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1、业设计说明书两端面铰孔机床总体设计及电气控制部分设计目 录1 前言12 组合机床总体设计32.1 总体方案论证32.1.1 被加工零件的特点32.1.2 工艺路线的确定32.1.3 机床配置型式的选择32.1.4 机体的定位与夹紧42.2 确定切削用量42.2.1 切削用量选择52.2.2 切削力、切削扭矩及切削功率的计算52.3 组合机床总体设计52.3.1 被加工零件工序图52.3.2 加工示意图62.3.3 机床联系尺寸图83 机床电气控制部分的设计123.1 机床控制方案的确定123.2 滑台电机133.3 机床操作面板的设计143.4 机床主电路的设计163.5 PLC控制部分硬件设
2、计163.5.1 PLC的种类163.5.2 PLC各部分作用163.5.3 PLC型号的选择173.5.4 分配输入/输出点 183.6 PLC控制部分软件设计204 结论21 参考文献22致 谢23附 录241前言组合机床是根据工件的加工要求，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，组合机床主要用于平面加工和孔加工两类工序。平面加工包括铣平面、锪平面、车端面；孔加工包括钻、扩、铰、镗孔以及倒角、切槽、攻螺纹、锪沉孔、滚压孔等。随着综合自动化的发展，其工艺范围正扩大到车外圆、行星铣削、拉削、推削、磨削及抛光冲压等工序。此外，还可以完成焊接、热处理、自动装配和检测、
3、清洗和零件分类及打印等非切削工作。组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工及缝纫机、自行车等轻工行业大批大量生产中已获得广泛的应用；一些中小批量生产的企业，如机床、机车、工程机械等制造行业中也已推广应用。组合机床最适宜于加工各种大中型箱体类零件，如汽缸盖、汽缸体、变速箱体、电机座及仪表壳等零件；也可用来完成轴套类、轮盘类、叉架类和盖板类零件的部分或全部工序的加工。随着市场竞争的加剧和对产品需求的提高，高精度、高生产率、柔性化、多品种、短周期、数控组合机床及其自动线正在冲击着传统的组合机床行业企业，因此组合机床装备的发展思路必须是以提高组合机床加工精度、组合机床柔性、组合机床工作可靠
4、性和组合机床技术的成套性为主攻方向。一方面，加强数控技术的应用，提高组合机床产品数控化率；另一方面，进一步发展新型部件，尤其是多坐标部件，使其模块化、柔性化，适应可调可变、多品种加工的市场需求。从2002年年底第21届日本国际机床博览会上获悉，在来自世界10多个国家和地区的500多家机床制造商和团体展示的最先进机床设备中，超高速和超高精度加工技术装备与复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。据专家分析，机床装备的高速和超高速加工技术的关键是提高机床的主轴转速和进给速度。该届博览会上展出的加工中心，主轴转速1000020000r/min，最高进给速度可达2060m/min；复合、多功能、多轴化控
5、制装备的前景亦被看好。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时，加工的形状却日益复杂。多轴化控制的机床装备适合加工形状复杂的工件。另外，产品周期的缩短也要求加工机床能够随时调整和适应新的变化，满足各种各样产品的加工需求。 然而更关键的是现代通信技术在机床装备中的应用，信息通信技术的引进使得现代机床的自动化程度进一步提高，操作者可以通过网络或手机对机床的程序进行远程修改，对运转状况进行监控并积累有关数据；通过网络对远程的设备进行维修和检查、提供售后服务等。在这些方面我国组合机床装备还有相当大的差距，因此我国组合机床技术装备高速度、高精度、柔性化、模块化、可调可变、任意加工性以及通信技术的应用将
6、是今后的发展方向。本次毕业设计的课题是两端面铰孔机床的总体设计及电气控制部分设计。根据被加工零件需要铰孔的位置、加工精度等主要的设计原始数据，设计出技术上先进，经济上合理和工作上可靠的双面铰孔的组合机床。而多轴箱是组合机床的重要组成部件，它是选用通用部件，按专用要求进行设计的。多轴箱的用途是根据被加工零件的加工要求用于布置机床主轴及其传动零件和相应的附加机构，通过按一定速比排布传动齿轮，把动力和运动从动力箱传给各工作主轴，使之得到所要求的转速和转向。课题来源于高精机电装备有限公司。为了扩大生产规模，提高效率，并进一步提高加工精度，该厂需要设计出两端面铰孔的组合机床来弥补原有机床的不足。本设计的
7、基本思路是，首先对被加工零件的结构进行工艺性分析,确定整体的设计方案，提出一种可行性比较高的设计方案；再进行组合机床方案图样文件设计：被加工零件加工工序图，加工示意图，机床联系尺寸图。电气部分的控制设计是一个非常关键的部分。首先在完成对组合机床的总体设计基础上，绘制了电路图；编制电气控制部分的PLC程序；绘制了PLC输入/输出端子接线图；接着在PLC仿真器上进行仿真，本次设计的组合机床能同时加工两个端面，大大提高了生产效率，降低了劳动强度，从而降低了零件的加工成本，使产品的合格率上升，增加产量，适应市场竞争的需要，提高经济效益。2 组合机床总体设计组合机床的总体设计要注重工件及其加工的工艺分析
8、，制订出合理的工艺方案，才能设计出合理的专用机床。根据指定的加工要求，提出若干个工艺方案，选择最优的。工艺方案的确定决定了专用机床的结构、性能、运动、传动、布局等一系列问题。所以，工艺方案设计是专用机床的重要环节。2.1 总体方案论证2.1.1 被加工零件的特点本次设计的组合机床的加工对象为机体，材料是HT250, 硬度为HB168251。2.1.2 工艺路线的确定a主轴快进。b主轴工进，两端面同时铰双孔（12）。c主轴快退。d最终检验。具体加工内容及加工精度是：A. 左侧面上铰2个孔，直径为mm，深为mm。B. 右侧面上铰2个孔，直径为mm，深为mm。2.1.3 机床配置型式的选择机床的配置
9、型式有立式和卧式两种，如图2-1、2-2所示。立式机床的优点是占地面积小，自由度大，操作方便，其缺点是机床重心高，振动大。卧式机床的优点是加工和装配工艺性好，振动小，运动平稳，机床重心较低，精度高，安装方便，其缺点是削弱了床身的刚性，占地面积大。机床的配置型式在很大程度上取决于被加工零件的大小、形状及加工部位等因素。图2-1 立式组合机床结构图2-2 卧式组合机床结构卧式机床多用于加工孔中心线与定位基准面平行的情况，而立式机床则适用于加工定位基面是水平的，而加工的孔与基面相垂直的工件。考虑到机体的结构为卧式长方体，从装夹的角度来看，卧式平放比较方便，也减轻了工人的劳动强度。通过以上的比较，考虑
10、到卧式机床振动小，装夹方便等因素，选用卧式组合机床。2.1.4 机体的定位与夹紧A.定位基准的选择箱体类零件可有两种定位方法：“一面双孔”定位法和“三平面”定位法。这里采用后者。这两种方法一般都采用箱体设计基准，即箱体在机器中的主要安装面-底面，还有另外两面右侧面和后面。本机床加工时采用的定位方式是“三平面”定位，以底面为定位基准面，用两块条形支承板限制三个自由度，即不能上、下移动，不能绕x、y轴转动；左面用一块条形支承板限制两个自由度，即不能左、右移动，不能饶z轴转动；后面用一个支承钉限制剩下的一个自由度，即不能前、后移动。B.确定夹紧位置为减少和避免机体在夹压力的作用下的变形，影响加工精度
11、，这里不单从上面压紧箱体，而采用上面压紧与底座加紧相结合的办法以减少机体变形。2.2 确定切屑用量在组合机床工艺方案确定过程中，工艺方法和切削用量选择是否合理，对组合机床的加工精度，生产率，刀具耐用度，机床的结构形式及工作可靠性均有较大的影响。组合机床切削用量的选择需要以下几个方面:A.在大多情况下，组合机床为多轴、多刀、多面同时切削，因此，切削用量比一般万能机床单刀加工低30%左右。 B.组合机床通常用动力滑台来带动刀具进给，由于多轴箱上同时工作的刀具种类不同且直径大小不同，其切削用量也各有特点。因此，一般先按各刀具选择较合理的切削速度v(m/min) 和每转进给量f(mm/r)，再根据其中
12、工作时间最长，负荷最重，刃磨较困难的刀具来确定并调整每转进给量和转速，通常用试凑法来满足每分钟进给量相同的要求。参照文献1即 （2-1）C.在选择切削用量时要注意既要保证生产批量要求，又要保证刀具一定的耐用度。D.选择切削用量时，还须考虑可选动力滑台的性能。2.2.1切削用量选择对于4个被加工孔，采用查表法选择切削用量，从文献1的第131页表6-14中选取。A左侧面上2个孔的切削用量的选择孔1孔2 2个直径12mm孔，L=15mm 由d在1115之间，硬度168251HBS，选择v=26m/min,f=0.51mm/r ,初选v=4m/min,f=0.8mm/r,又d=11.8mm，则由公式
13、(2-2) 得：n=108r/min B右侧面上2个孔的切削用量的选择孔3孔4 2个直径12mm孔，L=15mm由d在1115之间，硬度168251HBS，选择v=26m/min,f=0.51mm/r,初选v=4m/min,f=0.8mm/r, 又d=11.8mm，则由公式(2-2) 得：n=106.10 r/min。2.2.2切削力、切削扭矩及切削功率的计算根据文献1 第134页表6-20中的公式计算： (2-3) (2-4) (2-5)式中，F表示切削力（N），T表示切削转矩（N），P表示切削功率（kW），v表示切削速度（m/min）,f表示进给量（mm/r）, 表示背吃刀量，取=0.1m
14、m，D表示加工（或钻头）直径（mm），HB表示布氏硬度，取HB=233。由公式(2-3)、(2-4)、(2-5)可得：F=13.99N，T=4490.84 N，P=0.049kW。2.3 组合机床总体设计2.3.1 被加工零件工序图被加工零件工序图是根据制订的工艺方案，表示所设计的组合机床上完成的工艺内容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准、夹压部位以及被加工零件的材料、硬度和在本机床加工前加工余量、毛坯或半成品情况的图样。除了设计研制合同外，它是组合机床设计的具体依据，也是制造、使用、调整和检验机床精度的重要文件。被加工零件工序图是在被加工零件图基础上，突出本机床或
15、自动线的加工内容，并作必要的说明而绘制的。该机体的加工工序图如图2-3所示。图2-3 机体加工工序图2.3.2 加工示意图加工示意图是在工艺方案和总体方案初步确定的基础上绘制的。是表达工艺方案具体内容的机床工艺方案图。它是设计 、辅具、夹具、多轴箱和液压、电气系统以及选择动力部件、绘制机床总联系尺寸图的主要依据；是对机床总体布局和性能的原始要求；也是调整机床和刀具所必需的重要技术文件。加工示意图反映了机床的加工过程和加工方法，并决定浮动夹头或接杆的尺寸，镗杆长度，刀具种类和数量，刀具长度及加工尺寸，主轴尺寸及伸出长度、主轴、刀具、导向与工件间的联系尺寸等，根据机床要求的生产率及刀具特点，合理地
16、选择切削用量，决定动力头的工作循环。2.3.2.1 刀具的选择参考文献2第89页到95页，根据被加工零件的材料需加工孔的直径深度等参数选则刀齿数为6的莫式锥柄机用铰刀，铰刀d=12mm,L=182mm,l=44mm饺柄的莫式圆锥1号。2.3.2.2 导向结构的选择参考文献1第174页到177页，本课题中加工4个孔时，考虑到当导套磨损时，便于更换，导向装置选用可换导套。2.3.2.3 确定主轴、尺寸、外伸尺寸在该课题中，主轴用于铰孔，选用滚珠轴承主轴。又因为浮动卡头与刀具刚性连接，所以该主轴属于长主轴。故本课题中的主轴均为滚珠轴承长主轴。查文献143页表3-4 d= (2-6)式中：d轴的直径；
17、T轴所传递的转矩（Nm）；B系数（取B=6.2）。由公式(2-6)得d=28.54mm，按标准系列调整取d=30mm。由文献1表3-6，查得卧式主轴箱主轴外伸长度L=115mm , D/d=50/36。2.3.2.4 选择接杆在钻、扩、铰孔及倒角等加工小孔时，通常都采用接杆（刚性接杆）。因为主轴箱各主轴的外伸长度和刀具均为定值，为保证主轴箱上各刀具能同时到达加工终了位置，须采用轴向可调整的接杆来协调各轴的轴向长度，以满足同时加工完成孔的要求。查文献1P169P171页，选特长可调接杆。2.3.2.5 动力部件工作循环及行程的确定A工作进给长度的确定工作进给长度,应等于加工部位长度L（多轴加工时
18、按最长孔计算）与刀具切入长度和切出长度之和。切入长度一般为510，根据工件端面的误差情况确定。两个面上铰孔时的工作进给长度见下表：表2-1 工作进给长度（单位：mm）Ld左主轴箱151512030151512030右主轴箱151512030151512030B进给长度的确定快速进给是指动力部件把刀具送到工作进给位置。初步选定主轴箱上刀具的快速进给长度为170。C快速退回长度的确定快速退回长度等于快速进给和工作进给长度之和。由已确定的快速进给和工作进给长度可知，二面快速退回长度为200mm。D动力部件总行程的确定动力部件的总行程为快退行程与前后备量之和。两面的前备量取20，后备量取180，则总行
19、程为400。2.3.3 机床联系尺寸图机床联系尺寸图是以被加工零件工序图和加工示意图为依据，并按初步选定的主要通用部件以及确定的专用部件的总体结构而绘制的。该机床的尺寸联系图如图2-4所示。图2-4 机床联系尺寸图2.3.3.1 选择动力部件动力部件的选择主要是确定动力箱和动力滑台。A.选用滑台形式滑台型式一般分为液压滑台和机械滑台，液压滑台与机械滑台由于采用的传动装置不同，因而在性能、使用及维修等方面各有特点。目前，这两种滑台都得到广泛的应用。根据文献1P18页表2-4，它们的优缺点比较如下：表2-2液压滑台与机械滑台的优缺点液压滑台机械滑台优点1.在相当大的范围内进给量可以无级调速。1.进
20、给量稳定，慢速无爬行，高速无振动，可以降低加工工件的表面粗糙度。2.可以获得较大的进给力。2.具有较好的抗冲击能力，断续切削、钻头钻通孔将要出口时，不会因冲击而损坏刀具。3.由于液压驱动零件磨损小，使用寿命长。3.运行安全可靠，易发现故障，调整维修方便。4.工艺上要求多次进给时，通过液压换向阀，很容易实现。4.没有液压驱动管路泄露、噪声和液压站占地的问题。5.过载保护简单可靠。6.由行程调速阀来控制滑台的快进转工进，转换精度高，工作可靠。缺点1.进给量由于载荷的变化和温度的影响而不够稳定。1.只能有级变速，变速比较麻烦。2.液压系统的漏油影响工作环境，浪费能源。2.一般没有可靠的过载保护。3.
21、调整维修比较麻烦。3.快进转工进时，转换位置精度较低。经比较，本组合机床选用机械滑台。B.选机械滑台型号每种规格的动力滑台有其最大进给力F进的限制。根据选定的切削用量计算得到的单根主轴的进给力，按文献1第62页公式： （2-6）式中，各主轴所需的轴向切削力，单位为N。左主轴箱、右主轴箱 =2F=27.98N实际上,为克服滑台移动引起的摩擦阻力，动力滑台的进给力应大于。又考虑到所需的最小进给速度、切削功率、行程、主轴箱轮廓尺寸等因素，为了保证工作的稳定性，再查看文献1 P96页表5-5得F=2500N，所以选择机械滑台的型号为：1HJ32，选择的行程为：400mm，台面宽度：320mm，台面长度
22、：630mm；配套的侧底座型号为：1CC321。C.选择动力箱型号由切削用量计算得到的各主轴的切削功率的总和，根据文献1公式: (2-7) 式中, 消耗于各主轴的切削功率的总和（kW）； 多轴箱的传动效率,加工黑色金属时取0.80.9，加工有色金属时取0.70.8；主轴数多、传动复杂时取小值，反之取大值。本课题中，被加工零件材料为灰铸铁，属黑色金属，左面主轴数量较多、传动复杂，故取=0.8，右面主轴数量不多、传动不复杂，故取=0.9，右面主轴数量不多、传动不复杂，故取=0.9。=2P=0.098kW=0.11kW查文献1 第114115页表5-38得出动力箱及电动机的型号。表2-3 动力箱及电
23、动机的型号选择动力箱型号电动机型号电动机功率(kW)电动机转速(r/min)输出轴转速(r/min)左主轴箱1TD32Y100L-61.5940470右主轴箱1TD32Y100L-61.59404702.3.3.2 确定机床装料高度H装料高度是指机床上工件的定位基准面到地面的垂直距离。本课题中，工件最低孔位置h=145mm，所选滑台与滑座总高为280mm，侧底座高度为560mm，取装料高度为H=860mm。2.3.2 夹具轮廓尺寸的确定 此处省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和设计图纸等.请联系扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载！该论文已经通过答辩根据上述计算值
24、,按主轴箱轮廓尺寸系列标准，最后确定主轴箱轮廓尺寸为BH=400400。3 机床电气控制部分的设计3.1 机床控制方案的确定本课题是对机体加工专用机床电气控制部分设计，设计分为机床电路部分和控制系统部分。根据系统设计的总体要求，通过总体方案的选用，选择PLC实现机床主轴、夹具、滑台的调整和整机循环动作控制，主要内容有：a. 根据机床的总体电气控制要求，绘制机床总体电气分布图；b. 按照仪表面板要求，进行操作台面板的设计；c. 进行主电路设计，绘制控制系统的电路图；d. 选定PLC的型号，分配输入/输出点，绘制PLC输入/输出端子接线图；e. 进行PLC编程，编制机床主轴、滑台、夹具的调整和整机
25、循环的动作程序。本机床要加工的对象为机体,材料是HT250,硬度为HB168-251,加工内容为两端面铰12的孔各两个。其加工循环包括人工上料液压夹紧工件快进移至加工位置工进加工快退至原位液压松开工件下料,分别能实现调整、单循环、总循环三种工作方式。由PLC接受各端口信号，自动运算，保证机床的各操作正常有序。根据机体加工专用机床加工需要以及满足零件加工的各项工艺要求，对机床的操作台进行按钮设计以及按钮之间的布置。并且减少按钮的使用量。机床的主要功能包括可手动调整各工作台的位置，主轴的运作，滑台的点动，液压泵的运作，夹具的夹紧及松开,托盘的抬起落下；以及可以单循环，总循环加工零件并添加滑台复位功
26、能使机床能快速复位，节约时间，提高效率；为保证安全也提供急停功能使机床能迅速停止动作，保证安全运行。其各功能使用方式及目的安排如下：(a)调整工作方式需要人为按下操作面板上的按钮，进行对设备进行调试，对被控制对象进行点动调整，达到操作者的操作要求，是循环工作方式的辅助方式。(b)单循环工作方式就是PLC要对工件单工位循环加工进行控制，此运行方式特点是可以根据生产需要，选择特定被控制对象进行PLC控制，灵活、可靠。(c)总循环工作方式总循环是控制系统的主要运行方式。该运行方式的主要特点是在系统工作过程中，系统按照给定的程序自动完成被控对象的动作，不需要人工干预(除了人工上料和人工下料)。(e)滑
27、台复位按钮可以自动使滑台回到原位，等待操作。(f)急停按钮在紧急状态下按下，使PLC电路各输出端停止输出，机床停止运作。根据机床的控制要求，选出以下三种控制方案。方案一：可编程控制器（PLC）控制。可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种机械的生产过程。可编程序控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统连成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。PLC特点性能高，抗干扰能力强；编程简单易学；设计、安装容易，调试周期短，维护简单；模块品
28、种丰富，通用性好，功能强大；体积小，能耗低。方案二：单片机控制。单片机，亦称单片微电脑或单片微型计算机。它是把中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入/输出端口(I/O)等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。这种微型计算机因其制作在一块芯片上而被称为单片机。单片机是大规模集成电路技术发展的产物。单片机具有性能高、速度快、体积小、价格低、稳定可靠、应用广泛、通用性强等突出优点。 单片机的设计目标主要是增强“控制”能力，满足实时控制（就是快速反应）方面的需要。因此，它在硬件结构、指令系统、I/O端口、功率消耗及可靠性等方面均有其独特之处，其最
29、显著的特点之一就是具有非常有效的控制功能。因此，单片机又常常被人称为微控制器（MCU或C）。方案三：继电器控制。继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。对以上三种方案进行比较如下：方案一控制与方案二控制比较，前者主要用于工业控制，适用于工程现场环境，控制强电设备，程序设计简单易学，价格便宜。方案一控制与方案三控制比较。控制逻辑：前者体积小，连线少，控制灵活，易于扩展，后者接线较多，体积大，连线复杂，修改困难。控制速度：
30、前者比后者动作速度快，不会出现触点抖动。限时控制：前者比后者精度高，受环境温度影响小。设计与施工：前者在系统设计后，现场施工与程序设计可同时进行，周期短，调试修改方便，后者设计、施工、调试必须按顺序进行，周期长，修改困难。 综上比较，方案一控制可靠，易维护，易扩展，价格适中，设计与施工简单方便，其最能满足该机床完成滑台、主轴和夹具之间的调整和整机循环的顺序动作。 因此，总体方案选用方案一控制，即PLC控制。3.2 滑台电机机床的滑台的工进电机和快速电机的选用（以下单位均为mm）。左滑台和右滑台（HJ32）长630，宽320，行程400；左滑台和右滑台导轨长1070；左滑台和右滑台的底座长118
31、0，宽520；行程开关SQ1-SQ10选用的是LX0-001型行程开关。操作台选用JBL-22。电控柜为AMF-1864。左滑台工进电机M3：Y802-4,功率0.75kW,额定电流2.01A,转速1390 r/min；左滑台快速电机M4：Y90L-4,功率1.5kW,额定电流3.65A,转速1400r/min；右滑台工进电机M5：Y802-4,功率0.75kW,额定电流2.01A,转速1390 r/min；右滑台快速电机M6：Y90L-4,功率1.5kW,额定电流3.65A,转速1400r/min。3.3 机床操作面板的设计根据仪表面板要求，设计操作按钮板的尺寸如下：a.操作按钮板总体尺寸：
32、4503006（mm）；b.按钮板中的按钮尺寸：22.5（其中包括按钮，指示灯以及旋钮共22个）；c.按钮板开关字体均为7号字体，字头与按钮之间距离为23mm。根据机体加工专用机床加工需要以及满足零件加工的各项工艺要求，对机床的操作台进行按钮设计以及按钮之间的布置。并且减少按钮的使用量。设计的按钮具体功能以及机床的操作顺序说明如下：合上空气开关,按“电源”按钮,电源接通,“电源”指示灯亮,将“液压站开/停”旋钮打至“开”,可以进行机床主轴、滑台及夹具的调整和整机循环。A.调整a.将“调整/循环”旋钮开关打至“调整”。b.按“主轴转动”按钮,分别实现相应主轴的点动。c.按“滑台快进”按钮、“滑台
33、工进”按钮、“滑台快退”按钮,分别可实现相应滑台的点快进、点工进、点快退。d.按“夹紧”按钮、“松开”按钮,分别可以使夹具夹紧缸夹紧、松开。e.按“托盘抬起（落下）”按钮,分别可以实现托盘的点动抬起、落下。f.按“急停”按钮，可以使正在运转的滑台电机以及主轴电机全部停止工作，从而能应对一些紧急的情况，避免一些不必要的破坏。B.循环a.将“调整/循环”旋钮开关打至“循环”。b.所有滑台均处于原位时,装料,按“循环启动”按钮,电磁阀-YV3得电，托盘落下。c托盘落下到位后，压力继电器-SP3发讯，电磁阀-YV1得电，夹具夹紧。d.夹具夹紧后，压力继电器-SP1发讯，冷却泵、冲屑泵同时启动，左右滑台
34、快进，同时主轴转动。e.滑台压合工进行程开关，滑台转为工进,进行工件加工。f.加工结束后,工进结束行程开关发讯,左、右滑台快退。g.左、右滑台快退至原位后，主轴停，冷却泵停，夹具夹紧松开。h.夹具松开压力继电器-SP2发讯，冲屑泵停托盘抬起。j.卸料，至此，完成一个工作循环。3.4 机床主电路的设计图3-1机床主电路低压断路器QF1-QF6作电动机过载保护。接触器KM1通电，主触头闭合，左主轴电机得电，左主轴转动。接触器KM2通电，主触头闭合，右主轴电机得电，右主轴转动。接触器KM3通电，主触头闭合，左滑台工进电机得电，左滑台工进。接触器KM41通电，主触头闭合，左滑台快进电机正转，左滑台快进
35、。接触器KM42通电，主触头闭合，左滑台快进电机反转，左滑台快退。接触器KM5通电，主触头闭合，右滑台工进电机得电，右滑台工进。接触器KM61通电，主触头闭合，右滑台快进电机正转，右滑台快进。接触器KM62通电，主触头闭合，右滑台快进电机反转，右滑台快退。主电路分为电源保护、电源开关、变压器保护、变压器、工作灯、指示灯、控制电源、总电源控制、左主轴电机、右主轴电机、左滑台工进电机、左滑台快速电机、右滑台工进电机、右滑台快速电机、液压站电机集中润滑装置和热交换器等部分。熔断器FU起电路短路保护，即当电路中出现短路故障时，熔断器的熔体立即熔断，切断电源，使电路中元件免受损坏。低压断路器QFQF23
36、在电路中主要用作电动机的过载保护。电动机在实际运行中，如果长期超载、频繁启动、欠电压或断相运行等都可能使电动机的电流超过其额定植，如果超过值并不大，熔断器在这种情况在会熔断，这样将引起电动机过热，损坏绕组的绝缘，缩短电动机的使用寿命，严重时甚至烧坏电动机。电动机通过继电器KM1KM9线圈得电，其主触头闭合，则左主轴电机、右主轴电机、左滑台工进电机、左滑台快速电机、右滑台工进电机、右滑台快速电机、液压站电机等分别转动。主触头KM41、KM61分别和KM42、KM62之间称为互锁触点，前者主触头闭合实现相应电机的正转（相应滑台前进），后者主触头闭合实现相应的电机反转（相应滑台后退）。交流控制电路有
37、36、127、220、380V等规格，电路结构简单的可使用220V或380V电源，电路复杂，故障多发，选用低压电源，但须经变压器降压获得。电源插座的220V交流电是通过TC 400VA变压器把380V的工厂交流电压降压得来。3.5 PLC控制部分硬件的设计3.5.1 PLC的种类PLC是一种通用的工业控制装置，其组成与一般的微机系统基本相同。按结构形式的不同，PLC可分为整体式和组合式两类。整体式PLC是将中央处理单元（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、电源、通信接口等组装成一体，构成主机。另外还有独立的I/O扩展单元与主机配合使用。主机中，CPU是PLC的核心，I/O单元是连接CPU与现
38、场设备之间的接口电路，通信接口用于PLC与编程器和上位机等外部设备的连接。组合式PLC将CPU单元、输入单元、输出单元、智能I/O单元、通信单元等分别做成相应的电路板或模块，各模块插在底板上，模块之间通过底板上的总线相互联系。装有CPU单元的底板称为CPU底板，其它称为扩展底板。CPU底板与扩展底板之间通过电缆连接，距离一般不超过10m。无论哪种结构类型的PLC，都可以根据需要进行配置与组合。3.5.2 PLC各部分的作用A.中央处理单元（CPU）CPU在PLC中的作用类似于人体的神经中枢，它是PLC的运算、控制中心。B.存储器根据存储器在系统中的作用，可以把它们分为以下3种：a.系统程序存储器：和各种计算机一样，PLC也有其固定的监控程序、解释程序，它们决定了PLC的功能，称为系统程序，系统程序存储器就是用来存放这部分程序的。系统程序是不能由用户更改的，故所使用的存储器为只读存储器ROM或EPROM。b.用户程序存储器：用户根据控制功能要求而编制的应用程序称为用户程序，用户程序存放在用户程序存储器中。由于用户程序需要经常改动、调试，故用户程序存储器多为可随时读写的RAM。由于RAM掉电会丢失数据，因此使用RAM作用户程序存储器的PLC，都有后备电池（锂电池）保护RAM，以兔电源掉电时，丢失用户程序。当用户程序调试修改完毕，不希望被随意改动时，可将用户程序写入EPROM