J型双动拉伸压力机的设计

毕业设计（论文）题目J4563型双动拉伸压力机的设计目录第一章前言3第二章压力机整体控制方案的设计4一压力机控制系统结构5第三章控制系统的硬件设计6一变频器的应用6二可编程控制器PLC的应用11三凸轮控制器的应用20毕业实习调研报告对于我来讲,毕业实习就是用理论指导实践,完善工作,就是对平时实践的理论总结三年的学习,使理论与实际经验形成了一个完整的统一体,更加开阔了专业视野,拓宽了专业知识面,丰富了工作实践知识在本次实习过程中,针对我的课题进行了大量的资料调查,初步确定了设计该专用压力机的基本参数压力机实际具有一套很专业的规范,对一些基本参数非常敏感,所以,为了使基本参数更具有科学性,我翻阅了大量的专业设计资料和国家部下发的一些机诫压力机专用标准,最终确定该压力机的基本参数经过一个多世纪的发展,随着电气拖动和电气控制系统的不断更新,机床设备结构不断改进,性能不断提高,拖动电气在速度调节方面具有无可比拟的优越性和发展前途,采用直流无级调速电动机驱动机床,使原来结构复杂的变速箱变的十分简单,大大简化了机床结构,提高了传动效率和刚度,近年来研究成功的用于数控机床,铣床加工中心机床上的电机主轴部分,是将交流电动机转子直接安装在主轴上,使其具有更宽广的无级调速范围,且振动和噪音均较小,完全代替了主轴变速齿轮箱,必须对机床传动和构造产生深远的影响,而在电气动控制方面,现代化机床更是综合应用了许多先进科学技术成果,诸如,计算机技术,电子技术,自动控制理论,精密测量技术等特别是当今信息时代,微型计算机已广泛用于各行各业,而机床就是最早应用电子计算机的设备之一早在20世纪40年代末期,电子计算机与机床结合产生了新型机床_数控机床目前各类质优价廉,性能可靠的微机在机床行业中的应用日益广泛,我国各类工厂企业也在大力使用和推广由微机控制的数控机床与树显装置最新科学技术的应用,使得机床电气设备不断实现现代化,不断提高机床自动化程度和机床加工效率,扩大了工艺范围,缩短了新产品试制周期,加速产品更新换代同时现代化机床加工效率,扩大了工艺范围,缩短了新产品试用周期加速产品更新换代同时,现代化机床还提高产品质量,减少工人劳动强度和降低产品成本等我本次毕业设计的课题是J4563专机,课题源自实践中发现的问题,运用自己所学的知识,参考相关的冲床标准设计而成本次设计不仅解决了实际生产中的问题,也是自己运用理论指导实践的能力得到了提高设计过程中我收集并翻阅了与冲床相关的一些质料,图纸,了解了不少自动化控制的工作原理,比较了各种为冲床控制的方法的优缺点,并充分考虑了公司生产实际,运用了所学的欧姆龙PLC编程功能设计完成在确定设计方案和完成总体设计后,接下来我运用平时上课所学到的知识来一步地完成冲床的设计,通过公式计算出机床电路所需要的电路的容量,从而选择所需的电气元件,制造保护措施同时运用先进的编程软件画出梯形图,再结合实际情况优化程序,并根据不同用户的工业现场,并考虑冲床配备的控制设备,工艺规程等情况,使其生产线更便于生产,连线,在此基础上再追求冲床的美观性,经济性在实习的过程中秉有独立思考勇于实践的原则,成功地运用了大量的理论知识解决了很多实际的工程问题本次实习使我亲身感受到了所学知识与实际的应用,理论和实际的相结合,更深刻的了解机诫制造企业的生产组织技术管理产品质量管理等,对今后的学习与学习有极大的帮助设计摘要毕业设计快要结束了,虽然时间很短,可是我也学到了不少的东西作为一名快要毕业并走上工作岗位的工人,这种设计的经历为我们的工作打下了良好的技术基础,为专业知识的利用提供了难的的机会在设计过程中也遇到了一些困难和不懂的地方,可是经过老师的悉心指点和自己认真的查阅相关质料都得到了解决着使我明白困难与挫折并不可怕,只要你去认真的对待它,想尽办法去克服它,相信最终都是可以克服的我这次毕业实习的课题是J4563专机,此课题源自实践中发现的问题,运用自己所学的知识,参考相关的机诫电气设计而成本次设计不仅解决了实际生产中的问题,也是自己运用理论指导实践的能力得到了提高本文详细介绍了变频调速与PLC控制技术在压力机床中的应用,在本设计中将压力机的电气控制环节分为两部分来实现,一部分是对该变频器的操作和控制,主要通过在变频器调速器进行操作在该环节的设计中详细阐述了PLC与变频器之间的控制过程另一部分是利用PLC实现对其他电气元件的控制,最终实现对压力机床的控制功能和保护功能第三部分为凸轮控制器部分为压力机运转提供所需的角度根据设计要求,使用功能强劲的日本MITSUBISHI三菱公司的FRA540系列变频器日本欧姆龙公司生产的可编程控制器为CAM1A40CDTAV1型,这种PLC小型整体式PLC,输出模块为晶体管输出型模块24点输入和16点输出单元交流电源可接85V至240V之间的电压J45机床使用的凸轮控制器为LSK06JCP,这种凸轮控制器的感应开关为光电式接近开关,并在凸轮控制器轴上装有角度指示盘产生与压力机同步的凸轮控制角度其与PLC之间通过外部线路的连接从而整加了控制信号的快速性关键词,压J45压力机的变频驱动与PLC控制摘要本文详细介绍了变频器与PLC控制技术在压力机机床上的应用,在本设计中将压力机的电气控制环节分为两部分来实现,一部分是对变频器的操作和控制,主要通过在变频器调速器进行操作在该环节的设计中详细阐述了PLC与变频器之间的控制过程另一部分是利用PLC实现对其他电气部分的控制,最终实现对压力机床的控制功能和保护功能第三部分为凸轮控制器部分为压力机运转提供所需的角度关键词压力机,变频驱动,PLC,凸轮控制器力机变频驱动,PLC,凸轮控第一章前言在变频调速技术飞速发展的同时,可编程控制器PLC的技术也在快速的发展着PLC凭借它可靠性高抗干挠能力强等诸多优点在现代化的工业自动化控制中有着重要而广泛的应用因而,应用变频调速及PLC控制技术相结合的控制方法能够融合两种技术的优点,在现代工业中得到了广泛应用和深入的研究传统的调速与控制电路复杂,体积庞大,给设备维护带来极大的不便,且效率较低而采用先进电力电子技术和计算机技术的变频调速及PLC控制系统,可以克服以上的局限性,具有以下显著的优点1变频器系统属于转差功率不变型调速系统无论低速换是高速,其转差功率不变,效率最高2采用无触电力电子元件,节省了大量继电器和接触器,简化了外部接线,缩小了控制设备的体积3变频器及PLC内部控制的核心是CPU单元,具有较强的运算和控制能力,能够实现参数化调速控制,设置合理的电机运行参数,保证起重机各机构有较大的调速范围和较高的调速精度4变频器内部具有故障自诊断功能,实现系统的过电压,过电流和过栽保护等功能,液晶显示界面可显示出故障信息该系统性能可靠,故障率极低变频调速及PLC控制技术常应用于实际中,如机床自动化控制系统,由于系统控制过程较复杂,要求控制系统恒速可调可控,节能可靠,因此采用PLC与变频调速控制系统是最佳选择这可以大幅度节约电能,提高系统的自动化程度,并使系统运行可靠稳定,结构简单,维修维护调整方便,经济实用易配置,取代了传统的继电器控制系统在机诫行业中,变频调速及PLC控制技术已经得到了比较广泛的应用各种机床中的主要电动机大都使用PLC控制下的变频调速技术,使加工精度和加工效率都有了很大的提升另外,变频调速及PLC的应用不仅节省了大量的继电器接触器等电器元件,而且在电能的节约方面有着很大的贡献第二章压力机整体控制方案的设计本压力机主要用于小型机诫零件的冲压,定形生产线经送料装置送材料进入压力机冲压成型,经过输料线输出并集料本压力机采用可编程控制器PLC控制利用一台变频器变频驱动一台异步感应电动机通过对一台电动机速度的调节来控制冲压速度的大小并通过凸轮控制器发出压力机运转所需的角度压力机的功能及结构描述如下J45系列压力机是普通型压力机,其结构简单,操作方便,性能可靠J4525AJ4540AJ4563型采用刚性转键式离合器,使用维修方便其中型号中带A的均为安全型压力机,均装有紧急制动装置,可以使滑快急停在013后范围内,并可配置光电侯器,J45100BJ45125采用铸铁机床,曲轴横置,偏心套结构,工作平稳,冲击小,可以使滑块停在任何位置,J131系列闭式单点压力机机身直线型设计,均衡受力不变形,刚性强,超高的封闭高度,装摸空间大,滑块矩形六面导向,精度高,稳定性好,具有最高机床稳定性安全性,内置式油路,电路,美观整洁,更具安全性,可靠性,双手操作,按钮开关,符合压力机守则,安全标准压力机的检测检验刚性离合器与制动器的零部件安装位置的正确性,紧闭性检验刚性离合器,制动器动作的灵活性,可靠性,在规定的运转时间内,单次行程规范,不允许出现连冲,检验滑块的制动形式检验刚性离合器,制动器与其操作机构配合动作的真确性,工作状态的稳定,可靠性,检验转键不得卡死,滑销不得卡死,滑销不得折断和弹簧应处于正常工作状态,负荷试验后应该扯查刚性离合器零件检测制动后不大于规定数转,对常监控装置的应检查其可靠性在规定的运转时间内,检验双手超作及其它安全保护和控制装置与刚性离合器,制动器工作的协调准确与可靠性摩擦摩擦离合器与制动器的安全检验检验摩擦离合器与制动器的联锁控制的灵敏可靠,相互协调情况检验控制气路的双联安全联锁阀的联锁功能的可靠性,模拟试验不少于三次检验单人双手操作或协同超作时,同时检验安全保护控制装置与摩擦离合器制动器工作的协调,准确与可靠性,在规定运转时间内不得出现异步现象检验压缩空气回路的气压控制装置包括安全阀,止回阀,仪表继电器等的可靠性检验飞轮制动器的安装情况与工作的灵活性,可靠性,飞轮制动器的制动时间应符合设计要求检验传动外部分的防护装置的安全与可靠性,检验回转方向与指示箭头的一致性,滑块平衡装置的安全检验检验结构的安全防护情况检验滑块弹簧平衡位置,在发生事故状态下,在行程任何位置可以平衡住滑块1主机传动机床的传动系统由一级三角皮带传动组成,结构简单,噪音小采用变频器调速,它通过改变电压和频率来调整电机的输出转速达到调节速度的目的电动机的输出带动飞轮的旋转,飞轮后部装有离合器,制动器离合器结合后飞轮带动双拐曲轴旋转,曲轴带动两连杆使滑块在机身导轨内作往复运动在曲轴输出端通过传动轴带动轴凸轮控制器旋转,凸轮控制器是整个机床的发讯部分该部分电动机同样采用变频器调速控制技术,通过设定不同的频率来控制电动机的转速,从而精确地控制了机床的冲压速度与频率,大地提高了机床加工精度和水平2控制台整个生产线的大部分控制超作都在一个可移动的控制台上进行在控制台的操作面板上分布有不同功能的控制开关按钮指示灯以通过它们操作者可以很容易的实现对生产线的操作和工作状态的监视它是整个生产线的控制中心一压力机控制系统机构根据系统的设计要求,PLC作为上位机,实现对各输出量和一台变频器的控制,从而实现对一台异步感应电动机的变频调速控制最终达到控制整个压力机床在设定的状态下工作一台电动机的速度控制都采用开环的控制方式第三章控制系统的硬件设计一变频器的应用变频器基础改变电压改变频率恒电压恒频率的缩写各国使用的交流供电源无论是用于工厂还是家庭,其电压和频率均为200V/60HZ50HZ或100V/60HZ50HZ,等,通常,把电压和频率固定不变的交流电变换电压或频率可变的交流电的装置称为变频器为了产生可变的电压和频率,该设备首先要把电源的交流电变换为直流电DC,把直流电DC变换为交流电AC的装置,其科学术语为逆变器由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫逆变器,故该产品本身就被叫作INVERTRE,即变频器R/MIN电机旋转速度单元每分种旋转次数,也可表示RPM,例如,4极电机的旋转60HZ,1800Y/MIN,4极电机50HZ,1500R/MIN,电动机旋转速度同频率成比例本文中所指电机为感应式交流电机,在工业领域所使用的大部分电机均为此类型电机,感应式交流以后简称为电机的旋转速度近似地确决于电机的级数和频率由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的,由于该级数值不是连续的数值为2的倍数,例如级数为246,所以不适和改变该值来调整电机的速度,另外,频率是电机供电源的电信号,所以该值能够在电机外边调节后面供给电机,这样电机的旋转速度就可以被自由的控制因此,以控制频率为目的变频器,是做电机调速设备的优选设备N为60F/P,N同步速度,F电源频率,P电机级数,改变频率和电压是最优的电机控制方式,如果仅改变频率,电机将被烧掉,特别是当频率降低时,该问题就非常突出为了防止电机烧毁事故的发生,变频器在改变频率的同时,必须同时改变电压,例如为了使电机的旋转速度减半变频器的输出频率必须从60HZ改变到30HZ,这时变频器的输出电压就必须从200V改变到100V变频调速具有较大的优越性,整个调速系统体积小质量轻控制精度高保护功能完善工作安全可靠操作过程简便通用性强,使传动控制系统具有和优良的性能,从而节能效果可观自从20世纪80年代以来,交流电动机变频调速技术在工业化国家已开始了规模化应用目前,国外许多优秀的变频调速系统和成套设备已大举进入了中国市场,如欧州的ABB,德国的西门子,丹麦的丹佛思,日本的安川三棱松下富士春日法国的施耐德,韩国的三星LG九德松益,美国的艾默生,英国的欧陆登变频器系列国内目前也生产了几种变频调速设备,如佳灵公司变频器,深圳华为公司的ENYDRINE变频器等本机床采用日本的三棱FRA系列变频器,日本三棱变频器进入国内市场比较早,性能优越已经得到了市场的认可它的性能如下1发挥普通电机的最佳功能无传感器矢量控制可以驱动不带编码器的普通电机实现高精度控制和高响应速度A在超低速03HZ时,可以实现百分之二百的转距输出B可以实现转距控制C响应水平比较高2驱动带编码器的电机实现高精度控制矢量控制3先进的V/F控制的磁通矢量控制本机床采用无矢量V/F控制方式,就是由于本机床为冲床设备冲床动作就是机床滑块从上死点位置运行至下死点位置,再返回上死点位置滑块的能量是机床飞轮提供,运行至下死点位置时,能量损失很大,这对使用的变频器抗过栽能力要求比较高本机床主要用变频器进行调速控制,采用开环控制方式没有将实际转速的测量值转换成为电信号回馈给变频器的控制输入部分,则转速的控制没有构成一个完整的回路,即为开环控制对于不太要求快速响应的传动系统,常用开环控制如风机镑类采用非常灵敏的快速调速,意义并不大,这类系统一般都采用开环控制开环控制中输入信号单纯地由频率给定指令构成,频率给定便是转速给定频率给定指令决定电压与频率的协调控制U/F控制规律,变频器按这样U/F控制规律工作,用频率F电压去驱动电动机,在负载转矩平衡情况下,形成稳定转速4先进的网络功能日本的三棱FRA系列变频器支持CLINK通讯和SSCNETII通讯还有独立的RS485通讯口,可以方便的连接多台变频器进行通讯5停电减速功能/瞬时停电再启动功能我们国内电网还处于落后状态,电网还不稳定,易出现电压波动大,瞬时停电的现象三棱FRA系列变频器即使在运行时出现/瞬时停电,机也不会滑行,踞续运行根据负载的不同,变频器在停电后可以尽量控制电机减速停止时间6再生制动回避功能在运行时如果出现轻微的再生制动,则自动增加输出频率,防止出现过电压报警根据设计要求,使用功能很强劲的日本MITSUBISHI三棱公司的FRA540系列变频器变频器的容量要根据一台电动机的容量参数来选择,一台电动机的容量为主电动机3W主电动机的负载都是恒扭距负载,主电动机属于长期变化负载,电动机有可能在短时间内过载,故变频器的容量适应加大通常,应满足最大电流原则,即INIMAX式中IN变频器的额定电流IMAX电动机在运行过程中的最大电流综上所述,并结合三棱FRA540系列变频器的具体规格,根据其容量确定一台变频器的具体规格,根据其容量确定一台变频器的型号及规格对应为FR5403的变频器中设定即可注意容量设定值要符合上述要求在选定对应的变频器并了解变频器相关功能后,即可确定主回路的接线方案在进行主回路接线之前必须注意以下几点1电源一定不能接到变频器的输出端上UVW,负责将损坏变频器2布线距离最长为500米尤其长距离布线,由于布线寄生电容所产生的冲击电流会引起过电流保护可能误动作,输出彻连接的设备可能运行异常或发生故障因此,最大布线距离长度必须按表一所示当变频器连接两台以上的电动机时,总布线距离必须在要求的范围之内,但在本系统中由于每台变频器只驱动一台电机,所以不会出现这种情况3在P和PR端子间连接制定电阻元件时,端子间原来的短路片必须才下本机床在方便用户操作，采用调速器用来控制变频器的频率输出。根据国内厂家的使用情况发现，厂家的机床操作人员的文化素质普遍不高，变频控制必须做的简明，方便操作人员的操作。故采用调速器，只需要通过旋转调速二可编程控制器PLC的应用1、PLC的发展历程在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称PROGRAMMABLECONTROLLER（PC）。个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为PROGRAMMABLELOGICCONTROLLER（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。PLC的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为3040。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。二、PLC的构成从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。三、CPU的构成CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。四、I/O模块PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。开关量是指只有开和关（或1和0）两种状态的信号，模拟量是指连续变化的量。常用的I/O分类如下开关量按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。模拟量按信号类型分，有电流型（420MA,020MA）、电压型（010V,05V,1010V）等，按精度分，有12BIT,14BIT,16BIT等。除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。五、电源模块PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VAC）。六、底板或机架大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。七、PLC系统的其它设备1、编程设备编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。2、人机界面最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。3、输入输出设备用于永久性地存储用户数据，如EPROM、EPROM写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。2可编程控制器的分类1、小型PLC小型PLC的I/O点数一般在128点以下，其特点是体积小、结构紧凑，整个硬件融为一体，除了开关量I/O以外，还可以连接模拟量I/O以及其他各种特殊功能模块。它能执行包括逻辑运算、计时、计数、算术运算、数据处理和传送、通讯联网以及各种应用指令。2、中型PLC中型PLC采用模块化结构，其I/O点数一般在2561024点之间。I/O的处理方式除了采用一般PLC通用的扫描处理方式外，还能采用直接处理方式，即在扫描用户程序的过程中，直接读输入，刷新输出。它能联接各种特殊功能模块，通讯联网功能更强，指令系统更丰富，内存容量更大，扫描速度更快。3、大型PLC一般I/O点数在1024点以上的称为大型PLC。大型PLC的软、硬件功能极强。具有极强的自诊断功能。通讯联网功能强，有各种通讯联网的模块，可以构成三级通讯网，实现工厂生产管理自动化。大型PLC还可以采用三CPU构成表决式系统，使机器的可靠性更性。3可编程控制器的特点1、高可隔离性（1）所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。（2）各输入端均采用RC滤波器，其滤波时间常数一般为1020MS（3）各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。（4）采用性能优良的开关电源。（5）对采用的器件进行严格的筛选。（6）良好的自诊断功能，一旦电源或其他软，硬件发生异常情况，CPU立即采用有效措施，以防止故障扩大。（7）大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,使可靠性更进一步提高。2、丰富的I/O接口模块PLC针对不同的工业现场信号，如交流或直流；开关量或模拟量；电压或电流；脉冲或电位；强电或弱电等。有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备，如按钮；行程开关；接近开关；传感器及变送器；电磁线圈；控制阀等直接连接。另外为了提高操作性能，它还有多种人机对话的接口模块为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等等。3、采用模块化结构为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型PLC以外，绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件，包括CPU，电源，I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。4、编程简单易学PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。5、安装简单，维修方便PLC不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行。PLC的功能1、逻辑控制2、定时控制3、计数控制4、步进顺序控制5、PID控制6、数据控制PLC具有数据处理能力。7、通信和联网8、其它PLC还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如定位控制模块，CRT模块。4PLC的基本结构PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，1、中央处理单元CPU是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。2、存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。PLC常用的存储器类型（1）RAM（2）EPROM。（3）EPROMPLC存储空间的分配虽然各种PLC的CPU的最大寻址空间各不相同，但是根据PLC的工作原理，其存储空间一般包括以下三个区域（1）系统程序存储区（2）系统RAM存储区（包括I/O映象区和系统软设备等）（3）用户程序存储区系统程序存储区系统RAM存储区系统RAM存储区包括I/O映象区以及各类软设备，如逻辑线圈；数据寄存器；计时器；计数器；变址寄存器；累加器等存储器。（1）I/O映象区（2）系统软设备存储区1）逻辑线圈与开关输出一样，每个逻辑线圈占用系统RAM存储区中的一个位，但不能直接驱动外设，只供用户在编程中使用，其作用类似于电器控制线路中的继电器。另外，不同的PLC还提供数量不等的特殊逻辑线圈，具有不同的功能。2）数据寄存器与模拟量I/O一样，每个数据寄存器占用系统RAM存储区中的一个字16BITS。另外，PLC还提供数量不等的特殊数据寄存器，具有不同的功能3）计时器4）计数器用户程序存储区用户程序存储区存放用户编制的用户程序。不同类型的PLC，其存储容量各不相同。3、电源PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个良好的、可得电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在1015范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。5PLC的基本工作原理PLC梯形图与继电器控制器控制电路很相似。梯形图是PLC的编程语言。对于使用者里说，在编程应用程序时，可以不考虑PLC内部的复杂构成和使用的计算机语言，而把PLC看成是内部具有许多；软继电组成的控制器，用提供给使用者的近似于继电器控制线路图进行编程。这些软继电的线圈，动合触电，动断触电，用一定的符号表示。梯形图中和触电在左边，与左侧垂直公共母线相连，线圈在最右边，接右边垂直公共母线，右母线可以省去。但要注意，PLC内部的继电器并不是物理继电器，其实质是存储器中的一些触发器。该触发器为1状态时，相当于继电器得电；该触发器为0状态时，相当于继电器失电。二本机床PLC的控制传统的继电器控制系统经常由输入设备，控制线路和输出设备三大部分组成。J4563机床采用了日本欧姆龙公司生产的可编程控制器为CPM1A40CDTAV1型，这种PLC小型整体式PLC，输出模块为晶体管输出型模块。24点输入和16点输出单元。交流电源可接85V至240V之间的电压。由于根据我公司多年使用PLC的经验和用户反映的情况，我公司采用的这种PLC价格低廉，性能稳定。由于继电器输出模块直接连接到电磁阀上，比较容易烧坏PLC的触电。故采用晶体管输出型PLC，用中间继电器来转换。在J45机床电路上PLC的使用情况在输入方面有操作方式转换开关输入，手攀车，寸动，单次和连续。按钮方面有，紧急停止按钮，行程停止按钮和连续予置按钮输入。检测开关有气压检测和油路检测。在输出方面有主电动机，油磅电机，离合器双联筏和吹气电磁阀。指示灯则包括了气压指示，油路报警指示和机床停止死点灯。这些输入/输出模块的运行情景况就是机床操作说明部分如下一运转准备1首先观察气源压力是否达到规定的压力，接通电源后，若指示灯HL3绿色亮，表示气压正常，压力继电器SP接通，否则机床不能运行。2紧急停止按钮SB3置于复位正常。3压力机启动主电机前，检查攀车杆是否压住行程开关SQ1。4启动变频器，电机启动，电机正转按离合器正常工作规定方向为正转。若电机反转，将变频器停止，断开电源，将电机U1，V1，W1中的任意两相颠倒，再行开机。5滑块停止在死点时，指示灯HL4白色亮；否则选择寸动操作，将滑块停止上死点，且HL4亮时，滑快才能进行单次或连续操作运行。二运行操作本机床设有双手操作或脚踏操作方法，双手同时按下时间差不能超过05S，运行准备就绪后，压力机可以同时按下述操作规范进行操作。如用户需配置脚踏开关时，在操作前将手足转换开关SA2旋至所需操作方式，再进行相关操作，脚踏方法与双手操作相同。1寸动将万能转换开关SA3转向；寸动，位置，双手同时按下SB4，SB5，滑块运行，运行的距离由操作者控制。注意寸动操作仅用于安装调整模具时使用，切勿当正常冲压操作。2手攀车M/C操作时确认主电机处于静止状态将万能转换开关SA3转向手攀车位置，取出攀车杆，行程开关SQ1松开，离合器接合，用攀车杆，可以攀动飞轮，使滑块运行到所需位置，完毕后必须将攀车杆插入原位置，压住行程开关SQ1，否则机床不能正常运行行。3单次滑块停在上死点且上死点灯HL4亮时，将万能转换开关SA3转向单次位置，双手同时按下SB4，SB5，直到滑块超过150O后松开双手，滑块运转一个行程停止在上死点位置，上死点灯HL4亮，才能再进行单次行程。如滑快运行在0150O之间松开双手，滑块立即停止，并不能再次开动，必须用寸动的方式将滑块调整到上死点，才能再次进行单次行程。4连续滑块停在上死点且上死点灯HL4亮时，将万能转换开关SA3转向连续位置，首先按；连续予置，按钮SB6，指示灯HL5亮，双手松开，滑快会立即停止，并不能再次启动，必须用寸动的方式将滑快调整到上死点，才能再次进行正常操作。若按行程停止按钮SB7，滑块停在上死点且HL4灯亮；按紧急停止按钮SB3，滑块立即停止。如果滑块不停在上死点，利用寸动的方式将滑块调整到上死点，才能再次进行正常操作。一般只有在紧急情况下才能按此；紧急停止；按钮SB3。本机床使用的欧姆龙PLC提供一种简易编程器，方便机床调试人员在用户工业现场进行程序的修改。编程器与可编程控制器连接可以通过电缆进行，也可以直接插在可编程控制器面板上方。编程器面板大体可分成编程器液晶显示屏，工作方式选择开关，编程器键盘三个区域。显示屏为216字符，可逐条显示命令语言或监视通道状态，但不能显示梯形图。工作方式选择开关是一个三位置开关，可供可编程控制器选择三种工作方式RUN运行MONITOR监控PROGRAM编程。1RUN运行运行方式。这种工作方式可以启动监视用户程序并运行，若发现程序有错误或可编程序控制器工作不正常，能够自动停止运行中程序。2MONITOR监控方式。这种工作方式是将用户程序投入运行，并直接监试操作的执行情况。3PROGRAM编程方式。这种工作方式仅在编程期间使用，可编程控制器不执行用户程序。用户可以使用键盘输入用户程序，并可使用相对的键对程序进行修改或编辑。也可以将RAM中的程序调出来检查。也就是说，在编程PROGRAM方式下，用户可以读，写用户程序；效验或清除程序；检索指令或继电器编号；插入或栓除指令；I/O状态以及各通道数据检测；强制I/O状态置位或复位；改变通道数据；读取系统的故障代码等。注意；在使用完编程器后，必须将工作方式选择开关打到RUN运行运行方式再将接口断开。否则PLC无法工作运行。三凸轮控制器的应用凸轮控制器是机床用来发出角度PLC,显示机床滑块所处于的位置凸轮控制器一般用链条传动,与机床的曲轴同步在凸轮控制器的主轴上装有几组凸轮片,在凸轮片下装有检测开关,它是感应两组凸轮片之间形成缺角而发出信号J45机床使用的凸轮控制器为LSK206JCP,这种凸轮控制器的感应开关为光电式接近开关,并在凸轮控制器轴上装有角度指示盘产生与压力机同步的凸轮控制角度其与PLC之间通过外部线路的连接从而增加了控制信号的快速性,可靠性,为压力机快速,高性能的工作提供了有力的保障J45机床凸轮控制器传到PLC上的角度分别为单次停止上死点角度,连续停止上死点角度,过下死点角度,防连冲角度,吹气角度和计数器角度机床如果要成周期性运行必须依靠单次停止上死点角度,连续停止上死点角度,过下死点角度在单次状态下,防连冲角度防止了机床发生连冲第四章总结和体会毕业设计结束了,虽然时间很短,可是我也学到了不少的东西作为一名即将工作的工人,这种设计的经历为我们的工作打下了良好的技术基础,为专业知识的利用提供了难得的机会在设计过程中也曾遇到过一些困难和不懂的地方,可是经过老师的奚心指点和自己认真的查阅相关质料都得到了解决着使我明白困难与挫折并不可怕,只要你认真的对待它,想尽办法去克服它,相信最终都是可以克服的通过毕业设计，不但使我对以前所学知识有了更深刻的了解和掌握，而且在绘图软件的应用方面，我已经可以熟练的操作。另一方面，我也充分认识到自己在设计过程中的不足，在今后的工作中，我还需继续学习以不断完善自我。总之，毕业设计给我一次理论与实践相结合的机会。认识到了自己的许多不足。我会继续努力完善自我，为以后打下坚实的基础。压力机运转的设计思路一压力机的注意事项使用压力机前应仔细阅读压力机使用手册和PLC操作手册滑块运行过程中禁止身体任何部位进入工作危险区,否则可能造成人身伤害事故机床采用的电器元件具有一定的使用寿命,如超过使用寿命时应更换新元件,以确保作业安全非技术人员请勿打开控制箱,以免发生危险不可强行将电气箱门打开启电气箱门时,必须先将箱门上的电源开关旋转手柄旋向OFF位置,使手柄与延伸杆脱开,然后将门锁打开滑块封闭高度调整完毕后,必须将滑块调整开关SA3旋至OFF位置,机床才能正常冲压机床操作完毕,请保管好操作按钮开关每冲完一个工件,手和脚必须离开按钮或脚踏开关,防止误操作两个人以上操作时,应定人开车,注意协调配合好选择调整功能时,在操作前请确认主电机处于静止状态寸动操作仅用于安装调整模具时使用,切勿当正常冲压操作严禁在无可靠保护装置时,使用脚踏开关二压力机的运行本机床采用可编程控制器PL