數(shù)控銑床排屑槽升級改造畢業(yè)設(shè)計說明書

No.:0000000000000586數(shù)控銑床排屑槽升級改造指導(dǎo)教師XXXXXX摘要:針對深圳華亞數(shù)控機床有限公司的YHM600(A)世紀星系統(tǒng)數(shù)控銑床進行改造，增加自動排泄功能，并根據(jù)要求繪制電氣原理圖、選擇相應(yīng)元器件(包括：中間繼電器、交流接觸器、各種規(guī)格的電線、電機、減速機構(gòu)、排泄槽等)，再根據(jù)電氣原理圖用C語言編制世紀星系統(tǒng)的PLC程序，此外由于華中數(shù)控世紀星數(shù)控系統(tǒng)采用的是"內(nèi)裝型"的PLC,必須在DOS環(huán)境下使用其專門C語言對其進行編程,這種編程方法沒有采用Windows操作系統(tǒng)的方便快捷,并且使用其專門C語言編程和使用傳統(tǒng)的梯形圖編程相比,對編程人員的技術(shù)要求更高,不便推關(guān)鍵詞:數(shù)控系統(tǒng)，plc，改造，自動排屑功能ABSTRACT:Forthencmachinetoolco.,LTD.ShenzhenChinaYHM600ShiJiXingsystemmodificationofCNCmillingmachine,(A)increasetheautomaticdischargefunction,andaccordingtotherequirementscreateelectricalschematicdiagram,selecttheappropriatecomponents(including:intermediaterelay,accontactor,allkindsofwires,motors,retardingmechanism,dischargechute,etc.),accordingtotheprincipleofelectricaldiagramagainShiJiXingsystemofPLCprogramwithClanguage,moreoverbecausethehuazhongncShiJiXingncsystemUSESAbuilt-intypeofPLC,mustintheDOSenvironmenttouseitsspecialClanguageprogramming,theprogrammingmethodwithoutusingtheWindowsoperatingsystemfastandconvenient,andusetheClanguageprogrammingandcomparedwithtraditionalladderdiagramprogramming,theprogrammingofthetechnicalrequirementshigher,inconvenientuse,sothisdesignalsoexpandtounderstandthehuazhongnc8systemestablishmentandapplicationofPLCladderdiagram.Keywords:thenumericalcontrolsystem,PLC,transformation,automaticchipremovalfunctionKEYWORDS:CNCsystem,PLC,transformation,automaticchipremovalfunction 1.1柔性制造系統(tǒng)FMS 2 4排屑槽PLC改造2(8型系統(tǒng)) 14 前言種品種多，更換頻繁，生產(chǎn)批量又不大，設(shè)備專用性低導(dǎo)致的工藝穩(wěn)定性差，生產(chǎn)效率低，為了適應(yīng)時代的要求，柔性生產(chǎn)線應(yīng)運而生。近幾十年來，企業(yè)在制造部門投入了越來越多的資金，數(shù)控機床、加工中心，柔性生產(chǎn)線FMS(FlexibleManufactureSystem)，3D打印機等逐漸增多，這些先進的設(shè)備大大的提高了生產(chǎn)效率，同時也為制造領(lǐng)域提出了許多新概念，新思想，新方法所以我們不再單單停留在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，受設(shè)備固有功能的約束，我們要學(xué)會根據(jù)實際情況，根據(jù)現(xiàn)場要求，對設(shè)備、生產(chǎn)線進行改造整合，以提高其靈活性和效率性，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，縮短生產(chǎn)周期，降低產(chǎn)品成本從而使得中小批量生產(chǎn)能與大批量生產(chǎn)相抗衡。柔性生產(chǎn)線要求我們對數(shù)控機床，機械手，數(shù)控系統(tǒng)，PLC，氣電控制原理，機械傳動原理，傳感器等都要有所了解。本設(shè)計為超級基礎(chǔ)入門級，所涉及的方面較少且非?；A(chǔ)，只是對一臺普通的數(shù)控銑床進行簡單的改造，意在引發(fā)大家開始了解關(guān)注柔性生產(chǎn)線，為大家提供一種新的方向和思考方式。本次畢業(yè)設(shè)計，為了達到以下目的：1、綜合運用在校期間所學(xué)的專業(yè)理論知識和實踐操作能力同時學(xué)會尋找、查閱、消化相關(guān)技術(shù)文獻及網(wǎng)絡(luò)資料；2、培養(yǎng)方案的制訂、論證、計算、較、總結(jié)等能力同時培養(yǎng)對計算機繪圖軟件、編程軟件的應(yīng)用熟練程度；3、能繪制電分析“學(xué)生畢業(yè)論(設(shè)計)規(guī)范化規(guī)定”的能力；5、加強培養(yǎng)尋找問題，分析問題，解決問題的能力，加強與人溝通與人協(xié)作的能力。1柔性生產(chǎn)線的概述FMS是由各種不同機械結(jié)構(gòu)組成的傳輸機構(gòu)作為由多臺可以調(diào)整的機床(多為專用機床)和其他工藝設(shè)備聯(lián)結(jié)起來組成的加工系統(tǒng)的運輸平臺,在整個生產(chǎn)線上不同位置安裝有多個不同功能的加工站,利用各種控制技術(shù)及機械加工技術(shù),可完成多種高質(zhì)量、高精度、高效率的加工。系統(tǒng)集數(shù)控加工技術(shù)，可編程控制器技術(shù)，氣電控制技術(shù)，機械傳動技術(shù)，傳感器技術(shù)和自動化技術(shù)為一體，它依靠計算機信息管理，并將多種生產(chǎn)模式結(jié)合，從而能夠減少生產(chǎn)成本做到物盡其用。簡單來說，柔性制造系統(tǒng)就是一個高度自動化的系統(tǒng)，一般人們只要把毛胚運送到指定地方，就會有機械手將其放到傳送帶，傳送到機床前并進行自動裝夾，然后自動加工，自動拆卸再放回傳送帶，傳送到成品區(qū)，所以只要一個人就可以看一整條生產(chǎn)線，甚至幾條生產(chǎn)線。這樣大大減輕了操作者的工作強度，真正做到省時、省錢、省力，是未來發(fā)展的新趨向。不過相對來說，柔性生產(chǎn)線對設(shè)計者、編程人員、維修調(diào)試人員的技術(shù)要求也高很多需要有很好的綜合能力，需要我們不懈努力。下圖為佛山某廠的柔性生產(chǎn)線： 2.1華亞機床件，且需要經(jīng)過兩次人工時效處理，所以穩(wěn)定性很高，各項精度保持長久；主運動和進給運動各有單獨的電動機驅(qū)動，可實現(xiàn)各自單獨快速移動；主運動和進給運動均為無極變速且可實現(xiàn)隨時調(diào)速；工作臺有3個進給運動，可實現(xiàn)三軸聯(lián)動，能對復(fù)雜的二、三維凸凹型腔和表面進行加工；具有過載、短路、零壓、欠壓和超程等保護但任存在很多缺點，有待升級改造，下面我就介紹一下如何對其進行簡單是改造。2.1.1改造方案YHM600(A)數(shù)控機床選定排屑槽進行升級改造；2、根據(jù)所選機床的大小，功率的大小，一般加工的材料，所處的環(huán)境，排屑裝置、選擇電氣開關(guān)、中間繼電器、交流接觸器、各種規(guī)格的電線；4、根據(jù)要求繪制電氣控制原理圖；LC西組合成一個有機整體。2.1.2分析得出方案YHM600(A)數(shù)控銑床雖然相比起普通銑床或其他數(shù)控設(shè)備已經(jīng)有很大的優(yōu)勢了，但還是不夠加裝液壓虎鉗，自動裝夾工件；加裝傳送帶，自動送料等。但根據(jù)現(xiàn)實情況：機床結(jié)構(gòu)緊湊、空間狹小、系統(tǒng)版本較低、設(shè)備有限、資金不足、加工數(shù)量少……最后決定對其進行經(jīng)濟實惠又行之有效的改造：排屑槽的升級改造。這樣不但能減輕操作者的勞動強度，提高生產(chǎn)效率同時提高了機床的柔性和自動化水平而且改造方便快捷，效果立竿見影。2.2排屑機的選擇目前市場上應(yīng)用最廣的排屑機分別是刮板式排屑機，鏈板式排屑機，磁性排屑機和螺旋式排 屑機但大家可以看到，深圳華亞數(shù)控機床有限公司的YHM600(A)數(shù)控銑床內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較緊湊且空間非常狹小加上YHM600(A)數(shù)控銑床的廢屑一般都是金屬或廢金屬的顆粒狀或者是較短的切屑，所以排屑裝置選擇螺旋式排屑裝置，本裝置是由電機經(jīng)減速機構(gòu)帶動安裝在溝槽中的一根長螺旋桿推動物料向前(向后)，集中在出料口，落入指定位置。該機結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，占用空間小，傳動環(huán)節(jié)少且故障率極低。該裝置還按照有無旋轉(zhuǎn)軸，有無集屑槽分為4種形式，考慮到經(jīng)濟成本問題和機床的實際情況：空間狹小、原本就有集屑槽的情況，最后決定采用無旋轉(zhuǎn)軸，無集屑槽的。1)種類的確定：因為自動排屑系統(tǒng)屬于機床的輔助功能，所以對電動機的要求并不高，不需要變速、定位、反饋等功能，因此選用結(jié)構(gòu)簡單、功能較少但運行可靠、維修方便、價格實惠的三相異步電動2)安裝方式的確定：3)減速方案的確定：但一般三相異步電動機的額定轉(zhuǎn)速都比較高，，根據(jù)計算轉(zhuǎn)速的公式：四五十左右，減速的方法有：增加變頻器、采用低速馬達、采用齒輪減速馬達。由于對性能和空間的要求都不高，所以選擇最經(jīng)濟實惠的齒輪減速馬達，減速比大概1:504)機額定功率和轉(zhuǎn)矩的確定：由于排屑機只用與把機床的各種切屑排掉，而本機床一般只加工小型鋁件或鋼件，所以切屑的體積小和重量輕，對電動機的額定功率要求不高，但又不能太小，于是我選擇200W的。根據(jù)計算扭矩的公式：再加上減速馬達的減速比，可以算出電機扭矩為六十左右。5)額定電壓的確定：由于學(xué)校實訓(xùn)車間內(nèi)用的電壓是380V。所以選擇的是中小型異步電動機，額定電壓為380/220V(Y/△接法)。6)選擇電機的各項參數(shù)類類別：齒輪減速機安裝形式：臥式2.4電路元件選擇排屑電路的元件共采用熔斷器、空氣開關(guān)、交流接觸器還有中間繼電器。 2.4.1熔斷器的選擇(1)熔斷器類型的選擇主要根據(jù)短路電流的大小和負載的特性來選擇，由于我們是用于功率較小的電動機的保護，所以一般采用RM10系列無填料密閉管式熔斷器；(2)熔斷器額定電壓的選擇由于是用于三相電路的熔斷器所以其額定電壓按相應(yīng)額定線電壓選擇，也就是380V：(3)熔斷器額定電流的選擇由于是用于電動機短路時的保護，所以要考慮電機的啟動電流，對于啟動時間不長的電機一般選用熔斷熔體的額定電流I7I，所以額定電流選4A或5A熔斷器電機2.4.2空氣開關(guān)的選擇1)空氣開關(guān)額定電壓要大于等于線路的額定電壓即380V2)空氣開關(guān)的額定電流和過電流脫扣器的額定電流應(yīng)大于或等于被保護線路的計算電流。3)在配電線路中的上、下級斷路器的保護特性應(yīng)相互協(xié)調(diào)配合，所以此空氣開關(guān)因與上面的熔斷器相配合，所以大概就選C4的就行2.4.3接觸器的選擇(1)選擇接觸器的類型(2)選擇主觸點的額定電壓主觸點的額定電壓應(yīng)應(yīng)不小于負載的額定電壓，即至少要大于220V(3)選擇主觸點的額定電流主觸點的額定的電流應(yīng)不小于負載電路的額定電流，即至少要大于0.5A(4)選擇接觸器吸引線圈的電壓。由于控制電路采用的是220V交流電，所以交流接觸器線圈的額定電壓直接選用220V；(5)根據(jù)使用類別選用相應(yīng)產(chǎn)品系列由于用于感應(yīng)電動機的啟動，負載為一般任務(wù)，所以選用AC-3類；2.4.4中間繼電器的選擇中間繼電器主要依據(jù)被控制電路的電壓等級，觸點數(shù)量、種類來選用。由于控制電路的24V，觸電數(shù)目不多，要求也不高所以選擇閉0V2.4.5導(dǎo)線選擇一、根據(jù)用電的設(shè)備的功率計算出導(dǎo)線的安全截流量：1)信號回路中間繼電器功率P：5W，電壓U：24V2)控制回路交流接觸器功率P：80W，電壓：22V3)主電路排屑機功率P：200W，電壓：380V二、根據(jù)電流在下表選線表2-2絕緣導(dǎo)線在環(huán)境溫度35°C時的安全載流量(安)導(dǎo)導(dǎo)線截面(mm2)導(dǎo)線截面(mm2)安全載流量(A).58.75416如果根據(jù)計算結(jié)果，0.5mm2的線就足夠了但是出于安全和耐用考慮同時為了易于區(qū)分并體2.5配件清單型號型號/規(guī)格屑螺旋簧RM10-5A380VTLB1-3P-C4AA9-30-10RXM2AB2BD總價(元)3.9物品螺旋簧熔斷器空氣開關(guān)接觸器計單價(元)50元/m量13111干上面是通過一個個部件買，然后再自己組裝，所以會比較麻煩，而且技術(shù)含量比較高，所以如果嫌麻煩，完全可以買現(xiàn)成的，大概只要三千塊，就有專人上門幫你測量、設(shè)計、安裝、調(diào)試。根據(jù)實際情況自由選擇。2.6電氣控制原理圖由于該裝置只需要控制排屑電機的轉(zhuǎn)動而已，所以電氣控制原理圖很簡單，主電路只要從電源那里拉三條火線過來接三條保險絲再接一個開關(guān)然后經(jīng)過一個空氣開關(guān)(QF1)和一個交流接觸器(KM1)就直接接到電機；而控制電路則是從主電路三條火線中隨意拉兩條出來接變壓器，變壓成為兩相220V電，然后接一個空氣開關(guān)(QF2)和一個中間繼電器(KA1)再接到交流接觸器(KM1)的線圈上；信號回路則是把變壓器變出的兩相220V電拉到開關(guān)電源那變成24V直流電，再經(jīng)過中間繼電器(KA1)線圈和Y03信號線連接。下圖為排屑槽電路圖和排屑槽電氣連接實物圖：圖2-4排屑槽電路圖圖2-5排屑槽電氣連接實物圖3.1PLC輸入輸出的確定當你編制程序的時候你會遇到幾個個問題：(1)面板上沒有排屑正轉(zhuǎn)按鈕；(2)不知道排屑正轉(zhuǎn)按鈕在PLC中的X輸入是多少；(3)不知道排屑正轉(zhuǎn)按鈕上的燈在PLC中的Y輸出是多少；(4)不知道排屑正轉(zhuǎn)的輸出信號要定為多少。3.1.1正轉(zhuǎn)按鈕的確定首先，世紀星的面板上的確沒有排屑正轉(zhuǎn)的按鈕，但有兩個空白鍵，可以由用戶自由定義，我們就選擇下圖3-1圈出來的那個鍵定義為排屑正轉(zhuǎn)按鈕。 (擴張菜單)，然后按F1(PLC)再按下F3(輸入輸出)，就可進入PLC輸入輸出的狀態(tài)圖，這時你會發(fā)現(xiàn)當你按下你自己定義的那空白鍵時x34的寄存器第二位寄存器亮，這就是說排屑正轉(zhuǎn)按下空白其實想知道排屑正轉(zhuǎn)按鈕上的燈在PLC中的Y輸出是多少并不難，因為一般來說面板上的小燈的Y的輸出是與其對應(yīng)的按鍵的X的輸入相對應(yīng)的，所以既然找到了排屑正轉(zhuǎn)按鈕在PLC3.1.4排屑正轉(zhuǎn)的輸出信號的確定排屑正轉(zhuǎn)的輸出信號是多少是你自己定的，只要是原來系統(tǒng)沒用到的都可以用。根據(jù)YHM600A機床的電氣原理圖再聯(lián)系機床實際決定把排屑正轉(zhuǎn)的輸出信號定為Y0.3。PLCCCC致是 一樣的但還是有些許的差別，它和一般C語言程序一樣都必須提供main()函數(shù)一樣，在編寫C語言時必須提供如下系統(tǒng)函數(shù)定義及系統(tǒng)變量值：externvoidinit(void);externunsignedplc1_time;//函數(shù)plc1()的運行周期，單位：毫秒externvoidplc1(void);PLC口1externunsignedplc2_time;//函數(shù)plc2()的運行周期，單位：毫秒externvoidplc2(void);系統(tǒng)會輸出一個排屑槽正轉(zhuǎn)的信號(y0.3)并且刀架正轉(zhuǎn)按鈕上的燈會亮：#include"plc.h"http://PLC系統(tǒng)頭文件{}voidplc1(void)//PLC程序入口1{plc1_time=8;}voidplc2(void);//PLC程序入口2{plc2_time=64;if(X[34]&0x04){}{Y[34]|=0x04;Y[0]|=0x08;Y[34]&=~0x04;Y[0]&=~0x08;}}當你編好程序之后如果想要編譯PLC一般有倆個方法，第一個是比較較官方的方法：首先，你手頭上必須擁有華中數(shù)控公司所提供的PLC編譯軟件包。它往往存在于一個名叫PLC的目錄下面，其中必定包含一個名叫SYS的子目錄。個批處理文件的名字，該文件MAKEPLC.BAT可以在PLC目錄下找到。如果編譯