基于PLC的汽车变速器生产线——深孔钻床试验台设计毕业设计论文.doc

《基于PLC的汽车变速器生产线——深孔钻床试验台设计毕业设计论文.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于PLC的汽车变速器生产线——深孔钻床试验台设计毕业设计论文.doc（32页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 毕业设计(论文)学生姓名： 学 号： 所在学院： 自动化与电气工程学院 专 业： 自动化 设计(论文)题目： 基于PLC的汽车变速器生产线 深孔钻床试验台设计 指导教师： 2012年1月5日摘要随着汽车行业在中国的蓬勃发展，汽车生产线更加高效化的研究越来越引人关注，可编程控制器（PLC）具有体积小，适用范围广，灵活性强，适应力强等特点，在工业领域的各个方面都得到了广泛的应用，汽车生产行业在中国正直春天，但是我国的很多机床设备都是上个世纪的外国淘汰设备，很难再适用于如今的汽车生产需要，为了满足工艺需要，对其进行升级改造是科学合理而又经济的选择本文以深孔钻床为例子，探索如何改造升级汽车生产线上的

2、老旧机床，使其在汽车生产领域发挥更大的作用，本文致力于研究使用西门子公司的S7-300系列PLC，以及相应的编程软件STEP7，运用逻辑编程法来编程，发现并改善原有机床不能适应现代生产需要的缺陷，通过电气改造的方法，包括重新绘制电气图，重新布局接线，保留外部机械部分的情况下对电气系统经行升级改造。使其达到自动化程度更高，故障率更低，更方便检的效果，从而真正提高汽车生产效率。 关键词：汽车生产线，深孔钻床，PLC，电气改造AbstractWith the vigorous development of the industry in China, more efficient auto prod

3、uction line of research attracted more attention, the programmable controller (PLC) has small, wide range, flexible, adaptable and other characteristics, in the industrial fields all aspects of a wide range of applications, automobile industry in China just spring, but many of the machine tool equip

4、ment in China is the last century foreign eliminated equipment, difficult to apply to production of cars now need, in order to satisfy the process need, to its upgrading is scientific and reasonable and economic choice based on the deep hole drilling machine for example, explore how to auto producti

5、on line of the transformation and upgrade the old machine, in the automotive field to play a bigger role, this paper is dedicated to the study of the use of Siemens company series S7-300 PLC, and the corresponding programming software STEP7, using logic programming method to programming, found and i

6、mprove the original machine tool cant adapt to the modern production needs of the defect, through the electrical transformation methods, including redraw electrical diagrams, to layout wiring, keep external mechanical part of electrical system upgrading the line. Take it to a higher degree of automa

7、tion, more low failure rate, more convenient for effect, and really improve the car production efficiency. Keywords: automobile production line, the deep hole drilling machine, PLC, electric transformation 目录第一章 绪论61.1设计背景：61.1.1 深孔钻床简介61.1.2、气压传动：81.2 试验台设计的目的和内容：9第二章 深孔钻床实验平台装置总体介绍102.1工艺流程：102.2各

8、部分系统关系：102.3主要元器件：102.3.1、SIEMENS SIMATIC S7-300102.3.2、REXROTH （dkc03.3-040-7-fw）驱动器，滤波器112.3.3、SIMATIC OP7132.3.4、空气开关142.3.5、接触器142.3.6、PILZ安全继电器142.3.7、变压器,接近开关，液位传感器，压力传感器等各类传感器,气动三联件152.4、 SIEMENS STEP7 软件简介：152.5、 Protool软件简介16第三章:电气系统设计163.1、电气设计的一般原则163.2机床电气设计的经验设计方法和逻辑设计方法183.2.1 经验设计法183

9、.2.2逻辑分析设计法简介183.3元器件选型:193.4、电气图：203.4.1、电机控制电路：203.4.2、380vdc24vdc变压电路：213.4.3、安全继电器回路：223.4.4、伺服驱动控制电路：233.4.5、输入输出表24第四章：PLC程序设计（部分，详见附录）26参考文献：31第五章：致谢32第六章：附录32第一章 绪论1.1设计背景：输出轴作为汽车变速箱中的重要组成部分，对其进行深孔加工的精度要求很高，其中最重要的问题是切削排屑和冷却润滑，而传统的加工工艺很难满足甚至达不到精度，效率和材料上的要求。而对传统工艺进行改进的过程中，对加工设备的PLC改造是关键一步。传统继电

10、控制系统使用大量的继电器，如中间继电器和时间继电器，因此控制系统存在接线复杂，故障率高，不便于及时发现和解决故障等问题，为了改善这些缺点，对其进行PLC改造是切实可行的方法1 。而通过PLC改造则可以改善这些缺点。因此本课题研究对普通继电器控制的深孔钻床进行plc改造2 。PLC能方便地实现各种各样的顺序控制模式，PLC“软继电器”是可以被无限次使用的，所以我们不必考虑涉及到的I/O点的多少，并且PLC的内部存储器能够实现实际辅助继电器，定时器，计数器等元件的功能，因此能够简化外部继电器。由PLC内部的CPU 完成各个元件状态的逻辑运算，PLC 外部只需要在输入端接开关，按钮等指令信号，输出端

11、接接触器、电磁阀、指示灯等负载，再由接触器控制电动机的运转，不必考虑接触器之间的逻辑关系。PLC 在机床改造中得到了广泛的应用。使用 PLC模块化的模式来取代传统的液压和气动系统，不仅使机床的控制系统更加稳定还简化了机床的机械结构，极大地提高了加工精度和生产效率。1.1.1 深孔钻床简介1 深孔钻床 deep-hole drilling machine 定义：用特制的深孔钻头，钻头作直线进给运动，工件旋转钻削深孔的钻床。有别于传统的孔加工方式，依靠特定的钻削技术（如枪钻、BTA钻、喷吸钻等），对长径比大于10的深孔孔系和精密浅孔进行钻削加工的的专用机床统称为深孔钻床。其代表着先进、高效的孔加工

12、技术，加工具有高精度、高效率和高一致性。2 特点：它们代表着先进、高效的孔加工技术，通过一次走刀就可以获得精密的加工效果，加工出来的孔位置准确，尺寸精度好；直线度、同轴度高，并且有很高的表面光洁度和重复性。能够方便的加工各种形式的深孔，对于各种特殊形式的深孔，比如交叉孔、斜孔、盲孔及平底盲孔等也能很好的解决。其不但可用来加工大长径比的深孔（最大可达300倍），也可用来加工精密浅孔，其最小的钻削孔径可达0.7mm。3发展概况及趋势：深孔钻削加工（孔深和孔径的比值10）在机械加工领域中占有非常重要的地位，约占孔加工量的40%以上。随着科学技术的进步，新型高强度、高硬度和高价值难加工深孔零件的不断出

13、现，加工工件在加工深度、加工精度以及加工效率上要求的不断提高，使得深孔加工成为机械加工的关键工序和加工难点。传统的加工方法由于工艺系统刚度，切削排出及冷却润滑的问题。越来越难以满足甚至根本达不到现在的深孔加工在精度、效率、材料上的要求。所以这时的深孔加工需要一种特定的钻削技术的支持。随着我国机械制造业的迅速发展，使得原本局限于军事工业、航空航天等特定领域的深孔加工技术及装备在我国各行业也得到了广泛的应用。左图为最常用的二种深孔钻削加工刀具：枪钻和BTA单管钻。4 加工精度：深孔钻床是一种高精度、高效率、高自动化的深孔加工专用机床，依靠先进的孔加工技术（枪钻、BTA钻、喷吸钻等），通过一次连续的

14、钻削即可达到一般需钻、扩、铰工序才能达到的加工精度和表面粗糙度。加工孔孔径尺寸精度：IT7IT11；加工孔偏斜度：0.51/1000（加工孔深）；加工孔表面光洁度：Ra0.26.3um。5 钻削中应注意的问题：深孔加工是处于封闭或半封闭的状态下，故不能直接观察到刀具的切削情况。目前只能凭经验，通过听声音、看切削、观察机床负荷及压力表、触摸震动等外观现象来判断切削过程是否正常。 切削热不易传散。一般切削过程中有80%的切削热被切屑带走，而深孔钻削只有40%,刀具占切削热的比例较大，扩散迟、易过热，刀口温度可达600度，必须采取强制有效的冷却方式。 切屑不易排出。由于孔深，切屑经过的路线长，容易发

15、生堵塞，造成钻头崩刀。因此，切屑的长短和形状要加以控制，并要进行强制性排屑。 工艺系统刚性差。因受孔径尺寸限制，孔的长径比较大，钻杆细而长，刚性差，易产生震动，钻孔易走偏，因而支撑导向极为重要。这点在枪钻机床中更为突出。1.1.2、气压传动：气压传动作为一种易于推广普及的实现工业自动化的应用技术，其气源容易获得，环境污染小，工作速度快，动作频率高，工程实现容易3。气压传动以压缩气体为工作介质，靠气体的压力传递动力或信息的流体传动。传递动力的系统是将压缩气体经由管道和控制阀输送给气动执行元件，把压缩气体的压力能转换为机械能而作功；传递信息的系统是利用气动逻辑元件或射流元件以实现逻辑运算等功能，亦

16、称气动控制系统。气压传动的特点是:工作压力低,一般为0.30.8兆帕，气体粘度小，管道阻力损失小，便于集中供气和中距离输送，使用安全，无爆炸和电击危险，有过载保护能力；但气压传动速度低，需要气源。气压传动由气源、气动执行元件、气动控制阀和气动辅件组成。气源一般由Link title压缩机提供。气动执行元件把压缩气体的压力能转换为机械能，用来驱动工作部件，包括气缸和气动马达。气动控制阀用来调节气流的方向、压力和流量，相应地分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。气动辅件包括：净化空气用的分水滤气器，改善空气润滑性能的油雾器，消除噪声的消声器，管子联接件等。在气压传动中还有用来感受和传递各种信息的

17、气动传感器。气压传动具有以下独特的优点： （1）以空气作为工作介质，取之不尽，处理方便，用过以后直接排入大气，不会污染环境，且可少设置或不必设置回气管道。 （2）空气的黏度很小，只有液压油的万分之一，流动阻力小，所以便于集中供气，中、远距离输送。 （3）气动控制动作迅速，反应快；维护简单，工作介质清洁，不存在介质变质和更换等问题。 （4）工作环境适应性好。无论是在易燃、易爆、多尘埃、辐射、强磁、振动、冲击等恶劣的环境中，气压传动系统工作安全可靠。 （5）气动元件结构简单，便于加工制造，使用寿命长，可靠性高。 气压传动的缺点: （1）由于空气的可压缩性大，气压传动系统的速度稳定性差，给系统的速度

18、和位置控制精度带来很大的影响。 （2）气压传动系统的噪声大，尤其是排气时，需要加消音器。1.2 试验台设计的目的和内容：原有机床是纯继电器控制的，存在很多缺陷，如当空气压力不足，冷却液液位过低报警灯都亮，有助于分辨故障所在。本次改造是在原有逻辑控制顺序的基础重新编写程序，在完成基本动作的同时加入两个侧面钻头，要重新绘制的电气图，接线图，互连图本实验平台设计要求对原有继电器系统的深孔钻床进行改造升级，实现PLC控制，加入检测识别故障功能，最终使得这台机床功能更加齐全，更加集约化。内容如下：1、熟悉西门子S7-300系列PLC,和相应的编程软件STEP7 2、PLC控制系统的电气设计，包括：原理图

19、，元器件清单，电柜布置图，接线图与互连图。3、PLC程序设计与优化。第二章 深孔钻床实验平台装置总体介绍2.1工艺流程：2.2各部分系统关系：2.3主要元器件：2.3.1、SIEMENS SIMATIC S7-300SIMATIC S7-300是模块化小型PLC系统，大范围的各种功能模块可以非常好地满足和适应自动控制任务，各种单独的模块之间也可进行广泛组合以用于扩展。由于S7-300简单实用的分散式结构和多界面网络能力，使得应用十分灵活。特点如下： 当控制任务增加时，可自由扩展; 由于大范围的集成功能使得它功能非常强劲; S7-300可编程序控制器是模块化结构设计; 各种单独的模块之间可进行广

20、泛组合以用于扩展; 系统组成：中央处理单元(CPU)各种CPU有各种不同的性能; 信号模块(SM)用于数字量和模拟量输入/输出; 通讯处理器(CP)用于连接网络和点对点连接; 功能模块(FM)用于高速计数，定位操作(开环或闭环控制)和闭环控制; SIMATIC M7自动化计算机AT-兼容的计算机用于解决对时间要求非常高的技术问题。它既可作为CPU，也可以作为功能模块使用; S7-300适用于通用领域： 高电磁兼容性和强抗振动，冲击性，使其具有最高的工业环境适应性。SIEMENS S7-300 313 PLC，包括：导轨：S7-300的机架电源(PS)：将电网电压（120/230V）变为S7-3

21、00所需的工作电压24V DC。中央处理单元（CPU）：执行用户程序（附件：存储器模块，后备电池）接口模块（IM）：连接两个机架的总线。信号模块（SM）：把不同的信号与S7-300相匹配（附件，总线连接器，前连接器）功能模块（FM）：完成定位，闭环控制等功能。通信处理器（CP）：连接可编程控制器（附件：电缆，软件，接口模块）2.3.2、REXROTH （dkc03.3-040-7-fw）驱动器，滤波器目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块（IPM）为核心设计的驱动电路,IPM内部集成

22、了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程。整流单元（AC-DC）主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。 伺服进给系统的要求 1、调速范围宽 2、定位精度高 3、有足够的传动刚性和高的速度稳定性 4、快速响应，无超调 为了保证生产率和加工质量，除了要求有较高的定位精度外， 还

23、要求有良好的快速响应特性，即要求跟踪指令信号的响应要快，因为数控系统在启动、制动时，要求加、减加速度足够大，缩短进给系统的过渡过程时间，减小轮廓过渡误差。 5、低速大转矩，过载能力强 一般来说，伺服驱动器具有数分钟甚至半小时内1.5倍以上的过载能力，在短时间内可以过载46倍而不损坏。 6、可靠性高 要求数控机床的进给驱动系统可靠性高、工作稳定性好，具有较强的温度、湿度、振动等环境适应能力和很强的抗干扰的能力。 对电机的要求 1、从最低速到最高速电机都能平稳运转，转矩波动要小，尤其在低速如0.1r/min或更低速时，仍有平稳的速度而无爬行现象。 2、电机应具有大的较长时间的过载能力，以满足低速大

24、转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内过载46倍而不损坏。 3、为了满足快速响应的要求，电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩，并具有尽可能小的时间常数和启动电压。 4、电机应能承受频繁启、制动和反转。2.3.2.1滤波器（filter），是一种用来消除干扰杂讯的器件，将输入或输出经过过滤而得到纯净的直流电。对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路，就是滤波器，其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。2.3.2.2伺服控制系统：用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。又称随动系统。在很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系

25、统，其作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角）。伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。2.3.3、SIMATIC OP7产品类型：操作员面板主要性能：液晶显示，背光LED，显示4行，每行20个字符，行高8mm/22个系统键，8个用户自定义软键/3种联机语言防护等级：前面板IP65，后面板IP20前面板尺寸：144*180mm（宽*高）开孔尺寸：135*171*42mm（宽*高*深）2.3.4、空气开关2.3.5、接触器2.3.6、PILZ安全继电器安全继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电

26、流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。2.3.7、变压器,接近开关，液位传感器，压力传感器等各类传感器,气动三联件 2.4、 SIEMENS STEP7 软件简介：西门子STEP7是用于SIMATIC

27、 S7-300/400站创建可编程逻辑控制程序的标准软件，可使用梯形图逻辑、功能块图和语句表进行编程操作。 PCD1 和 PCD2 Saia-PCD 控制设备也可以用 Siemens Step7 来编程。使用Step7编程可以在Saia PCD上实现某些集成在Step7内的功能.不只是兼容 。在常规功能之外还具备以下的特点: DK 3964 R/RK 512 等标准协议已经集成到控制器内，不需要额外的驱动。MPI接口集成 modem 支持: 内置modem 功能，可进行远程编程、诊断或数据传输。编程不需MPI转换器，直接通过PC上的RS232口。现场总线通讯功能，控制器功能中已集成了Profi

28、bus DP Master / Slave, Profibus FMS 和 LONWorks。利用web server进行监控。2.5、 Protool软件简介ProTool适用于大部分HMI硬件的组态，从操作员面板到标准PC都可以用集成在STEP 7中的ProTool有效地完成组态。ProTool/lite用于文本显示的组态，如：OP3，OP7，OP17，TD17等。ProTool/Pro用于组态标准PC和所有西门子HMI产品，ProTool/Pro不只是组态软件，其运行版也用于Windows平台的监控系统。第三章:电气系统设计3.1、电气设计的一般原则最大限度地实现机床设备和生产工艺对电气

29、控制线路的要求。在满足机床生产的前提下，力求使控制线路简单，经济。保证机床线路的可靠性和安全性操作和维修方便。考虑带今后加工生产的可持续发展和机床工艺的不断改进，在配置PLC硬件设备时应适当留有一定的扩展余量。PLC 最大的优点，是能方便地实现各种顺序控制模式。使用 PLC 控制系统，由于 PLC“软继电器”的触点是可以无限次使用的，因此在编程时，不必考虑点多少的问题，且 PLC 的辅助继电器、定时器、计数器等功能元件，都是由 PLC 内部的存储器实现的，所以减少了许多外部的继电器7。PLC 程序控制，由内部 CPU 完成各元件状态的逻辑关系运算，PLC 外部只需要在输入端接开关，按钮等指令信

30、号，输出端接接触器、电磁阀、指示灯等负载，再由接触器控制电动机的运转，不必考虑接触器之间的逻辑关系。PLC 在机床改造中得到了广泛的应用。使用 PLC模块化的模式，取代传统的液压和气动系统，不仅使机床的控制系统更加稳定，同时简化了机床的机械结构，大大提高了加工精度和生产效率。对常开、常闭按钮及行程开关的处理，继电器控制电路中，一般起动用常开按钮，停机用常闭按钮，改用 PLC 控制后，起动和停止按钮均采用常开按钮，以符合大多数人的编程习惯; 对交流接触器的处理，交流接触器属于执行元件，改用 PLC 控制后，分别为它们分配外部输出继电器; 对热继电器触点的处理，热继电器可以作为 PLC 的输入点，

31、也可以直接串接在 PLC 外部的控制电路中。将热继电器作为 PLC的输入点的优点是当发生故障时，热继电器的常闭触点会断开，可将设备过载的故障信息输入 PLC，由控制程序完成过载保护和报警等功能，缺点是热继电器的常闭触点会占用 PLC 的输入点，所以需要考虑 PLC 输入点的富裕情况; 而将热继电器的常闭触点直接串接在 PLC 外部的控制电路中，由硬件电路实现过载保护功能，这种方法可节约 PLC 的输入点，但无法实现故障报警功能8。为了减少电磁阀的故障，同时也为了使电磁阀线圈电压适应PLC控制的电气性能，用DC24V电磁阀取代了交流电磁阀9。电磁阀为感性负载，并且通断频繁，为了保护PLC的输出触

32、点，在输出端接有电压释放网络，即在电磁阀两端并上续流二极管10。 将各气缸顺序动作分级气缸作为执行器其伸出和缩回由换向阀控制，若采用双向电磁铁控制的换向阀，为避免换向阀的两端控制信号同时通电，分级时必须将其避开，保证每一气缸只在该级中出现一次动作。根据动作级数来确定使用继电器的数目，若动作级数为n，则必须使用n-1个继电器控制。由此可见，动作级数分得越少则电路越简单。因此，以分成最少级数为原则11。 用“继电器控制电路移植法”进行程序设计，即依据继电器接触器控制电路的逻辑关系，按照一一对应的方法对全部继电器控制线路进行“移植”，并进行规范、简化等处理12。3.2机床电气设计的经验设计方法和逻辑

33、设计方法3.2.1 经验设计法经验设计法是根据生产工艺亚牛设计出控制线路。1. 经验设计法的基本步骤（1） 主电路设计（2） 辅助电路设计（3） 反复审核电路是否满足设计原则2. 经验设计法的特点（1） 易于掌握，使用很广，但不易获得最佳设计方案。（2） 要求设计者具有一定的实际经验，在设计过程中往往会因考虑不周发生错误，影响电路的可靠性。（3） 当线路达不到要求时，多用增加触电或电器数量的方法来加以解决，设计的电路往往是不经济的。（4） 需要反复修改草图，需要模拟试验，设计速度慢。3.2.2逻辑分析设计法简介逻辑设计法师根据机床生产的工艺要求，利用逻辑代数来分析、简化、设计线路的方法。这种设

34、计方法是将机床控制线路中的继电器、接触器线圈的通断，触点的闭合断开等看成逻辑变量，并根据机床控制要求将它们之间的关系用逻辑函数关系式来表达，然后再运用逻辑函数基本公式和运算规律进行简化，根据最简式画出相应的机床电气结构图，最后再作进一步的检查和完善，即能获得需奥的控制线路。逻辑设计法可以使线路简化，充分利用电气元件来得到比较合理的线路。对复杂线路的设计，特别是数控生产自动线，组合机床等控制线路的设计，采用逻辑设计法比经验设计法更为方便与合理。综合考虑，本次试验台的设计选择逻辑分析设计法更为合适。3.3元器件选型:Z801 400VAC 16AA801400VACK130-133，K801,K0

35、0,K00A,K00B,K85，K86，K90，K9124VDCQF132A本次试验台用到空开的规格：额定电流FS1301.7AFS1311.7AFS1321.6AFS133 0.9AF80116AF8026AF9014AF9024AF9034A本次试验台用到电机的规格功率M1300.75KWM1310.75KWM1320.55KWM1330.37KW3.4、电气图：3.4.1、电机控制电路：原来这四个电机上端接了保险丝，现在都改成空开，能都自动跳闸，能够方便许多。这里选用4个带辅助触点的空开，将4个辅助触点串联作为PLC的一个输入点，并将这个输入点作为启动几个电机的条件之一，若是有空开没有闭

36、合，电机不动，并有空开没有闭合的指示灯亮，若是没有这一设置，可能就是一个空开没有闭合，而机床本身没有任何问题的情况下，检修人员不能立刻发现问题。如此便一目了然了。还要注意电机的正反转，以及大功率电机的星型，三角型的转换，虽然这里没有用到，3.4.2、380vdc24vdc变压电路： 变压器选择3*400变24vc，这里分出3路24vdc电源，901和900一路给PLC，安全继电器，报警灯，I/O模块，按钮供电。902和900一路给接近开关等传感器供电，903和900一路给电磁阀供电，作为执行元件的电源，这一路的有安全要求，安全继电器的两个输出信号使，若是拍下了急停，则安全继电器不工作，所以K0

37、0A，K00B不会吸合，所以903那一路不通，电磁阀都不会工作，这也是急停回路的工作原理。3.4.3、安全继电器回路：图中虚线AS2是操作台的代号，S00，S07分别是急停和复位，当急停被拍下S13和S14断开，13，14之间23,24之间断开，如前文所说执行元件都不会工作，保证了安全。而41,42闭合则给一路信号提示急停被拍下，只有松开急停按钮，并且按下复位键S07是X1，X2得一下电，安全继电器就又正常工作了。3.4.4、伺服驱动控制电路：伺服电机是钻床的重要组成部分，伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的 U/V/W 三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈

38、信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。车床的进给系统由数控系统控制伺服电机工作，经实际使用、检验，效果良好，满足国家对普通车床的精度要求；能够方便地控制进给，实现数控，达到控制加工零件的形状45。通过必要的方法，包括上述的抗干扰方法，能有效地消除干扰，得到稳定的进给系统。对普通数控机床的设计制造，尤其是老机床的数控改造有着重要的意义，同理对于plc改造也是有重要意义的6。采用串行总线传输技术实现对伺服驱动单元的高速、高精控制。采用现场总线的数字化控制接口，是伺服驱动装置实现高速、高精控制的必要条件。近年来国外公司纷纷推出各

39、自的数字接口协议和标准如日本发那科公司推出串行伺服总线(FSSB)，德国西门子公司推出Profibus-DP总线，日本三菱推出CC-link总线，德国力施乐推出 SERCOS 总线13。3.4.5、输入输出表输入点地址输入点地址急停未松I0.0固定杆B松开位置I4.4缺24vI0.1固定杆B夹紧位置I4.5电机开关未闭合I0.2打孔钻A退出位置I4.6自动挡位I0.3打孔钻A进给位置I4.7机器人档位I0.4打孔钻B退出位置I5.0启动I0.5打孔钻B进给位置I5.1停止I0.6主钻头进给位置I5.2灯测试I0.7确定钻头位置A-I5.4切削液开启I1.0确定钻头位置A+I5.5切削液自动I1

40、.1确定钻头位置B-I5.6到最大限位I1.2确定钻头位置B+I5.7左侧双手开启I1.3切削液液位高I6.3右侧双手开启I1.4切削液液位低I6.4送料装置等待装料I4.0气压正常I6.7送料到位I4.1原位I7.0固定杆A松开位置I4.2进给I7.1固定杆A夹紧位置I4.3后退I7.2输出点地址输出点地址急停未松Q8.0固定杆A夹紧Q13.6OP面板报警灯Q8.1固定杆B夹紧Q16.0自动已开启Q8.2打孔钻A进给Q16.2已到达最大限位Q8.3打孔钻B进给Q16.4正常运行Q8.5确定钻头位置进给Q17.0运行错误Q8.6确定钻头位置退回Q17.1切削液电机开启Q13.3喷切削液Q17.

41、2送料Q13.4第四章：PLC程序设计（部分，详见附录）参考文献：1褚加兴.微型汽车手动变速器结构原理与型式分析J.中国管理信息化,2011,(24):122-1232肖丽.浅谈传统机床的PLC改造J.辽宁师专学报(自然科学版),2009,(04)：88-903 李宏英张永强. 谈谈电线电缆设备的液压传动和气压传动修理. 黑龙江科技信息J,2007,(15):724陶晓杰.伺服电机用于车床进给系统J.制造业自动化,2000,(09):59-605王勇.步进电机和伺服电机的比较.中小企业管理与科技(上旬刊)J,2010,(12):311-3126王海伟，李兴根.基于步进电机控制的伺服钻孔机设计J

42、.轻工机械,2012,(1):56-587张凯,黄真.普通铣床的PLC改造方法.装备制造技术J,2011,(10):194-1958吴文廷.可编程控制器原理与程序设计M.大连:大连理工大学出版社,20099马汝彩,徐广振.普通车床电气控制系统的PLC改造J.机床电器,2011(05):26-2810田艳芳.PLC在钻孔组合机床控制中的应用J.机床与液压,2003(04):180-18111Zhu Guangli,Zhou Xuguang.Design of Pneumatic Drill CircuitJ.Chinese Hydraulics & Pneumatics,2003(6):27-2812贾玉芬,李秀玲,谢芳.PLC改造继电器接触器控制系统中时间继电器的处理方法.机床电器J,2011(01):17-1813暨绵浩.高精高速伺服驱动技术现状及发展趋势J.国内外机电一体化技术,2009(S4):41-4314邱公伟.可编程控制器网络通信及应用M.北京:清华大学出版社,200015张万忠.可编程控制器应用实例M.北京:中国电力出版社,2005第五章：致谢 第六章：附录31