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1、金属切削机械控制系统摘要:可编程序控制器(PLC)因其完善的功能、高可靠性、高性能价格比等特点已广泛应用于各行各业。本文介绍了PLC技术实现金属切削机床电气控制系统的研制,从硬件配置和软件设计两个方面介绍控制系统的应用特点。PLC极大地提高了系统的自动化水平。文章给出了软硬件结构的设计思路,包括电气控制要求、电气原理图设计分析、元件选型、程序设计方法等。金属切削机床具有控制功能强、可靠性高、性能稳定、自动化程度高等优点。在第一部分,简要介绍了机床的机械系统组成和相关的动作过程;从几个方面比较分析了继电器控制和PLC控制的优缺点。第二部分,依据所给的主要技术参
2、数和电气控制要求,设计了硬件系统,并具体说明了系统工作原理和控制系统的实际实践;选择确定所用元件的型号和数量。第三部分,绘制顺序功能图、梯形图。软件设计包括公用程序、单步程序、全自动程序、故障报警程序,并加以适当的文字说明。运行结果表明该系统完全达到了设计规定的性能指标和要求,且运行可靠,具有实用价值。关键词:可编程序控制器硬件软件自动化水平运行可靠34第一章绪论1.1金属切削机械控制的前景金属切削机械控制系统是根据工件的加工需要,以大量通用部件为基础,配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。目前,金属切削机械控制系统主要用于平面加工和孔加工两类工序。组合机
3、床在汽车,拖拉机,柴油机,电机,仪器仪表,军工及缝纫机,自行车等轻加工行业的大批量生产中以获得广泛的应用。对一些中小批量生产的企业,如:机床,机车,工程机械等制造业中也已广泛应用。组合机床是按系列标准化,设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。1.2金属切削机械控制系统的用途介绍及基本结构1.2.1金属切削机械控制系统的用途金属切削机械控制系统设计任务是对零件进行钻孔,扩孔,攻丝等工序的加工;采用回转工作台传送零件,按照工艺流程分为三个公位进行加工,并安排一个装卸工位来装卸工件。工作示意图如下:图1--11.3金属切削机
4、械控制系统的工作情况及拖动方式1.3.1金属切削机械控制系统的基本工作情况34当用人工将一个工件安装在夹具上,且三个加工工位的动力头已加工完成,且退回到原位后,回转工作台自动微抬,抬起到位后,回转工作台自动转位;转位到位后,自动定位加紧;加紧后,即向各工位发出向前的主令;各工位动力头按自己的程序进行加工,与次同时回转机构自动复位,为下次转位准备。各工位加工完成,向系统汇报完成信号;同时各工位动力头自动退回原位,回到原位后,即向系统汇报原位信号;当所有工位动力头回到原位,装卸工人又装好了新的工件时,则系统又可开始进行下一个循环的加工,具体如图1-1所示下:1.
5、3.2金属切削机械控制系统的拖动方式本设计的机床采用液压与电动机(采用三相鼠笼式交流电动机)相结合的动力方式。进给系统为液压传动系统,系统包括如下:工件夹紧液压系统,回转工作台液压驱动系统,钻孔进给驱动系统,扩孔进给驱动系统,攻丝进给驱动系统。工作系统采用电动机驱动(典型起保停电路控制),电动机包括如下:液压泵电动机,冷却泵电动机,钻孔头驱电动机,扩孔头驱电动机,攻丝头驱电动机。1.3.3机床的工作原理当用人工将一个工件安装在夹具上,且三个加工工位的动力头已加工完成,并退回到原位后,回转工作台自动微抬。抬起到位,回转工作台自动转位。转位到位后,自动定位夹紧。
6、夹紧后,即向各工位发出向前主令,各工位动力头按自己的程序进行加工。与此同时回转机构自动复位,为下次转位作准备。各工位加工完成,向系统汇报完成信号。同时各工位动力头自动退回原位,回到原位后,即向系统汇报原位信号。当所有工位动力头都回到原位,装卸工位又装好了新的工件时,则系统又可开始进行下一个循环的加工。1.4电动机拖动部分设计要求液压电动机、冷却泵电动机、钻孔和扩孔动力头主轴电动机:由于这些电动机空转时所消耗的功率非常低,且频繁停止和启动电机会降低电机使用寿命,在机床运行的整个过程中,它们不停机也不会影响机床的正常工作,因此,只要工作人员在机床现场就可以让它们
7、一直启动运行,直到操作人员离开机床时才将它们停止。此外,在机床运行的整个过程中,也不需要这些电动机正、反转,因此,对这些电动机只要能实现启动、保持和停止控制即可。34攻丝电动机:由于攻丝动力头主轴有“正转攻丝”和“反转攻丝”的要求,而其主轴的正、反转需由其拖动电机来实现,因此应能对攻丝动力脱主轴电动机实现“正转”与“反转”的控制。1.5液压拖动部分的控制要求对于机床的各单机而言,要求具有手动和半自动两种工作方式。单机手动:即按下某个单机的某一步的手动按钮,该单机就进行该步的运行;松开该按钮,该步就停止运行。这种工作方式用来检查或调整各单机每一步的检测元件和运
8、行状态。单机半自动:即按下某单机的启动按钮后,该单机
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