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基于PLC的C6140車床自動化控制系統改造

時間:1970-01-01  來源:  作者:佚名

論文摘要:介紹可編程控制器(PLC)在C6140機床改造中的應用,對PLC在自動化系統控制下所完成的控制功能作簡單闡述,通過對車床改造前后的對比,得出PLC控制系統的優越性,并給出了PLC的控制電路接線圖和梯形圖。

關鍵詞:可編程控制器,車床改造

0前言

在機械加工企業中,企業為提高競爭力,除保證產品的質量,還要考慮如何提高生產效率。而對于許多老式普通機床,顯然不能滿足生產實際需求,為了能使這些老式普通機床適應當前復雜零件批量、多品種的加工,充分挖掘普通機床的利用率,就需要對普通機床進行機電一體化改造。自動化控制技術綜合應用了計算機、控制技術、電氣傳動、傳感檢測、液壓氣動、網絡通信、柔性化、集成化等高新技術,為先進制造技術奠定基礎。機械加工中應用最為普遍的自動化控制技術就是數控技術,它作為數控加工的主體設備,形成最為典型的機電一體化產品——數控機床,數控機床的高精度、高效率及高柔性決定了大力推廣使用數控機床是提高制造能力和水平,適應市場需求和提高競爭能力的主要物質基礎條件之一。

近幾年隨著微電子技術、計算機技術以及自動控制技術的發展,PLC的功能越來越強大,功能模塊越來越多,可以在小型PLC機上實現大型機的功能。我們將利用PLC控制步進電動機和機床主軸來實現機床的數控化改造。

1車床改造前后的對比

金屬切削加工是改變零件形狀的方法之一,從毛坯到成品,使零件加工成符合生產需要的形狀和尺寸。數控機床是以可編程控制器(PLC)為核心的一種新型工業控制裝置,具有體積小、功能強、編程簡單、可靠性強等優點,將加工信號傳遞到機床的數控系統,通過伺服系統按事先編制好的程序進行自動加工,根據檢測設置形成閉環控制系統,將反饋信號與凈輸入信號進行比較,不斷修正運動部件的偏移量,從而保證了零件加工的精確度。由于數控機床是根據控制器輸出的信號自動按工藝流程完成所需的加工工作,而對于普通機床,操作人員往往為保證加工零件的尺寸精度,如直徑的上下偏差、長度公差、形位公差等,在進行機床加工時經常會出現重復開停機、調整、測試等一系列浪費時間的工作。下面以普通車床為例,將一根直徑50、長600mm米的坯料加工至直徑=36,精度要求同柱度為0.05mm的軸。

除以上能以軸、轉速及走刀量等算出的走刀時間外,其余的如給定進給量前的刀尖與工件表面的對刀,然后以拖板的刻度為參考小心進刀,試車一定長度后,停機檢測(最多為兩次),確信與圖紙的要求相符后才進行車削,其中所需的時間只能按實際操作加上人為制定給出該項工作所耗費的工時,設定此所需的時間為0.3分鐘時,則普通車床的實際用時T′應為:T′=T+0.3=0.98+0.5=1.09(分鐘)。改裝后的車床,由于車床的橫向進給實現了自動化,程序應為:以車刀刀尖為基準點,控制車刀刀尖按指令給定的以主軸中心軸線為基準進到所需加工的軸的半徑距離時,橫向進給自鎖,依照信號進行縱向切削工作,省去了由人工操作加工中所需的反復開停車及檢測用時,因此,從加工一根簡單的φ50×600(mm)的軸事例可以得出:如果改裝后數控車床的轉速、切削用量等和普通車床相同,則數控機床所需的實際用時為T″=0.98(分鐘)。普通車床與改裝后的車床的實際時間差為:T′-T″=1.09-0.79=0.3(分鐘)

由此可見用可編程控制器改裝后車床的加工時間比普通車床的用時省卻了0.3分鐘,工效將近提高了1/3,對于批量生產的產品,不僅節省了大量的時間,還提高了控制系統的可靠性和準確性,為企業提供了更可靠的自動化生產保障,提高了經濟效益。

2以C6140型普通車床為例,把繼電控制改造為PLC控制

2.1改造分析

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