PLC箱體加工組合機(jī)床以與電氣控制系統(tǒng)設(shè)計論文

1、 . . . 機(jī)電工程學(xué)院PLC課程設(shè)計（箱體加工組合機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)）院 系 機(jī)電工程學(xué)院 班 級 機(jī)電 學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)老師 時 間 目 錄1緒論.12設(shè)計方案.22.1 左、右兩動力頭進(jìn)給電機(jī).22.2主軸電機(jī).32.3照明與信號指示.42.4PLC的選擇.52.5 程序的設(shè)計.53I/O分配.84 PLC I/O接線圖.95 梯形圖.106 系統(tǒng)調(diào)試.127設(shè)計心得.138參考文獻(xiàn).141緒論對于機(jī)械電氣結(jié)合控制的組合機(jī)床，電氣控制系統(tǒng)起著重要的神經(jīng)中樞作用。傳統(tǒng)的組合機(jī)床采用的繼電器接觸器控制系統(tǒng)，接線復(fù)雜、故障率高、調(diào)試和維護(hù)困難。隨著PLC控制技術(shù)日益成熟并得到越來越廣泛的

2、應(yīng)用，利用原有的繼電器接觸器控制電路設(shè)計PLC控制系統(tǒng)，或直接進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計，都能很好地滿足組合機(jī)床自動化控制的要求。本次設(shè)計的要求如下：組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)如下圖所示：該機(jī)床專門用于加工箱體的兩個側(cè)壁，采用兩個動力頭從兩個側(cè)面分別加工，左、右動力頭的電動機(jī)均為2.2kw，進(jìn)給系統(tǒng)和工件夾緊都用液壓系統(tǒng)驅(qū)動，液壓泵電動機(jī)的功率為3kw，動力頭和夾緊裝置的動作由電磁閥控制。機(jī)床的工作循環(huán)步驟如下（在工件夾緊、動力頭快進(jìn)、動力頭快退以與電源接通時均有電信號指示）：1 按下起動按鈕，夾緊裝置將被加工的工件夾緊，夾緊后發(fā)出訊號；2 左右動力頭同時快進(jìn)，并同時啟動主軸；3 達(dá)到工件附近，接受到行程開

3、關(guān)的信號后，動力頭由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)，進(jìn)行切削加工；4 加工完成后，左右動力頭暫停2秒，然后快速退回原位，夾緊裝置松開被加工工件；5 停止主軸至此，一個工作循環(huán)完成，準(zhǔn)備下一個工作循環(huán)開始。其中，在工件夾緊、動力頭快進(jìn)、動力頭快退以與電源接通時均有電信號指示。電磁閥的動作順序表如下：左動力頭右動力頭夾緊裝置YV1YV2YV3YV4YV5YV6YV7上、下料OFFOFFOFFOFFOFFOFFOFF快進(jìn)ONOFFOFFONOFFOFFON工進(jìn)ONONOFFONONOFFON停留OFFOFFOFFOFFOFFOFFON快退OFFOFFONOFFOFFONOFF注：ON表示給電磁鐵通電；OFF電磁鐵處于

4、斷電狀態(tài)。2設(shè)計方案2.1 左、右兩動力頭進(jìn)給電機(jī)根據(jù)設(shè)計要求知左、右兩動力頭均要求快進(jìn)工進(jìn)快退的工作循環(huán)，并且左、右兩動力頭可以同時工作，也可進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整。所以就要求快速電機(jī)M5、M6能夠正反轉(zhuǎn)，工作進(jìn)給電機(jī)為M3、M4能夠正轉(zhuǎn)即可。其主電路如下圖2-1。圖2-1 M3、M4、M5、M6的接線電路圖因為這4個功率都較小，所以可以直接啟動。M3、M4只要接觸器KM3、KM4的線圈得電就會吸合，就能正轉(zhuǎn)；M5、M6分別當(dāng)接觸器KM5、KM6線圈得電時正轉(zhuǎn)，當(dāng)接觸器KM7、KM8分別得電就反轉(zhuǎn)。2.2主軸電機(jī)主軸電機(jī)工作方式有兩種：正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)。根據(jù)不同的工作要求，主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)向不同。因主軸電機(jī)的功

5、率較小，故可以直接啟動。其主電路圖如下2-2。圖2-2 主軸電機(jī)的接線圖當(dāng)KM1、KM2的線圈得電吸合分別使電機(jī)M1、M2正轉(zhuǎn)；當(dāng)KM9、KM10的線圈得電吸合分別是電機(jī)M1、M2反轉(zhuǎn)。通過plc的輸出就可以使不同的接觸器線圈得電，從而使電機(jī)的轉(zhuǎn)向不同。2.3照明與信號指示當(dāng)機(jī)床工作時，為了警告旁人不要誤動作，故要有信號指示說明，告訴別人正在進(jìn)行工作，不要誤動作。信號指示也能顯示機(jī)床是否是在正常工作、有無問題。有時候需要晚上工作，所以需要必要的照明。圖2-3 指示信號燈如圖2-3，其指示著組合機(jī)床的工作狀態(tài)，指示燈分別與與之對應(yīng)的接觸器的常開觸點(diǎn)連接，當(dāng)接觸器的線圈得電，其常開觸點(diǎn)閉合，通過6

6、.3V電壓使之亮。KM1、KM9分別是控制M1的正反轉(zhuǎn)的接觸器；KM2、KM10分別是控制M2的正反轉(zhuǎn)的接觸器；KM3、KM4分別是控制左右工進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)的接觸器；KM5、KM7，KM6、KM8分別是左右快進(jìn)快退電機(jī)。這樣就可以把所有的電機(jī)的狀態(tài)顯示出來。照明燈如下圖2-4。圖2-4 照明燈2.4 PLC的選擇統(tǒng)計組合機(jī)床PLC輸入元器件、執(zhí)行元器件與I/O點(diǎn)數(shù)：輸入部分輸入部分 點(diǎn)數(shù)動力頭工作方式選擇按鈕SB6冷卻泵選擇開關(guān)SA2行程開關(guān)SQ6按鈕SB 4總計 18輸出部分輸出部分點(diǎn)數(shù)接觸器12 總計 12注：照明不需要接入PLC，只需要選擇開關(guān)就可以。所以選用FX2N32MR加擴(kuò)展單元FX2

7、N32ER，F(xiàn)X2N32MR含有32個I/O點(diǎn)（16入，16出），F(xiàn)X2N32ER為含有32點(diǎn)擴(kuò)展單元。2.5 程序的設(shè)計根據(jù)要求知需使左、右兩動力頭均要求快進(jìn)工進(jìn)快退的工作循環(huán)和可使左、右兩動力頭同時工作，也可進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整。故設(shè)計的流程圖如下圖2-5。 圖2-5 程序流程圖3 I/O分配因采用PLC控制，需分配其I/O點(diǎn)，它決定著系統(tǒng)如何工作。輸入地址號信號名稱輸出地址號 信號名稱I0.0開始Q0.0主軸I0.1SQ1Q0.1YV1I0.2SQ2Q0.2YV2I0.3SQ3Q0.3YV3I0.4SQ4Q0.4YV4I0.5SQ5Q0.5YV5X6SQ6Q0.6YV6Q0.7夾緊表3-1 I/

8、O口地址分配表4 PLC I/O接線圖5 梯形圖6系統(tǒng)調(diào)試安裝GX Developer和西門子的仿真軟件，建立一個新工程，將梯形圖輸入到工程中，完成后將其轉(zhuǎn)換。再啟動梯形圖邏輯測試，選擇軟元件測試，輸入不同的軟元件，改變其狀態(tài)，觀察輸出的改變。軟元件的改變輸出的改變X0=1,X1=0Y0=1X0=0,X1=1Y1=1X2=0Y0=0,Y1=0X3=1Y5=1X3=0Y5=0X7=1,X0=1,X1=0/X7=1, X0=0,X1=1Y0=1,Y3=1/Y1=1,Y3=1X4=1Y2=1,Y3=0X5=1Y2=0,Y4=1,Y0=0/Y1=0X6=0Y4=0X10=1Y4=1X11=1,X12=

9、0Y6=1X11=0,X12=1Y7=1X13=1Y6=0,Y7=0X14=1Y13=1X20=1,X11=1,X12=0/X20=1,X11=0,X12=1Y11=1,Y6=1/Y11=1,Y7=1X15=1Y10=1,Y11=0X16=1Y10=0,Y12=1,Y6=0/Y7=0X17=0Y12=0X21=1Y12=1表6-1調(diào)試表格7 設(shè)計心得通過這次PLC課程設(shè)計，我知道：使機(jī)床與PLC結(jié)合，可以輕松的完成規(guī)定的工作，這可以很大程度的減小工人的工作和減小危險。因為這一切都是有程序控制的，能夠使機(jī)器嚴(yán)格按規(guī)律執(zhí)行，而人工作的時候總會有一些錯誤發(fā)生，這些錯誤有可能引發(fā)危險。和學(xué)別的學(xué)科一樣

10、，在學(xué)完P(guān)LC理論課程后我們做了課程設(shè)計，此次設(shè)計以分組的方式進(jìn)行，每組有一個題目。我做的是組合機(jī)床的組合機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)。由于平時大家都是學(xué)理論，沒有過實(shí)際開發(fā)設(shè)計的經(jīng)驗，拿到的時候都不知道怎么做。但通過各方面的查資料并學(xué)習(xí)。我基本學(xué)會了PLC設(shè)計的步聚和基本方法。 通過這次設(shè)計實(shí)踐。我學(xué)會了PLC的基本編程方法，對PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運(yùn)用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒有做實(shí)踐設(shè)計以前，我對知道的撐握都是思想上的，對一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我把自己想出來的程序與到PLC中的時候，問題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行，就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過解決一個個在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，我對PLC 的理解得到加強(qiáng)，看到了實(shí)踐與理論的差距。 通過此次課設(shè)，讓我了解了plc梯形圖、指令表、順序功能圖有了更好的了解，也讓我了解了關(guān)于PLC設(shè)計原理。有很多設(shè)計理念來源于實(shí)際，從中找出最適合的設(shè)計方法。最后，非常感老師的指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助！8 參考文獻(xiàn)1黃鶴汀金屬切削機(jī)床上冊：機(jī)械工業(yè)，2