3mz201c轴承内径磨床的改进设计(附件)
3MZ201C轴承内径磨床是一台磨削轴承内径的磨床，提高改善轴承内圈内径的尺寸的精度、圆度、粗糙度以及曲率。但是在实际加工中存在着很多的问题，因此就有了本课题。本课题来源于与江苏儒豪精密机械有限公司校企合作项目。3MZ201C轴承内径磨床是CNC控制的磨床，但是设备厂家的通用设定程序对于各个轴承企业不是很适应，如缺少闭环分析控制等，同时内径磨床的精度要求相比其他加工来说更高，存在砂轮变形而引起加工精度的降低，为此需要提高生产效率和产品精度稳定控制，为内径磨床增加闭环控制，也就是增加检测装置用来反馈尺寸偏差，全部的检测环节都是由PLC来完成的，这就是本论文研究的重点。关键词 检测装置、闭环控制、PLC
目 录
1 引言 1
2 机床的主要用途、特点、规格及参数 1
2.1 机床参数 2
3 机床的工作循环 3
4 机床的介绍 3
5 方案的选择6
5.1 两个方案的介绍 6
5.2 两个方案的比较8
5.3 程序的设定9
6 磨床的系统改进9
6.1 伺服控制系统9
6.2 开环和闭环伺服系统的选择10
6.3 电机的选择11
6.4 检测装置13
7 PLC的设计16
7.1 输入输出端16
7.2 面板操作图17
7.3 PLC 流程图18
7.4 PLC接线图20
7.5 编制PLC程序20
7.6 对程序的解释24
7.7 程序清单24
7.8 PLC程序调试26
结论 29
致谢 30
参考文献31
1 引言
随着当今制造技术的快速发展，市场需要的产品对精度的需求越来越高，更新换代的周期时间也是越来越短，在轴承行业中显得越发明显。其中普通磨床加工存在很多问题，精度低，效率低，劳动强度高等等。现在大多数磨床采用的步进电机，加工环节全靠工人的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
经验对进给步数进行调节，每加工99个轴承，对砂轮进行一次修整，将不能保证在加工过程中砂轮磨损对轴承精度误差的影响，从而加大了后续对轴承质量检测的工作力度，部分达不到要求的轴承将面临二次返工甚至报废，影响了公司生产效率。所以，对磨床添加闭环检测系统，实现在磨削的过程中在线检测，以提高轴承的加工精度，减轻对轴承的检测以及二次加工。
2 机床的主要用途、特点、规格及参数
3MZ201C轴承磨床为两滚轮一支承块式的全自动无心夹持内圆磨床。用于加工微型轴承套圈的内孔。适用于大批时不时生产的微型轴承厂使用。磨床的无心夹持原理如下图。
图21 无心夹持实物图
图22 机床无心夹持原理图
2．1 机床参数
2.1.1 加工范围：
最大磨削孔径 15mm
最小磨削孔径 4mm
最大磨削深度 11mm
最大装夹直径 22mm
2.1.2 磨架参数：
砂轮转速 60000r/min
磨架最大行程 70mm
磨架最大振荡行程（无级调整） 11mm
磨架最大振荡频率（无极调整） 300min
2.1.3 床头滚轮的最大转速：
床头滚轮的最大转速（无级调整） 1600r/min
2.1.4 进给参数
最大横向运动 8mm
最大自动移动量 0.2mm
进给速度（无极调整）
脉冲进给每步 0.25mm
2.1.5 床头主轴
床头主轴轴线至床身底面之高 1047mm
2.1.6 液压传动系统压力 1～2Mpa
2.1.7 气源进气压力 ＞0.4Mpa
2.1.8 工件冷却油泵流量 501/min
2.1.9 磁性分离器流量 251/min
2.1.10 电主轴却水泵流量 251/min
2.1.11 叶片泵排量（YB110） 10ml/r
图23 机床整体图
3 机床的工作循环
机床的磨削周期有两种形式，分为全自动和半自动循环。在全自动循环时，一个工作循环结束（即磨完一个工件），机床上料油缸动作，使成品射出并上料，当上料完毕，机床即自行进入第二个工作循环中。若要停止下一个循环，可将转换开关旋向半自动位置即可。在半自动循环中，当一个工作循环结束，磨架退到底，而不再进入下一个工作循环了。若要使循环继续下去，则需要操作者按循环按钮，机床即进入下一个工作循环。
机床有两种测量方式：定程（粗、细磨定程、精磨定程）。后测量（粗、细、精磨仪表)。
工作循环如下：
磨架快速进入工件并作振荡往复 → 砂轮跳进，进给开始 → 粗磨 → 粗磨退让 → 细磨 → 精磨 → 精磨退让 → 精磨延时 → 砂轮跳出。塞规出，电机复零，砂轮快退 → 进给补偿 → 滚轮 → 夹紧机构放松 → 上滚轮抬起 → 送料 → 上滚轮自动放下 → 滚轮夹紧 → 修整器倒下，修整砂轮 → 砂轮修整结束，修整器抬起，塞规复位 → 磨架快速进入工件（第二个循环开始）。
目 录
1 引言 1
2 机床的主要用途、特点、规格及参数 1
2.1 机床参数 2
3 机床的工作循环 3
4 机床的介绍 3
5 方案的选择6
5.1 两个方案的介绍 6
5.2 两个方案的比较8
5.3 程序的设定9
6 磨床的系统改进9
6.1 伺服控制系统9
6.2 开环和闭环伺服系统的选择10
6.3 电机的选择11
6.4 检测装置13
7 PLC的设计16
7.1 输入输出端16
7.2 面板操作图17
7.3 PLC 流程图18
7.4 PLC接线图20
7.5 编制PLC程序20
7.6 对程序的解释24
7.7 程序清单24
7.8 PLC程序调试26
结论 29
致谢 30
参考文献31
1 引言
随着当今制造技术的快速发展，市场需要的产品对精度的需求越来越高，更新换代的周期时间也是越来越短，在轴承行业中显得越发明显。其中普通磨床加工存在很多问题，精度低，效率低，劳动强度高等等。现在大多数磨床采用的步进电机，加工环节全靠工人的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
经验对进给步数进行调节，每加工99个轴承，对砂轮进行一次修整，将不能保证在加工过程中砂轮磨损对轴承精度误差的影响，从而加大了后续对轴承质量检测的工作力度，部分达不到要求的轴承将面临二次返工甚至报废，影响了公司生产效率。所以，对磨床添加闭环检测系统，实现在磨削的过程中在线检测，以提高轴承的加工精度，减轻对轴承的检测以及二次加工。
2 机床的主要用途、特点、规格及参数
3MZ201C轴承磨床为两滚轮一支承块式的全自动无心夹持内圆磨床。用于加工微型轴承套圈的内孔。适用于大批时不时生产的微型轴承厂使用。磨床的无心夹持原理如下图。
图21 无心夹持实物图
图22 机床无心夹持原理图
2．1 机床参数
2.1.1 加工范围：
最大磨削孔径 15mm
最小磨削孔径 4mm
最大磨削深度 11mm
最大装夹直径 22mm
2.1.2 磨架参数：
砂轮转速 60000r/min
磨架最大行程 70mm
磨架最大振荡行程（无级调整） 11mm
磨架最大振荡频率（无极调整） 300min
2.1.3 床头滚轮的最大转速：
床头滚轮的最大转速（无级调整） 1600r/min
2.1.4 进给参数
最大横向运动 8mm
最大自动移动量 0.2mm
进给速度（无极调整）
脉冲进给每步 0.25mm
2.1.5 床头主轴
床头主轴轴线至床身底面之高 1047mm
2.1.6 液压传动系统压力 1～2Mpa
2.1.7 气源进气压力 ＞0.4Mpa
2.1.8 工件冷却油泵流量 501/min
2.1.9 磁性分离器流量 251/min
2.1.10 电主轴却水泵流量 251/min
2.1.11 叶片泵排量（YB110） 10ml/r
图23 机床整体图
3 机床的工作循环
机床的磨削周期有两种形式，分为全自动和半自动循环。在全自动循环时，一个工作循环结束（即磨完一个工件），机床上料油缸动作，使成品射出并上料，当上料完毕，机床即自行进入第二个工作循环中。若要停止下一个循环，可将转换开关旋向半自动位置即可。在半自动循环中，当一个工作循环结束，磨架退到底，而不再进入下一个工作循环了。若要使循环继续下去，则需要操作者按循环按钮，机床即进入下一个工作循环。
机床有两种测量方式：定程（粗、细磨定程、精磨定程）。后测量（粗、细、精磨仪表)。
工作循环如下：
磨架快速进入工件并作振荡往复 → 砂轮跳进，进给开始 → 粗磨 → 粗磨退让 → 细磨 → 精磨 → 精磨退让 → 精磨延时 → 砂轮跳出。塞规出，电机复零，砂轮快退 → 进给补偿 → 滚轮 → 夹紧机构放松 → 上滚轮抬起 → 送料 → 上滚轮自动放下 → 滚轮夹紧 → 修整器倒下，修整砂轮 → 砂轮修整结束，修整器抬起，塞规复位 → 磨架快速进入工件（第二个循环开始）。
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