发布时间 : 星期四 文章机加工自动线PLC 控制系统设计毕业论文更新完毕开始阅读6aa70430f56527d3240c844769eae009581ba2c1
湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）
第二章 设计内容分析
2.1 机加工自动线的用途以及控制要求要求
机加工自动线可对工件进行机加工自动线可对工件进行铣端面、钻孔、检查、扩孔、镗孔、攻丝、转位、钻深孔等工序进行加工。由于机加工自动线各动力头具有“在线/离线”选择功能，故可对加工工件进行其中一种或几种甚至全部工序的加工，因此，机加工自动线适用的加工范围广泛。另外，机加工自动线拥有全线单周/连续循环、单机半自动/手动和全线自动回原点五种工作方式，用户可根据需要选择其中工作方式运行机加工自动线，这样就大大增加了对机加工自动线操作的灵活性。
2.2 机加工自动线的基本组成和工作原理
本系统由计算机仿真子系统、接口子系统、PLC控制系统、操作台及模拟显示屏几部分构成。为了叙述方便，今后就称机加工自动线控制系统为PLC控制系统。由于PLC控制是电气工程及其自动化专业学习的重点。因此，PLC控制、操作台、模拟显示屏与生产实际基本一致。
大型生产企业，要求使用多工位自动生产线，要求生产质量过关，效率高。而自动生产线性能的好坏除了取决其机械装备本身的性能外，还取决于其控制系统性能的好坏，因此，为自动生产线选择一个先进的控制系统方案，制作一个性能优良的控制系统，对提高自动生产线整体性能的改进至关重要。 2.2.1控制系统的分析
此端盖的加工过程分为四个步骤，需要的设备分别为车床CA6140、刨床B690,钻床23040。可见这些机床都是普通机床，由继电器控制的，并且是纯手动机床。因此，为了能够高效率、高质量的完成加工要求，我们将这些机床用PLC进行改造，将其改造成为一个高性能、高效率的多工位自动生产线。 2.2.2 车床CA6140
CA6140是一种，是在原C620基础上加以改进而来，C代表车床 A代表改进型号 6代表卧式 1代表基本型 40代表最大旋转直径，是机械设备制造企业的是所需设备之一。 CA6140型卧式车床CA6140型卧式车床主要由床身、主轴变速箱、溜板箱、进给箱、溜板、丝杠、光杆与刀架等几部分组成。机床是由主轴电动机通过带传动到主轴变速箱再旋转的，其主传动力是主轴的运动，工件的进给运动也由主轴传递，刀架快速移动由刀架快速移动电动机带动。
床身上最大工件回转直径为400mm。刀架上最大工件回转直径为210mm。最大棒料
-7-
湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）
直径47mm。最大工件长度分别为750 mm, 1000 mm, 1500 mm, 2000 mm 最大加工长度分别为650mm, 900 mm, 1400 mm, 1900 mm。主轴转速范围:正转10～1400r/min ( 24级)反转14～1580 r/min ( 12级)。进给量范围为:纵向0.028～6.33mm/r(共64级);横向0.014～3.16 mm/r(共64级)。标准螺纹加工范围为:公制t=1～192mm (44种);英制a=2～24牙/in ( 20种);模数制m=0.25～48mm (39种);径节制DP=1～96牙/in (37种)。
CA6140型卧式车床电气控制， CA6140卧式车床的机床是由主轴电动机通过带传动到主轴变速箱再旋转的，其主传动力是主轴的运动，工件的进给运动也由主轴传递，刀架快速移动由刀架快速移动电动机带动。实物图如下图2.1：
图2.1车床CA6140实物图
2.2.3 刨床B690 一、简介
B690型液压牛头刨床由床身、滑枕、进给箱、刀架、工作台与横梁等主要部件组成，主要适用于平面和成形面的加工。如装上特殊虎钳或分度头，还可加工轴类和长方体零件的端面和等分槽。 2.滑枕
主要用来带动创刀作往复直线运动(即主运动)，前端装有刀架，共内部装有丝杆螺母传动装置，可用于改变滑枕的往复行程位置。 3.刀架
主要用来夹持创刀。松开刀架上的手柄，滑板可以沿转盘上的导轨带动刨刀上下移动;松开转盘上两端的螺母，扳转一定的角度，可以加工斜面以及燕尾形零件。抬刀板可以绕刀座的轴转动。使刨刀回程时，可绕轴自由上抬，减少刀具与工件的摩擦。 4.工作台
主要用来安装工件。台面上有T形槽，可穿入螺栓头装夹工作或夹具。工作台可随
-8-
湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）
横梁上下调整，也可随横梁作横向间歇移动，这个移动我们称为进给运动。
二、技术参数
B690型液压牛头刨床的技术参数如下:
最大刨削长度为500mm 滑枕底面至工作台面最大距离为370mm。工作台最大移动距离为:水平500mm;垂直300mm。工作台最大回转角度为:无虎钳90。有虎钳55。刀架最大垂直行程为110mm。滑枕每分钟往复次数分别为15,24,37,51,64,80,102,126 times/min。棘轮转动一格时垂直0.0845mm;水平1.33mm。棘轮转动十格时垂直0.845mm;水平1.33mm。电动机为3 kW 1420r/min。虎钳尺寸(长*宽*钳口最大距离)240 *64 *215mm。机床外形尺寸为(长*宽*高)1943*1160 * 1533mm。 三、B690型液压牛头刨床的电气控制
B690型液压牛头刨床由床身、滑枕、进给箱、刀架、工作台与横梁等主要部件组成，主要适用于平面和成形面的加工。B690型液压牛头刨床电气控制线路如图2.2所示。
图2.2 刨床B690原理图
2.2.4 钻床Z3040 一、简介
Z3040摇臂钻床是一种用途广泛的万能机床，适用于加工中小零件，可以进行钻孔、扩孔、铰孔、刮平面及改螺纹等多种形式的加工，增加适当的工艺装备还可以进行钟孔。主要有底座、内外立柱、摇臂、主轴箱、主轴及工作台等部分组成。Z3040摇臂钻床的工作原理:Z3040摇臂钻床采用4台电动机拖动，他们分别是主轴电动机，摇臂升降电动
-9-
湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）
机，液压泵电动机和冷却泵电动机。主轴电动机控制钻床的进给运动;摇臂升降电动机要求能正反向旋转，可用手动操作;摇臂和主轴之间的夹紧、发松可用电气、液压、机械来实现，液压电动机需可正反转，摇臂的移动严格按照摇臂松开一移动一摇臂夹紧的程序进行。因此摇臂的夹紧与摇臂升降按自动控制进行。冷却泵电动机带动冷却泵提供冷却液，只要求单向旋转。系统具有连锁与保护环节以及安全照明、信号指示电路。 二、技术参数
Z3040摇臂钻床的技术参数如下:
主要技术参数为Z3040x10/13。最大钻孔直径为:钢件32 mm;铸件40 mm主轴中心线至立柱母线距离为290-1320mm。主轴端面至底座工作面距离为140-1100mm。主轴行程为220mm。主轴转速为75-1220r/min。摇臂回转角度为360 电机功率为2.2KW。净重1800kg。机床轮廓尺寸(长*宽*高)为:1500*705*20201700*720*2300mm。 三、Z3040摇臂钻床的电气控制
Z3040电路中的主电路、控制电路、信号电路的电源均采用低压断路器引入，交流接触器KM1是主电动机M1接通或断开的接触器，FR1为主电动机过载保护用热继电器。摇臂的升降、立柱的夹紧与放松都要求电动机正、反转，所以M1和M2电动机分别有两个接触器，它们为KM2, KM3和KM4, KM5。摇臂升降电动机M2和冷却泵电动机M4均为短时工作，不设过载保护。实物如下图2.3：
图2.3 钻床Z3040实物图
-10-