jié)省龐大的工件輸送裝置,結(jié)構(gòu)緊湊,而且適應(yīng)性很強(qiáng)。當(dāng)エ件變更時(shí),柔性生產(chǎn)系統(tǒng)很容易改變,有利于企業(yè)不斷更新適銷對路的品種,提高產(chǎn)品質(zhì)量,更好地適應(yīng)市場競爭的需要。而目前我國的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離,應(yīng)用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化水平低,機(jī)械手的研究和開發(fā)直接影響到我國自動化生產(chǎn)水平的提高,從經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上考慮都是十分必要的。共47頁畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙機(jī)床簡介C9220c型系列液壓單能車床,簡稱:單能車床,是由液壓驅(qū)動,電氣控制的高效車削機(jī)床。適用于D200毫米以下的盤類零件的大中批量加工,經(jīng)濟(jì)加工尺寸精度不低于IT8級表面粗糙不低于Ra3.2umo車床有床身,主軸箱,刀架,液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)組成。床身兼做液壓油箱。主傳動系統(tǒng)采用交換齒輪變速;刀架由上,中滑體和鑲剛體硬導(dǎo)軌底座組成;液壓系統(tǒng)采用集成塊裝置;電氣系統(tǒng)選用繼電器,接觸器或微機(jī)控制。刀架的快進(jìn)轉(zhuǎn)エ進(jìn),由行程開關(guān)調(diào)速閥控制,可以避免沖刀。提高了機(jī)床的可靠性。表2-!車床主要規(guī)格參數(shù)表2-2C9220主要功能型產(chǎn)品機(jī)床電氣控制系統(tǒng)本機(jī)床電氣控制系統(tǒng)為繼電器,接觸器系統(tǒng)控制。使用的電源為三相380伏50Hz的交流電源。額定容量為13.3千伏安。其中控制部分容量為0.63千伏安,主電機(jī)為11KW,油泵電機(jī)為2.2KW。由于主電機(jī)功率較大,因此電氣系統(tǒng)中主電機(jī)采用了“星形”一“三角形”降壓啟動技術(shù),油泵電機(jī)則為直接啟動。控制電路接觸器部分交流共47頁畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙電壓220V,繼電器部分及執(zhí)行元件（電磁閥）均為直流24V和6.3V。交流控制電壓由控制變壓器TC直接輸出,直流24V電壓經(jīng)TC降壓VC整流后輸出。機(jī)床的操作開關(guān),按鈕均安裝在操作臺面板上,操作臺面板上有形象符號。行程開關(guān)安裝在刀架的相應(yīng)位置,其他電氣控制元件均集中安置在背面的電氣箱中。L機(jī)床的動作調(diào)整機(jī)床的手動操作:接通電源,操作臺上指示燈亮:按下按鈕SB4,油泵電機(jī)啟動;將夾緊放松操縱手柄SA4,置于“夾緊”位置時(shí),卡盤夾緊，再將主令開關(guān)SA3撥至“手動”位置,然后按下SB5,主電機(jī)啟動,主軸旋轉(zhuǎn);松開SB5,主電機(jī)停轉(zhuǎn),主軸制動;將萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)SA撥至“手動”位置,按下按鈕SB6時(shí),刀架縱向快進(jìn),松開則停止:按下SB7時(shí),刀架縱向快退,松開則停止;按下SB10時(shí),刀架橫向工進(jìn),松開刀架橫向快退到原位。機(jī)床的自動工作:只有當(dāng)機(jī)床各個(gè)部分已經(jīng)調(diào)整完畢，并經(jīng)過手動操作檢查確認(rèn)刀架運(yùn)行正常,不會碰撞エ件、機(jī)具時(shí)方可使機(jī)床自動工作。操作順序:將SA,SA3均撥至“循環(huán)”位置，調(diào)整好KT1所需延遲時(shí)間（延遲時(shí)間在0.5?5秒內(nèi)連續(xù)可調(diào)）,按下按鈕SB4,油泵電機(jī)啟動,同時(shí)直流控制部分得電,YV4得電，主軸制動器處于制動狀態(tài)。轉(zhuǎn)動操縱手柄SA4于“夾緊”位置,工作夾緊，按下SB3,機(jī)床自動工作開始,其電氣控制過程如下：按下SB3后，KA1得電并自鎖，YVla得電，刀架縱向快進(jìn);同時(shí)KM3得電并自鎖,YV4失電,制動松開;KM1,KT2得電,主電機(jī)接成“星形”并在此狀態(tài)下啟動,當(dāng)其轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值時(shí),KT2延時(shí)時(shí)間已到（KT2延遲時(shí)間已調(diào)好）,使KM1失電,KM2得電并自鎖，此時(shí)主電機(jī)切換成三角形接法并在此狀態(tài)下工作；同時(shí)KT2得電；刀架在行程調(diào)速閥的作用下,由快進(jìn)轉(zhuǎn)為縱向エ進(jìn)；刀架縱向工進(jìn)至預(yù)定行程終點(diǎn)時(shí),碰塊壓下行程開頭SQ2,KA2得電,YV2得電,刀架由縱向工進(jìn)轉(zhuǎn)換為橫向工進(jìn)。刀架橫向工進(jìn)至預(yù)定行程終點(diǎn)時(shí),碰塊壓下行程開關(guān)SQ3,使KT1得電,KT1延時(shí)預(yù)定時(shí)間后其常開延時(shí)觸點(diǎn)閉合，KA3得電并自鎖,YV2失電,刀架做橫向快退,同時(shí)SQ3復(fù)位,KT1失電；刀架橫退至預(yù)定行程終點(diǎn)時(shí),碰塊壓下行程開關(guān)SQ4,使KA1失電，YVla失電,YVlb得電，刀架做縱向快退,同時(shí)SQ2復(fù)位,在壓下SQ4同時(shí)KA1失電,KM2.KM3失電,主電機(jī)停止,YV4得電,制動器制動,主軸停止；刀架退回停止于原位。至此整個(gè)自動工作循環(huán)結(jié)束。共47頁畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙Z夾緊油缸和主軸電機(jī)的控制電路互鎖,只有當(dāng)卡盤處于夾緊狀態(tài)時(shí),主電機(jī)方能啟動,而在主電機(jī)啟動以后,操作手柄無論處于什么位置都不能使卡盤松開,從而避免了在加工過程中由于誤操作而甩出工件的危險(xiǎn)。設(shè)置了急退按鈕SB2:在自動工作過程中,如發(fā)生意外情況,按此按鈕,可使刀架縱向快退至原位:若刀架已在橫向運(yùn)行,則按下SB2后,刀架做橫向快退后,再做縱向快退至原位。同時(shí)使主電機(jī)停止,主軸制動。利用空氣開關(guān)QF,做主電機(jī)的短路和過載保護(hù)，油泵電機(jī)用熔斷器作短路保護(hù),用熱繼電器作過載保護(hù)。各控制回路都有熔斷器做短路保護(hù)。3.液壓系統(tǒng)介紹液壓系統(tǒng)工作壓カ為2.5?3.0兆帕，采用ー個(gè)25L葉片泵供油,供給夾緊油缸，剎車油缸,刀架及刀架的潤滑系統(tǒng);刀架縱向油缸由一個(gè)34E2?25B電磁換向閥，ー個(gè)QCI1?25B行程調(diào)速閥組成回油節(jié)流回路,實(shí)現(xiàn)刀架的縱向工作進(jìn)給和快速移動;刀架的橫向油缸,由一個(gè)24E2?25B電磁換向閥,ー個(gè)Q—10B調(diào)速閥組成回油節(jié)流回路,實(shí)現(xiàn)橫向工進(jìn)和快退;加緊和潤滑及剎車單元,由一個(gè)24E2?25B電磁換向閥,ー個(gè)J—25B減壓閥和一個(gè)126—D04疊加單向閥組成,控制夾緊油缸，剎車有一個(gè)23E2?25B換向閥控制,夾緊油缸的壓力油進(jìn)入夾緊油缸的方向,實(shí)現(xiàn)卡盤的夾緊和放松,當(dāng)液壓卡盤處于松開狀態(tài)時(shí),同時(shí)電磁鐵YV4得電,壓力油接通制動油缸,使電機(jī)制動。共47頁;;;;;;;;;;;;;壯;；I;;打；；；；；；；；；；；；;笠;；；；；w;;;;;線;； ；；；；；；；；；； ；畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙4.電氣原理圖圖2-1電氣原理圖共47頁;;;;;;;;;;;;;迂;；；；;打；；；；；；；；；；；；;差;；；；；W;;;;;線;； ；；；；；；；；；； ；共47頁;;;;;;;;;;;;;壯;；；；;打；；；；；；；；；；；；;我;；；；；W;;;;;線；； ；；；；；；；；；； ；畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙圖3-1機(jī)械手動作示意圖共47頁畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 圖3-2機(jī)械手實(shí)物圖3.2機(jī)床改造控制要求手動部分:手動部分需要獨(dú)立控制上料進(jìn),上料退,擋料進(jìn),擋料退,下料進(jìn),下料退,夾具夾緊與放松,主軸旋轉(zhuǎn),刀架橫進(jìn)與橫退,刀架縱進(jìn)與縱退等動作。自動循環(huán)部分:當(dāng)檢測到有工件時(shí),擋料板退下,使工件能通過,頓時(shí)擋料板上升,不再有工件通過。當(dāng)有工件通過擋料板時(shí),機(jī)械手松開,使工件能夠進(jìn)入機(jī)械手槽中。機(jī)械手夾緊并下降,把工件裝入夾具中夾緊,主軸開始旋轉(zhuǎn),開始加工,加工共47頁畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙完成后,主軸停止旋轉(zhuǎn),夾具打開,エ件裝入下料槽,下料槽退出,完成整個(gè)動作流程。以此循環(huán)。加工流程:工件f夾具夾緊f主軸旋轉(zhuǎn)f刀架橫進(jìn)f刀架縱進(jìn)f延時(shí)加ェf主軸停止一刀架橫退??打開夾具下料,至此加工過程完成。3.3設(shè)計(jì)思路與分析本次設(shè)計(jì)PLC的選型為FX2N-48M,相關(guān)介紹見附錄A。根據(jù)這次機(jī)床改造的要求,我首先進(jìn)行了整體方案的構(gòu)思,通過在圖書館查閱資料,并分析和比較,選取了一種簡單而且可行性高的方案,采用可編程控制器實(shí)現(xiàn)機(jī)械手自動控制系統(tǒng)。這樣設(shè)計(jì)具有很多的優(yōu)點(diǎn),如結(jié)構(gòu)簡單,抗干擾能力強(qiáng),運(yùn)行穩(wěn)定可靠,可方便地設(shè)置定時(shí)時(shí)間,編程容易,功能擴(kuò)展方便,修改靈活等。而且由于PLC本身的故障率極低,并且有完善的自診斷系統(tǒng)和顯示功能,可采用更換模塊的方法,迅速排除PLC的故障,因此維修工作極為簡單。由于本次機(jī)床改進(jìn)所涉及的機(jī)械手須執(zhí)行的動作是按照一定的順序工作的,一般采用步控指令來設(shè)計(jì)。又由于需要手動執(zhí)行每個(gè)動作,所以本次程序設(shè)計(jì)還是采用的一般梯形圖進(jìn)行編程。這次機(jī)床改進(jìn)的難點(diǎn)是有較多的輸入端子,要對他們進(jìn)行感應(yīng)控制,同時(shí)還要進(jìn)行手動調(diào)整,需要硬件設(shè)施如按鈕,轉(zhuǎn)換開關(guān)實(shí)現(xiàn)控制,每個(gè)動作開始前必須有嚴(yán)格的傳感器控制才能進(jìn)行,因此,必須對于本次機(jī)械手程序設(shè)計(jì)要有較高的可靠性,這樣才能實(shí)現(xiàn)手動與自動的自由切換。此外,還有好多的動作要用到液壓與氣動控制,因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),必須符合液壓與氣動的原理要求。這次程序的設(shè)計(jì)總共需要24個(gè)輸入點(diǎn)和14個(gè)輸出點(diǎn),分別控制機(jī)械手上料、下料、擋料,機(jī)床的刀架、夾具、主軸的線圈以及控制它們感應(yīng)開關(guān),和手動的按鈕。通過對現(xiàn)場操作人員的的操作,以及對整套動作的分析,做出簡單的動作示意圖,和工作流程圖,對原有機(jī)床的結(jié)構(gòu)、電氣控制部分、電氣控制柜以及操作面板進(jìn)ー步了解之后，做出程序的輸出端子,再對機(jī)械手的結(jié)構(gòu)了解之后,做出輸入端子,對各個(gè)動作的執(zhí)行安裝傳感器,使每個(gè)動作開始前都會有嚴(yán)格的控制,不至于混序啟動。此外,在設(shè)計(jì)時(shí),為了使整個(gè)循環(huán)過程能夠連續(xù)的進(jìn)行下去,在設(shè)計(jì)動作時(shí)間延時(shí)時(shí),還必須注意每個(gè)動作的交接時(shí)間要短,一般控制在1秒以內(nèi)。就這樣開始編寫程序,編寫好初步的程序后,進(jìn)行軟件仿真,之后再進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)共47頁畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙?jiān)?進(jìn)過多次的現(xiàn)場調(diào)試直到成功。3.4I/O分配根據(jù)本機(jī)床的電氣控制要求,需要對主軸、刀架、機(jī)械手、夾具等動作進(jìn)行輸入和輸出的設(shè)計(jì)。由于是在自動化控制生產(chǎn)中,經(jīng)常會出現(xiàn)局部動作停止、卡件等情況出現(xiàn)，也要對其實(shí)施手動控制,考慮了各動作的原位和到位情況，并設(shè)計(jì)了每個(gè)動作的手動開關(guān)。具體設(shè)計(jì)分配如下:表3-1I/O分配表共47頁i：iiiMiiiii畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙3.5硬件接線圖本電氣部分的主電路設(shè)計(jì)依然保留原有的主軸點(diǎn)進(jìn)和油泵,主軸電機(jī)采用星一三角降壓啟動。控制回路部分只保留油泵的啟動和停止,主軸電機(jī)的星一三角降壓啟動則采用PLC程序啟動。工作照明燈由24VAe供電，控制回路的接觸器的線圈電壓為220VAC,整流橋的輸入電壓為27VAe整流輸出電壓為24VDC,PLC的電源為220VAC,輸出的線圈電壓為220VAC,電磁閥的電壓由整流橋整流輸出的24VDC。改造之后的電氣原理圖如下: 圖3-3主電路以及油泵控制回路圖共47頁畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙圖3-4PLC輸入輸出接線圖3-5電磁閥接線圖共47頁畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)報(bào)告紙3.6程序設(shè)計(jì)本程序采用的是三菱FX2N編程方式,這部分內(nèi)容是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主體部分。所要完成的任務(wù)是對整個(gè)控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì),即在上述功能分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)動作要求,設(shè)計(jì)出簡易流程圖,有針對性地進(jìn)行設(shè)計(jì)。本程序在設(shè)計(jì)的過程中,添加了人性化的功能,程序內(nèi)設(shè)置了手動和自動的轉(zhuǎn)換按鈕，以及啟動和復(fù)位按鈕,在操作面板上都會給出對應(yīng)的開關(guān)、按鈕,很方便,很明了。每個(gè)動作的執(zhí)行都有對應(yīng)的、較多的傳感器。具體設(shè)計(jì)如下:上料進(jìn)(Y0):有料檢測(X16),上料原位(X10),下料原位(X14),縱原位(X21),橫原位(X23):手動控制開關(guān):X6o上料退(Y1)：上料原位(X10)1手動控制開關(guān):X7o擋料進(jìn)(丫2):下料原位(X14),縱原位(X21):手動控制開關(guān)：X1フ。擋料退(丫3)：下料原位(X14):手動控制開關(guān)：X20o夾具(Y4)：上料到位(XII)；手動控制開關(guān)：X4o主軸(Y5):橫原位(X23),上料進(jìn)(Y0),夾具夾緊(Y4):手動控制開關(guān)：X5o下料進(jìn)(Y6)：下料原位(X14),縱原位(X21):手動控制開關(guān)：X12o下料退(Y7):下料原位(X14),上料進(jìn)(Y0),下料原位(X14):手動控制開關(guān)：X130刀縱進(jìn)(Y10)：上料原位(X10),橫原位(X23),縱原位(X21):手動控制開關(guān)：X25o刀縱退(Y11)：縱原位(X21):手動控制開關(guān)：X26O刀橫進(jìn)(Y12)：縱到位(X22),橫原位(X23):手動控制開關(guān)：X27O共47頁畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)報(bào)告紙1.簡易流程圖圖3-6簡易流程圖共47頁I!：：：!：：；：!：：^!：：：：

：!：：：：I：：：!!：^!：：：!畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)報(bào)告紙2.主軸電機(jī)星三角降壓啟動程序主軸電機(jī)采用星一三角降壓啟動會有一定的延時(shí),會導(dǎo)致整個(gè)循環(huán)過程的停止。為了避免這種情況出現(xiàn),程序設(shè)計(jì)在打到自動擋時(shí)會啟動主軸電機(jī)。在上料原位(X10),下料原位(X14),縱原位(X21),橫原位(X23)都在原位時(shí),按下主軸啟動(X5)按鈕,使得KM1(Y14)、KM3(Y16)置位得電,主軸電機(jī)先星形啟動。主軸星形延時(shí)時(shí)間繼電器T11得電延時(shí)五秒后復(fù)位KM1(Y14),使KM2(Y15)置位得電，這樣KM2(Y15)、KM3(Y16)線圈得電,接觸器吸合主軸電機(jī)三角形啟動。此外,主軸啟動(X5)采用的是上升沿設(shè)計(jì),在多次按下的時(shí)候不會導(dǎo)致KM1(Y14)、KM2(Y15)、KM3(Y16侈次吸合,提高了主軸星三角降壓啟動的可靠性。具體設(shè)計(jì)如下:共47頁畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)報(bào)告紙3.機(jī)械手動作和夾具動作程序設(shè)計(jì)機(jī)械手主要完成的動作有:上料進(jìn)(Y0)和上料退(Y1)。夾具主要完成的動作有:夾具夾緊(Y4)和放松。夾具是有液壓驅(qū)動的,當(dāng)丫4有輸出時(shí),電磁閥YV5得電,夾具夾緊;當(dāng)丫4沒輸出時(shí),電磁閥YV5失電,夾具放松。在上料原位(X10),下料原位(X14),縱原位(X21),橫原位(X23)都在原位時(shí)，按下上料進(jìn)(X6)按鈕或在自動時(shí)檢測料道有料時(shí)，上料進(jìn)(Y0)有輸出,電磁閥YV1得電,實(shí)現(xiàn)上料進(jìn)動作。上料到位時(shí),延時(shí)0.1秒,上料退(Y1)有輸出，電磁閥YV2得電,機(jī)械手上料退,夾具夾緊并自鎖,使夾具ー直處于夾緊狀態(tài)。延時(shí)0.5秒后,才能有下ー個(gè)動作。夾具在刀架縱退時(shí)放松。具體設(shè)計(jì)如下:共47頁畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)報(bào)告紙共47頁：：：：：：：：：：：：：el±!!!!!-iT；；；；；線；； ；；；；；；；；；； ；畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)報(bào)告紙共47頁畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙夾具復(fù)位程序:4.刀架、下料、擋料動作程序設(shè)計(jì) 刀架的主要動作有刀架縱進(jìn)（Y10）、刀架縱退（Y11）、刀架橫進(jìn)（Y12）。下料的主要動作有下料退（丫7）、下料進(jìn)（丫6）。擋料的主要動作有擋料進(jìn)（丫2）、擋料退（丫3）。 當(dāng)橫原位（X23）、上料原位（X10）、縱原位（X21）在原位,夾具延時(shí)到時(shí),刀架縱進(jìn)（Y10）o當(dāng)橫進(jìn)原位（X23）、縱進(jìn)到位（X22）在原位時(shí),刀橫進(jìn)（Y12）o當(dāng)橫進(jìn)到位（X24）橫進(jìn)延時(shí)。加工完畢后,刀架縱退夾具松開,下料進(jìn)把工件從夾具中卸下,下料退,工件隨料道傳輸進(jìn)行下一道加工エ序。在下料退的時(shí)候,擋料退,使得下ー個(gè)エ件進(jìn)入機(jī)械手槽,這時(shí)擋料進(jìn),卡住后面的エ件。依次循環(huán)加工。在加工共47頁;;;;;;;;;;;;;拈;；；；;打；；；；；；；；；；；；;我;；；；；W;;;;;線；； ；；；；；；；；；； ；畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙完成后，設(shè)計(jì)了一個(gè)吹氣的動作,用來吹去切削產(chǎn)生的鐵屑。具體設(shè)計(jì)如下:（1）刀架動作程序設(shè)計(jì)如下:共47頁;;;;;;;;;;;;;壯;；；；;打；；；；；；；；；；；；;笠;；；；；W;;;;;集;；；；；；；；；；；；；;;;;;次;；；；；；；；；；；；；畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共47頁;;;;;;;;;;;;;拈;；；；;キ?。?；；；；；；；；；；；;我;；；；；W；；；；；線；； ；；；；；；；；；； ；畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙（2）下料動作程序設(shè)計(jì)如下：共47頁;;;;;;;;;;;;;壯;；；；;打；；；；；；；；；；；；;笠;；；；；W;;;;;集;；；；；；；；；；；；；;;;;;次;；；；；；；；；；；；；畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共47頁;;;;;;;;;;;;;拈;；；；;キ丁；；；；；；；；；；；；;我;；；；；W；；；；；線；； ；；；；；；；；；； ；畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙（3）擋料動作程序設(shè)計(jì)如下:共47頁畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙3.7安裝與調(diào)試1.電氣安裝首先安裝電路底板,外圍接線,包括控制面板,接近開關(guān),電磁閥。對每部分的接線都要對應(yīng)號碼管和圖紙準(zhǔn)確無誤地接線。在安裝的過程中,每個(gè)對應(yīng)的傳感器和行程開關(guān)都要有嚴(yán)格的限定路程與區(qū)域,這樣可以更好地控制每個(gè)動作的順利完成,以及刀架的準(zhǔn)確切割和加工的周期的縮短。本次機(jī)床采用的生產(chǎn)線有兩條傳送帶（一前ー后）和機(jī)床組成,可以添加N臺機(jī)床,爭取一條生產(chǎn)線完成要加工的工序。為了提高效率和縮短工件到達(dá)時(shí)間,每臺機(jī)床之間不能超過兩米,傳送帶要盡可能的平滑,便于エ件快速到達(dá)機(jī)械手位置。在生產(chǎn)線的第一臺機(jī)床安裝ー個(gè)三色報(bào)警燈,用以示意料少（黃色）,故障暫停（紅色）,運(yùn)行正常（綠色）。也可以使生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)通信,能夠更加準(zhǔn)確的檢測每臺機(jī)床的加工運(yùn)轉(zhuǎn)情況,減少加工周期。2.硬件調(diào)試 等一切外圍安裝好之后,接入三相380V電源,要有漏電保護(hù),即接地保護(hù),并對電氣的每個(gè)部分逐一輸送電源,同時(shí)檢查電氣元件的好壞。按下油泵啟動按鈕,觀察油泵電機(jī)的交流接觸器KM4是否吸合。如果不吸合,檢查油泵電機(jī)控制回路。用螺絲刀觸碰每個(gè)接近開關(guān)觀察燈是否亮,如果不亮,檢查PLC輸入部分接線是否接好。如果接線沒問題,就說明接近開關(guān)是壞的,更換接近開關(guān)。3.軟件仿真在硬件調(diào)試之后，對所設(shè)計(jì)的程序進(jìn)行軟件仿真。首先對程序進(jìn)行檢查,是否有錯誤。共47頁畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙圖3-7程序檢查截屏圖用三菱編程軟件GX-DEVELOPERS里梯形圖邏輯測試。對主軸電機(jī)星三角降壓啟動、機(jī)械手動作、夾具動作、刀架動作、擋料動作的程序進(jìn)行逐個(gè)調(diào)試。既要有手動又要有自動循環(huán)。共47頁畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙圖3-8星三角啟動時(shí)序圖圖3-9梯形圖邏輯測試截圖共47頁畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙圖3-10程序運(yùn)行監(jiān)視截圖4.現(xiàn)場調(diào)試前期準(zhǔn)備完畢后,到現(xiàn)場調(diào)試。首先觀察機(jī)床的機(jī)械裝配是否能夠滿足電氣的調(diào)試,是否能夠把需要的動作開出,尤其是油管安裝與電磁閥是否對應(yīng)。把程序下載到PLC中，運(yùn)行程序。首先對手動部分進(jìn)行操作,觀察是否到位,是否符合機(jī)床本身的動作要求,然后再結(jié)合機(jī)械手的動作要求進(jìn)行機(jī)械手動作的手動調(diào)整,最后,調(diào)整接近開關(guān)的限定行程和位置,啟動循環(huán)啟動按鈕,觀察ー個(gè)完整的加工過程是否符合生產(chǎn)要求,是否能夠循環(huán)加エ。5.調(diào)試遇到的問題與解決將程序下載到PLC之后，在啟動油泵時(shí)，發(fā)現(xiàn)其不能啟動。首先檢查了油泵的控制回路是導(dǎo)通的,又檢查了油泵的主電路部分,發(fā)現(xiàn)其電源的斷路器沒有開啟。推上斷路器重新啟動油泵,聽到了接觸器吸合的聲音，但又發(fā)現(xiàn)油管并沒有膨脹吃緊!再檢查后發(fā)現(xiàn)油箱中沒有加油。加好油后,又重新啟動油泵。開始試開每個(gè)動作。在啟動主軸時(shí)，發(fā)現(xiàn)主軸電機(jī)星三角降壓啟動的延時(shí)時(shí)間有點(diǎn)長,不便于動作的共47頁畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙連貫性。打開程序找到主軸啟動部分,改了延時(shí)時(shí)間。在開夾具時(shí),夾具不能夾緊,檢查PLC有輸出,又檢查其對應(yīng)的電磁閥卻沒有磁性,又檢查其線路完好,后來發(fā)現(xiàn)電磁閥的直流電壓接反了。改正之后繼續(xù)調(diào)試。每個(gè)動作都已經(jīng)能開啟了,現(xiàn)在開始調(diào)自動檔。轉(zhuǎn)換開關(guān)打到自動循環(huán)檔。在刀架縱退時(shí),發(fā)現(xiàn)夾具依然處于夾緊狀態(tài),檢查后發(fā)現(xiàn)PLC一直有輸出,并沒有在加工完成后復(fù)位。打開程序添加夾具復(fù)位程序。就這樣,經(jīng)過反復(fù)的檢查電路,修改程序,調(diào)整輸出的電磁閥,機(jī)床終于可以按照要求動作運(yùn)行了,再由調(diào)試エ進(jìn)行機(jī)