千斤頂液壓缸加工機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、千斤頂油缸專用機(jī)床plc系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)專業(yè)班級(jí)：10軟件機(jī)電（3）班 姓 名：戴雄偉 學(xué) 號(hào)：10212327 指導(dǎo)老師：張樂(lè)平老師 時(shí) 間：2013-1-11 江 西 理 工 大 學(xué) 南 昌 校 區(qū) 軟 件 學(xué) 院 摘要在本設(shè)計(jì)中采用裝在動(dòng)力滑臺(tái)上左、右兩個(gè)動(dòng)力頭同時(shí)進(jìn)行切削。動(dòng)力頭的快進(jìn)、工進(jìn)及快退由液壓缸驅(qū)動(dòng)。液壓系統(tǒng)采用兩位四通電磁閥控制，并用調(diào)整死擋鐵的方法實(shí)現(xiàn)位置控制。在硬件設(shè)計(jì)方面采用cpu224的plc進(jìn)行設(shè)計(jì)并且還使用了em233的擴(kuò)展模塊進(jìn)行了擴(kuò)展，在控制方案中詳細(xì)介紹了如何進(jìn)行操作，控制面板的設(shè)計(jì)使操作者對(duì)該操作更為的簡(jiǎn)單。輸入輸出的詳細(xì)介紹進(jìn)外部輸入與輸出的

2、地址分配使使用者對(duì)該plc控制更加的清晰。 在軟件設(shè)計(jì)中使用了主程序及自動(dòng)控制與手動(dòng)調(diào)節(jié)的子程序。并設(shè)計(jì)了千斤頂液壓缸加工機(jī)床電氣控制梯形圖，千斤頂液壓缸加工機(jī)床控制硬件配置連線圖，基于plc的機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的控制電路圖。關(guān)鍵字：液壓泵、plc控制系統(tǒng)、動(dòng)力頭、梯形圖 目錄引言41 plc介紹52 設(shè)計(jì)任務(wù)73 plc控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)93.1 控制方案93.2 主電路圖103.3 控制面板113.4 輸入輸出分析123.5 plc選型133.6 i/o外部接線圖133.7電器元件選擇183.8 控制柜布置圖設(shè)計(jì)204 plc控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)224.1 主程序梯形圖及指令224.2自動(dòng)循環(huán)順序

3、功能圖、梯形圖及指令274.3 手動(dòng)調(diào)節(jié)梯形圖及指令325 設(shè)計(jì)小結(jié)366 參考文獻(xiàn)37 引言 最早的組合機(jī)床是1911年在美國(guó)制成的，用于加工汽車(chē)零件。初期，各機(jī)床制造廠都有各自的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。為了提高不同制造廠的通用部件的互換性，便于用戶使用和維修，1953年美國(guó)福特汽車(chē)公司和通用汽車(chē)公司與美國(guó)機(jī)床制造廠協(xié)商，確定了組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則，即嚴(yán)格規(guī)定各部件間的聯(lián)系尺寸，但對(duì)部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。專用機(jī)床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時(shí),工件一般不旋轉(zhuǎn),由刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具與工件的相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng),來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。有的

4、組合機(jī)床采用車(chē)削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn),由刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng),也可實(shí)現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類零件(如飛輪、汽車(chē)后橋半軸等)的外圓和端面加工為工業(yè)加工專用機(jī)床設(shè)計(jì)一個(gè)技術(shù)性能優(yōu)良的控制系統(tǒng)，對(duì)于提高工業(yè)加工專用機(jī)床的整體技術(shù)性能來(lái)說(shuō)具有十分重要的意義。本設(shè)計(jì)正是針對(duì)這一課題，選擇了可編程控制器(plc)作為工業(yè)加工專用機(jī)床的控制系統(tǒng)，這對(duì)提升工業(yè)機(jī)械手的整體技術(shù)性能起到了良好的作用。本設(shè)計(jì)的電動(dòng)組合加工專用機(jī)床分別由三個(gè)不同功能的驅(qū)動(dòng)電機(jī)及相應(yīng)的傳動(dòng)裝置構(gòu)成；它們是：左動(dòng)力頭電機(jī)、液壓泵電機(jī)、右動(dòng)力頭電機(jī)機(jī)。限位開(kāi)關(guān)檢測(cè)左右動(dòng)力頭是否到達(dá)固定位置。可編程控制器(plc)控制專用機(jī)床的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)專用機(jī)床的單步和連續(xù)

5、運(yùn)行。本設(shè)計(jì)可編程控制器(plc)選用西門(mén)子（siemens）公司s7-200系列的cpu224xp。機(jī)械手的開(kāi)關(guān)量信號(hào)直接輸入plc，plc輸出的控制信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作，從而控制電動(dòng)機(jī)正向或反向運(yùn)行。1 plc的介紹1.1 plc的概念 可編程序控制器，英文稱programmable controller，簡(jiǎn)稱pc。但由于pc容易和個(gè)人計(jì)算機(jī)（personal computer）混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用plc作為可編程序控制器的縮寫(xiě)。它是一個(gè)以微處理器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用以在其內(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

6、術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。1.2 plc的組成plc的構(gòu)成： plc的類型繁多，功能和指令系統(tǒng)也不盡相同，但結(jié)構(gòu)與工作原理則大同小異，通常由主機(jī)、輸入/輸出接口、電源擴(kuò)展器接口和外部設(shè)備接口等幾個(gè)主要部分組成。1.3 plc的應(yīng)用 初期的plc主要在以開(kāi)關(guān)量居多的電氣順序控制系統(tǒng)中使用，但在20世紀(jì)90年代后，plc也被廣泛地在流程工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中使用，一直到現(xiàn)在的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，plc更是其中的主角，起應(yīng)用面越來(lái)越廣.目前，世界上有200多廠家生產(chǎn)300多品種plc產(chǎn)品，應(yīng)用在汽車(chē)、糧食加工、化學(xué)/制藥、金屬/礦山、紙漿/造紙等行

7、業(yè)。plc的主要應(yīng)用范圍通?？煞殖梢韵聨追N： 1 中小型電氣控制系統(tǒng)。2 制造業(yè)自動(dòng)化。3 運(yùn)動(dòng)控制。 4 流程工業(yè)自動(dòng)化。2設(shè)計(jì)任務(wù)2.1 專用機(jī)床概況介紹本機(jī)床用于千斤頂液壓缸兩個(gè)端面的加工，采用裝在動(dòng)力滑臺(tái)上的左、右兩個(gè)動(dòng)力頭同時(shí)進(jìn)行切削。動(dòng)力頭的快進(jìn)、工進(jìn)及快退由液壓缸驅(qū)動(dòng)。液壓系統(tǒng)采用兩位四通電磁閥控制，并用調(diào)整死擋鐵的方法實(shí)現(xiàn)位置控制。機(jī)床的工作程序是：(1)工件定位 人工將零件裝入夾具后，定位液壓缸動(dòng)作，工件定位。(2)工件夾緊 零件定位后，延時(shí)15s，夾緊液壓缸動(dòng)作使零件固定在夾具內(nèi)，同時(shí)定位液壓缸退出以保證滑臺(tái)入位。(3)滑臺(tái)入位 滑臺(tái)帶動(dòng)動(dòng)力頭一起快速進(jìn)入加工位置。(4)加

8、工零件 左右動(dòng)力頭進(jìn)行兩端面切削加工，動(dòng)力頭到達(dá)加工終點(diǎn)位置即停止工進(jìn)，延時(shí)30s后停轉(zhuǎn)，快速退回原位。(5)滑臺(tái)復(fù)位 左右動(dòng)力頭退回原位后，滑臺(tái)復(fù)位。(6)夾具松開(kāi) 當(dāng)滑臺(tái)復(fù)位后夾具松開(kāi)，取出零件。以上各種動(dòng)作由電磁閥控制，電磁閥動(dòng)作要求見(jiàn)表2-1。表1 電磁閥動(dòng)作要求yv1yv2yv3yv4yv5定位+夾緊+入位+工進(jìn)+退位+復(fù)位+放松注：“+”號(hào)表示電磁閥得電。2.2 設(shè)計(jì)要求（1）專用機(jī)床能自動(dòng)循環(huán)工作（一次循環(huán)自動(dòng)停車(chē)）又能對(duì)每個(gè)動(dòng)作單獨(dú)進(jìn)行調(diào)整。（2）只有在油泵工作后，才能進(jìn)行其他控制。（3）各程序應(yīng)有顯示并有照明要求。（4）必要的電氣保護(hù)與聯(lián)鎖。2.3 設(shè)計(jì)需完成事項(xiàng)1.繪制電路

9、、配置plc、選擇電器元件、編制元件表。2.plc程序設(shè)計(jì)。3.編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。3 plc控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 控制方案將零件裝入夾具中，將選擇開(kāi)關(guān)撥到自動(dòng)控制位置后（hl8指示燈亮）再按下啟動(dòng)按鈕（hl10指示燈亮）會(huì)使專用機(jī)床自動(dòng)循環(huán)。當(dāng)壓力達(dá)到一定值之后，kp1(i1.6)閉合，液壓泵m3導(dǎo)通，從而使電磁閥yv1(q0.2)得電閉合，工件開(kāi)始定位。零件定位之后，開(kāi)始延時(shí)，延時(shí)15s之后電磁閥yv2(q0.3)開(kāi)始得電，加緊液壓缸動(dòng)作使零件固定在夾具里，同時(shí)定位液壓缸退出以保證滑臺(tái)入位.延時(shí)15s后，電磁閥yv3(q0.4)得電及yv1(q0.2)復(fù)位，滑臺(tái)帶動(dòng)動(dòng)力頭一起快速進(jìn)入加工位置

10、。入位之后，當(dāng)i1.2與i1.2輸入信號(hào)時(shí)，接觸器km1與km2得電，電磁閥yv3(q0.4)、yv4(q0.5)、yv5(q0.6)置位，左右動(dòng)力頭開(kāi)始進(jìn)行兩端面切削加工.當(dāng)動(dòng)力頭到達(dá)加工終點(diǎn)位置即停止工進(jìn)。延時(shí)30s后復(fù)位km1與km2斷.退位電磁閥yv3(q0.4)與yv4（q0.5）復(fù)位，動(dòng)力頭開(kāi)始退回原位。左右動(dòng)力頭退回原位后，滑臺(tái)復(fù)位，電磁閥yv4（q0.5）復(fù)位，壓力繼電器i1.7信號(hào)輸入后，復(fù)位接觸器yv2（q0.3），復(fù)位指示燈hl7(q1.4)亮，使夾具松開(kāi)，取出零件。將零件裝入夾具中，將選擇開(kāi)關(guān)撥到手動(dòng)調(diào)節(jié)控制位置后（hl9指示燈亮）再按下啟動(dòng)按鈕（hl10指示燈亮）就可

11、手動(dòng)調(diào)節(jié)了。按下手動(dòng)定位控制按鈕，yv1(q0.2)得電閉合，定位指示燈hl2(q0.7)亮，工件開(kāi)始定位。按下手動(dòng)夾緊控制按鈕，電磁閥yv2(q0.3)開(kāi)始得電，加緊液壓缸動(dòng)作使零件固定在夾具里，夾緊指示燈hl3（q1.0）亮，同時(shí)定位液壓缸退出以保證滑臺(tái)入位.按下手動(dòng)入位控制按鈕，電磁閥yv3(q0.4)得電及yv1(q0.2)復(fù)位，滑臺(tái)帶動(dòng)動(dòng)力頭一起快速進(jìn)入加工位置,入位指示燈hl4(q1.1)亮.按下手動(dòng)工進(jìn)控制按鈕，電磁閥yv3(q0.4)、yv4(q0.5)、yv5(q0.6)置位，同時(shí)工進(jìn)指示燈hl1(q0.6)亮，左右動(dòng)力頭開(kāi)始進(jìn)行兩端面切削加工.當(dāng)動(dòng)力頭到達(dá)加工終點(diǎn)位置即停止

12、工進(jìn)。按下手動(dòng)退位控制按鈕，退位電磁閥yv3(q0.4)與yv4（q0.5）復(fù)位，同時(shí)退位指示燈hl5（q1.2）亮，動(dòng)力頭開(kāi)始退回原位。按下手動(dòng)復(fù)位控制按鈕，電磁閥yv4（q0.5）復(fù)位，復(fù)位指示燈hl6（q1.3）亮。按下手動(dòng)放松控制按鈕，復(fù)位接觸器yv2（q0.3），復(fù)位指示燈hl7(q1.4)亮，使夾具松開(kāi)，取出零件。 3.2主電路圖電源選擇：三相電源電壓是380v。重要的應(yīng)用場(chǎng)合，應(yīng)采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電電機(jī)選擇：y2系列三相異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)新穎、造型美觀、噪音低、振動(dòng)小、絕緣等級(jí)高等特點(diǎn)，產(chǎn)品現(xiàn)已達(dá)到九十年代國(guó)際先進(jìn)水平，是y系列電機(jī)的更新產(chǎn)品。外殼防護(hù)等級(jí)ip54，它具有

13、良好的起動(dòng)性能和運(yùn)行性能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，維修方便等特點(diǎn)，電機(jī)采用e級(jí)或b級(jí)絕緣，外殼防護(hù)等級(jí)為ip44，冷卻方式為ico141，額定頻率為50hz，額定電壓為220v。選用y2-63m2-2，功率250w，可滿足生產(chǎn)需要。電機(jī)m1m3由熱繼電器fr1fr3實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，斷路器qf實(shí)現(xiàn)電機(jī)m1m3的短路保護(hù)，電源開(kāi)關(guān)控制，其中m1帶動(dòng)動(dòng)力頭，m2帶動(dòng)冷卻泵，m3帶動(dòng)液壓泵。km1為m1的接觸，km2為m2的接觸器，km3為m3的接觸器。左右動(dòng)力頭旋轉(zhuǎn)切削分別由電動(dòng)機(jī)m1、m2傳動(dòng)。m3帶動(dòng)液壓泵，只有在液壓泵電動(dòng)機(jī)m3工作，油壓達(dá)到一定壓力（壓力繼電器檢測(cè)）后，才能進(jìn)行其他的控制。 圖1主

14、電路圖 3.3控制面板 操作面板的設(shè)計(jì)主要考慮要操作方便，能夠操作千斤頂液壓缸加工機(jī)床的各個(gè)動(dòng)作進(jìn)行設(shè)計(jì)。選用選擇開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)自動(dòng)和調(diào)試操作，各個(gè)動(dòng)作進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)操作。通過(guò)控制面板各個(gè)按鈕來(lái)控制千斤頂液壓缸加工機(jī)床的手動(dòng)定位、手動(dòng)夾緊、手動(dòng)入位、動(dòng)手工進(jìn)、動(dòng)手退位、手動(dòng)復(fù)位、手動(dòng)放松等各個(gè)動(dòng)作，進(jìn)行調(diào)試千斤頂液壓缸加工機(jī)床的運(yùn)行。千斤頂液壓缸加工機(jī)床的操作面板如下圖，千斤頂液壓缸加工機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)、調(diào)試、回原位的工作方式。調(diào)試工作方式時(shí)，用各個(gè)按鈕的點(diǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的動(dòng)作。自動(dòng)工作方式時(shí)，每按下一次啟動(dòng)按鈕，則千斤頂液壓缸加工機(jī)床自動(dòng)運(yùn)行一個(gè)周期。 圖2 控制面板 3.4輸入輸出分析在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了經(jīng)

15、濟(jì)性及可行性的情況下，盡量減少輸入及輸出點(diǎn)以節(jié)約成本，輸入中使用了一個(gè)選擇開(kāi)關(guān)用于選擇自動(dòng)還是手動(dòng)操作，選擇了1個(gè)按鈕啟動(dòng)機(jī)床及7個(gè)按鈕對(duì)應(yīng)相應(yīng)的手動(dòng)操作，4個(gè)位置開(kāi)關(guān)和2個(gè)壓力斷電器就于在自動(dòng)操作中提示信號(hào)以至于能夠觸發(fā)下步動(dòng)作。輸出中使用了3個(gè)接觸器分明對(duì)應(yīng)3個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，5個(gè)電磁閥，10盞燈分明對(duì)應(yīng)操作者相應(yīng)的觸發(fā)動(dòng)作，自動(dòng)和調(diào)節(jié)的信號(hào)顯示燈可以在外部電路中安放，這個(gè)可以節(jié)省成本。表2 控制信號(hào)說(shuō)明輸入 輸出 文字符號(hào) 說(shuō)明 文字符號(hào) 說(shuō)明sa1-1機(jī)床自動(dòng)運(yùn)行控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)km1左動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)m1接觸器sa1-2機(jī)床手動(dòng)調(diào)節(jié)控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)km2右動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)m2接觸器sb1啟動(dòng)控制按鈕yv11

16、#電磁閥sb2手動(dòng)定位控制按鈕yv22#電磁閥sb3手動(dòng)夾緊控制按鈕yv33#電磁閥sb4手動(dòng)入位控制按鈕yv44#電磁閥sb5手動(dòng)工進(jìn)控制按鈕yv55#電磁閥sb6手動(dòng)退位控制按鈕hl1定位指示sb7手動(dòng)復(fù)位控制按鈕hl2夾緊指示sb8手動(dòng)放松控制按鈕hl3入位指示sq1左動(dòng)力頭入位終點(diǎn)信號(hào)hl4退位指示sq2右動(dòng)力頭入位終點(diǎn)信號(hào)hl5復(fù)位指示sq3左動(dòng)力頭復(fù)位終點(diǎn)信號(hào)hl6放松指示sq4右動(dòng)力頭復(fù)位終點(diǎn)信號(hào)hl7工進(jìn)指示kp1壓力繼電器油壓檢測(cè)信號(hào)hl8機(jī)床自動(dòng)運(yùn)行指示kp2壓力繼電器油壓檢測(cè)信號(hào)hl9機(jī)床手動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行指示hl10啟動(dòng)指示km3液壓泵m3接觸器3.5 plc選型由上述輸入輸

17、出分析可知系統(tǒng)可采用自動(dòng)工作方式，也可以采用手動(dòng)工作方式.輸入有16點(diǎn)，輸出有18點(diǎn)，并考慮余量要求，因此系統(tǒng)采用14輸入，10輸出的plc.所以系統(tǒng)屬于小型控制系統(tǒng)，其中plc的選型范圍較寬，現(xiàn)選用西門(mén)子公司的s7-200，cpu224型plc及擴(kuò)展模塊em233。s7-200plc的i/o擴(kuò)展模塊有：1.輸入擴(kuò)展模塊em221: 共有3種產(chǎn)品，即8點(diǎn)和16點(diǎn)dc、8點(diǎn)ac。2.輸出擴(kuò)展模塊em222：共有5種產(chǎn)品，即8點(diǎn)dc和4點(diǎn)dc、8點(diǎn)ac、8點(diǎn)繼電器和4點(diǎn)繼電器。3.輸入/輸出混合模塊em223：共有6種產(chǎn)品。其中dc輸入/dc輸出的有3種，dc輸入/繼電器輸出的有三種，它們對(duì)應(yīng)的輸

18、入/輸出點(diǎn)數(shù)分別為4點(diǎn)、8點(diǎn)和16點(diǎn)。4.模擬量輸入擴(kuò)展模塊em231。5.模擬量輸出擴(kuò)展模塊em232。6. 模擬量輸入/輸出擴(kuò)展模塊em235。3.6 i/o外部接線圖千斤頂液壓缸加工機(jī)床電氣控制系統(tǒng)plc輸入地址分配表如下:表3 輸入地址分配表文字符號(hào)說(shuō)明輸入地址sa1-1機(jī)床自動(dòng)運(yùn)行控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)i0.0sa1-2機(jī)床手動(dòng)調(diào)節(jié)控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)i0.1sb1啟動(dòng)控制按鈕i0.2sb2手動(dòng)定位控制按鈕i0.3sb3手動(dòng)夾緊控制按鈕i0.4sb4手動(dòng)入位控制按鈕i0.5sb5手動(dòng)工進(jìn)控制按鈕i0.6sb6手動(dòng)退位控制按鈕i0.7sb7手動(dòng)復(fù)位控制按鈕i1.0sb8手動(dòng)放松控制按鈕i1.1sq1左動(dòng)

19、力頭啟動(dòng)控制信號(hào)i1.2sq2右動(dòng)力頭啟動(dòng)控制信號(hào)i1.3sq3左動(dòng)力頭到達(dá)原位控制信號(hào)i1.4sq4右動(dòng)力頭到達(dá)原位控制信號(hào)i1.5kp1壓力繼電器油壓檢測(cè)信號(hào)i1.6kp2壓力繼電器油壓檢測(cè)信號(hào)i1.7 千斤頂液壓缸加工機(jī)床電氣控制系統(tǒng)plc輸出地址分配表如下:表4 輸出地址分配表文字符號(hào)說(shuō) 明輸出地址km1左動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)m1接觸器q0.0km2右動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)m2接觸器q0.1yv11#電磁閥q0.2yv22#電磁閥q0.3yv33#電磁閥q0.4yv44#電磁閥q0.5yv55#電磁閥q0.6hl1定位指示q0.7hl2夾緊指示q1.0hl3入位指示q1.1hl4退位指示q1.2hl5復(fù)

20、位指示q1.3hl6放松指示q1.4hl7工進(jìn)指示 q0.6 圖3 tc/vc 其中tc為變壓器，其作用是使380v電壓降為220v，其中vc為整流器，其作用是將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姟?圖4 自動(dòng)/手動(dòng)調(diào)節(jié)其中sa為選擇開(kāi)關(guān)，當(dāng)a接通時(shí)hl9亮，表明操作者選擇了把選擇開(kāi)關(guān)撥到了自動(dòng)循環(huán)的位置，當(dāng)b接通時(shí)hl10亮，表明操作者選擇了把選擇開(kāi)關(guān)撥到了手動(dòng)調(diào)節(jié)的位置。 圖5 液壓泵顯示信號(hào)當(dāng)kp2為液壓繼電器的檢測(cè)信號(hào)輸入時(shí)會(huì)使km3得電，km3為油泵m3的接觸器。 圖6 圖i/o外部接線圖3.7 電器元件選擇3.7.1電源開(kāi)關(guān)qs的選擇qk主要用于電源與電氣元件的連接，因此qs的選擇主要考慮電動(dòng)機(jī)m

21、1m3的額定電流和啟動(dòng)電流。由3.1知額定電流數(shù)值，計(jì)算得額定電流之和為32.4a，所以qs選擇hk10-60/3型刀開(kāi)關(guān)，額定電流60a。3.7.2熔斷器的選擇熔體電流計(jì)算公式為inf=(1.52.5)imn 式中：inf是熔體額定電流imn是電動(dòng)機(jī)的額定電流,取系數(shù)為2.0計(jì)算inf1=47.8a ；inf2=inf3=30.8a ；inf4=3.2afu1fu3起控制回路的短路保護(hù)作用，熔體額定電壓、額定電流只要大于等于控制回路的實(shí)際負(fù)載電壓電流即可,所以fu選擇rc1a-60型熔斷器，熔體電流為50a。3.7.3熱繼電器的選擇熱繼電器的作用是電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)的自動(dòng)電器，熱繼電器主要根據(jù)

22、電動(dòng)機(jī)的額定電流來(lái)確定其型號(hào)、熱元件的電流等級(jí)和整定電流。其計(jì)算公式如下： ijn=(0.951.05)in所以fr1的型號(hào)為jr10-10/3。3.7.4接觸器的選擇根據(jù)負(fù)載回路的電壓電流，接觸器所控制回路的電壓及所需觸點(diǎn)的數(shù)值來(lái)進(jìn)行接觸器的選擇。接觸器線圈額定電壓為127v，接觸器主要用于接通和分?jǐn)嚯娐?，所以它的?shí)際電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所控制支路的電流，通常取額定電流的6倍左右。 所以km1、km2選cj20-160 （主觸頭額定電流為100a） km3選cj20-40 (主觸頭額定電流為25a)3.7.5時(shí)間繼電器的選擇選用js23-1型通用延時(shí)繼電器，這種繼電器是在線圈得電后延遲一定時(shí)間（0.

23、230s），觸頭才動(dòng)作。3.7.6行程開(kāi)關(guān)的選擇本設(shè)計(jì)中選用雙輪自動(dòng)復(fù)位式行程開(kāi)關(guān)，查相關(guān)手冊(cè)可選用jlxk1-222。3.7.7壓力繼電器的選擇查電氣手冊(cè)可選壓力繼電器為yj-1。3.7.8按鈕的選擇本設(shè)計(jì)共用了8個(gè)按鈕，大部分按鈕額定電流為5a能滿足控制回路的電流要求。根據(jù)控制回路電壓為交流127v，選定各按鈕型號(hào)為la18（即一常開(kāi)一常閉觸點(diǎn)）額定電壓為交流127v。sb1為啟動(dòng)按鈕，顏色為黃色。sb2sb8為調(diào)節(jié)按鈕為綠色。3.7.9變壓器的選擇根據(jù)控制要求，需ac127v、ac36v電源，查手冊(cè)選用bk-100型變壓器。3.7.10導(dǎo)線的選擇1）主電路中電動(dòng)機(jī)m1、m2、m3電流為1

24、5.4a，所以導(dǎo)線選l121型4芯銅線(4mm2)；電動(dòng)機(jī)m3電流為1.6a，導(dǎo)線選bvr型4芯銅線（1mm2）。2)控制電路導(dǎo)線選擇bvr型4芯銅線（1mm2）表5 元件參數(shù)表序號(hào)代號(hào)名稱數(shù)量規(guī)格型號(hào)備注1qf斷路器1dioy100、330022km1km2接觸器2cj20-160線圈電壓220vac3km3接觸器1cj20-40線圈電壓220vac4fr熱繼電器3jr10-10/36fu熔斷器1rc1a-60熔型2a7sb1啟動(dòng)、停止按鈕1la1911綠色8sb2sb8按鈕7np2-ed53總電源短路9sa三位自得位旋鈕開(kāi)關(guān)1np2-ba21m1短路保護(hù)10hl1hl7指示燈7xvbc5b

25、4220ac，綠色11hl8hl10指示燈3xb2bvm3c12xt1端子排1jh92.513sq1sq7限位開(kāi)關(guān)7jlxk1-411220v/3.6v6.3v14vc整流器1ql5a,100015tc變壓器1bk-10016yv1yv5電磁閥5220vac-2w3.8控制柜布置圖設(shè)計(jì)電氣元件布置圖是某些電器元件按一定原則的組合，電器元件布置圖的設(shè)計(jì)依據(jù)是部件原理圖、組件的劃分情況等。計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：      (1)同一組件中電器元件的布置應(yīng)注意將體積大和較重的電器元件安裝在電器板的下面，而發(fā)熱元件應(yīng)安裝在電氣控制柜的上部或后部

26、，但熱繼電器宜放在其下部，因?yàn)闊崂^電器的出線端直接與電動(dòng)機(jī)相連便于出線，而其進(jìn)線端與接觸器直接相連接，便于接線并使走線最短，且宜于散熱；      (2)強(qiáng)電弱電分開(kāi)并注意屏蔽，防止外界干擾；      (3)需要經(jīng)常維護(hù)、檢修、調(diào)整的電器元件安裝位置不宜過(guò)高或過(guò)低，人力操作開(kāi)關(guān)及需經(jīng)常監(jiān)視的儀表的安裝位置應(yīng)符合人體工程學(xué)原理；      (4)電器元件的布置應(yīng)考慮安全間隙，并做到整齊、美觀、對(duì)稱，外形尺寸與結(jié)構(gòu)類似

27、的電器可安放在一起，以利加工、安裝和配線。若采用行線槽配線方式，應(yīng)適當(dāng)加大各排電器間距，以利布線和維護(hù)；      (5)各電器元件的位置確定以后，便可繪制電器布置圖。電氣布置圖是根據(jù)電器元件的外形輪廓繪制的，即以其軸線為準(zhǔn)，標(biāo)出各元件的間距尺寸。每個(gè)電器元件的安裝尺寸及其公差范圍，應(yīng)按產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)注，以保證安裝板的加工質(zhì)量和各電器的順利安裝。大型電氣柜中的電器元件，宜安裝在兩個(gè)安裝橫梁之間，這樣，可減輕柜體重量，節(jié)約材料，另外便于安裝，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)計(jì)算縱向安裝尺寸；     &

28、#160;(6)在電器布置圖設(shè)計(jì)中，還要根據(jù)本部件進(jìn)出線的數(shù)量、采用導(dǎo)線規(guī)格及出線位置等，選擇進(jìn)出線方式及接線端子排、    連接器或接插件，并按一定順序標(biāo)上進(jìn)出線的接線號(hào)。 圖7 控制柜布置圖 4 plc控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1主程序梯形圖及指令當(dāng)i0.0為1時(shí)表示選擇自動(dòng)循環(huán)，當(dāng)i0.1為1時(shí)表示選擇手動(dòng)調(diào)節(jié),i0.2為啟動(dòng)按鈕的輸入地址，當(dāng)i0.1為1且壓力繼電器kp1(1.6)為1時(shí)，可以運(yùn)行自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)。圖8 主程序梯形圖將零件裝入夾具中，將選擇開(kāi)關(guān)撥到自動(dòng)控制位置后（hl8指示燈亮）再按下啟動(dòng)按鈕（hl10指示燈亮）會(huì)使專用機(jī)床自動(dòng)循環(huán)。將零件裝入夾具

29、中，將選擇開(kāi)關(guān)撥到手動(dòng)調(diào)節(jié)控制位置后（hl9指示燈亮）再按下啟動(dòng)按鈕（hl10指示燈亮）就可手動(dòng)調(diào)節(jié)了。title=程序注釋network 1 / 程序段注釋ld i0.2 = m0.0= q2.3network 2 ld m0.0= q0.0= q0.1network 3 ld m0.0a i0.0call sbr0network 4 ld m0.0a i0.1call sbr1network 5 ld m1.1o m1.2o m0.3o m0.4= q0.2network 6 ld m1.2o m1.3o m1.4o m1.5o m1.6o m0.4o m0.5o m0.6o m0.7o

30、m1.0= q0.3network 7 ld m1.3o m1.4o m0.5o m0.6= q0.4network 8 ld m1.4o m1.5o m0.6o m0.7= q0.5network 9 ld m0.6o m1.4= q0.64.2自動(dòng)循環(huán)順序功能圖、梯形圖及子程序指令圖9 自動(dòng)循環(huán)順序功能圖 圖10 自動(dòng)循環(huán)梯形圖當(dāng)壓力達(dá)到一定值之后，kp1(i1.6)閉合，液壓泵m3導(dǎo)通，從而使電磁閥yv1(q0.2)得電閉合，工件開(kāi)始定位。零件定位之后，開(kāi)始延時(shí)，延時(shí)15s之后電磁閥yv2(q0.3)開(kāi)始得電，加緊液壓缸動(dòng)作使零件固定在夾具里，同時(shí)定位液壓缸退出以保證滑臺(tái)入位.延時(shí)15s

31、后，電磁閥yv3(q0.4)得電及yv1(q0.2)復(fù)位，滑臺(tái)帶動(dòng)動(dòng)力頭一起快速進(jìn)入加工位置。入位之后，當(dāng)i1.2與i1.2輸入信號(hào)時(shí)，接觸器km1與km2得電，電磁閥yv3(q0.4)、yv4(q0.5)、yv5(q0.6)置位，左右動(dòng)力頭開(kāi)始進(jìn)行兩端面切削加工.當(dāng)動(dòng)力頭到達(dá)加工終點(diǎn)位置即停止工進(jìn)。延時(shí)30s后復(fù)位km1與km2斷.退位電磁閥yv3(q0.4)與yv4（q0.5）復(fù)位，動(dòng)力頭開(kāi)始退回原位。左右動(dòng)力頭退回原位后，滑臺(tái)復(fù)位，電磁閥yv4（q0.5）復(fù)位，壓力繼電器i1.7信號(hào)輸入后，復(fù)位接觸器yv2（q0.3），復(fù)使夾具松開(kāi)，取出零件。title=子例程注釋network 1 /

32、 程序段注釋ld m1.0a i2.0o sm0.1o m0.2an m0.3= m0.2network 2 ld m0.2a i2.1a i0.0a i0.2o m0.3an m0.4= m0.3ton t40, 150network 3 ld m0.3a t40o m0.4an m0.5= m0.4network 4 ld m0.4a i2.0o m0.5an m0.6= m0.5network 5 ld m0.5a i1.2a i1.4o m0.6an m0.7= m0.6ton t41, 300network 6 ld m0.6a t41o m0.7an m1.0= m0.7netwo

33、rk 7 ld m0.7a i1.3a i1.5o m1.0an m0.2= m1.04.3手動(dòng)調(diào)節(jié)的子程序梯形圖及指令 圖11 手動(dòng)調(diào)節(jié)梯形圖按下手動(dòng)定位控制按鈕，yv1(q0.2)得電閉合，定位指示燈hl2(q0.7)亮，工件開(kāi)始定位。按下手動(dòng)夾緊控制按鈕，電磁閥yv2(q0.3)開(kāi)始得電，加緊液壓缸動(dòng)作使零件固定在夾具里，夾緊指示燈hl3（q1.0）亮，同時(shí)定位液壓缸退出以保證滑臺(tái)入位.按下手動(dòng)入位控制按鈕，電磁閥yv3(q0.4)得電及yv1(q0.2)復(fù)位，滑臺(tái)帶動(dòng)動(dòng)力頭一起快速進(jìn)入加工位置,入位指示燈hl4(q1.1)亮.按下手動(dòng)工進(jìn)控制按鈕，電磁閥yv3(q0.4)、yv4(q0.5)、yv5(q0.6)置位，同時(shí)工進(jìn)指示燈hl1(q0.6)亮，左右動(dòng)力頭開(kāi)始進(jìn)行兩端面切削加工.當(dāng)動(dòng)力頭到達(dá)加工終點(diǎn)位置即停止工進(jìn)。按下手動(dòng)退位控制按鈕，退位電磁閥yv3(q0.4)與yv4（q0.5）復(fù)位，同時(shí)退位指示燈hl5（q1.2）亮，動(dòng)力頭開(kāi)始退回原位。按下手動(dòng)復(fù)位控制按鈕，電磁閥yv4（q0.5）復(fù)位，復(fù)位指示燈hl6（q1.3）亮。按下手動(dòng)放松控制按鈕，復(fù)位接觸器yv2（q0.3），復(fù)位指示燈hl7(q1.4)亮，使夾具松開(kāi)，取出零件。title