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dq060
精密
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设计
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【DQ060】精密磨床电气控制系统设计,dq060,精密,磨床,电气,控制系统,设计
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湘潭大学兴湘学院 毕业论文（设计）任务书 论文（设计）题目： 精密磨床电气控制系统设计 学号： 2008963330 姓名： 唐侠 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 张高峰 系主任： 一、主要内容及基本要求 1、 查阅资料，了解磨床的基本结构，掌握运动过程。 2、 确定电气控制方案。 3、 设计控制电路（包括主电路、控制电路及辅助电路）。 4、 详细阐述分析工作过程其工作原理。 5、 选择各种电器设备（列出清单）。 6、 绘制 I/O 借口图及梯形图 7、 设置面板接线方案 8、 对毕业设计进行总结 二、重点研究的问题 首先对原来旧式机床的工作原理进行分析，在此基础上确定改 造的方案。 其次是根据电气控制要求所需的用户输入设备，输出设备，以 及由输出设备驱动的控制对象。据此确定 I/O 点数，分 配 研究方法 技术路线 I/O 点，绘制 I/O 连接图， 选择 然后设计控制系统程序。确定端口接线，和面板设计。 三、进度安排 序号 各阶段完成的内容 完成时间 1 熟悉课题、调研、收集资料 第 1 2 周 2 方案设计、论证 第 3 5 周 3 总体电气方案设计 第 6 7 周 4 绘制电气图、 I/O 借口图 第 8 10 周 5 绘制梯形图，零件清单 第 11 13 周 6 撰写说明书、翻译资料、准备答辩 第 13 14 周 7 8 四、应收集的资料及主要参考文献 1床数控改造设计与实例（第一版），机械工业出版社， 2001， 2械工程及自动化简明设计手册（下册）（第二版），机械工程出版社， 3. 吴振彪主编 ,机电综合设计指导 (第一版 )，中国人民大学出版社， 2001， 4控机床，机械工业出版社（第二版） 2000， 5俊明主编，机床数控技术（第二版），哈尔滨工业大学出版社，2001， 6，数控机床及应用 (第一版 )，高等教育出版社， 1999， 7建君主编，现代数控机床 (第一版 )，化学工业出版社 2000， 8控技术 (第一版 )，机械工业出版社， 1999， 9械设计标准应用手册 (第一版 )，机械工业出版社， 1995； 10明机械设计手册（第二版），上海科学技术出版社， 2000， 11械设计图册（第 5 卷），化学工业出版社， 1992； 12电气传动控制系统设计指导 ,机械工业出版社， 2004 目录 中英文摘要 . 1 绪论 . 3 . 3 . 3 造老机床有很多的优点 . 3 一磨床功能介绍 . 4 床的结构图 . 4 床的组成及功能 . 4 轮工作方式 . 4 要技术参数 . 4 二磨床控制系 统改造 . 5 床原理图分析 . 5 三 绍 . 9 电工委员会（ 义 . 9 特点 . 9 分类及原理 . 9 发展 . 9 四 制电路相对于早期的继电器控制电路的优点 . 9 五 制的 I/O 分配表 . 11 六 部接线图 . 11 七梯形图和语句表 . 12 八 气控制系统 I/O 设备的选择 . 14 九 . 15 十柜内电器元件安装位置图 . 16 十一 . 17 十二 . 18 十三 . 19 总结 . 21 主要参考文献 . 22 附录一： . 23 附录二： . 32 磨床电气控制系统设计 摘要： 本设计的内容主要是（可编程逻 辑控制器）进行改造使用的 面磨床的控制部分。进行了全面的思考和分析的第一本次设计，使自己的 面磨床的基本结构，运动情况，加工工艺要求 等有一定的了解。该 面磨床主要成分等车身，尾座主轴齿轮箱，齿轮箱，导螺杆，料杆，刀架。进行分析的 面磨床电气控制部分获得它需要完成开门断电功能，主轴电机反向控制功能，刀架的快速遍历功能，冷却泵电动机的控制。然后根据电气控制电路的电路图，可编程控制器的梯形图转化，转化，进行仿真实验用可编程序控制器实验台。作为一个结果的可靠性极高，极其丰富的指令集，易于掌握，操作方便，丰富的内置集成功能，实时特性。因此导致 面磨床完成门外原有的功能特点，而且还具有安装简便，稳定性好，易于使用，扩展 能力强等特点。 关键字： 可编程控制器 改造电气控制 床 s is LC to 7120 s I on to to 7120 s so on to 7120 so on on to 7120 to it to to to s s to s LC on LC As a of LC of to 7120 to to be to so on 附录一： 过程监测与感应元件 摘要：提高自动化搭配要求高速度和高性能导致的需要的过程监测方法，避免错误的或破坏性的条件。本文介绍的新的监测方法使用感官工具机。集成了一个感应灯具和自适应过程。相互作用的这些组成部分允许新的监测能力。一个新概念的传感器融合结果的方法自动自校准和详细了解的过程。影响从主轴，工件和动态过程可以分开。 各种生产技术的发展，导致越来越多的自动化，灵活性 1 3 和 4生产力。这样的结果是严格的要求，对机械零件和监测的能力，其条件和加工过程。监控策略可以是基于传 动及 据 5 7 或申请单或多传感器 8 , 9。在合作研究中心“ 成部分在其生命周期”（ 方法统一传感器，信号处理，数据存储和通信与物理机器部件调查在所生产的工程技术工具机（周，莱布尼茨汉诺威大学）。作为第一次组件 感觉夹具系统已发达，其中包括不同的传感器，使传感器融合 10。最近的研究也导致自适应系统，这允许一个独立的自适应控制调整工艺和设备条件以及补偿静态和动态误差的影响 11 , 12。参 。 13 , 14 一自适应主轴系统工具挠度补偿和振动磨的描述。集成传感器同样被用来监测。使用这些组件在一个安装程序，铣床提供感官能力两边的过程。这是第一步感觉机器工具和过程控制可与手工加工中，刀具和工件手引导。本文介绍（第一次）结合应用的感觉和夹具主轴的过程监控。在介绍的元件，传感器融合卡拉曼滤波，互相定位，确定过程的力量，和观察工件的变形的过程。 感觉夹具由一个模块化夹具系统结合零坐标位置系统（图 1）。模块化夹紧系统包括各种不同的元素（如支持，摇摆夹），它可以根据安排夹持任务。 为此，夹紧元件可以是专用夹具，可以使用位于原点坐标。自适应主轴是主动补偿静态和动态工具挠度，和稳定铣削过程 15 , 16。三压电致动器设置在传统的主轴在并联配置（图 2）。这使得移动主轴在三个自由度的一个 100毫米范围。只允许在 x轴 此，因此，工具提示可以方形空间内移动。每个驱动器进行应变个别位置控制。感官系统扩展三个力传感器之间的上部安装环和机结构。加工试验，感官元素是安装在垂直轴铣床（图 3）。流程力量测量设备。 光对主轴的动作是敏感的，而刀具 的反应与主轴直接相关。相对位置允许系统自动校准。 已知的方法传感器融合的信号水平 波 17。 波器是一个随机点型估计 18 , 19 。基于状态空间描述的测量系统与已知噪声的输入和输出该系统固有的国家可以计算和信号噪声减少。状态空间描述的系统显示环境质量标准。（ 1）和（ 2），其中一个状态矩阵，是输入矩阵，丙型介绍了输出矩阵和矩阵的直接馈通 （ v和 向量表示矢量系统的状态，是相对应的传感器信号。该系统输入你的过程是 力量的行为在工件。这实际上是不知道。因此，向量是通过估计 u20 , 21： （ 4）和（ 5）指由此产生的系统描述。本改变 输入纳入错误 。如果输入信号的动态比较低的采样率，这一提法的 里的传感器信号）。该传感器系统的描述，其中建立了系统的设计 10，也用在这里了。它意味着直接转移（输入输出）根据式（ 2）的矩阵目前的模型的动态传感器系统的特性被忽视的。这是必要的，不仅包括过程也为输入向量，由于采取方法的不同点的工件取决于刀具路径： 矩阵有来计算参数的系统。方法是在这里显示：“ 段接触与工件的感应主轴；“ 标准的不重合 在主轴运动相对于工件的位置。夹具与主轴接触力的测量。这是重复的不同点工件和不同的方向。由此产生的信号低通滤波以排除噪声的影响。矩阵计算是采用了最小二阶回归分析，图 4描述了校准结果的不重合。本剩余误差是由耦合的传感器。本测量方向是受干扰。支承件（次零件的夹具；见图 1）反应的支柱力量在 对比这样，他们 的反应作为悬臂梁力的和 过程的标定 在线校准使用过程的力量激发系统的。加工点的改变了工件在校准周期为标定力测量系统。此外，一个有效的校准的强烈耦合系统中的激励不同的力的方向必须是线性无关的。因此，大量不同的参数设置已被使用。图 5和显示正常力量铣槽操作的。图 5 b 描绘了低通滤波信号。夹具显示更多的信号中的噪声（图 5）。补偿这些影响信号的系统可以结合使用 波器。信号是用来确定主轴的力的。这些变化的力和时刻用光敏原件检测。 4. 加力测试结果。 过程监控可以实现通过观察 力信号预定阈值，信号动态和统计行为。图 6显示测量铣削力。一个频率分析使分离的影响和鉴定过程中的失败。验证的检测能力，切削深度的影响，转速，每齿进给，铣削加工策略进行了测试，测试不同参数。 定过程中的力 分数阶乘试验 60 磨试验设计。一个立方体工件（ ）加工端铣刀（丁 =12 毫米， 2 =3，高速钢时， =308， =158）。本切削深度之间 1 和 2 毫米，转速从 3000到 5000 每分钟转速和每齿进给量从 21到 33毫米。十参数组合进行选择和优化导致空间填充设计。这些参数组合用于槽铣刀，铣削 ，铣削。图 7描述测量平均值。图七显示切割量依靠的是切削力。正如预期的那样，切削量与切削力成正比。 值与理论计算。 在图 7b 中只有理解状态有提高主轴转速速度范围太小，具有重大影响。图7c 描述了影响铣削方式。顺铣的原因低进给力，但大的正常的进给力。切削力部分拉工具进给方向。因为影响切割边缘进入工件，进给力比较高。在这些力的作用不是铣削。切割主要发生在进给方向。当切割边缘进入工件金相变化时，推力工具横向的。后来，切削力拉到的工具工件降低正常的进给力量。在铣槽的所有力量比较高。图 7显示增加所有力量增加每齿进给。测量 结果表明，该结合感官元件，可用于监测。光接触条件和由此产生的力量，显示系统灵敏度。 在铣削薄壁工件的变形工件提出了挑战，精密制造。由分析测量过程和材料去除率实际材料去除率可监测。因此，在准确的测量过程允许鉴定在加工过程中工件的变形。这是测试一个圆角铣削与厚度的减小。本实验开始在 6毫米厚度。在一个教学阶段切割宽度是从 50到 600毫米（图一）。一种新型可计算该地图上的切割宽度。为监测，该模型是用来比较的名义宽度用一个估计的切削力（图 8）。 另外一个可以接受的协议的实际和估计值，一 个越来越偏离标称宽度切可观察降低鱼片厚度。从第十八上运行，越来越偏离角铣刀。 本文介绍了使用相结合感官工具机组件的力量有关的过程监测。组合安装程序允许自校准传感器的固有功能。传感器数据融合导致更高的灵敏度和准确。工具和工件的行为可以共同和独立在运行过程中。未来研究的重点是进一步结构整合传感器的功能，延长系统模型信号融合和检测方式。作者感谢 授和教授 L . B 支持的文件，和德国研究基金会（东风集团）资金 轴系统铣床”（ 在 参考书籍 1 A, , Zah , . (2007) of 56 (2). p. 783809. 2 . (2008) of 57 (2). p. 736749. 3 , , , , , , . (2008) of 48 (2). p. 527540. 4 , , . (2003) of 52 (2). p. 483. 5 (2002) an 6 , (1982) , , , , , ( 419438. 7 , (2004) 8 K, (2001) - 5279 , , , , , . (1995) of 44 (2). p. 541567. 10 , M (2008) of (3). 327331. 11 , , . (2007) of 56 (2). p. 657 686. 12 (2007) 13 , C (2007) of 2007. 14 C (2008) ra15 , Gu, (2009) of a by of 2009, 9398. 16 , Gu (2009) of of a by of of 1, 2009, 333336. 17 C, L (2002) (2): 107119. 18 (1960) A of 2:45. 19 , (2001) 20 , , M (2009) a of 2009. 21 W, W (1998) of 7 湘潭大学兴湘学院 毕业设计说明书 题 目： 平面磨床电气控制系统设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 2008963330 姓 名： 唐侠 指导教师： 张高峰（副教授） 完成日期： 2012 年 5 月 26 日 湘潭大学兴湘学 院 毕业论文（设计）任务书 论文（设计）题目： 精密磨床电气控制系统设计 学号： 2008963330 姓名： 唐侠 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 张高峰 系主任： 一、主要内容及基本要求 1、 查阅资料，了解磨床的基本结构，掌握运动过程。 2、 确定电气控制方案。 3、 设计控制电路（包括主电路、控制电路及辅助电路）。 4、 详细阐述分析工作过程其工作原理。 5、 选择各 种电器设备（列出清单）。 6、 绘制 I/O 借口图及梯形图 7、 设置面板接线方案 8、 对毕业设计进行总结 二、重点研究的问题 首先对原来旧式机床的工作原理进行分析，在此基础上确定改 造的方案。 其次是根据电气控制要求所需的用户输入设备，输出设备，以 及由输出设备驱动的控制对象。据此确定 I/O 点数，分配 研究方法 技术路线 I/O 点，绘制 I/O 连接图， 选择 然后设计控制系统程序。确定端口接线，和面板设计。 三、进度安排 序号 各阶段完成的内容 完成时间 1 熟悉课题、调研、收集资料 第 1 2 周 2 方案设计、论证 第 3 5 周 3 总体电气方案设计 第 6 7 周 4 绘制电气图、 I/O 借口图 第 8 10 周 5 绘制梯形图，零件清单 第 11 13 周 6 撰写说明书、翻译资料、准备答辩 第 13 14 周 7 8 四、应收集的资料及主要参考文献 1床数控改造设计与实例（第一版），机械工业出版社， 2001， 2械工程及自动化简明设计手册（下册）（第二版），机械工程出版社， 3. 吴振彪主编 ,机电综合设计指导 (第一版 )，中国人民大学出版社， 2001， 4控机床，机械工业出版社（第二版） 2000， 5俊明主编，机床数控技术（第二版），哈尔滨工业大学出版社， 2001， 6，数控机床及应用 (第一版 )，高等教育出版社， 1999， 7建君主编，现代数控机床 (第一版 )，化学工业出版社 2000， 8控技术 (第一版 )，机械工业出版社， 1999， 9械设计标准应用手册 (第一版 )，机械工业出版社， 1995； 10明机械设计手册（第二版），上海科学技术出版社， 2000， 11械设计图册（第 5 卷），化学工业出版社， 1992； 12电气传动控制系统设计指导 ,机械工业出版社， 2004 湘潭大学兴湘学院 毕业论文（设计）鉴定意见 学号： 2008963330 姓名： 唐侠 专业： 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计说明书） 40 页 图 表 8 张 论文（设计）题目： 精密磨床电气控制系统设计 内容提要： 1、 查阅资料，了解磨床的基本结构，掌握运动过程。 2、 确定电气控制方案。 3、 设计控制电路（包括主电路、控制电路及辅助电路）。 4、 详细阐述分析工作过程其工作原理。 5、 选择各种电器设备（列出清单）。 6、 绘制 I/O 借口图及梯形图 7、 设置面板接线方案 8、 对毕业设计进行总结 指导教师评语 指导教师： 年 月 日 答辩简要情况及评语 答辩小组组长 ： 年 月 日 答辩委员会意见 答辩委员会主任： 年 月 日 湘潭大学兴湘学院 毕业论文（设计）评阅表 学号 2008963330 姓名 唐侠 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计）题目： 平面磨床电气控制系统 评价项目 评 价 内 容 选题 体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的； 量是否适当； 研、社会等实际相结合。 能力 合归纳资料的能力； 究方法和手段的运用能力； 论文 （设计）质量 述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完 备、整洁、正确，引文是否规范； 无观点提炼，综合概括能力如何； 无创新之处。 综 合 评 价 该同学的论文选题符合培养目标要求，能体现学科专业特点，达到了综合训练的目的。该生具有一定的文献查阅、资料综合归纳整理的能力，基本上能在设计工作中运用所学知识，毕业设计设计方案可行，说明书内容较全面，平面布局较合理，技术用语准确。研究内容具有一定的实际应用价值。 评阅人： 2012 年 5 月 日 目录 中英文摘要 . 1 绪论 . 3 . 3 . 3 . 3 一磨床功能介绍 . 4 . 4 . 4 . 4 . 4 二磨床控制系 统改造 . 5 . 5 三 . 9 . 9 . 9 . 9 . 9 四 制电路相对于早期的继电器控制电路的优点 . 9 五 制的 I/O 分配表 . 11 六 部接线图 . 11 七梯形图和语句表 . 12 八 柜内电器元件安装位置图 . 16 十一 . 17 十二 . 18 十三 . 19 总结 . 21 主要参考文献 . 22 附录一： . 23 附录二： . 32 1 磨床电气控制系统设计 摘要： 本设计的内容主要是（可编程逻 辑控制器）进行改造使用的 行了全面的思考和分析的第一本次设计，使自己的 面磨床的基本结构，运动情况，加工工艺要求等有一定的了解。该 面磨床主要成分等车身，尾座主轴齿轮箱，齿轮箱，导螺杆，料杆，刀架。进行分析的 面磨床电气控制部分获得它需要完成开门断电功能，主轴电机反向控制功能，刀架的快速遍历功能，冷却泵电动机的控制。然后根据电气控制电路的电路图，可编程控制器的梯形图转化，转化，进行仿真实验用可编程序控制器实验台。作为一个结果的可靠性极高，极其丰富的 指令集，易于掌握，操作方便，丰富的内置集成功能，实时特性。因此导致 且还具有安装简便，稳定性好，易于使用，扩展能力强等特点。 关键字： 可编程控制器 改造电气控制 2 s is LC to 7120 s I on to to 7120 s so on to 7120 so on on to 7120 to it to to to s s to s LC on LC As a of LC of to 7120 to to be to so on 3 绪论 磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。磨床能加工硬度较高的材料，如淬硬钢、硬质合金等，也能加工脆性材料，如玻璃、花岗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能进行高效率的磨削，如强力磨削等。大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石，砂带等其他磨具和游离磨料进行加工。如超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。 由于老式磨床的电气线路都是用继电器作为逻辑控制，其触点多相对的故障也多，给生产带来诸多不便。例如： （ 1）电动机不能启 动； （ 2）电磁吸盘 等。 而现在工业生产中，中、小批量零件的生产占产品数量的比例越来越高，零件的复杂性和精度要求迅速提高，以继电器线路的传统普通磨床已经越来越难以适应现代化生产的要求，制造业的竞争已从早期降低劳动力成本、产品成本、提高企业整体效率和质量的竞争，发展到全面顾客要求、积极开发新产品的竞争，将面临知识，技术产品的更新周期越来越短，产品批量越来越小，面对质量、性能的要求更高。同时社会对环境保护、绿色制造的意识不断加强。因此敏捷先进的制造技术将成为企业赢得竞争和生存、发展的主要手段。但 新机床购置费用高，且生产准备周期长。因此对原有机床的现代化改造显得尤为重要。 （ 1）节省资金，减少投资额，交货期短。机床的 造，可大大减少资金的投入，同购置新机床相比，一般可节省 60%费用，改造费用低。特别是大型、特殊设备尤为明显。一般大型机床改造，只需花新机床购置费得 1/3。即使将原机床的结构进行彻底改造升级，也只需花费购买新机床 60%的价格。可以充分利用现有地基，不必像购入新设备那样重新购筑基地。 （ 2）性能稳定可靠，因原机床各基础件经过长期时效， 几乎不会产生应力变形而影响精度，且各部件已经长期磨合，使改造后的机床性能稳定可靠，质量好可作为新设备继续长期使用。 （ 3）有利于使用和维护，由于改造前机床已使用多年，操作者对机床的特性早已了解，在操作使用和维修方面培训时间短、见效快。改造的机床一经安装好，就可以实现全负荷运转。 4 （ 4）可以采用最新的控制技术，提高生产效率。可根据技术革新的发展速度，及时地提高生产设备的自动化水平和效率，提高设备质量和档次，将旧机床改成当今水平的机床。机床经改造后，即可实现加工的自动化，效率可比传统机床提高 3至 7倍。对复杂零件而言，难度越高，功能提高的越多。且可以不用或少用工装，不仅节约了费用，而且可以缩短生产准 备周期。提高产品质量，降低废品率，零件的加工精度高，尺寸分散度小，使装配更加灵活。 一磨床功能介绍 图 作台、磨头、立柱、拖板、行程档块、砂轮修正器、 5 驱动工作台手轮、垂直进给手轮、横向进给手轮等组成。 立柱 支承滑座及砂轮架。 垂直进给手轮 砂轮向工件深度方向移动。 横向进给手轮 砂轮沿其轴线间隙运动。 床身 用于支承和连接磨床各个部件。为提高机车刚度，磨床床身一般为箱型结构，内部装有液压传动装置，上部有纵向和横向两组导轨以安装工作台和砂轮架。 工作台 由上下两层组 成，上工作台可相对于下工作台偏转一定角度，以便磨削锥面；下工作台下装有活塞，可通过液压机构使工作台往复运动。 尾架 安装在工作台右端，尾架套筒内装有顶尖，可与顶尖一起支承工件。它在工作台上的位置可根据工件长度任意调整。 砂轮电动机直接带动砂轮旋转，对工件进行磨削加工，在 平面磨床中，砂轮并不要求调速，所以通常采用笼型异步电动机来拖动，这是平面磨床的主运动；砂轮升降电动机使砂轮在立柱导轨上作垂直运动，用以调整砂轮与工件位置。工作台和砂轮的往复运动是靠液压泵电动机进行液压传动的 ，液压传动较平稳，能实现无级调速，换向时惯性小，换向平稳。 平面磨床工作台的往返运动采用液压传动，能保证加工精度。由液压电动机拖动液压泵，经液压传动装置实现工作台的往复运动。冷却泵电动机带动冷却泵供给砂轮和工件冷却液，同时利用冷却液带走磨削下来的铁屑。 1、输入电源： （三相四线） 50、故障考核 13项 3、工作环境：温度 00C 二磨床控制系统改造 6 图 7120型平面磨床的电气控制线路如图所示。该线路由主电路、控制电路、电磁吸盘控制电路和辅助电路四部分组成。 （ 1）主电路分析 主电路中有 4 台电动机。其中 液压泵电动机，由 触点控制； 砂轮电动机， 由 主触点分别控制。 4 台电动机和控制电路进行短路保护， 1、 行过载保护。砂轮升降电动机因运转时间很短，所以不设置过载保护 。主电路图如下： 7 图 2)控制电路分析 当电源电压正常时，合上电源总开关 于 7 区的电压继电器 常开触点闭合，便可进行操作。 1液压泵电动机 其控制电路位于 7 区、 8 区，启动过程为：按下 电 动；停止过程为：按下 电 动过程中若 闭触点分断， 到过载 保护作用。 2砂轮电动机 其控制电路位于 9区、 10区，启动过程为：按下 止过程为：按下 电 3冷却泵电动机控制 冷却泵电动机 过接触器 制，因此 砂轮电动机 联动控制。按下 3 与 下 3 与 联在 应的热键电器动作，都将使 4砂轮升降电动机控制 其控制电路位于 11 区、 12 区，采用点动控制。砂轮上升控制过程为：按下 电 动正转。当砂轮上升到预定位置时，松开 电 转。砂轮下降控制过程为：按下 电 动反转。当砂轮下降到预定位置时，松开 （ 3） 电磁吸盘控制 电磁吸盘是固定加工工件的一种夹具。它是利用通电线圈产生磁场的特性吸牢铁磁性材料的工件，便于磨削加工。电磁吸盘的内部装有凸起的磁极，磁极上绕有线圈。吸盘的面板也用钢板制成，在面板和磁极之间填有绝磁材料。当 吸盘内的磁极线圈通以直流电时，磁极和面板之间形成两个磁极，既 极，当工件放在两个磁极中间时，使磁路构成闭合回路，因此就将工件牢固地吸住。 1电磁吸盘的组成 工作电路包括整流、控制和保护三个部分，位于图中的 16 20 区。整流部分由整流变压器和桥式整流器 出 110V 直流电压。 2电磁吸盘充磁的控制过程 按下 电（自锁） 3电磁吸盘的退磁控制过程 工件加工完毕需取下时，先按下 断电磁吸盘的电源，由于吸盘和工件都有剩磁，所以必须对吸盘和 工件退磁。退磁过程为：按下 时电磁吸盘线圈通入反向的电流，以消除剩磁。由于去磁时间太长会使工件和吸盘反向磁化，因此去磁采用点动控制。松开 去磁结束。 电磁吸盘是一个比较大的电感，当线圈断电瞬间，将会在线圈中产生较大的自感电动势。为防止自感电动势太高而破坏线圈的绝缘，在线圈两端接有 成的放电回路，用来吸收线圈断电瞬间释放的磁场能量。 当电源电压不足或整流变压器发生故障时，吸盘的吸力不足，这样在加工过程中，会使工件高速飞离而造成事故。为防止这种 情况，在线路中设置了欠电压继电器 线圈并联在电磁吸盘电路中，其常开触点串联在控制线路中。当电源电压不足或为零时， 压泵电动机和砂轮电动机停转，确保安全生产。 (4)辅助电路分析 辅助电路主要是信号指示和局部照明电路，位于图中 21 28区。其中， 变压器 电，工作电压为 24V，由手动开关 制。其信号灯也由 作电压为 6V。 电源指示灯； 转指示灯； 转指示 9 灯； 4运转指示灯； 盘工作指示灯。 三 绍 可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统。专为工业环境应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行内部逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术运算等操作指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出控制各类型的机械和生产活动。 （ 1）可靠性高，抗干扰能力强。 （ 2）编程直观，简单。 （ 3）环境要求低，适应性好。 （ 4）功能完善，接口功能强。 （ 5）元件少，结构较简单。 分类及原理 为超小型 中型 按结构形式分：整体型和模块型 括内部处理 输入处理 输出处理几个阶段。全过程扫描所须的时间称为扫描周期。当处于 态时，上述扫描周期为不断循环过程。 在制造工业（以改变几何形状和机械性能为特征）和过程工业（以物理变化和化学变化将原料转化成产品为特征）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。 20 世纪 60 年代末期 ,在技术改造的浪潮的冲击下，为使汽车结构及外型不断改进，品种不断增加 ,需要经常变更生产工艺 ,美国数字设备公司 (先研制出第一台符合要求的控制器 ,即可编程控制器 ,并在美国 司的汽车上试用成功 976 年开始研制， 1977 年应用于工业控制 0 年代至 90 年代中期，是 展最快的时期，年增长率一直保持为 3040%。目前，世界上有 200 多厂家生产 300 多品种 品，主要应用在汽车（ 23%）、粮食加工（ 、化学 /制药（ 、金属 /矿山（ 、纸浆 /造纸（ 等行业。 四 制电路相对于早期的继电器控制电路的优点 10 字或模拟输入 /输出接口，以位运算为主，能够完成逻辑，顺序，定时，记数和算术运算等功能，用于控制机器或生产过程的自动控制装置。统的等效工作电路分为三个部分：输入部分、内部控制电路、输出部分。 工作过程包括公共处理扫描阶段、输入采样阶段、执行拥护程序阶段、输出刷新扫描 阶段。 1、控制方式方面：电器控制硬接线，逻辑一旦确定，要改变逻辑或增加功能很是困难；而 需改变控制程序就可轻易改变逻辑或增加功能。 2、工作方式方面：电器控制并行工作，而 受制约。 3、控制速度方面：电器控制速度慢，触点易抖动；而 过半导体来控制，速度很快，无触点，顾而无抖动一说。 4、定时、记数精度方面：电器控制定时精度不高，容易受环境温度变化影响，且无记数功能； 度高，定时范围宽；有记数功能。 5、可靠性、 维护性能方面：电器控制触点多，会产生机械磨损和电弧烧伤，接线也多，可靠性、维护性能差； 触点，寿命长，且有自我诊断功能，对程序执行的监控功能，现场调试和维护方便。 择 德国西门子（ 司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在工控、冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。在众多的 门子公司的 此我们选择西门子公司的列 代产品，其中 种基本型号。 选用 虑到只是对 出端口需要 16个，输入端口需要 7个。而且并不通过网络或其他方式做远程控制。因此，考虑到经济，实用，稳定等方面因素。我们决定选用 7列的 224 作为本次设计的 11 五 制的 I/O 分配表 表一 六 部接线图 输入信号 输出信号 名称 输入元件 输入点 名称 输出元件 输出点 电压继电器 压泵电机接触器 停按钮 轮电机接触器 +冷却液电动机 压泵电机 1轮上升接触器 压泵电机 1轮下降接触器 轮电机 2磁吸盘充磁接触器 轮电机 2磁吸盘去 磁接触器 降砂轮电机 4M 上升按钮 升降砂轮电机 4M 下降按钮 电磁吸盘充磁按钮 电磁吸盘停止充磁按钮 电磁吸盘去磁按钮 液压泵电机 1 砂轮电机 2却泵电机 3 12 图 梯形图和语句表 13 图 句表： 网络 1：欠电压保护 络 2：控制网络 N D 14 N A N D N N N 气控制系统 I/O 设备的选择 目前一般有自动空气断路器；到开关和熔断器的组合；组合开关三种。根据电动机的容量 (主轴电动机 20速移动电动机 却泵电动机 选用三极单投闸刀开关 型 100 毫安用作机床电源的引入开关。 在机床的控制电路中需要用到不同的电压，例如： 外电路及电器元件，机床上的照明电路所需电压，接触器的 电压，等。它们需要不同的电压等级，提高系统的安全性。选用控制变压器的型号为 500 伏安。 15 主轴电动机的额定功率为 20载电流 40A，选用交流接触器 控制主轴电动机启动。交流接触器 定电流 63A，额定电压 380V，可控电动机的最大功率 30 交流接触器 线圈电压为 380 伏用来操作快速移动电动机启动，冷却泵电动机的启动和停止。接触器 的额定工作电压 380V，额定工作电流 熔断器是一种用于过载与短路保护的 电器，当超出限定值的电
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