来实现继电器接触器控制线路功能的装置，它能满足成组经常改变的控制要求，使控制系统具有较大的灵活性和通用性，但它还是使用硬件手段，装置体积大，功能也受到了定的限制。随着大规模集成电路和微处理机技术的发展和应用。上述控制技术也发生了根本变化。在年代出现了用软件手段来实现各种控制功能，以微处理器为核心的新兴工业控制器可编程程序控制器。这种期间完全能够适应恶劣的工业环境，由于它兼备了计算机控制和继电器接触器控制两方面的优点，故目前世界各国将其作为种标准化通用设备普遍应用于工业控制。组合机床采用电气控制系统的优点组合机床的电气控制理论上讲可以采用继电器接触器电气控制系统，单片机控制系统和控制系统来实现。但是在实际工程中往往选择种经济有效性能优越的控制方案，考虑到上述几点，较适合组合机床的电气控制。单片机继电器接触器控制系统相比具有以下优点与继电器接触器相比较继电器接触器控制系统自上世纪二十年代问世以来，直是机电控制的主流。由于它的结构简单使用方便价格低廉，所以使用广泛。它的缺点是动作速度慢，可靠性差，采用微电脑技术的可编程顺序控制器的出现，使得继电接触式控制系统更加逊色。等取代继电接触式控制逻辑。具体如下控制逻辑继电接触式控制系统采用硬接线逻辑，它利用继电器等的触电串联并联串并联，利用时间继电器的延时动作等组合或控制逻辑，连线复杂体积大功耗也大。当个电气控制系统研制完后，要想再做修改都要随着现场接线的改动而改动。特别是想要能够增加些逻辑时就更加困难了，这都是硬接线的缘故。所以，继电接触式控制系统的灵活性和扩展性较差。可编程控制器采用存储逻辑。它除了输入端和输出端要与现场连线以外，而控制逻辑是以程序的方式存储在的内存当中。若控制逻辑复杂时，则程序会长些，输入输出的连线并不多。若需要对控制逻辑进行修改时，只要修改程序就行了，而输入输出的连接线改动不多，并且也容易改动，因此，的灵活性和扩展性强。而且是由中大规模集成电路组装成的，因此，功耗小，体积小。控制速度继电器接触式控制系统的控制逻辑是依靠触电的动作来实现的，工作频率低。触点的开闭动作般是几十毫秒数量级。而且使用的继电器越多，反映的速度越慢，还是容易出现触点抖动和触点拉弧问题。而可编程控制器是由程序指令控制半导体电路来实现控制的，速度相当快。通常，条用户指令的执行时间在微秒数量级。由于内部有严格的同步，不会出现抖动问题，更不会出现触点拉弧问题。定时控制和计数控制继电接触式控制系统利用时间继电器的延时动作来进行定时控制。用时间继电器实现定时控制会出现定时的精度不高，定时时间易受环境的湿度和温度变化而影响。有些特殊的时间继电器结构复杂，维护不方便。而可编程程序控制器使用半导体集成电路作为定时器，时基脉冲由晶体震荡器产生，精度相当高并且定时时间长，定时范围广。用户可以根据需要在程序中设定定时值。根据给定的定时值，由软件和硬件计数器来控制制定时间，定时精度高定时时间不受环境的影响，并且旦调好，不会变化。并且可以完成计数功能，而继电接触系统通常没有计数功能。设计与施工。使用继电接触式控制系统完成项控制工程，设计施工，调试必须顺序进行，周期长，而且修改困难而使用来完成项控制工程。设计完成以后，现场施工和控制逻辑的设计可以同时进行，周期短，而且调试和修改均很方便。可靠性和维护性。继电接触式控制系统使用了大量的机械触点，连线也多。触点在开闭时会受到电弧的损坏，寿命短。因而可靠性和维护性差。采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，可靠性高。还配备了自检和监控功能，能自诊断出自身的故障，并随时显示给操作人员，还能动态的监视控制程序的执行情况，为现场调试和维护提供了方便。总之，在性能上均优越于继电接触式控制系统，特别是控制速度快，可靠性高，设计施工周期短，调试方便，控制逻辑修改方便，而且体积小，功耗低。与单片机比较单片机具有结构简单，使用方便，价格比较便宜等优点，般用于数据采集和工业控制。但是，单片机不是专门针对工业现场的自动化控制而设计的，所以它与比较起来有以下缺点单片机不如容易掌握使用单片机来实现自动控制，般要使用微处理器的汇编语言编程。这就要求设计人员遇有定的计算机硬件和软件知识。对于那些只熟悉机电控制的技术人员来说，需要进行相当长段时间系统地学习单片机的知识才能掌握。而采用了面向操作者的语言编程，如梯形图状态转移图等，对于使用者来说，无需了解连接，非常方便。输出接口具有定的驱动负载能力，能适应般的控制要求。而且，在输入接口输出接口，由光电耦合器件，使现场的干扰信号不容易进入。单片机不如可靠使用单片机进行工业控制，突出的问题就是抗干扰性能较差。而是专门用于工程现场环境中的自动控制，在设计和制造过程中采取了抗干扰性措施，稳定性和可靠性较高。通过上面的比较，针对组合机床的电气控制系统，虽然的价格高些，但良好的稳定性和高度的可靠性可确保机床在加工零件时的精度，所以决定采用控制系统来实现。第章电气控制系统硬件设计选择机型合理选择的型号，对于提高控制系统的技术经济指标起着重要作用。选择机型的基本原则是在功能满足要求的前提下，保证可靠，维护使用方便以及最佳功能价格比。结构选择主要有整体式和模块式。整体式整体式的每个点的平均价格比模块式的便宜，且体积相对小，般用于系统工艺过程较为固定，环境条件较好，维修量较小的小型控制系统中。模块式模块式功能扩展灵活方便。在点数上，输入点数，输出点数的比例，模块的种类方面选择余地大，且维修方便，般用于较复杂的控制系统。对于组合机床，选用整体式较好。点选取原则平均的点价格比较高，因此应该合理选用的点数量，在满足控制要求的前提下力争使用的点最少，但必须留有定余量。通常点数是根据被控制对象的输入输出信号的实际需要，再加上的余量来确定。由组成的四工位组合机床控制系统有输入信号个，均为开关量。其中检测元件个，按钮开关个，选择开关个。电控制系统有输出信号个，其中电磁阀个，六台电动机的接触器和个指示灯。根据点数的选取原则考虑的点数余量输入点数可选取个输出点数可选取个。确定机型及扩展模块。根据及实际机型点数，选用主机和个点的输入扩展模块这样共有输入点。输出点就是主机的。足够可以满足个输入，个输出的要求，而且留有定余量。设计输入输出信号地址表输入输出信号地址表是将输入输出列成表，给出相应的地址和名称，以备软件编程和系统调试时使用的种表。由本设计可知控制电路中的按钮，行程开关，检测元件等触点都属于的输入设备，的输出控制对象主要是控制电路中的执行元件，本设计主要是接触器，电磁阀，指示灯。根据电控系统的输入输出信号表知输入元件数量行程开关个按钮个选择开关个检测元件个输出元件数量电磁阀个接触器个指示灯个根据本设计选用的机型，将输入输出元件分配到的输入输出接口。根据本文所给的输入输出元件可列下表表输入输出信号地址表输入信号输出信号名称功能编号名称功能编号滑台Ⅰ原位夹紧滑台Ⅰ终点松开滑台Ⅱ原位滑台Ⅰ进滑台Ⅱ终点滑台Ⅰ退滑台Ⅲ原位滑台Ⅲ进滑台Ⅲ终点滑台Ⅲ退滑台Ⅳ原位上料进滑台Ⅳ终点上料退上料器原位下料进上料器终点下料退下料器原位滑台Ⅱ进下料器终点滑台Ⅱ退夹紧滑台Ⅳ进进料滑台Ⅳ退放料放料润滑压力进料润滑液面开关Ⅰ主轴总停Ⅱ主轴启动Ⅲ主轴预停Ⅳ主轴润滑故障撤除冷却电动机选择开关润滑电动机滑台Ⅰ进润滑显示滑台Ⅰ退ⅠⅢ工位滑台原位主轴Ⅰ点动ⅡⅥ工位滑台原位滑台Ⅱ进上料原位滑台Ⅱ退下料原料主轴Ⅱ点动滑台Ⅲ进滑台Ⅲ退主轴Ⅲ点动滑能Ⅳ进滑台Ⅳ退主轴Ⅳ点动夹紧松开上料器进上料器退进料放料冷却开冷却停设计控制系统电气原理图接口图它反映的是输入输出模块与现场设备的连接。的输入点大部分是共点式，即所有输入点具有个公共端。电气接口图如下图图电气接口图设计控制系统操作面板控制系统的操作面板是向控制系统发布控制命令的主令元件组合而成的。本设计中，输入元件共个其中按钮个检测元件个行程开关个，选择开关个，基于对机床工作方式的控制要求，面板上应设有选择开关预停按钮鉴于手动调整方式下，相应按钮发出控制命令，驱动组合机床相应部件运动，因此面板上应设相应按钮，鉴于对组合机床的启动，停止及润滑故障的处理控制，应在操作制面板上设有启动按钮总停按钮润滑故障切除按钮其他输入元件均为检测元件，不在操作面板中设置，由上面综述，可得控制系统操作面板如下图所示图控制系统的操作面板图控制系统操作面板图第章控制系统软件设计设计控制系统工作循环流程图根据本设计的控制与工艺要求，按机床的动作顺序及每步所完成的任务，可得工作循环流程图如图图控制系统工作循环流程图设计控制系统初始化梯形图程序初始化程序主要用来处理组合机床的各种号，如启动，预停，总停以及各种的原始信号，机床启动前应具备的各种初始信号，工作方式选择信号，各种复位信号，并将处理结果作为机床启动，停止，程序转换的依据，初始化程序般用经验法设计。根据控制要求，采用指令，来定义相应的工作方式，手动，自动，利用预停按钮来控制全自动与半自动工作状态的切换，并利用定时器设定了润滑电动机间歇时间，初始化程序见下图。设计控制系统手动及显示梯形图程序本设计的手动程序与显示程序均为用经验法设计的梯形图。手动程序主要在调整和检修时使用。为了对滑台的进退上料器的进退夹具的加紧松开等进行调整与控制，设计了相应的手动程序，设计手动程序时应注意互锁的设计。显示程序根据机床的工作状态，驱动相应指示灯显示。如手动及显示梯形图程序图。设计控制系统状态转移图与梯形图程序状态转移图，它是完整地描述控制系统的工作过程，功能和特性的种图形，是分析和设计电路系统控制程序的重要工具。本设计的状态转移图按下列几步进行的按组合机床的控制要求与加工工艺画出状态转移图。在画出的状态转移图上以输入点或其他元件定义状态转换条件。按照电控系统提供的电气执行元件功能表，在状态流程图上对每个状态和动作命令配画上实现该状态或动作命令的控制功能的电气执行元件，并以对应的输出点的编号定义这些电气执行元件。由状态转移图易的相应的梯形图程序，它们二者是对应关系，梯形图程序请见图图设计控制系统初始化梯形图程序图控制系统手动及显示梯形图程序图控制系统梯形图程序实验室电气原理图仿真及程序调试本次设