后制動板三大孔粗精鏜機床總體設(shè)計及電氣控制部分設(shè)計

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設(shè) 計 賈 毅 朝 (運 城 高 等 專 科 學(xué) 校 機 電 系 , 山 西 運 城 044000) 三 輪 車 用 變 速 箱 殼 體 是 其 重 要 零 件 ,在 其 加 工 過 程 中 ,如 果 夾 具 設(shè) 計 不 當 ,不 僅 使 變 速 箱 體 上 各 孔 的 誤 差 容 易 超 過 技 術(shù) 要 求 ,廢 品 率 增 高 ,生 產(chǎn) 成 本 變 大 ,而 且 即 使 各 孔 的 圓 度 誤 差 在 技 術(shù) 要 求 的 范 圍 內(nèi) ,但 其 圓 度 誤 差 也 比 較 大 ,給 變 速 箱 部 件 的 裝 配 和 使 用 性 能 產(chǎn) 生 下 列 不 利 影 響 。 1、 軸 承 難 裝 配 。 2、 裝 配 后 軸 承 外 圈 變 形 量 大 ,影 響 了 滾 珠 的 靈 活 性 ,使 軸 承 不 能 正 常 運 轉(zhuǎn) 。 3、 軸 承 磨 損 加 快 ,使 變 速 箱 的 故 障 率 提 高 。 夾 具 的 定 位 方 式 和 夾 緊 機 構(gòu) 對 孔 的 圓 度 沒 有 影 響 ,所 以 在 圖 1 和 圖 2(圖 附 后 )中 只 畫 出 了 夾 具 的 壓 力 頭 與 變 速 箱 殼 體 的 接 觸 方 式 ,據(jù) 此 來 分 析 夾 具 的 夾 緊 方 式 對 速 箱 殼 體 上 各 孔 圓 度 的 影 響 。 用 圖 1 的 夾 緊 方 式 在 組 合 鏜 床 上 對 一 組 變 速 箱 殼 體 進 行 雙 向 加 工 后 ,用 千 分 表 測 得 各 孔 的 圓 度 公 差 值 如 下 。 孔 1 為 0. 04mm至 0. 07mm 孔 2、 孔 3 及 孔 4 俱 為 0. 02mm至 0. 03mm 技 術(shù) 要 求 孔 1 的 公 差 為 0. 027m ,m ,孔 2、 孔 3 及 孔 4 俱 為 0. 015mm。 顯 然 ,變 速 箱 殼 體 鏜 孔 后 ,各 孔 的 誤 差 俱 已 超 過 其 技 術(shù) 要 求 ,這 樣 加 工 出 的 變 速 箱 殼 體 為 廢 品 。 對 圖 1 所 示 的 變 速 箱 殼 體 生 產(chǎn) 過 程 進 行 分 析 ,影 響 孔 系 圓 度 的 加 工 因 素 有 兩 個 。 一 是 組 合 鏜 床 上 鏜 桿 的 導(dǎo) 向 部 分 , 二 是 夾 具 夾 緊 工 件 時 孔 產(chǎn) 生 的 徑 向 變 形 。 組 合 鏜 床 的 導(dǎo) 向 部 分 各 項 技 術(shù) 指 標 滿 足 設(shè) 計 要 求 的 情 況 下 ,夾 緊 方 式 對 變 速 箱 體 上 各 孔 的 徑 向 變 形 量 影 響 包 括 以 下 兩 部 分 。 一 是 夾 緊 力 的 大 小 。 二 是 夾 緊 力 在 變 速 箱 體 上 表 面 的 分 布 情 況 。 組 合 鏜 床 為 雙 面 鏜 孔 ,所 以 夾 緊 工 件 時 只 能 上 下 夾 緊 。 在 夾 緊 力 方 向 一 定 的 情 況 下 ,工 件 在 鏜 孔 時 要 保 持 穩(wěn) 定 。 總 的 夾 緊 力 的 大 小 也 不 能 改 變 ,要 減 小 夾 緊 產(chǎn) 生 的 徑 向 變 形 量 , 只 有 改 變 夾 緊 力 在 變 速 箱 體 上 表 面 的 分 布 。 用 圖 1 的 夾 緊 方 案 ,在 夾 緊 力 給 定 的 情 況 下 ,用 千 分 表 測 得 各 孔 的 徑 向 變 形 量 分 別 是 :孔 1 為 0. 05mm、 孔 2 為 0. 018mm、 孔 3 為 0. 024mm、 孔 4 為 0. 02mm。 這 一 試 驗 說 明 ,解 除 夾 緊 力 后 ,各 孔 的 彈 性 變 形 量 本 身 已 大 于 所 要 求 的 0. 027mm 和 0. 015mm ,夾 緊 變 形 是 產(chǎn) 生 鏜 孔 圓 度 誤 差 的 主 要 原 因 。 分 析 圖 1 的 夾 緊 方 式 后 發(fā) 現(xiàn) ,浮 動 壓 力 頭 雖 整 體 壓 緊 在 變 速 箱 殼 體 上 表 面 的 兩 側(cè) ,但 由 于 變 速 箱 殼 體 上 表 面 是 鑄 造 毛 面 ,各 部 分 的 高 低 不 同 ,而 且 其 高 低 的 變 化 是 不 確 定 的 ,而 浮 動 壓 力 頭 的 底 面 為 兩 個 細 長 的 平 面 ,所 以 浮 動 壓 力 頭 與 變 速 箱 體 上 表 面 實 際 為 點 接 觸 ,既 各 孔 所 在 的 箱 體 側(cè) 壁 上 夾 緊 力 的 作 用 點 只 有 一 個 ,所 以 箱 體 每 側(cè) 壁 受 到 的 夾 緊 力 都 屬 于 集 中 載 荷 ,而 且 各 孔 的 徑 向 變 形 只 有 一 個 方 向 ,所 以 箱 體 上 各 孔 產(chǎn) 生 的 徑 向 變 形 量 就 大 。 由 于 箱 體 表 面 是 鑄 造 毛 面 ,表 面 上 各 點 高 低 的 變 化 是 不 確 定 的 ,浮 動 壓 力 頭 底 面 不 論 如 何 設(shè) 計 ,都 不 可 能 使 夾 緊 力 均 勻 分 布 在 變 速 箱 體 的 上 表 面 上 。 只 能 由 兩 點 分 布 變 為 多 點 分 24 布 ,為 實 現(xiàn) 這 一 目 的 ,設(shè) 計 了 圖 2 所 示 的 夾 緊 機 構(gòu) 。 將 原 來 的 浮 動 壓 力 頭 改 為 鉸 鏈 連 接 的 多 點 壓 緊 機 構(gòu) ,對 箱 體 表 面 實 行 多 點 壓 緊 ,相 當 將 集 中 載 荷 變 為 分 布 載 荷 ,這 樣 在 每 個 接 觸 點 產(chǎn) 生 的 夾 緊 變 形 就 變 小 ,同 時 每 個 接 觸 點 傳 遞 到 箱 體 側(cè) 壁 上 的 夾 緊 力 的 方 向 也 不 相 同 ,即 每 個 接 觸 點 傳 遞 的 夾 緊 力 對 各 孔 引 起 的 徑 向 變 形 方 向 也 不 相 同 ,各 變 形 互 相 制 約 ,則 各 孔 的 徑 向 變 形 就 小 。 在 相 同 的 夾 緊 力 作 用 下 ,用 千 分 表 測 得 各 孔 的 實 際 徑 向 變 形 量 為 :孔 1 為 0. 014mm、 孔 2 為 0. 007mm、 孔 3 為 0. 009mm、 孔 4 為 0. 005mm ,俱 遠 小 于 孔 1 的 技 術(shù) 要 求 0. 027mm ,孔 2、 孔 3、 孔 4 的 技 術(shù) 要 求 0. 015mm。 采 用 圖 2 所 示 的 夾 緊 結(jié) 構(gòu) 在 組 合 鏜 床 上 鏜 完 各 孔 后 ,測 得 各 孔 的 圓 度 誤 差 值 。 孔 1 為 0. 019mm、 孔 2 為 0. 01mm、 孔 3 為 0. 011mm ,孔 4 為 0. 009mm ,俱 小 于 所 要 求 的 0. 027mm 和 0. 015mm ,證 明 圖 2 的 夾 緊 方 案 是 可 行 的 ,能 有 效 地 解 決 變 速 箱 體 上 各 孔 圓 度 超 差 這 一 問 題 。 不 同 時 期 水 肥 對 旱 地 小 麥 光 合 特 性 和 產(chǎn) 量 的 影 響 何 紅 梅 (運 城 市 鹽 湖 區(qū) 農(nóng) 業(yè) 局 , 山 西 運 城 044000) 旱 地 農(nóng) 業(yè) 自 然 資 源 生 產(chǎn) 力 低 而 不 穩(wěn) 的 原 因 有 很 多 ,但 是 根 本 原 因 是 由 于 現(xiàn) 有 水 資 源 利 用 率 低 。 制 定 旱 地 小 麥 高 產(chǎn) 穩(wěn) 產(chǎn) 栽 培 措 施 可 以 根 據(jù) 天 然 降 雨 和 土 壤 水 分 養(yǎng) 分 狀 況 以 及 小 麥 需 水 需 肥 規(guī) 律 ,采 取 相 應(yīng) 的 水 肥 藕 合 方 式 ,以 影 響 小 麥 產(chǎn) 量 構(gòu) 成 的 關(guān) 鍵 因 素 。 本 研 究 試 圖 通 過 研 究 不 同 時 期 不 同 水 肥 藕 合 方 式 對 旱 地 小 麥 光 合 性 能 和 產(chǎn) 量 的 影 響 ,尋 求 對 旱 地 小 麥 影 響 最 大 的 關(guān) 鍵 時 期 和 最 佳 水 肥 藕 合 方 式 ,為 旱 地 小 麥 高 產(chǎn) 穩(wěn) 產(chǎn) 提 供 理 論 依 據(jù) 。 試 驗 以 旱 地 小 麥 晉 麥 47 號 為 材 料 , 在 山 西 省 萬 榮 縣 張 戶 坡 村 進 行 ,該 村 地 處 二 級 黃 土 臺 垣 區(qū) ,小 麥 生 育 期 主 要 靠 天 然 降 雨 ,屬 典 型 雨 養(yǎng) 農(nóng) 業(yè) 旱 作 區(qū) 。 試 驗 地 肥 力 中 等 ,前 茬 作 物 為 小 麥 。 試 驗 共 設(shè) 五 個 處 理 ,如 表 1 : 處 理 方 式 補 水 (m3/ 畝 ) 純 N(kg/ 畝 ) p2o5 (kg/ 畝 ) k2o (kg/ 畝 ) 簡 寫 A 越 冬 期 20 20 20 16 N20P20 K16 B 越 冬 期 15 15 15 10 N15P15 K10 C 拔 節(jié) 期 20 15 15 10 N15P15 K10 D 孕 穗 期 15 20 20 16 N20P20 K16 E(ck) 全 生 育 期不 補 水 20 20 16 N20P20 K16 不 同 處 理 對 小 麥 各 時 期 干 物 質(zhì) 積 累 的 影 響 不 同 ,越 冬 期 ,補 水 追 肥 的 A 和 B 兩 種 方 式 干 物 質(zhì) 積 累 較 多 ,其 它 幾 種 方 式 干 物 質(zhì) 量 基 本 相 同 。 拔 節(jié) 期 ,A、 B、 C 三 種 方 式 每 公 頃 積 累 干 物 重 分 別 比 對 照 1486. 5 kg/ hm2 增 加 33. 22 % ,41. 78 %和 39. 33 %。 根 干 物 質(zhì) 比 對 照 142. 4 kg/ hm2 增 加 13. 82 % ,30. 4 %和 23. 28 % ,干 物 重 增 加 的 主 要 原 因 是 根 干 物 重 增 加 。 這 為 小 麥 生 長 發(fā) 育 奠 定 良 好 的 基 礎(chǔ) 。 孕 穗 期 ,A、 B、 C、 D 四 種 方 式 干 物 質(zhì) 積 累 ,均 明 顯 高 于 對 照 ,但 四 種 方 式 之 間 干 物 質(zhì) 積 累 差 異 不 明 顯 。 收 獲 期 ,C方 式 干 物 質(zhì) 積 累 量 最 大 為 12262. 6kg/ hm2 ,比 對 照 9639. 0 kg/ hm2 高 出 27. 22 % ,其 穗 干 重 比 對 照 4376. 5 kg/ hm2 高 出 219. 4 kg/ hm2 ,增 產(chǎn) 幅 度 明 顯 。 不 同 處 理 對 小 麥 光 合 性 能 的 影 響 不 同 ,在 不 同 處 理 中 ,C 和 B 兩 種 方 式 的 凈 光 合 速 率 ,比 對 照 5. 74 高 出 41. 46 %和 37. 63 % ,蒸 騰 速 率 3. 68 提 高 了 31. 79 %和 22. 28 % ,氣 孔 導(dǎo) 度 比 對 照 41. 6 增 加 了 105. 28 %和 97. 8 % , 胞 間 CO2 濃 度 提 高 了 62. 7 %和 56. 5 %。 小 麥 后 期 光 合 能 力 的 強 弱 直 接 影 響 小 麥 庫 的 形 成 與 籽 粒 發(fā) 育 狀 況 ,進 而 影 響 到 產(chǎn) 量 形 成 ,灌 漿 期 小 麥 光 合 性 能 提 高 ,為 小 麥 產(chǎn) 量 提 高 提 供 良 好 的 基 礎(chǔ) 。 在 不 同 處 理 方 式 中 ,C方 式 后 期 葉 面 積 比 對 照 1400. 1c m2 高 出 41. 06 % ,其 主 要 構(gòu) 成 部 分 為 旗 葉 。 旗 葉 作 為 后 期 冠 層 的 主 要 構(gòu) 成 部 分 ,其 籽 粒 產(chǎn) 量 貢 獻 可 達 41 % 43 % ,旗 葉 的 光 合 變 化 基 本 代 表 了 冠 層 光 合 的 趨 勢 。 不 同 處 理 對 小 麥 灌 漿 速 度 影 響 不 同 ,拔 節(jié) 期 補 水 追 肥 的 B、 C兩 種 方 式 均 表 現(xiàn) 為 灌 漿 持 續(xù) 時 間 長 ,平 均 速 率 高 的 特 點 。 C方 式 在 5/ 15 5/ 27 灌 漿 高 峰 期 中 ,最 高 速 度 為 4. 08g/ 千 粒 d ,比 對 照 最 高 速 度 2. 91 g/ 千 粒 d ,高 出 1. 17 g/ 千 粒 d ,其 日 均 增 加 千 粒 重 比 對 照 高 出 1. 12g ;B 方 式 日 均 增 加 千 粒 重 為 2. 06g ,比 對 照 正 增 加 0. 77g。 A、 D 兩 種 方 式 分 別 增 加 0. 7g 和 0. 53 g。 灌 漿 速 度 與 灌 漿 時 間 直 接 決 定 籽 粒 產(chǎn) 量 ,作 為 小 麥 生 長 發(fā) 育 的 關(guān) 鍵 時 期 ,直 接 體 現(xiàn) 小 麥 生 長 發(fā) 育 狀 況 。 不 同 處 理 對 小 麥 產(chǎn) 量 構(gòu) 成 因 素 的 影 響 不 同 ,不 同 年 際 之 間 由 于 底 墑 差 異 ,不 同 時 期 補 水 追 肥 增 產(chǎn) 效 應(yīng) 不 同 。 1997 1998 年 度 ,底 墑 較 差 ,拔 節(jié) 期 間 補 水 追 肥 增 產(chǎn) 幅 度 最 大 ,較 對 照 2164. 5 kg/ hm2 增 產(chǎn) 30. 5 % ,也 較 越 冬 期 補 水 追 肥 的 A 方 式 34 16 5 2009 M 10 ( h FR ( h L C . 2. 3 ! 9 1) U HL | U . 2) 5 v / f SA v EL . 2. 4 1 9 1) FU1 8 - . INP universal switch; desigh scheme; fabrication; debugging #29# 5 u i : T 8115B 5 e d ! 9 20 自動化應(yīng)用www.auto- HMI 及 PLC 控制系統(tǒng) 三面鏜床自動控制系統(tǒng)設(shè)計 呂華央 （浙江四方集團公司，浙江 永康 321315 ） 摘 要： 介紹利用歐姆龍 CPM1A 系列 PLC 改造機體生產(chǎn)線鏜床電控系統(tǒng)的方法和調(diào)試過程，改造后，系統(tǒng)運行可靠， 生產(chǎn)效率提高。 關(guān)鍵詞： 改造；機床； PLC Design of Three Plane Boring Machine Automatic Control System LV Hua-yang (Zhejiang Sifang Group, Yongkang 321315, China) Abstract: The improvement and debug process of using Omron CPM1A series PLC to improve boring machine control system are introduced. After improvement, the system is reliable and the production efficiency is improved. Keywords: improvement; machine tool; PLC 收稿日期 ： 2010-08-03 0 引言 浙江四方集團公司柴油機分廠于 20 世紀 70 年代建 立了 S195 等柴油機機體生產(chǎn)自動線，南北二邊各一條， 對柴油機機體孔進行粗擴、粗鏜、半精鏜和精鏜。但是， 經(jīng)過多年運行，其電氣故障日趨頻繁，維修貽誤時間越 來越長，維修成本越來越高，生產(chǎn)效率下降，因此，公司 對這 6 臺機床進行了全方位的系統(tǒng)改造。 1 生產(chǎn)線改造概述 機體車間生產(chǎn)自動線南北二線分別設(shè)有 3 面粗鏜， 3 面半精鏜， 3 面精鏜，對 S195 、 Z1100 、 Z1110 等柴油機機體 進行加工生產(chǎn)。在流水線上，從上道工序到達粗鏜經(jīng)半 精鏜，最后達精鏜，一環(huán)扣一環(huán)，不可有任何閃失。這 6 臺鏜床是集機、電、液控制為一體的設(shè)備，其電控系統(tǒng) 采用歐姆龍 CP1MA PLC 為中心組件，實現(xiàn)臥式鏜床左 頭、右頭、后頭三方位全自動控制，主要有啟動自動定 位夾緊，一個循環(huán)終了自動定位；各滑臺自動快進、 1 工 進、 2 工進、快退；主轉(zhuǎn)電機雙變速自動控制以及能耗制 動控制等功能。 2 電控系統(tǒng)的改造 系統(tǒng)的驅(qū)動控制如圖 1 所示。 根據(jù)鏜床運行及控制要求，選用歐姆龍 CP1MA 系 列 PLC 對其進行電控改造，該 PLC 集輸入 / 輸出一體化的 組件型 PC ，通過擴展 I/O 單元可以增至 20 點 3 臺的輸 入 / 輸出，由于采用快閃內(nèi)存，無電池的內(nèi)存支持得以 實現(xiàn)，使維護簡單化。粗鏜的電控系統(tǒng)選用 CPM1A- 40CDR-A ， INPUT 24 點， OUTPUT 16 點；半精鏜床選用 CPM1A-40CDR-A 以及 CPM1A-20EDR-A 各一臺，其 INPUT 36 點， OUTPUT 20 點；精鏜床選用 CPM1A-40CDR-A 以及 CPM1A-20EDR-A 各一臺， INPUT 38 點， OUTPUT 22 點。 2.1 系統(tǒng)的 PLC 軟件編程 以半精鏜床為例， I/O 分配表如表 1 所示，梯形圖如 圖 2 所示。 圖 1 系統(tǒng)驅(qū)動控制圖 按鈕、行程開關(guān) PLC 接觸器 電機 電磁閥操作屏 序號 代號 地址 用途 序號 代號 地址 用途 INPUT 1 1AN 00000 左滑臺扭子開關(guān) 19 18AN 00106 循環(huán)開關(guān) 2 2AN 00001 右滑臺扭子開關(guān) 20 19AN 00107 總停開關(guān) 3 3AN 00002 后滑臺扭子開關(guān) 21 SQ1 00108 左滑臺原位行程開關(guān) 4 4AN 00003 左主軸選擇開關(guān) 22 SQ2 00109 左滑臺進到行程開關(guān) 5 5AN 00004 右主軸選擇開關(guān) 23 SQ3 00110 右滑臺原位行程開關(guān) 6 6AN 00005 后主軸選擇開關(guān) 24 SQ4 00111 7 7AN 00006 25 SQ5 00200 右滑臺進到行程開關(guān) 8 8AN 00007 油泵起動開關(guān) 26 SQ6 00201 后滑臺原為進程開關(guān) 9 9AN 00008 油泵停止開關(guān) 27 SQ7 00202 后滑臺高速變低速行程開關(guān) 10 10AN 00009 主軸起動開關(guān) 28 SQ8 00203 后滑臺進到位行程開關(guān) 11 11AN 00010 主軸停止開關(guān) 29 SQ9 00204 定位開始 12 12AN 00011 后主軸低速開關(guān) 30 00205 13 13AN 00100 后主軸制動開關(guān) 31 00206 左滑臺主軸轉(zhuǎn)動行程開關(guān) 14 14AN 00101 夾緊開關(guān) 32 SP1 00207 上夾緊壓力繼電器 15 15AN 00102 松開開關(guān) 33 SP2 00208 定位壓力繼電器 16 16AN 00103 向前開關(guān) 34 SP3 00209 右滑臺壓力繼電器 17 17AN 00104 向后開關(guān) 35 SP4 00210 后滑臺壓力繼電器 18 SK 00105 手 / 自動開關(guān) 36 SP5 00211 左滑臺壓力繼電器 OUTPUT 1 7CT 01000 上夾緊 11 KM3 01102 左主軸電機 2 8CT 01001 側(cè)夾緊 12 KM5 01103 右主軸電機 3 10CT 01002 上松開 13 KM6 01104 后主軸電機高速 4 9CT 01003 側(cè)松開 14 KM60 01105 后主軸電機高速 5 5CT 01004 左滑臺向前 15 KM7 01106 后主軸電機低速 6 6CT 01005 左滑臺向后 16 KM80 01200 后主軸電機制動 7 3CT 01006 右滑臺向前 17 KM8 01201 后主軸電機制動 8 4CT 01007 右滑臺向后 18 KM1 01202 液壓電機 9 1CT 01100 后滑臺向前 19 9CT 01203 潤滑 10 2CT 01101 后滑臺賂后 20 KM50 01107 右主軸電機高速 表 1 半精鏜床 I/O 分配表 HMI 及 PLC 控制系統(tǒng) 自動化應(yīng)用 212010 12 期 2.2 鏜床的調(diào)試 對于粗鏜的程序調(diào)試，按下循環(huán)開關(guān)按鈕 18AN ， 相應(yīng)的 PLC 的 00106 輸入點 ON ，程序開始工作，按如下 的先后順序動作：側(cè)面定位；上夾緊；左、右、后滑臺 快進；到達各自確定的位置后，左、右、后滑臺主軸電 機起動，進行粗鏜擴孔；當各滑臺進到底，接近開關(guān) 發(fā)訊，各滑臺加工結(jié)束，此時延時 2s 快退，同時停止各 自電機旋轉(zhuǎn)；當檢測到各滑臺的原位接近開關(guān)的信 號后，左、右、后滑臺快退自動結(jié)束，同時對夾緊裝置 進行松開的動作；為下一個循環(huán)作準備。該程序編制 簡易，運行穩(wěn)定可靠，工人操作頻度減少，提高了工 作效率。 對于半精鏜床的程序調(diào)試，必須在粗鏜的程序 設(shè)計基礎(chǔ)上，增加一些程序段落，以滿足其加工的性 能要求。由于半精鏜床后滑臺主軸鏜刀與工件變速 箱體進口孔位置較緊湊，每次循環(huán)結(jié)束，后滑臺主軸 上的鏜刀靜止的位置有特殊的要求，以免工件與后 滑臺的主軸的鏜刀發(fā)生摩擦或碰撞，損壞刀具。在改 造系統(tǒng)以前，操作工人每加工一個工件，都必須手動 轉(zhuǎn)動該電機主軸，使其停止在規(guī)定位置上。根據(jù)這個 現(xiàn)實問題，增加了“后頭主軸自動定位停止程序”。在 后頭主軸電機主軸上，安裝一個接近開關(guān)，當后頭完 成加工時，增加后頭能耗制動的功能。當后頭快退開 始時，檢測到開始定位的信號后，后頭電機開始能耗 制動。在調(diào)試過程中，用 PLC 的監(jiān)視功能，監(jiān)控 T007 ， 修改它的數(shù)值，能確保電機旋轉(zhuǎn)一周，接近開關(guān)發(fā) 訊，就能順利的產(chǎn)生制動效果，停在準確的位置上， 達到預(yù)期目的。 對于精鏜程序調(diào)試，在粗鏜、半精鏜床的基礎(chǔ)上， 再增加一些重要的檢測信號，如壓力繼電器的信號與 接近開關(guān)配合使用，編制到梯形圖里，使加工深度的精 確度更高，以達到精鏜的加工要求。 3 結(jié)語 改造后的機體生產(chǎn)線裝置設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)緊湊， 6 臺鏜床工作在流水線上，大大提高了生產(chǎn)效率，增加了 產(chǎn)能，而且操作簡單、方便，深受工人好評。該系統(tǒng)自動 化程度高，性能優(yōu)越，穩(wěn)定性、可靠性和擴展性均大幅 度提高。 參考文獻 1 元友德 . 電氣控制與 PLC 實訓(xùn)教程 M. 北京 : 人民郵電 出版社圖 2 梯形圖 0 0105 00106 22003 20000 22100 22006 22009 22013 00208 22004 20000 00000 22004 22005 22005 22006 00109 20001 00109 T001 22007 00001 22004 22008 22008 22009 00200 20002 00200 T002 22011 00002 01104 01106 22004 22012 22012 22013 00202 22100 00203 00204 20005 20005 T003 22103 00202 20003 00203 20004 T007 20005 2300 22103 00108 22006 22009 22013 00213 22105 T005 20008 01202 1L （ 02 ） 22104 00102 01202 22104 00003 20008 00105 20001 00207 01202 1L （ 02 ） 左頭選擇 20001 00108 01202 00106 00108 00004 20008 00105 20002 00207 01202 20002 00110 01202 00106 00110 ILC （ 03 ） 1L （ 02 ） 右頭選擇 00005 00105 20008 ILC （ 03 ） 1L （ 02 ） 后頭選擇 22101 00207 01202 22106 20004 00201 00202 22101 20003 01101 00203 22103 22013 00203 00201 22014 22101 T007 T004 22013 22100 00210 00201 22012 00106 00106 00204 00106 IIC （ 03 ） IIC （ 03 ） T006 00110 00201 20001 20003 20004 00106 T005 01202 T006 T005 20105 22104 T008 T007 0.5s 1s 20005 20004 20003 22103 T004 22102 22101 T003 0.5s 4s 22100 22014 22013 22012 22106 22011 T002 20002 22010 22009 22008 4s 22007 T001 20001 22006 22005 22004 20000 4s 22003 煤 礦 機 械 Coal Mine Machinery Vol.31No.02 Feb. 2010 第 31 卷第 02 期 2010 年 02 月 0 引言 可編程控制器 （PLC）具有通用性強 、使用方便 、 可靠性高 、編程簡單等優(yōu)點 ，是我國機械制造行業(yè) 的重要裝備 。 利用 PLC 對傳統(tǒng)繼電器控制機床進行 技術(shù)改造 ，是節(jié)約資金 、提高設(shè)備自動化程度的一 種有效途徑 。 本文介紹了我單位一臺 T7040 金剛鏜 床的技術(shù)改造 ， 并根據(jù)產(chǎn)品加工過程 ， 設(shè)計了 PLC 控制程序 。 1 T7040 鏜床的電氣控制要求 T7040 金剛鏜床是用于精密鏜孔的鏜床 ， 工作 臺的進給運動由液壓缸拖動 ， 鏜頭采用 2 臺 TJ6 靜 壓精密鏜頭 ， 液壓泵及兩鏜頭主軸均由電機帶動 ， 能夠以很小的進給量和很高的切削速度進行加工 ， 其控制要求如下 。 （1）兩鏜頭分別由 2 臺電機帶動 ，鏜床工作臺 由液壓缸拖動 ， 因此機床電氣系統(tǒng)中共有 3 臺電 機 。 （2）為縮短輔助工作時間 ，鏜頭主軸電機應(yīng)采 取有效的制動控制 。 （3）有電源信號燈 、照明燈等輔助電氣設(shè)備 。 T7040 鏜床的主電路設(shè)計如圖 1 所示 。 主電路 中 ，M1、M2 為鏜頭主軸電機 ， 接整流裝置實現(xiàn)能耗 制動控制 ，M3 為液壓泵電機 ，M1、M2、M3 分別用熱 繼電器 FR2、FR3、FR4 作過載保護 。 QS1 為閉合電 源切斷開關(guān) ，F(xiàn)R1 為電源過載保護 ， 熔斷器 FU1 為 電源短路保護 ， 其余各處使用 FU2FU5 作短路保 護 。 變壓器輸出 220 V 電源接 PLC，輸出 24 V 電源 接信號燈和照明燈 。 圖 1 T7040 鏜床主電路圖 2 控制電路設(shè)計 2.1 產(chǎn)品加工過程 我單位 T7040 鏜床專用于連桿精鏜大小孔工 序 ，工藝過程為 ：液壓缸起動 ，工作臺快進 鏜 頭 1 起動 ， 工作臺工進 ， 鏜削連桿大孔 鏜頭 1 停止 ，鏜頭 2 起動 ，工作臺繼續(xù)工進 ，鏜削連桿小 孔 工作臺達到終點 ，結(jié)束進給 ，鏜頭 2 停止 操作者取下工件 ，按 “工作臺快退 ”按鈕 ，工作臺 快速退回原點 ，結(jié)束一次加工 。 2.2 PLC 的型號選擇 ，I/O 分配 為實現(xiàn)上述加工過程 ，系統(tǒng)共需開關(guān)量輸入點 19 個 ，開關(guān)量輸出點 11 個 ，選擇三菱公司的 FX2N- 48MR(24 點繼電器輸入 /24 點繼電器輸出 )PLC，其 I/ O 分配情況分別見表 1、表 2。 2.3 控制電路設(shè)計 PLC 控制系統(tǒng) I/O 接線的設(shè)計如圖 2 所示 。 基于 PLC 的 T7040 金剛鏜床電氣系統(tǒng)設(shè)計 郭 磊 ， 賴思琦 ， 王 勇 （西南科技大學(xué) 工程技術(shù)中心 ， 四川 綿陽 621010） 摘 要 ： 采用可編程控制器 （PLC）對 T7040 金剛鏜床的電氣系統(tǒng)進行技術(shù)改造 ，設(shè)計了機床 主電路圖 、PLC 的 I/O 接線圖 ，并根據(jù)產(chǎn)品加工工藝 ，繪制了梯形圖程序 。改造后的 T7040 金剛鏜床 在實際生產(chǎn)中運行平穩(wěn) ，生產(chǎn)效率大大提高 。 關(guān)鍵詞 ： PLC； T7040 金剛鏜床 ； 電氣系統(tǒng) 中圖分類號 ： TG53 文獻標志碼 ： B 文章編號 ： 1003 0794（2010）02 0144 02 Electric System Design of T7040 Diamond Boring Machine Based on PLC GUO Lei, LAI Siqi, WANG Yong (Engineering Center; Southwest University of Science and Technology， Mianyang, 621010， China) Abstract: Diamond boring machine T7040 electrical system transformation Using the programmable logic controller (PLC), design the main circuit of the machine tools and PLCs I / O wiring diagram, and in accordance with product processing technology, drawing the ladder diagram program. T7040 modified diamond boring machine in the actual production run smooth, greatly improved production efficiency. Key words: PLC; T7040 diamond boring machine; electrical system 電源開關(guān) 鏜頭 2電機及制動鏜頭 1電機及制動 液壓泵電機 變壓器 信號燈 、照明 照 明 燈 電 源 信 號 燈 FU1 FU2 FR1 FU3 FU4 FU5 FR2 FR3 FR4 QS1 KM1 KM3 KM5 KM2 KM4 PE M1 M2 M3 M 3 M 3 M 3 24V 220V E 144 表 1 輸入信號分配表 表 2 輸出信號分配表 圖 2 PLC 控制系統(tǒng) I/O 接線圖 3 PLC 程序設(shè)計 3.1 梯形圖設(shè)計 T7040 鏜床中要控制的元件較多 ，既有繼電器 ， 又有液壓電磁閥 ，各個元件動作需協(xié)調(diào)一致 。 在控 制系統(tǒng)中 ，PLC 輸入開關(guān)量為按鈕和行程開關(guān)信號 ， 輸出為線圈控制信號和信號燈 。 梯形圖設(shè)計如圖 3 所示 。 圖 3 PLC 梯形圖 3.2 梯形圖過程分析 根據(jù)產(chǎn)品工序過程需要 ，程序設(shè)計了手動和自 動 2 種模式 ，由 SA1 選擇器開關(guān)切換操作方式 。 （1）手動模式 SB3、SB4 是工作臺液壓缸電磁換向閥的按鈕開 關(guān) ，在 Y001、Y003 常閉線圈接通 ，即 M1、M2 電機未 起動的情況下 。 當工作臺未達到終點位置 ，即 X016 常閉線圈接通時 ， 按下 SB3 按鈕 ，Y006 線圈得電 ， YV3 工作 ，工作臺快進 ；當工作臺未退回到原點位 置 ，即 X002 常閉線圈接通時 ，按下 SB4 按鈕 ，Y007 線圈得電 ，YV2 工作 ，工作臺快退 。 SB7、SB8 是 M1 電機的起動 /停止按鈕 ，KM1、 KM2 是 M1 電機的開關(guān) /制動接觸器 ，在 PLC 梯形圖 中 ，KM1 與 KM2 設(shè)計為聯(lián)鎖線路 。 M2 電機的控制 線路也一樣 。 （2）自動模式 自動加工根據(jù)工序過程 ， 采用步進梯形圖指 令編寫 。工作臺從原點開始快進 ，碰到 SQ2 行程開 關(guān)時 ，Y006、Y007、Y001 得電 ， 換向閥 YV3、 調(diào)速 閥 YV010 工作 ， 工作臺以工進速度前進 。 同時 ， KM1 接觸器工作 ，M1 電機起動 ； 工作臺碰到 SQ3 行程開關(guān)時 ，M1 停止 ，M2 起動 ，工作臺繼續(xù)工進 ； 當工作臺到達終點 SQ4 行程開關(guān)處 ，工作臺停止 ， M1、M2 均不工作 ， 操作者將工件取下后 ， 按 SB4 按鈕 ，工作臺快速退回原點 SQ1 處 ，等待下一次加 工 。 4 結(jié)語 利用 PLC 對 T7040 金剛鏜床的電氣系統(tǒng)進行 技術(shù)改造 ，具有線路簡單 、維修調(diào)試方便等優(yōu)點 。 機 床改造后 ，性能明顯改善 ，加工效率大為提高 。 在生 產(chǎn)中 ，該鏜床運行平穩(wěn) 、可靠 ，效果良好 ，經(jīng)濟效益 顯著 。 參考文獻 ： 1劉金琪 . 機床電氣自動化控制 M. 哈爾濱 ：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版 社 ，1999. 2王兆明 . 電氣控制與 PLC 技術(shù) M. 北京 ：清華大學(xué)出版社 , 2005. 3王永華 . 現(xiàn)代電氣及可編程控制技術(shù) M. 北京 ：北京航空航天大 學(xué)出版社 ， 2002. 4王念春 . 電氣控制與可編程控制器技術(shù) M. 北京 ：化學(xué)工業(yè)出版 社 ，2004. 作者簡介 ： 郭磊 （1976- ），四川綿陽人 ，碩士研究生 ，講師 ，2003 年畢業(yè)于中南大學(xué) ，現(xiàn)為西南科技大學(xué)工程技術(shù)中心教師 ，從事機 械制造及自動化 、 數(shù)控加工技術(shù)的教學(xué)及科研工作 ， 電子信箱 ： glswust2008. 責(zé)任編輯 ：侯淑華 收稿日期 ：20091016 第 31卷第 02期 Vol.31No.02基于 PLC 的 T7040 金剛鏜床電氣系統(tǒng)設(shè)計 郭 磊 ，等 用途 系統(tǒng)啟動按鈕 系統(tǒng)停止按鈕 工作臺原點行程開關(guān) 工作紿快進按鈕 工作臺快退按鈕 M3 電機啟動 M3 電機停止 M1 電機啟動 M1 電機停止 M2 電機啟動 符號 SB1 SB2 SQ1 SB3 SB4 SB5 SB6 SB7 SB8 SB9 地址號 X000 X001 X002 X003 X004 X005 X006 X007 X010 X011 用途 M2 電機停止 快進轉(zhuǎn)工進行程開關(guān) M1停止 ，M2啟動行程開關(guān) 工作臺工進 工作臺終點 熱繼電器 手動模式 自動模式 液壓系統(tǒng)啟動 符號 SB10 SQ2 SQ3 SB11 SQ4 SB12 SA1 SB13 地址號 X012 X013 X014 X015 X016 X017 X020 X021 X022 用途 M3電機開關(guān)接觸器 M1電機開關(guān)接觸器 M1電機制動接觸器 M2電機開關(guān)接觸器 M2電機制動接觸器 液壓系統(tǒng)開停閥 符號 KM5 KM1 KM2 KM3 KM4 YV1 地址號 Y000 Y001 Y002 Y003 Y004 Y005 用途 液壓缸前進 液壓缸后退 液壓缸工進速度 原點指示燈 終點指示燈 符號 YV3 YV2 YV4 HM1 HM2 地址號 Y006 Y007 Y010 Y011 Y012 SB1 SB2 SQ1 SQ3 SB4 SB5 SB6 SB7 SB8 SB9 SB10 SQ2 SQ3 SB11 SQ4 SB12 SA1 SB13 X000 X001 X002 X003 X004 X005 X006 X007 X008 X009 X010 X011 X012 X013 X014 X015 X016 X017 X020 X021 X022 COM Y000 Y001 Y002 Y003 Y004 Y005 Y006 Y007 Y010 COM Y011 Y012 COM KM5 KM1 KM2 KM3 KM4 YV1 YV3 YV2 YV4 HM1 HM2 010 011 012 KM2 KM1 KM4 KM3 FU1 FU2 FU3 220 V 6.3V E E E E E E E E E E E E 原點復(fù)位 自動準備 原點指示燈 終點指示燈 液壓電機啟動 液壓系統(tǒng)啟動 手動模式 工作臺快進 工作臺快退 工作臺工進 鏜頭 1 停止 鏜頭 1 起動 鏜頭 2 起動 鏜頭 2 停止 P10 X012Y003 Y003 X011X012Y004 Y001 Y002 Y001 X010 X010X007 X015X016 Y001Y003 X020 Y005 X022Y000 X025X026X017 Y000 X016 M100 M200 X000 X002X017 X021X001X020X017 M100 M200 Y011 Y012 Y000 Y006 Y006 Y006 Y007 Y010 Y001 Y002 Y003 Y004 X004 X002 X003 X016 P10 FNC GO CJP 自動模式 工作臺快進 工作臺工進 鏜頭 1 起動 工作臺工進 鏜頭 2 起動 工作臺快速 退回原點 X021 X021 M100 S602 S601 S603 S604 X016 X004 Y007 X002 END P20 RET SET S600 S604SET SET SET SET SET S603 S602 S601 S600 X014 X013 S600M200M100X100 Y006 Y006 Y010 Y001 Y006 Y010 Y003 Y007 145