3253 平面磨床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),平面磨床,電氣,控制系統(tǒng),設(shè)計(jì) XXXXXXXX畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目： 平面磨床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： XXXXXXXX 姓 名： XXXXXXXX 指導(dǎo)教師： XXXXXXXX（副教授） 完成日期： 2012 年 5 月 26 日 XXXXXXXX畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評(píng)閱表學(xué)號(hào) XXXXXXXX 姓名 XXXXXXXX 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 平面磨床電氣控制系統(tǒng) 評(píng)價(jià)項(xiàng)目 評(píng) 價(jià) 內(nèi) 容選題1.是否符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的；2.難度、份量是否適當(dāng)；3.是否與生產(chǎn)、科研、社會(huì)等實(shí)際相結(jié)合。能力1.是否有查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力；2.是否有綜合運(yùn)用知識(shí)的能力；3.是否具備研究方案的設(shè)計(jì)能力、研究方法和手段的運(yùn)用能力；4.是否具備一定的外文與計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；5.工科是否有經(jīng)濟(jì)分析能力。論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1.立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實(shí)驗(yàn)是否正確，設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語(yǔ)是否準(zhǔn)確，符號(hào)是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范；2.文字是否通順，有無(wú)觀點(diǎn)提煉，綜合概括能力如何；3.有無(wú)理論價(jià)值或?qū)嶋H應(yīng)用價(jià)值，有無(wú)創(chuàng)新之處。目錄中英文摘要 .............................................................................................1緒論 ........................................................................................................31.磨床的作用 ...........................................................32.課題意義 .............................................................33.同時(shí)用 PLC 改造老機(jī)床有很多的優(yōu)點(diǎn) .....................................3一．磨床功能介紹 ...................................................................................41.1 磨床的結(jié)構(gòu)圖 .......................................................41.2 磨床的組成及功能 ...................................................41.3 砂輪工作方式 .......................................................41.4 主要技術(shù)參數(shù) .......................................................4二．磨床控制系統(tǒng)改造 ............................................................................52.1 磨床原理圖分析 ..........................................................................................................................5三．PLC 介紹 ...........................................................................................93.1 際電工委員會(huì)（IEC）PLC 定義 .........................................93.2 PLC 的特點(diǎn) .........................................................93.3 PLC 的分類及原理 ..................................................93.4 PLC 的發(fā)展 .........................................................9四．PLC 控制電路相對(duì)于早期的繼電器控制電路的優(yōu)點(diǎn) ...............................9五．PLC 控制的 I/O 分配表 .............................................................................11六．PLC 外部接線圖 .........................................................................................11綜合評(píng)價(jià)該同學(xué)的論文選題符合培養(yǎng)目標(biāo)要求，能體現(xiàn)學(xué)科專業(yè)特點(diǎn)，達(dá)到了綜合訓(xùn)練的目的。該生具有一定的文獻(xiàn)查閱、資料綜合歸納整理的能力，基本上能在設(shè)計(jì)工作中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案可行，說(shuō)明書(shū)內(nèi)容較全面，平面布局較合理，技術(shù)用語(yǔ)準(zhǔn)確。研究?jī)?nèi)容具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。評(píng)閱人： 2012 年 5 月 日七．梯形圖和語(yǔ)句表 .........................................................................................12八．PLC 電氣控制系統(tǒng) I/O 設(shè)備的選擇 ..........................................................14九.電器元件清單 ................................................................................................15十．柜內(nèi)電器元件安裝位置圖 .........................................................................16十一.電柜內(nèi)電器元件接線圖示意圖 ................................................................17十二.電柜外電器元件接線圖示意圖 ................................................................18十三.機(jī)床操作面板 ............................................................................................19總結(jié) .....................................................................................................................21主要參考文獻(xiàn) .....................................................................................................22附錄一： .............................................................................................................23附錄二： .............................................................................................................321磨床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：本設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要是（可編程邏輯控制器）進(jìn)行改造使用的 m7120 平面磨床的控制部分。進(jìn)行了全面的思考和分析的第一本次設(shè)計(jì)，使自己的 m7120 平面磨床的基本結(jié)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)情況，加工工藝要求等有一定的了解。該 m7120 平面磨床主要成分等車身，尾座主軸齒輪箱，齒輪箱，導(dǎo)螺桿，料桿，刀架。進(jìn)行分析的 m7120 平面磨床電氣控制部分獲得它需要完成開(kāi)門(mén)斷電功能，主軸電機(jī)反向控制功能，刀架的快速遍歷功能，冷卻泵電動(dòng)機(jī)的控制。然后根據(jù)電氣控制電路的電路圖，可編程控制器的梯形圖轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)用可編程序控制器實(shí)驗(yàn)臺(tái)。作為一個(gè)結(jié)果的可靠性極高，極其豐富的指令集，易于掌握，操作方便，豐富的內(nèi)置集成功能，實(shí)時(shí)特性。因此導(dǎo)致 m7120平面磨床完成門(mén)外原有的功能特點(diǎn)，而且還具有安裝簡(jiǎn)便，穩(wěn)定性好，易于使用，擴(kuò)展能力強(qiáng)等特點(diǎn)。關(guān)鍵字：可編程控制器 改造電氣控制 m7120 磨床2Abstract： This design's content is mainly (Programmable Logic Controller) makes the transformation using PLC to the M7120 surface grinding machine's control section. I have carried on the overall ponder and the analysis first to this time design, enables itself to the M7120 surface grinding machine's basic structure, the movement situation, the processing technological requirement and so on to have certain understanding. The M7120 surface grinding machine mainly has compositions and so on automobile body, main axle gear box, tailstock gear box, guide screw, feed rod, tool rest and apron. Carries on the analysis to the M7120 surface grinding machine electric control part to obtain it to need to complete opens the door the power failure function, the main axle electric motor to reverse the control function, tool rest's rapid traverse function, the cooling pump electric motor's control. Then according to the electric control electric circuit's circuit diagram, translates PLC the trapezoidal chart, translates, carries on the experiment simulation using the PLC laboratory bench. As a result of the PLC extremely high reliability, the extremely rich set of instructions, easy to grasp, convenient operation, rich built-in integrated function, real-time characteristic. Therefore causes the M7120 surface grinding machine to complete outside the original function characteristic, but also has the installment to be simple, the stability good, easy to service, the expansion ability strongly and so on characteristics.Key words: PLC transformation Electric control M7120 grinder3緒論1.磨床的作用磨床是利用磨具對(duì)工件表面進(jìn)行磨削加工的機(jī)床。磨床能加工硬度較高的材料，如淬硬鋼、硬質(zhì)合金等，也能加工脆性材料，如玻璃、花崗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能進(jìn)行高效率的磨削，如強(qiáng)力磨削等。大多數(shù)的磨床是使用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪進(jìn)行磨削加工，少數(shù)的是使用油石，砂帶等其他磨具和游離磨料進(jìn)行加工。如超精加工機(jī)床、砂帶磨床、研磨機(jī)和拋光機(jī)等。2.課題意義由于老式磨床的電氣線路都是用繼電器作為邏輯控制，其觸點(diǎn)多相對(duì)的故障也多，給生產(chǎn)帶來(lái)諸多不便。例如：（1）電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)；（2）電磁吸盤(pán) YH 沒(méi)有吸力，等等。而現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中，中、小批量零件的生產(chǎn)占產(chǎn)品數(shù)量的比例越來(lái)越高，零件的復(fù)雜性和精度要求迅速提高，以繼電器線路的傳統(tǒng)普通磨床已經(jīng)越來(lái)越難以適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)已從早期降低勞動(dòng)力成本、產(chǎn)品成本、提高企業(yè)整體效率和質(zhì)量的競(jìng)爭(zhēng)，發(fā)展到全面顧客要求、積極開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)，將面臨知識(shí)，技術(shù)產(chǎn)品的更新周期越來(lái)越短，產(chǎn)品批量越來(lái)越小，面對(duì)質(zhì)量、性能的要求更高。同時(shí)社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)、綠色制造的意識(shí)不斷加強(qiáng)。因此敏捷先進(jìn)的制造技術(shù)將成為企業(yè)贏得競(jìng)爭(zhēng)和生存、發(fā)展的主要手段。但新機(jī)床購(gòu)置費(fèi)用高，且生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長(zhǎng)。因此對(duì)原有機(jī)床的現(xiàn)代化改造顯得尤為重要。3.同時(shí)用 PLC 改造老機(jī)床有很多的優(yōu)點(diǎn)（1）節(jié)省資金，減少投資額，交貨期短。機(jī)床的 PLC 改造，可大大減少資金的投入，同購(gòu)置新機(jī)床相比，一般可節(jié)省 60%-80%的費(fèi)用，改造費(fèi)用低。特別是大型、特殊設(shè)備尤為明顯。一般大型機(jī)床改造，只需花新機(jī)床購(gòu)置費(fèi)得 1/3。即使將原機(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行徹底改造升級(jí)，也只需花費(fèi)購(gòu)買新機(jī)床 60%的價(jià)格?？梢猿浞掷矛F(xiàn)有地基，不必像購(gòu)入新設(shè)備那樣重新購(gòu)筑基地。（2）性能穩(wěn)定可靠，因原機(jī)床各基礎(chǔ)件經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期時(shí)效，幾乎不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力變形而影響精度，且各部件已經(jīng)長(zhǎng)期磨合，使改造后的機(jī)床性能穩(wěn)定可靠，質(zhì)量好可作為新設(shè)備繼續(xù)長(zhǎng)期使用。（3）有利于使用和維護(hù)，由于改造前機(jī)床已使用多年，操作者對(duì)機(jī)床的特性早已了解，在操作使用和維修方面培訓(xùn)時(shí)間短、見(jiàn)效快。改造的機(jī)床一經(jīng)安裝好，就可以實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。4（4）可以采用最新的控制技術(shù)，提高生產(chǎn)效率。可根據(jù)技術(shù)革新的發(fā)展速度，及時(shí)地提高生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化水平和效率，提高設(shè)備質(zhì)量和檔次，將舊機(jī)床改成當(dāng)今水平的機(jī)床。機(jī)床經(jīng)改造后，即可實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化，效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高 3 至 7 倍。對(duì)復(fù)雜零件而言，難度越高，功能提高的越多。且可以不用或少用工裝，不僅節(jié)約了費(fèi)用，而且可以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低廢品率，零件的加工精度高，尺寸分散度小，使裝配更加靈活。一．磨床功能介紹1.1 磨床的結(jié)構(gòu)圖圖 1.11.2 磨床的組成及功能M7120 磨床主要結(jié)構(gòu)由床身、工作臺(tái)、磨頭、立柱、拖板、行程檔塊、砂輪修正器、5驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)手輪、垂直進(jìn)給手輪、橫向進(jìn)給手輪等組成。立柱——支承滑座及砂輪架。垂直進(jìn)給手輪——砂輪向工件深度方向移動(dòng)。橫向進(jìn)給手輪——砂輪沿其軸線間隙運(yùn)動(dòng)。床身——用于支承和連接磨床各個(gè)部件。為提高機(jī)車剛度，磨床床身一般為箱型結(jié)構(gòu)，內(nèi)部裝有液壓傳動(dòng)裝置，上部有縱向和橫向兩組導(dǎo)軌以安裝工作臺(tái)和砂輪架。 工作臺(tái)——由上下兩層組成，上工作臺(tái)可相對(duì)于下工作臺(tái)偏轉(zhuǎn)一定角度，以便磨削錐面；下工作臺(tái)下裝有活塞，可通過(guò)液壓機(jī)構(gòu)使工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 尾架——安裝在工作臺(tái)右端，尾架套筒內(nèi)裝有頂尖，可與頂尖一起支承工件。它在工作臺(tái)上的位置可根據(jù)工件長(zhǎng)度任意調(diào)整。1.3 砂輪工作方式砂輪電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)砂輪旋轉(zhuǎn)，對(duì)工件進(jìn)行磨削加工，在 M7120 型平面磨床中，砂輪并不要求調(diào)速，所以通常采用籠型異步電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)，這是平面磨床的主運(yùn)動(dòng)；砂輪升降電動(dòng)機(jī)使砂輪在立柱導(dǎo)軌上作垂直運(yùn)動(dòng)，用以調(diào)整砂輪與工件位置。工作臺(tái)和砂輪的往復(fù)運(yùn)動(dòng)是靠液壓泵電動(dòng)機(jī)進(jìn)行液壓傳動(dòng)的，液壓傳動(dòng)較平穩(wěn)，能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，換向時(shí)慣性小，換向平穩(wěn)。M7120 型平面磨床工作臺(tái)的往返運(yùn)動(dòng)采用液壓傳動(dòng)，能保證加工精度。由液壓電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)液壓泵，經(jīng)液壓傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。冷卻泵電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)冷卻泵供給砂輪和工件冷卻液，同時(shí)利用冷卻液帶走磨削下來(lái)的鐵屑。1.4 主要技術(shù)參數(shù)：1、輸入電源：AC380V±%（三相四線）50HZ2、故障考核 13 項(xiàng)3、工作環(huán)境：溫度-100C±400C二．磨床控制系統(tǒng)改造2.1 磨床原理圖分析6圖 2.1M7120 型平面磨床的電氣控制線路如圖所示。該線路由主電路、控制電路、電磁吸盤(pán)控制電路和輔助電路四部分組成。（1）主電路分析主電路中有 4 臺(tái)電動(dòng)機(jī)。其中 M1 為液壓泵電動(dòng)機(jī)，由 KM1 主觸點(diǎn)控制；M2 為砂輪電動(dòng)機(jī)，M3 為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，同由 KM2 的主觸點(diǎn)控制；M4 為砂輪箱升降電動(dòng)機(jī)，由KM3、KM4 的主觸點(diǎn)分別控制。FU1 對(duì) 4 臺(tái)電動(dòng)機(jī)和控制電路進(jìn)行短路保護(hù)，F(xiàn)R1、FR2、FR3 分別對(duì) M1、M2、M3 進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。砂輪升降電動(dòng)機(jī)因運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間很短，所以不設(shè)置過(guò)載保護(hù)。主電路圖如下：7圖 2.2(2)控制電路分析當(dāng)電源電壓正常時(shí)，合上電源總開(kāi)關(guān) QS1，位于 7 區(qū)的電壓繼電器 KV 的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，便可進(jìn)行操作。1 液壓泵電動(dòng)機(jī) M1 的控制 其控制電路位于 7 區(qū)、8 區(qū)，啟動(dòng)過(guò)程為：按下 SB3→KM1 得電→M1 啟動(dòng)；停止過(guò)程為：按下 SB2→KM1 失電→M1 停轉(zhuǎn)。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中若 M1 過(guò)載，則 FR1 常閉觸點(diǎn)分?jǐn)?，M1 停轉(zhuǎn)，起到過(guò)載保護(hù)作用。2 砂輪電動(dòng)機(jī) M2 的控制 其控制電路位于 9 區(qū)、10 區(qū)，啟動(dòng)過(guò)程為：按下 SB5→KM2 得電→M2 啟動(dòng)；停止過(guò)程為：按下 SB4→KM2 失電→M2 停轉(zhuǎn)。3 冷卻泵電動(dòng)機(jī)控制 冷卻泵電動(dòng)機(jī) M3 通過(guò)接觸器 KM2 控制，因此 M3 于砂輪電動(dòng)機(jī) M2 是聯(lián)動(dòng)控制。按下 SB5 時(shí) M3 與 M2 同時(shí)啟動(dòng)，按下 SB4 時(shí) M3 與 M2 同時(shí)停止。FR2 與 FR3 的常閉觸點(diǎn)串8聯(lián)在 KM2 線圈回路中。M2、M3 中任一臺(tái)過(guò)載時(shí)，相應(yīng)的熱鍵電器動(dòng)作，都將使 KM2 線圈失電，M2、M3 同時(shí)停止。4 砂輪升降電動(dòng)機(jī)控制 其控制電路位于 11 區(qū)、12 區(qū)，采用點(diǎn)動(dòng)控制。砂輪上升控制過(guò)程為：按下SB6→KM3 得電→M4 啟動(dòng)正轉(zhuǎn)。當(dāng)砂輪上升到預(yù)定位置時(shí)，松開(kāi) SB6→KM3 失電→M4 停轉(zhuǎn)。砂輪下降控制過(guò)程為：按下 SB7→KM4 得電→M4 啟動(dòng)反轉(zhuǎn)。當(dāng)砂輪下降到預(yù)定位置時(shí)，松開(kāi) SB7→KM4 失電→M4 停轉(zhuǎn)。（3）電磁吸盤(pán)控制電磁吸盤(pán)是固定加工工件的一種夾具。它是利用通電線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)的特性吸牢鐵磁性材料的工件，便于磨削加工。電磁吸盤(pán)的內(nèi)部裝有凸起的磁極，磁極上繞有線圈。吸盤(pán)的面板也用鋼板制成，在面板和磁極之間填有絕磁材料。當(dāng)吸盤(pán)內(nèi)的磁極線圈通以直流電時(shí)，磁極和面板之間形成兩個(gè)磁極，既 N 極和 S 極，當(dāng)工件放在兩個(gè)磁極中間時(shí)，使磁路構(gòu)成閉合回路，因此就將工件牢固地吸住。1 電磁吸盤(pán)的組成 工作電路包括整流、控制和保護(hù)三個(gè)部分，位于圖中的 16～20 區(qū)。整流部分由整流變壓器和橋式整流器 VC 組成，輸出 110V 直流電壓。2 電磁吸盤(pán)充磁的控制過(guò)程 按下 SB9→KM5 得電（自鎖）→YC 充磁。3 電磁吸盤(pán)的退磁控制過(guò)程 工件加工完畢需取下時(shí)，先按下 SB8，切斷電磁吸盤(pán)的電源，由于吸盤(pán)和工件都有剩磁，所以必須對(duì)吸盤(pán)和工件退磁。退磁過(guò)程為：按下 SB8、SB10→KM6 得電→YC 退磁，此時(shí)電磁吸盤(pán)線圈通入反向的電流，以消除剩磁。由于去磁時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)使工件和吸盤(pán)反向磁化，因此去磁采用點(diǎn)動(dòng)控制。松開(kāi) SB10 則去磁結(jié)束。電磁吸盤(pán)是一個(gè)比較大的電感，當(dāng)線圈斷電瞬間，將會(huì)在線圈中產(chǎn)生較大的自感電動(dòng)勢(shì)。為防止自感電動(dòng)勢(shì)太高而破壞線圈的絕緣，在線圈兩端接有 RC 組成的放電回路，用來(lái)吸收線圈斷電瞬間釋放的磁場(chǎng)能量。當(dāng)電源電壓不足或整流變壓器發(fā)生故障時(shí)，吸盤(pán)的吸力不足，這樣在加工過(guò)程中，會(huì)使工件高速飛離而造成事故。為防止這種情況，在線路中設(shè)置了欠電壓繼電器 KV，其線圈并聯(lián)在電磁吸盤(pán)電路中，其常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)在控制線路中。當(dāng)電源電壓不足或?yàn)榱銜r(shí)，KV 常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，使 KM1、KM2 斷電，液壓泵電動(dòng)機(jī)和砂輪電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，確保安全生產(chǎn)。 (4)輔助電路分析輔助電路主要是信號(hào)指示和局部照明電路，位于圖中 21～28 區(qū)。其中，HL6 為局部照明燈，由變壓器 TC 供電，工作電壓為 24V，由手動(dòng)開(kāi)關(guān) QS2 控制。其信號(hào)燈也由9TC 供電，工作電壓為 6V。HL1 為電源指示燈；HL2 為 M1 運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈；HL3 為 M2 運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈；HL4 為 M4 運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈；HL5 為電磁吸盤(pán)工作指示燈。三．PLC 介紹3.1 際電工委員會(huì)（IEC）PLC 定義可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)。專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行內(nèi)部邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出控制各類型的機(jī)械和生產(chǎn)活動(dòng)。3.2 PLC 的特點(diǎn)（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。（2）編程直觀，簡(jiǎn)單。（3）環(huán)境要求低，適應(yīng)性好。（4）功能完善，接口功能強(qiáng)。（5）元件少，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。3.3 PLC 的分類及原理PLC 分類按 INPUT 和 OUTPUT 點(diǎn)數(shù)多少，分為超小型.小型.中型.大型和超大型。按結(jié)構(gòu)形式分：整體型和模塊型.PLC 工作原理:PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，包括內(nèi)部處理.通訊操作.輸入處理.程序執(zhí)行.輸出處理幾個(gè)階段。全過(guò)程掃描所須的時(shí)間稱為掃描周期。當(dāng)處于 RUN 狀態(tài)時(shí)，上述掃描周期為不斷循環(huán)過(guò)程。3.4 PLC 的發(fā)展在制造工業(yè)（以改變幾何形狀和機(jī)械性能為特征）和過(guò)程工業(yè)（以物理變化和化學(xué)變化將原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品為特征）中，大量的開(kāi)關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。20 世紀(jì) 60 年代末期,在技術(shù)改造的浪潮的沖擊下，為使汽車結(jié)構(gòu)及外型不斷改進(jìn)，品種不斷增加,需要經(jīng)常變更生產(chǎn)工藝.1969 年,美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC)首先研制出第一臺(tái)符合要求的控制器,即可編程控制器,并在美國(guó) GE 公司的汽車上試用成功 .我國(guó)從 1976 年開(kāi)始研制，1977 年應(yīng)用于工業(yè)控制.上世紀(jì) 80 年代至 90 年代中期，是 PLC 發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為30~40%。目前，世界上有 200 多廠家生產(chǎn) 300 多品種 PLC 產(chǎn)品，主要應(yīng)用在汽車（23%） 、糧食加工（16.4% ） 、化學(xué)/制藥（14.6% ） 、金屬/礦山（11.5%） 、紙漿/造紙（11.3%）等行業(yè)。四．PLC 控制電路相對(duì)于早期的繼電器控制電路的優(yōu)點(diǎn)10PLC 是一種帶有指令存儲(chǔ)器，數(shù)字或模擬輸入/輸出接口，以位運(yùn)算為主，能夠完成邏輯，順序，定時(shí)，記數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等功能，用于控制機(jī)器或生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制裝置。PLC 系統(tǒng)的等效工作電路分為三個(gè)部分：輸入部分、內(nèi)部控制電路、輸出部分。PLC 的工作過(guò)程包括公共處理掃描階段、輸入采樣階段、執(zhí)行擁護(hù)程序階段、輸出刷新掃描階段。 1、控制方式方面：電器控制硬接線，邏輯一旦確定，要改變邏輯或增加功能很是困難；而 PLC 軟接線，只需改變控制程序就可輕易改變邏輯或增加功能。2、工作方式方面：電器控制并行工作，而 PLC 串行工作，不受制約。3、控制速度方面：電器控制速度慢，觸點(diǎn)易抖動(dòng)；而 PLC 通過(guò)半導(dǎo)體來(lái)控制，速度很快，無(wú)觸點(diǎn)，顧而無(wú)抖動(dòng)一說(shuō)。4、定時(shí)、記數(shù)精度方面：電器控制定時(shí)精度不高，容易受環(huán)境溫度變化影響，且無(wú)記數(shù)功能；PLC 時(shí)鐘脈沖由晶振產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬；有記數(shù)功能。5、可靠性、維護(hù)性能方面：電器控制觸點(diǎn)多，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損和電弧燒傷，接線也多，可靠性、維護(hù)性能差；PLC 無(wú)觸點(diǎn)，壽命長(zhǎng)，且有自我診斷功能，對(duì)程序執(zhí)行的監(jiān)控功能，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)方便。4.1 德國(guó)西門(mén)子（SIEMENS）PLC 選擇德國(guó)西門(mén)子（SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國(guó)的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，在工控、冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。在眾多的 PLC 生產(chǎn)廠家中，西門(mén)子公司的 PLC 系列產(chǎn)品以其較高的性價(jià)比成為眾多客戶的首選。因此我們選擇西門(mén)子公司的 PLC 作為本次設(shè)計(jì)的可編程序控制器4.2PLC 型號(hào)的選擇S7-200 系列 PLC 有 CPU21X 和 CPU22X 兩代產(chǎn)品，其中 CPU22X 型 PLC 有CPU221，CPU222，CPU224，CPU226 四種基本型號(hào)。選用 PLC 上，考慮到只是對(duì) M7120 磨床做電器氣部分的改造，輸出端口需要 16 個(gè)，輸入端口需要 7 個(gè)。而且并不通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或其他方式做遠(yuǎn)程控制。因此，考慮到經(jīng)濟(jì)，實(shí)用，穩(wěn)定等方面因素。我們決定選用 SIMATIC S7-200 系列的 S7—224 作為本次設(shè)計(jì)的 PLC 型號(hào).11五．PLC 控制的 I/O 分配表表一 六．PLC 外部接線圖輸入信號(hào) 輸出信號(hào)名稱 輸入元件輸入點(diǎn)名稱 輸出元件輸出點(diǎn)電壓繼電器 KV I0.0 液壓泵電機(jī)接觸器 KM1 Q0.0總停按鈕 SB1 I0.1 砂輪電機(jī)接觸器+冷卻液電動(dòng)機(jī)KM2 Q0.1液壓泵電機(jī) 1M 啟動(dòng)按鈕 SB3 I0.2 砂輪上升接觸器 KM3 Q0.2液壓泵電機(jī) 1M 停止按鈕 SB2 I0.3 砂輪下降接觸器 KM4 Q0.3砂輪電機(jī) 2M 啟動(dòng)按鈕 SB5 I0.4 電磁吸盤(pán)充磁接觸器KM5 Q0.4砂輪電機(jī) 2M 停止按鈕 SB4 I0.5 電磁吸盤(pán)去磁接觸器KM6 Q0.5升降砂輪電機(jī) 4M 上升按鈕SB6 I0.6升降砂輪電機(jī) 4M 下降按鈕SB7 I0.7電磁吸盤(pán)充磁按鈕 SB9 I1.0電磁吸盤(pán)停止充磁按鈕 SB8 I1.1電磁吸盤(pán)去磁按鈕 SB10 I1.2液壓泵電機(jī) 1M 熱繼電器 FR1 I1.3砂輪電機(jī) 2M 熱繼電器、冷卻泵電機(jī) 3M 熱繼電器FR2、FR3I1.412圖 6.1七．梯形圖和語(yǔ)句表13圖 7.1語(yǔ)句表：網(wǎng)絡(luò) 1：欠電壓保護(hù)LD I0.0= M0.0網(wǎng)絡(luò) 2：控制網(wǎng)絡(luò)LD M0.0AN I0.1LPSLD I0.2O Q0.0LRD 14LD I0.4O Q0.1ALD AN I0.5A I1.4= Q0.1LRDLPSA I0.6AN Q0.3= Q0.2LPP A I0.7AN Q0.2= Q0.3LRDLD I1.0O I0.4ALD AN I1.1AN Q0.5= Q0.4LPPA I1.2AN I1.1AN Q0.4= Q0.5八．PLC 電氣控制系統(tǒng) I/O 設(shè)備的選擇8.1 開(kāi)關(guān)的選擇目前一般有自動(dòng)空氣斷路器；到開(kāi)關(guān)和熔斷器的組合；組合開(kāi)關(guān)三種。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的容量( 主軸電動(dòng)機(jī) 20KW、快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī) 0.75KW、冷卻泵電動(dòng)機(jī) 0.125KW),選用三極單投閘刀開(kāi)關(guān)-100/3 型 100 毫安用作機(jī)床電源的引入開(kāi)關(guān)。8.2 控制變壓器的選擇在機(jī)床的控制電路中需要用到不同的電壓，例如：PLC 的外電路及電器元件，機(jī)床上的照明電路所需電壓，接觸器的電壓，等。它們需要不同的電壓等級(jí)，提高系統(tǒng)的安全性。選用控制變壓器的型號(hào)為 BK-50 型 500 伏安。8.3 交流接觸器的選擇15主軸電動(dòng)機(jī)的額定功率為 20KW，滿載電流 40A，選用交流接觸器 CJ2O-63 來(lái)控制主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。交流接觸器 CJ2O-63 額定電流 63A，額定電壓 380V，可控電動(dòng)機(jī)的最大功率 30KW。交流接觸器 B9 型線圈電壓為 380 伏用來(lái)操作快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，冷卻泵電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止。接觸器 B9 型的額定工作電壓 380V，額定工作電流 8.5A。8.4 熔斷器的選擇熔斷器是一種用于過(guò)載與短路保護(hù)的電器，當(dāng)超出限定值的電流通過(guò)熔斷器的熔體時(shí)將其熔化而分開(kāi)電路。主軸電動(dòng)機(jī)的滿載電流是 40A，所選的熔斷器（FU1 ）型號(hào)是 RT14-63，額定電壓 380V，熔斷體額定工作電流 50A?？焖僖苿?dòng)電動(dòng)機(jī)滿載時(shí)的電流是 2.3A，冷卻泵電動(dòng)機(jī)滿載時(shí)的電流是 0.48A，所選的熔斷器（FU2）型號(hào)是RT14-32，額定電壓是 380V，熔斷體額定工作電流是 4A。8.5 熱繼電器的選擇熱繼電器的作用是過(guò)載保護(hù)。根據(jù)主軸電動(dòng)機(jī)的工作情況和技術(shù)參數(shù)，所選熱機(jī)電器（KR1 ）的型號(hào)為 TSA45，額定整定電流 45A。根據(jù)快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)的工作情況及技術(shù)參數(shù)，所選熱機(jī)電器（KR2）的型號(hào)為 T45。8.6 速度繼電器的選擇速度繼電器常用于電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)電路中。常用的速度繼電器有 JY1 型和 JFZ0型兩種，其中 JY1 型可在 700～3600r/min 范圍內(nèi)可靠地工作。 JFZ0-1 型適用于300～1000r/min；JFZ0-2 型適用于 1000～3000r/min 。主軸電動(dòng)機(jī)滿載時(shí)的轉(zhuǎn)數(shù) 1470轉(zhuǎn)/分，因此選用 JY1 型的速度繼電器。一般速度繼電器轉(zhuǎn)軸在 130r/min 左右即能動(dòng)作，100r/min 時(shí)觸頭即能恢復(fù)正常位置。8.7 導(dǎo)線的選擇主回路中導(dǎo)線截面積較大，不用考慮機(jī)械強(qiáng)度而只按允許載流量選擇。機(jī)床上電源和住主電動(dòng)機(jī)使用 BVR10 軟線，快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)使用 BVR2.5 軟線，其它的控制線路均采用 BVR2.5 軟線。九.電器元件清單表二序號(hào)符號(hào) 名稱 規(guī)格型號(hào) 數(shù)量備注1 KM1 液壓泵電機(jī)交流接觸器CJX1-10 10A,220V12 KM2 轉(zhuǎn)動(dòng)砂輪、冷卻電機(jī)交流接觸器CJX1-20 20A,220V13 KM3 上升砂輪電機(jī)交流接觸器CJX1-5 5A,220V 14 KM4 下降砂輪電機(jī)交流接 CJX1-5 5A,220V 116觸器5 FR1 液壓泵電機(jī)熱繼電器 FR16-5/3D 16 FR2 砂輪電機(jī)熱繼電器 FR16-16/3D 17 FR3 冷卻電機(jī)熱繼電器 FR16-0.72/3D 18 FU1 主電源熔斷器 RC1A-60/35 39 FU2 電磁吸盤(pán)熔斷器 RC1A-5/2 210 FU3 PLC 熔斷器 RC1A-30/20 111 FU4 指示燈熔斷器 RC1A-5/2 112 FU5 照明燈熔斷器 RC1A-5/2 113 KV 欠電壓繼電器 DDY-220V 114 SB1 總停止按鈕 LA18—22 1 紅色15 SB2 液壓泵停止按鈕 LA18—22 1 紅色16 SB3 液壓泵啟動(dòng)按鈕 LA18—22 1 綠色17 SB4 砂輪、冷卻停止按鈕 LA18—22 1 紅色18 SB5 砂輪、冷卻啟動(dòng)按鈕 LA18—22 1 綠色19 SB6 砂輪上升按鈕 LA18—22 1 黑色20 SB7 砂輪下降按鈕 LA18—22 1 黑色21 SB8 吸盤(pán)停止按鈕 LA18—22 1 黑色22 SB9 吸盤(pán)通磁按鈕 LA18—22 1 綠色23 SB10 吸盤(pán)退磁按鈕 LA18—22 1 黑色24 HL LED 指示燈 6V/AC 9mA 5 綠色25 HL LED 照明燈 24VAC/ 350mA 126 YC 電磁吸盤(pán) HDXP/127V 1.45A 127 C 電容 5mf 128 R 電阻 220 歐姆 1KW 129 VC 整流器 2CZ11C 130 PLC 西門(mén)子 S7-200 S7-200/CPU/224 1十．柜內(nèi)電器元件安裝位置圖17圖 10.1十一.電柜內(nèi)電器元件接線圖示意圖18圖 11.1十二.電柜外電器元件接線圖示意圖19圖 12.1十三.機(jī)床操作面板20圖 13.121總結(jié)在這個(gè)過(guò)程中我對(duì)利用可編程控制器進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有了深刻的認(rèn)識(shí)，對(duì)機(jī)械（M7120 型平面磨床）的工作原理有了進(jìn)一步的掌握，對(duì)控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)有了親身的認(rèn)識(shí)與體會(huì)?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)（甚至開(kāi)發(fā)）是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，必須嚴(yán)格按照系統(tǒng)分析，系統(tǒng)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)實(shí)施，系統(tǒng)運(yùn)行與調(diào)試的過(guò)程來(lái)進(jìn)行。畢業(yè)設(shè)計(jì)也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)設(shè)備的不了解等等。雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學(xué)之路還很長(zhǎng)，以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí)，努力使自己成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有所貢獻(xiàn)的人。22主要參考文獻(xiàn)[1]陳簡(jiǎn)明.電氣控制與 PLC:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.5[2]孫平.電氣控制與 PLC.北京:高等教育出版社,2004[3]余雷聲.電氣控制與 PLC 的應(yīng)用.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998.10[4]連賽英.機(jī)床電氣控制技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996.10[5]李道霖.電氣控制與 PLC 原理及應(yīng)用(西門(mén)子系列).北京:電子工業(yè)出版社[6]S7-200 系統(tǒng)編程手冊(cè).西門(mén)子公司.1999[7]倪遠(yuǎn)平.現(xiàn)代低壓電器原理及應(yīng)用.北京:高等教育出版社,2003[8]周希章.電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、控制和調(diào)速.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1984[9]王炳實(shí).機(jī)床電氣控制.北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,1995[10]鄭瑜平.可編程序控制器.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,199223附錄一：過(guò)程監(jiān)測(cè)與感應(yīng)元件摘要：提高自動(dòng)化搭配要求高速度和高性能導(dǎo)致的需要的過(guò)程監(jiān)測(cè)方法，避免錯(cuò)誤的或破壞性的條件。本文介紹的新的監(jiān)測(cè)方法使用感官工具機(jī)。集成了一個(gè)感應(yīng)燈具和自適應(yīng)過(guò)程。相互作用的這些組成部分允許新的監(jiān)測(cè)能力。一個(gè)新概念的傳感器融合結(jié)果的方法自動(dòng)自校準(zhǔn)和詳細(xì)了解的過(guò)程。影響從主軸，工件和動(dòng)態(tài)過(guò)程可以分開(kāi)。1.簡(jiǎn)介各種生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)致越來(lái)越多的自動(dòng)化，靈活性[ 1–3 ]和[ 4]生產(chǎn)力。這樣的結(jié)果是嚴(yán)格的要求，對(duì)機(jī)械零件和監(jiān)測(cè)的能力，其條件和加工過(guò)程。監(jiān)控策略可以是基于傳動(dòng)及 control-inherent 數(shù)據(jù)[ 5–7 ]或申請(qǐng)單或多傳感器[ 8 , 9]。在合作研究中心“'gentelligent 組成部分在其生命周期” （crc653）新方法統(tǒng)一傳感器，信號(hào)處理，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和通信與物理機(jī)器部件調(diào)查在所生產(chǎn)的工程技術(shù)工具機(jī)（周，萊布尼茨漢諾威大學(xué)） 。作為第一次組件''generation '感覺(jué)夾具系統(tǒng)已發(fā)達(dá)，其中包括不同的傳感器，使傳感器融合[ 10]。最近的研究也導(dǎo)致自適應(yīng)系統(tǒng)，這允許一個(gè)獨(dú)立的自適應(yīng)控制調(diào)整工藝和設(shè)備條件以及補(bǔ)償靜態(tài)和動(dòng)態(tài)誤差的影響[11 , 12]。參。[ 13 , 14 ]一自適應(yīng)主軸系統(tǒng)工具撓度補(bǔ)償和振動(dòng)磨的描述。集成傳感器同樣被用來(lái)監(jiān)測(cè)。使用這些組件在一個(gè)安裝程序，銑床提供感官能力兩邊的過(guò)程。這是第一步感覺(jué)機(jī)器工具和過(guò)程控制可與手工加工中，刀具和工件手引導(dǎo)。本文介紹（第一次）結(jié)合應(yīng)用的感覺(jué)和夾具主軸的過(guò)程監(jiān)控。在介紹的元件，傳感器融合卡拉曼濾波，互相定位，確定過(guò)程的力量，和觀察工件的變形的過(guò)程。2.工具部件的感應(yīng)感覺(jué)夾具由一個(gè)模塊化夾具系統(tǒng)結(jié)合零坐標(biāo)位置系統(tǒng)（圖 1） 。模塊化夾緊系統(tǒng)包括各種不同的元素（如支持，搖擺夾） ，它可以根據(jù)安排夾持任務(wù)。為此，夾緊元件可以是專用夾具，可以使用位于原點(diǎn)坐標(biāo)。自適應(yīng)主軸是主動(dòng)補(bǔ)償靜態(tài)和動(dòng)態(tài)工具撓度，和穩(wěn)定銑削過(guò)程[ 15 , 16]。三壓電致動(dòng)器設(shè)置在傳統(tǒng)的主軸在并聯(lián)配置（圖 2） 。這使得移動(dòng)主軸在三個(gè)自由度的一個(gè)±100 毫米范圍。只允許在 z 軸位移結(jié)構(gòu)和輪換的 x軸 y 軸。因此，因此，工具提示可以方形空間內(nèi)移動(dòng)。每個(gè)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行應(yīng)變個(gè)別位置控制。感官系統(tǒng)擴(kuò)展三個(gè)力傳感器之間的上部安裝環(huán)和機(jī)結(jié)構(gòu)。加工試驗(yàn)，感官元素是安裝在垂直軸銑床（圖 3） 。流程力量測(cè)量設(shè)備。24253.系統(tǒng)辨識(shí)與校正光對(duì)主軸的動(dòng)作是敏感的，而刀具的反應(yīng)與主軸直接相關(guān)。相對(duì)位置允許系統(tǒng)自動(dòng)校準(zhǔn)。3.1.傳感器融合卡拉曼濾波器已知的方法傳感器融合的信號(hào)水平 Kal man 濾波[ 17]。Kal man 濾波器是一個(gè)隨機(jī)點(diǎn)型估計(jì)[ 18 , 19 ]?；跔顟B(tài)空間描述的測(cè)量系統(tǒng)與已知噪聲的輸入和輸出該系統(tǒng)固有的國(guó)家可以計(jì)算和信號(hào)噪聲減少。狀態(tài)空間描述的系統(tǒng)顯示環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 （1）和（2） ，其中一個(gè)狀態(tài)矩陣，是輸入矩陣，丙型介紹了輸出矩陣和矩陣的直接饋通（v 和 w 是誤差正態(tài)分布）：向量表示矢量系統(tǒng)的狀態(tài)，是相對(duì)應(yīng)的傳感器信號(hào)。該系統(tǒng)輸入你的過(guò)程是力量的行為在工件。這實(shí)際上是不知道。因此，向量是通過(guò)估計(jì) u[20 , 21]：26（4）和（5）指由此產(chǎn)生的系統(tǒng)描述。本改變 輸入納入錯(cuò)誤 。如果輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)比較低的采樣率，這一提法的 Kal man 濾波器使得反演該系統(tǒng)的行為和估計(jì)的輸入與輸出（這里的傳感器信號(hào)） 。該傳感器系統(tǒng)的描述，其中建立了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[ 10]，也用在這里了。它意味著直接轉(zhuǎn)移（輸入輸出）根據(jù)式（2）的矩陣目前的模型的動(dòng)態(tài)傳感器系統(tǒng)的特性被忽視的。這是必要的，不僅包括過(guò)程也為輸入向量，由于采取方法的不同點(diǎn)的工件取決于刀具路徑：矩陣有來(lái)計(jì)算參數(shù)的系統(tǒng)。方法是在這里顯示：“'calibration 碰撞”手段接觸與工件的感應(yīng)主軸；“'inprocess 校準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)過(guò)程數(shù)據(jù)的收集與利用主軸在加工過(guò)程中校準(zhǔn)夾具。3.2. 標(biāo)準(zhǔn)的不重合在主軸運(yùn)動(dòng)相對(duì)于工件的位置。夾具與主軸接觸力的測(cè)量。這是重復(fù)的不同點(diǎn)工件和不同的方向。由此產(chǎn)生的信號(hào)低通濾波以排除噪聲的影響。矩陣計(jì)算是采用了最小二階回歸分析，圖 4 描述了校準(zhǔn)結(jié)果的不重合。本剩余誤差是由耦合的傳感器。本測(cè)量方向是受干擾。支承件（次零件的夾具；見(jiàn)圖 1）反應(yīng)的支柱力量在 z 方向。在對(duì)比這樣，他們的反應(yīng)作為懸臂梁力的×和 Y 方向。3.3. 過(guò)程的標(biāo)定在線校準(zhǔn)使用過(guò)程的力量激發(fā)系統(tǒng)的。加工點(diǎn)的改變了工件在校準(zhǔn)周期為標(biāo)定力測(cè)量系統(tǒng)。此外，一個(gè)有效的校準(zhǔn)的強(qiáng)烈耦合系統(tǒng)中的激勵(lì)不同的力的方向必須是線性無(wú)關(guān)的。因此，大量不同的參數(shù)設(shè)置已被使用。圖 5 和顯示正常力量銑槽操作的。圖 5 b 描繪了低通濾波信號(hào)。夾具顯示更多的信號(hào)中的噪聲（圖 5） 。補(bǔ)償這些影響信號(hào)的系統(tǒng)可以結(jié)合使用 Kal man 濾波器。信號(hào)是用來(lái)確定主軸的力的。這些變化的力和時(shí)刻用光敏原件檢測(cè)。274. 加力測(cè)試結(jié)果。過(guò)程監(jiān)控可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)觀察力信號(hào)預(yù)定閾值，信號(hào)動(dòng)態(tài)和統(tǒng)計(jì)行為。圖 6 顯示測(cè)量銑削力。一個(gè)頻率分析使分離的影響和鑒定過(guò)程中的失敗。驗(yàn)證的檢測(cè)能力，切削深度的影響，轉(zhuǎn)速，每齒進(jìn)給，銑削加工策略進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試不同參數(shù)。4.1。鑒定過(guò)程中的力分?jǐn)?shù)階乘試驗(yàn) 60 磨試驗(yàn)設(shè)計(jì)。一個(gè)立方體工件（alzn8mgcu 干）加工端銑刀（丁=12毫米，2 =3，高速鋼時(shí)，=308，=158） 。本切削深度之間 1 和 2 毫米，轉(zhuǎn)速?gòu)?3000 到5000 每分鐘轉(zhuǎn)速和每齒進(jìn)給量從 21 到 33 毫米。十參數(shù)組合進(jìn)行選擇和優(yōu)化導(dǎo)致空間填充設(shè)計(jì)。這些參數(shù)組合用于槽銑刀，銑削，銑削。圖 7 描述測(cè)量平均值。圖七顯示切割量依靠的是切削力。正如預(yù)期的那樣，切削量與切削力成正比。值與理論計(jì)算。28在圖 7b 中只有理解狀態(tài)有提高主軸轉(zhuǎn)速速度范圍太小，具有重大影響。圖 7c 描述了影響銑削方式。順銑的原因低進(jìn)給力，但大的正常的進(jìn)給力。切削力部分拉工具進(jìn)給方向。因?yàn)橛绊懬懈钸吘夁M(jìn)入工件，進(jìn)給力比較高。在這些力的作用不是銑削。切割主要發(fā)生在進(jìn)給方向。當(dāng)切割邊緣進(jìn)入工件金相變化時(shí)，推力工具橫向的。后來(lái)，切削力拉到的工具工件降低正常的進(jìn)給力量。在銑槽的所有力量比較高。圖 7 顯示增加所有力量增加每齒進(jìn)給。測(cè)量結(jié)果表明，該結(jié)合感官元件，可用于監(jiān)測(cè)。光接觸條件和由此產(chǎn)生的力量，顯示系統(tǒng)靈敏度。4.2.確定工件變形在銑削薄壁工件的變形工件提出了挑戰(zhàn)，精密制造。由分析測(cè)量過(guò)程和材料去除率實(shí)際材料去除率可監(jiān)測(cè)。因此，在準(zhǔn)確的測(cè)量過(guò)程允許鑒定在加工過(guò)程中工件的變形。這是測(cè)試一個(gè)圓角銑削與厚度的減小。本實(shí)驗(yàn)開(kāi)始在 6 毫米厚度。在一個(gè)教學(xué)階段切割寬度是從 50 到 600 毫米（圖一） 。一種新型可計(jì)算該地圖上的切割寬度。為監(jiān)測(cè)，該模型是用來(lái)比較的名義寬度用一個(gè)估計(jì)的切削力（圖 8） 。29另外一個(gè)可以接受的協(xié)議的實(shí)際和估計(jì)值，一個(gè)越來(lái)越偏離標(biāo)稱寬度切可觀察降低魚(yú)片厚度。從第十八上運(yùn)行，越來(lái)越偏離角銑刀。5.結(jié)論本文介紹了使用相結(jié)合感官工具機(jī)組件的力量有關(guān)的過(guò)程監(jiān)測(cè)。組合安裝程序允許自校準(zhǔn)傳感器的固有功能。傳感器數(shù)據(jù)融合導(dǎo)致更高的靈敏度和準(zhǔn)確。工具和工件的行為可以共同和獨(dú)立在運(yùn)行過(guò)程中。未來(lái)研究的重點(diǎn)是進(jìn)一步結(jié)構(gòu)整合傳感器的功能，延長(zhǎng)系統(tǒng)模型信號(hào)融合和檢測(cè)方式。作者感謝 cronjaeger 教授和教授 L . B denkena為支持的文件，和德國(guó)研究基金會(huì)（東風(fēng)集團(tuán)）資金 crc653 和工程的'adaptronic 主軸系統(tǒng)銑床” （在 spp1156） 。30參考書(shū)籍[1] Wiendahl H-P, ElMaraghy HA, Nyhuis P, Za¨h MF, Wiendahl H-H, Duffie N,Brieke M. (2007) Changeable Manufacturing—Classification Design andOperation Annals of the CIRP Manufacturing Technology, 56 (2). p. 783–809.[2] Moriwaki T. (2008) Multi-functional Machine Tool Annals of the CIRP ManufacturingTechnology, 57 (2). p. 736–749.[3] Koren Y, Heisel U, Jovane F, Moriwaki T, Pritschow G, Ulsoy G, van Brussel H.(2008) Reconfigurable Manufacturing Systems Annals of the CIRP ManufacturingTechnology, 48 (2). p. 527–540.[4] Byrne G, Dornfeld D, Denkena B. (2003) Advancing Cutting Technology Annals ofthe CIRP Manufacturing Technology, 52 (2). p. 483.[5] Lapp C (2002) Identifikation und Regelung von Bearbeitungskra¨ften an direktgetriebenen Vorschubeinheiten, Dr.-Ing. 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