1　加工中心介绍

1.1　研究背景及意义

加工中心其自动化程度高、工序集中，有立式和卧式之分，其中最为突出的是卧式加工中心，其主轴水平放置，大多数采用移动立柱结构，大多数都带有回转工作台。加工中心带有刀库和自动换刀装置，在加工工件时，工件通过一次装夹就可以加工工件的多个表面或多个孔。

(3)物理工作环境：物理环境是导致人员失误和健康问题的主要影响因素[11]，问卷中包含的描述物理环境的主要条目有舒适度、噪声、照明、温湿度和辐射。并且调查了当海员值班时其工作场所休息环境的质量和舒适度；

当加工中心机床进行批量加工时，工件装卸的时间比较长，机床上的电气控制的交换台可以两工作台进行交换，可以在加工的同时进行装夹，这样就缩短了工件装卸的时间，提高机床的利用率。因此，此项研究非常重要，它对提高机床的效率有着重要的意义和广阔的发展前景。

1.2　国内外研究现状

加工中心最初是在数控镗铣床上增加了自动换刀装置从而实现多种工序加工的机床。

近年来加工中心有很大的发展，有立、卧五轴联动加工中心，用于航空零件的加工，汽车零件的加工，其加工中心柔性高，生产率高，精度高，主轴转速高。

PLC生产厂家较多，实现的功能大致相同，但性价比和编程语言有很大的差别。

1.3　主要设计内容

通过对加工中心交换工作台工作原理分析，设计选用PLC来实现加工中心交换工作台控制。因此控制系统的设计主要完成硬件和软件设计两部分工作，包括PLC机型选择、I/O分配以及梯形图的设计。

2　加工中心交换工作台工作过程及控制要求分析

2.1　加工中心交换工作台工作过程分析

1)由一个阀来控制使得交换台抬起，用一个检测信号检测是否到位；

2)由一个阀来控制使得交换台拉钩抬起，用相应的检测信号检测是否到位；

研究对象来自怀化学院文理科各个非英语专业的本科生，共474人。所有研究对象都已完成三个学期的大学英语学习并通过大学英语四级。研究方法主要采用问卷调查的形式，并对部分学生进行了有针对性的访谈。

3)用两个检测信号检测两工作台是否落入钩子里，检测到位后，将工作台进行旋转；

4)由一个阀来控制使得工作台拉钩落下，用一个检测信号检测是否到位；

在过去的20年中，我们开展了很多关于气候变化机制性问题的研究，现在到了应该如何应对全球气候变暖的关键时期。亚洲开发银行曾经开展了“东南亚气候变化经济学”的研究，指出如果全球变暖问题得不到有效解决，印度尼西亚、菲律宾、泰国和越南等东南亚国家将遭受极为严重的影响。

5)由一个阀来控制使得交换台落下，用一个检测信号检测是否到位；

6)观察检测交换台旋转是否到位的零位指示灯是否亮起。

交换工作台都要重复以上步骤，其旋转方向不同。

交换工作台是通过PLC输入信号和输出信号来控制电磁阀实现加工中心工作台交换。

WANG Hai-bo, SUN Jing-chuan, XU Xi-ming, WANG Yuan, GUO Yong-fei, YANG Hai-song, SHI Jian-gang

由以上动作可以得到电磁阀先后得电顺序。见表1。

表1　电磁阀先后得电顺序

YV30YV31YV32YV33YV34YV35YV36YV38交换工作台定位+-------交换台松开-------+拉钩抬起----+---拉钩正(反)传---(+)+(-)----拉钩落下-----+--交换台夹紧(落下)------+-交换台自转-+------

注：“+”为得电，“-”为不得电。

2.2　加工中心交换工作台控制要求分析

要实现工作台的交换首先要装夹确认和交换台定位，在这两个条件同时满足时才能执行M代码来进行交换动作。

为了在2020年东京奥运会上实现8K直播，12月1日，日本正式启动了16个4K频道和1个8K频道信号的电视广播，成为世界上铺开4K卫星电视频道最多的国家和第一个开通8K免费卫视的国家。

准备区定位选用销定位，工作台1、2检测在位，按下装夹完成按钮并确认指示灯亮，交换台落下到位，交换台拉勾落下到位，准备区交换台到零位位置，X轴和工作区交换台到第二参考点，拉钩抬起，在拉钩检测到位的情况下进行拉钩正反转，拉钩正反转到位后，拉钩落下，拉钩落下到位后交换台夹紧，此时已完成交换台交换。

当不能满足以上条件就会出现“2072 Tab Disallow-Chang 交换台不能交换”提示。

2.3　确定控制方式

2.3.1　继电接触器控制系统

工业生产随市场需求的转变，开始大批量小品种转变为小批量多品种的生产。在发展过程中，继电接触器出现了许多弊端，它成为了生产转换的一大困难。

继电接触器控制系统的弊端：

1)使用大量机械触点，其可靠性比较差；

2)其功能局限性比较大、所占空间大、耗能多；

3)当生产工艺发生变化其元件和接线要有所变动，变动过程中时间长，所需费用比较多。

2.3.2　可编程控制器(PLC)

机动车超过年检有效期上路行驶，这属于违法行为，交警发现是要扣车和将车拖走，并且会对驾驶员做出处罚。如果没被交警发现，在验车时也会受到处罚。一旦机动车超过年检有效期后发生交通事故，保险公司有权拒绝商业险赔偿，只会按照交强险条款赔偿。这就意味着一旦发生交通事故，得到的赔偿只是赔对方损失，不赔自己。

1)可靠性高并且抗干扰能力强；

2)通用性好，控制程序可以改变，使用方便，具有很好的柔性；

3)功能强、适用范围广、性能价格比较高；

4)程序简单且易学易用；

5)系统设计、调试以及维修方便。

因此，为了更方便有效地实现加工中心交换工作，在设计中选用可编程控制器(PLC)。

3　控制系统的设计

3.1　PLC机型选择

在国内，国产的数控机床有了很大的提高，和国外的同种产品相比较还是有很大的差距，在国内市场国产的数控机床的市场占有率很低。国产的平均无故障时间低，机床故障率高。

3.4.2　梯形图的设计

M63　　　交换台自转(拔销)

2)罗克韦尔公司

3)西门子公司

4)通用电气公司

5)日本公司(欧姆龙，三菱，富士，松下)

其中用户买的最多的是三菱公司的FX系列。

PLC选型的基本原理是:在输入、输出上应满足要求，其次是选择可靠，售后和使用较为方便及性价比比较好的PLC。

在选型过程中首先要确定输入和输出的数量，在确定数量后应该增加备用量，防止以后在增加控制功能时输入输出接口不够的现象。在本次设计中输入口有13个，输出口有12个。

机床本身用的是FANUC数控系统，在选用中尽可能选用同一品牌、型号的产品，因此选用FANUC的PLC机。

3.2　I/O地址分配

输入/输出信号对应的PLC的I/O端子上的地址分配是进行控制系统设计所必需的。在分配好地址以后就可以进行编写程序。(见表2)

3.3　I/O硬件接线图及电器元件

电气控制电路设计中应尽可能减少电器元件的品种和规格，用途相同的元件，要选用同一品牌、型号的产品。要尽量了解新产品，使得设计进行顺利，使路线在技术指标、稳定性、可靠性得到大大提高，通过电气原理图和机床本身所用的FANUC数控系统和青海华鼎机床电器元件选型的参考来得到下列电气元件。

称取5.0 g的刺葡萄皮各5份，分别加入0.4%盐酸溶液100 mL，于30，40，50，60，70℃下水浴浸提40 min，过滤，于波长523nm处测定刺葡萄皮花青素的OD值，确定浸提温度。

表2　本设计的I/O分配表

输入/输出硬件功能输入信号X7.0SQ1 电感式传感器交换台抬起到位X7.1SQ2 电感式传感器交换台落下到位X7.2SQ3 电感式传感器交换台正转到位X7.3SQ4 电感式传感器交换台反转到位X7.4SQ5 电感式传感器交换台拉钩抬起到位X7.5SQ6 电感式传感器交换台拉钩落下到位X7.6SQ7 电感式传感器插销到位X7.7SB1 带灯按钮装夹完成X8.0SQ8 限位开关交换台1落在钩子里X8.1SQ9 限位开关交换台2落在钩子里X8.2SB4 带灯按钮插销按钮

(续表)

输入/输出硬件功能输出信号Y4.0KA20 中间继电器交换台抬起Y4.1KA21 中间继电器交换台落下Y4.2KA22 中间继电器交换台正转Y4.3KA23 中间继电器交换台反转Y4.4KA24 中间继电器交换台拉钩抬起Y4.5KA25 中间继电器交换台拉钩落下Y4.6KA26 中间继电器交换台定位(插销)Y5.3HL20 指示灯装夹完成确认Y5.4HL21 指示灯交换台到零位位置Y5.5KA27 中间继电器交换台自转(拔销)Y5.6HL22 指示灯插销指示灯

表3　电器元件清单

型号名称规格数量配件号HH53P-PL无锡机床电器厂小型中间继电器线圈电压DC24V带浪涌抑制回路及动作指示灯3NC+3NO8=E09-(KA20-KA27)TP511X无锡机床电器厂小型中间继电器插座导轨式8=E09-(KA20-KA27)SL1-D日本山武限位开关～220V,钢轮2=E09-SQ8=E09-SQ9BES516-325-BO-C-PU-03巴鲁夫电感式传感器PNP常开型,DC3线、M12×1、额定感应距离Sn=2mm额定工作电压DC24V,LED显示,电缆长3mm7=E09-(SQ1-SQ7)ZB2-BA1+ZB2-BZ105施耐德电气公司按钮白色,安装孔φ22.52=E09-(SB1-SB2)LED1-10/20姜堰万利指示灯电阻式球型,绿色,24V,安装孔φ12.53=E09-HL20=E09-HL21=E09-HL224WE6D50/AG24NZ5L北京华德电磁阀8=E09-YV30～=E09-YV38

3.4　软件的设计

在设计软件过程中首先要设计出程序的流程图，设计出流程图后才可以设计软件，在设计软件过程中要考虑到检测，检测是否到位，在设计中要按照要求从左向右，触点画在水平线上，线圈接在右线上，按照所要求的程序依次画出。

3.4.1　程序设计流程

公路建设引发的水土流失最容易引发土壤结构的破坏，减少土壤厚度和土壤肥力，导致现有的宝贵土地资源遭受较为严重的破坏。土壤厚度减小最直接的表现是土壤生产力降低，单位面积土壤产出的粮食产量显著降低，甚至出现绝产现象。公路周边土壤出现水土流失现象，随着时间的推移，会进一步发展会沙化地、戈壁滩和石漠化等现象，使得肥沃的土壤丧失原有的经济价值。

程序流程图见图1。

新课程改革全面推行素质教育，使学生的发展更为全面。政治是对学生进行德育培养的重要学科，是促进学生全面发展的一部分。高中时期的学生正处在思想与身体发展的关键时期，高中政治不仅是学生高考的重要学科，还是学生思维发展的指明灯。高中政治所涉范围广泛，不仅涵盖经济、文化，还涉及一定的政治与哲学知识，使学生具备一定的宏观视野，学会辩证的思维方式，对学生的成长具有很大的影响。我们必须重视高中政治的作用，才能够更好地使学生的发展全面、彻底，真正实现政治教育的目的。

在我国市场生产PLC的厂家有以下几个：

通过以上流程图对编写梯形图有大致的了解，通过所学的知识编写出梯形图。

在本次设计加入了交换台正反转不到位报警装置；运用了一些中间地址和保持开关，加入了交换台第二参考点，运用了一些功能模块来实现延时。

图1　程序流程图

图2　交换台梯形图(一)

对以下梯形图进行解说:

要使Y4.1交换台落下，Y0005.4零位指示灯亮起，X0007.5拉钩落下检测到位使得Y4.1得电，Y4.1常开触点得电形成自锁。

PLC作为一种专为工业应用而设计的控制器，在自动控制系统中有极其重要地位，主要有以下特点：

图3　交换台梯形图(二)

用M66来实现Y4.0的输出使交换台抬起；

用M67来实现Y4.1的输出使交换台落下；

用M69来实现Y4.2的输出使交换台反转；

图4　交换台梯形图(三)

用M68来实现Y4.3的输出使交换台正转；

用M58来实现Y4.4的输出使交换台拉钩抬起；

用M57来实现Y4.5的输出使交换台拉钩落下；

用M62来实现Y4.6的输出使交换台定位；

用M63来实现Y5.5的输出使交换台自转。

（1）开导法：护理人员应采用和蔼、积极、正面的语言与初产妇进行交流和沟通，获取初产妇的信任和支持；在交流过程中，护理人员还应充分评估初产妇心理状态及变化，并及时给予开导，进而消除因自身角色变化和其他因素而造成初产妇心理压力的加大；此外，护理人员还应充分向初产妇讲解产后个人护理、新生儿护理的方法，进而改善产妇身体及精神状况。

上段程序F7.0是M代码的选通信号。

M62 　　　　　　　　交换台定位(插销)

1)施耐德公司

M66　　　交换台松开

M58　　　拉钩抬起

M68(或M69)　　　拉钩的正反转

M57　　　拉钩落下

在本文对安全施工的探讨中，从人员安全事故和工程项目的运行质量隐患两个方面探讨事故类型，这两个方面的事故类型如下：

M67　　　交换台夹紧

工作台交换所用的程序如下：

G91　　　机床的增量方式

G28 B0　　　旋转工作台回第一参考点

推荐理由:本书再现了从1928年中共六大结束到1945年中共七大正式召开的历史现场。本书资料翔实，言必有据，通过细节还原这17年间，中国共产党在政治、思想、军事、组织等方面发展壮大的过程，大量对话和回忆录的引用，发掘了中共七大对新的历史条件下党的自身建设、全面从严治党等方面的现实启示，不失为一堂生动的党课。

G30 B0　　　旋转工作台回第二参考点

文化建设方面，习总书记视察过的红色路线，已完成相关标识；围绕全国健康镇创建，健身广场等公共设施正在设计。

G30 Z0　　　立柱退回第一参考点

G30 P2 X0　　　X轴到第二参考点即X轴的交换位置

M66　　　交换台松开

M58　　　拉钩抬起

M68(或M69)　　　拉钩的正反转

M57　　　拉钩落下

M67　　　交换台夹紧

M30　　　程序结束

4　结　论

本文介绍了加工中心交换工作台控制。简述了加工中心交换工作台控制原理、加工中心交换工作台控制的电气原理图，可编程控制器PLC对整个工作台交换过程中的工作台正/反转、交换台的松开/夹紧、交换台定位/交换台自转的动作顺序的编程，经过设计，数控机床获得了良好的控制效果，缩短了装卸工件的时间，提高了机床的利用率和生产率，保证了设备的可靠性和稳定性，解决了加工中心装夹时间长等一致性问题。

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