機(jī)電傳動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)箱體加工專用機(jī)床的PLC控制

1、成績(jī)課程設(shè)計(jì)說明書(論文)題 目 箱體加工專用機(jī)床的plc控制 課程名稱 機(jī)電傳動(dòng)控制課程設(shè)計(jì) 院（系、部、中心） 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 設(shè)計(jì)地點(diǎn) 機(jī)械工程學(xué)院機(jī)房 指導(dǎo)教師 設(shè)計(jì)起止時(shí)間：2008年 07月 07日至2008年07月 11日目 錄一、 概述 2二、 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 3三、 設(shè)計(jì)方案（一）可編程控制器的選用3（二）i/o地址 4 （三）控制系統(tǒng)分析 4 （四）控制流程分析及功能圖6（五）梯形圖及指令表9四、課程設(shè)計(jì)小結(jié)12五、參考文獻(xiàn)13箱體加工專用機(jī)床的plc控制一、 概述可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)

2、境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作命令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械和生產(chǎn)過程。plc把計(jì)算機(jī)的完備功能以及靈活性，通用性好等優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制器控制的簡(jiǎn)單易懂操作方便，價(jià)格便宜等 優(yōu)點(diǎn)溶入新的控制系統(tǒng)中，且編程簡(jiǎn)單使得不熟悉計(jì)算機(jī)的人員也能很快掌握它的使用技術(shù)?？删幊炭刂破鞯奶幚硭俣却蟠筇岣?，增加了許多特殊功能。使得可編程控制器不僅可以進(jìn)行邏輯控制，而且可以對(duì)模擬量進(jìn)行控制。plc使用在專用機(jī)床控制上是最合適不過了，如下圖所示為箱體加工專用機(jī)床的結(jié)構(gòu)加工示意圖。該機(jī)床是用來專門加工箱體兩側(cè)的，其加工

3、方法是先將箱體通過夾緊裝置夾緊，再由兩側(cè)左、右動(dòng)力頭對(duì)箱體進(jìn)行加工。當(dāng)加工完畢，動(dòng)力頭快速回原位，此時(shí)在松開加工件，又開始下一個(gè)循環(huán)。二、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求圖1中，左、右動(dòng)力頭主軸電動(dòng)機(jī)為2.2kw，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由液壓驅(qū)動(dòng)，液壓泵電動(dòng)機(jī)為3kw。動(dòng)力和夾緊裝置的動(dòng)作由電磁閥控制，電磁閥通斷情況如表1。表1 箱體加工機(jī)床電磁閥通斷情況表左動(dòng)力頭右動(dòng)力頭夾緊裝置yv1yv2yv3yv4yv5yv6yv7上、下料夾緊+快進(jìn)+工進(jìn)+停留+快退+ 專用機(jī)床的工作步驟如下： 1、按下啟動(dòng)按鈕，夾緊裝置將被加工工件夾緊，夾緊后發(fā)出信號(hào)。 2、左、右動(dòng)力頭同時(shí)快進(jìn)，并同時(shí)啟動(dòng)主軸。 3、到達(dá)工件附件，動(dòng)力頭快進(jìn)轉(zhuǎn)為工

4、進(jìn)加工。 4、加工完畢后，左、右動(dòng)力頭暫停2s后分別快速退回原位。 5、夾緊裝置松開被加工工件，同時(shí)主軸停止。 以上15步驟連續(xù)工作，實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)循環(huán)。在工件夾緊、動(dòng)力頭快進(jìn)、動(dòng)力頭快退及電源接通均有信號(hào)顯示。三、 設(shè)計(jì)方案（一）可編程控制器的選用選擇plc的型號(hào)，日本三菱公司的fx2n系列plc是一種性價(jià)比高的小型plc，其功能強(qiáng)大，滿足本系統(tǒng)的要求，從上面的控制要求可知，本系統(tǒng)共有輸入設(shè)備11個(gè)：sb1-sb2、sq1-sq7、sp、sa1-sa2和輸出設(shè)備16個(gè)：y0-y6、km1-km2、yv1-yv7?？紤]10%-15%的裕量，共需輸入輸出點(diǎn)數(shù)32點(diǎn)，因此選擇fx2n-48mr。該型號(hào)

5、的plc采用ac220v電源供電，有自帶24v直流電源的24點(diǎn)繼電器輸出接口。電磁鐵和接觸器選擇220v的小功率的交流電磁鐵和交流接觸器，由plc直接控制。為了確保系統(tǒng)的安全,本系統(tǒng)還配備了過載保護(hù)和短路保護(hù)。（二）i/o地址 輸入x0：?jiǎn)?dòng)按鈕 x1：停止按鈕x2：夾緊開關(guān)信號(hào) sp x3：松開開關(guān)信號(hào) sq7x4：左動(dòng)力頭行程開關(guān)sq1x5：左動(dòng)力頭行程開關(guān) sq3 x6：左動(dòng)力頭行程開關(guān)sq5x7；右動(dòng)力頭行程開關(guān)sq2x10：右動(dòng)力頭行程開關(guān) sq4x11：右動(dòng)力頭行程開關(guān)sq6x12：半自動(dòng)/自動(dòng)開關(guān) 輸出y0：工作夾緊指示y1：左動(dòng)力頭快進(jìn)指示y2：右動(dòng)力頭快進(jìn)指示y3：左動(dòng)力頭快

6、退指示y4：右動(dòng)力頭快退指示y5：左主軸電動(dòng)機(jī)接觸器y6：油泵電動(dòng)機(jī)接觸器y7：電磁閥yv1y10：電磁閥yv2y11：電磁閥yv3y12：電磁閥yv4y13：電磁閥yv5y14：電磁閥yv6y15：電磁閥yv7y16：右主軸電動(dòng)機(jī)接觸器 （三）控制系統(tǒng)分析箱體加工專用機(jī)床采用采用繼電器控制方式與plc程序控制方式相組合的形式構(gòu)成控制系統(tǒng)。左右主軸電動(dòng)機(jī)分別由接觸器km1和km3控制，油泵電動(dòng)機(jī)由接觸器km2控制。左右主軸電動(dòng)機(jī)分別控制左右動(dòng)力頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。而左右動(dòng)力頭的快進(jìn)、工進(jìn)和快退由電磁閥和油泵電動(dòng)機(jī)共同控制。下圖即為箱體加工專用機(jī)床的控制系統(tǒng)電路圖。（四）控制流程分析及功能圖箱體加工機(jī)

7、床的控制流程如下所述1、初始狀態(tài)下，左、右動(dòng)力頭滑臺(tái)分別壓住行程開關(guān)sq1和sq2，由于此時(shí)工件尚未夾緊，sq7亦被壓住，處于閉合狀態(tài)，按下啟動(dòng)按鈕sb1，此時(shí)電磁閥yv7通電使夾緊裝置將被加工工件夾緊，同時(shí)夾緊指示燈亮。2、夾緊開關(guān)信號(hào)sp使左、右主軸電動(dòng)機(jī)接觸器km1和km3、油泵電動(dòng)機(jī)接觸器km2、電磁閥yv1、電磁閥yv3、電磁閥yv4、電磁閥yv6通電和左、右動(dòng)力頭快近指示燈亮。電磁閥yv7和夾緊指示燈由于強(qiáng)行置位保持先前的狀態(tài)。左、右動(dòng)力頭開始同時(shí)快進(jìn)。3、左、右動(dòng)力頭分別壓住行程開關(guān)sq3和sq4，上一工步結(jié)束，電磁閥yv3和電磁閥yv6斷電，左右動(dòng)力頭快近指示燈熄滅。左、右主軸

8、電動(dòng)機(jī)接觸器km1和km3、油泵電動(dòng)機(jī)接觸器km2、電磁閥yv1、電磁閥yv4、電磁閥yv7和夾緊指示保持先前的狀態(tài)。此時(shí)左、右動(dòng)力頭開始工進(jìn)，加工工件。4、左、右動(dòng)力頭分別壓住行程開關(guān)sq5和sq6，電磁閥yv1和電磁閥yv4斷電。左右主軸電動(dòng)機(jī)接觸器km1和km3、油泵電動(dòng)機(jī)接觸器km2、電磁閥yv7和夾緊指示燈繼續(xù)保持通電的狀態(tài)，工件加工完畢，觸發(fā)定時(shí)器t0，t0通電，開始記時(shí)，左、右動(dòng)力頭暫停。5、暫停2s后，電磁閥yv2和電磁閥yv5通電，左右主軸電動(dòng)機(jī)接觸器km1和km3、油泵電動(dòng)機(jī)接觸器km2、電磁閥yv7和夾緊指示燈還保持通電的狀態(tài)，左、右動(dòng)力頭開始同時(shí)快退，左右動(dòng)力頭快退指示

9、燈亮。6、左右動(dòng)力頭分別回到原位，壓住行程開關(guān)sq1和sq2，左、右主軸電動(dòng)機(jī)接觸器km1和km3、油泵電動(dòng)機(jī)接觸器km2、電磁閥yv2、電磁閥yv5、電磁閥yv7和夾緊指示燈斷電。夾緊裝置松開被加工工件。同時(shí)主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)。一次循環(huán)加工結(jié)束。7、若選擇開關(guān)sa接通，自動(dòng)開始下一次循環(huán)；若選擇開關(guān)sa未接通，需要手動(dòng)接通sa開始下一次循環(huán)。(五)梯形圖及指令表 梯形圖指令表（我們選用的是三菱微型可編程控制器中的fx2n系列，它的有關(guān)信息如下：四、課程設(shè)計(jì)小結(jié)通過本次plc課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，我對(duì)具體問題的plc設(shè)計(jì)過程有了初步了解，特別是步進(jìn)指令的設(shè)計(jì)編程，理解頗深。在機(jī)床行業(yè)中，多工步機(jī)床由于其工步及動(dòng)作多，控制較復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的繼電器控制時(shí)，需要的繼電器多，接線復(fù)雜，因此，故障多，維修困難，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，不僅加大了維修成本，而且影響了設(shè)備的工效。 在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西