工位旋轉工作臺控制(共24頁)

1、PAGE PAGE 21內(nèi)容摘要 本課題中三工位旋轉工作臺是鉆孔加工中在工作臺三個不同工位分別同時完成上料、鉆孔、卸料等工藝過程的工藝技術，這大大提高了機械加工的效率、提高了生產(chǎn)率。但是新的問題接踵而至：三個工位同時動作就要要求操作(cozu)工人完成上料、裝夾工件、鉆孔、卸工件。這樣高強度的工作工人是否能承受的了，怎樣降低工人的勞動強度呢？提高自動化程度就成了我們面臨的首要課題。關鍵詞：三工位旋轉(xunzhun)工作臺；可編程控制器；提高效率；自動化目 錄第1章 引 言 1第2章 設計方案 22.1 總體方案說明(shumng) 2 2.1.1控制(kngzh)要求 2 2.1.2制定控制

2、(kngzh)方案 22.2 控制方式選擇 2第3章 PLC控制系統(tǒng)設計 33.1 動作特性 33.2 液壓控制部分設計 43.3 控制流程圖 53.4 I/O地址分配表 6 3.5 I/O接線圖 7 3.6梯形圖 7結 論 8設計總結 9謝 辭 10附 錄 11 附錄1 I/O接線圖 11 附錄2 梯形圖 12 附錄3 語句表 17參考文獻 20第1章 引 言機電一體化是以電子技術特別是微電子技術為主導、多種新興技術與機械技術交叉、融合而成的綜合性高技術，是機械與電子的有機(yuj)結合產(chǎn)物。其目的是不斷提高勞動生產(chǎn)率，減輕人們的體力勞動，逐步代替部分腦力勞動。機械一體化的機械加工比傳統(tǒng)機械

3、加工有很大的優(yōu)越性。在本課題中，機電一體化的好處顯得尤為突出。三工位工作臺旋轉機床設備在機加工等自動化機床設備中得到廣泛(gungfn)引用，通過控制工作臺旋轉，可以實現(xiàn)在加工過程中同時完成上料和卸料工作，并能實現(xiàn)流水作業(yè)，大大提高了工作效率,降低工人勞動強度。若在上料和卸料工位設計合適的機械手，則可實現(xiàn)無人上料和卸料工作。 的處理器速度(sd)和功能在不斷增加，已發(fā)展成具有邏輯控制功能過程控制功能運動控制功能、數(shù)據(jù)處理功能、聯(lián)網(wǎng)通信功能等的多功能控制器，加上它的價格低廉、操作簡便、改變功能靈活易用、維護工作量小等優(yōu)勢，使PLC在工業(yè)生產(chǎn)過程自動化中獲得廣泛應用。 目前已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)過程中得到

4、廣泛應用，它具有結構簡單易于編程、性能優(yōu)越、可靠性能高、維修方便和使用方便的一系列優(yōu)點。根據(jù)課程設計要求，以西門子S7-200系列PLC來實現(xiàn)控制鉆床三工位工作臺旋轉控制設計。鉆床加工三工位工作臺是由送料、鉆孔、卸載三部分組成。工作臺每旋轉120完成一個工位，循環(huán)運行。來實現(xiàn)工件的快速送料、鉆孔、卸載的流水作業(yè)系統(tǒng)。 第2章 設計方案2.1總體方案說明(shumng)作為機械專業(yè)的學生從入大學開始接觸機械設計開始起，老師就教導(jiodo)任何設計都要先從整體上對要做的設計內(nèi)容要構想一下。只有對整體設計做出全局的把握，設計才會有所針對。拿到課程設計題目后，并沒不直接進入主題開始著手設計，而是逐

5、步先將設計要求研究了一遍，認真對設計思路做了一個規(guī)劃然后才開始了設計。2.1.1 控制(kngzh)要求（1）用選擇開關來決定控制系統(tǒng)的全自動、半自動運行和手動調(diào)整方式。（2）手動調(diào)整采用按鈕點動的控制方式。包括上料進、退操作；工件夾緊、放松操作；鉆頭下降、上升操作；卸料進、退操作，工作臺旋轉操作。（3）系統(tǒng)處于半自動工作方式時，每執(zhí)行完成一個工作循環(huán)，用一個啟動按鈕來控制進入下一次循環(huán)。（4）系統(tǒng)處于全自動運行方式時，可實現(xiàn)自動往復地循環(huán)執(zhí)行。（5）上料器、夾緊裝置、卸料器、鉆頭上下運動由液壓缸驅動。夾緊力由壓力繼電器檢測控制。鉆頭旋轉、工作臺旋轉由電動機驅動。2.1.2 制定控制方案 （1

6、）用選擇開關來決定控制系統(tǒng)的全自動、半自動運行和手動調(diào)整方式。 （2）手動調(diào)整采用按鈕點動的控制方式。 （3）系統(tǒng)處于半自動工作方式時，每執(zhí)行完成一個工作循環(huán)，用一個啟動按鈕來控制進入下一次循環(huán)。 （4）系統(tǒng)處于全自動運行方式時，可實現(xiàn)自動往復地循環(huán)執(zhí)行 （5）系統(tǒng)運動不很復雜，采用三臺電動機：主動電動機、液壓電動機和工作臺旋轉電動機。除了主軸轉動和工作臺旋轉用電動機拖動外，其他所有所有運動都可以采用液壓傳動。 （6）對于部分與順序控制和工作(gngzu)循環(huán)過程無關的主零部件和控制部件，采用進入PLC的控制方式以達到方便控制。2.2控制(kngzh)方式選擇三工位旋轉(xunzhun)工作臺

7、控制系統(tǒng)的設計任務主要由兩大部分，其中最主要的就是運輸小車的PLC梯形圖設計，也就是程序設計；其次是液壓控制原理圖的設計。三工位旋轉工作臺控制系統(tǒng)在很大程度上是利用繼電器實現(xiàn)的，而最初的PLC就已經(jīng)有很完善的繼電器控制功能了。在這里選用PLC控制完全是對癥下藥，根據(jù)設計內(nèi)容我們不難發(fā)現(xiàn)這個系統(tǒng)有21個輸入信號和10個輸出信號。選用任何一個系列的PLC都不能滿足輸入點的個數(shù)，也就是任何一個S7-200單片機都需要擴展。而CPU226的又很貴，所以在此選用CPU224外加一個EM221的擴展模塊就能滿足要求。第3章 PLC控制系統(tǒng)設計3.1動作特性三工位旋轉工作臺控制動作特性如下：其工作示意如圖

8、3-1所示。三個工位分別完成上料、鉆孔和卸料。圖 3-1 三工位旋轉(xunzhun)工作臺系統(tǒng)示意圖工位1：工作臺旋轉到工位1后上料器推進，料到(lio do)位后退回等待。工位2：工工作臺旋轉到工位2后，夾緊裝置將料加緊，鉆頭向下進給鉆孔，下鉆到位后退回(tuhu)，退回到位后工件松開，放松完成后等待。工位3：工作臺旋轉到工位3后，卸料器向前將加工完成的工件推出，推出到位后退回，退回到位后等待。3.2液壓控制部分的設計根據(jù)三工位旋轉工作臺的動作要求，控制部分大多采用液壓電磁閥控制。當送料器送料到位后碰到送料到位行程開關時碰到送料退回電磁閥，使液壓閥供油方向發(fā)生改變，活塞桿退回?；钊麠U退回到

9、位后碰到退回到位行程開關，使液壓閥動作處于中間位置，工位1處于等待狀態(tài)。工位2動作順序是工作臺轉動到位后液壓閥動作夾緊，夾緊后壓力繼電器動作使活塞缸處于保壓狀態(tài)，同時使鉆頭旋轉以及下降。等鉆頭下降達到行程開關位置處鉆頭停止下降，上升繼電器得電轉而鉆頭上升。鉆頭上升到位碰到行程開關使鉆頭停止轉動和上升，并且活塞桿放松工件。放松完成碰到行程開關使工位2處于等待狀態(tài)。工位3的動作順序是工作臺旋轉結束后活塞缸推動工件開始卸料，到行程開關后活塞桿反行程電磁閥得電退回，退回到位碰到行程開關處于等待狀態(tài)。等三個工位都停止動作后，工作臺旋轉電磁閥的電，工作臺旋轉進入下一個循環(huán)。根據(jù)要求做出合理的液壓原理圖如圖

10、 3-2示。 圖 3-2 液壓原理圖3.3 I/O地址(dzh)分配表分配(fnpi)表如下表 1所示：表1：輸入輸出信號(xnho)對照表輸入信號名稱外部元件內(nèi)部地址輸出信號名稱外部元件內(nèi)部地址手動運行選擇SF4-1I0.0送料器推進電磁閥MB1Q0.0半自動運行選擇SF4-2I0.1送料退回電磁閥MB2Q0.1全自動運行選擇SF4-3I0.2工件夾緊電磁閥MB3Q0.2上料器推進按鈕SF1I0.3工件放松電磁閥MB4Q0.3上料器退回按鈕SF2I0.4鉆頭下降電磁閥MB5Q0.4工件夾緊按鈕SF3I0.5鉆頭上升電磁閥MB6Q0.5工件放松按鈕SF4I0.6卸料推進電磁閥MB7Q0.6鉆頭

11、下降按鈕SF5I0.7卸料退回電磁閥MB8Q0.7鉆頭上升按鈕SF6I1.0工作臺轉動電動機轉動接觸器KF1Q1.0卸料器退出按鈕SF7I1.1鉆頭轉動電動機接觸器KF2Q1.1卸料器退回按鈕SF8I1.2工作臺旋轉按鈕SF9I1.3上料到位行程開關BG1I1.4上料退回到位行程開關BG2I1.5鉆頭下降到位行程開關BG3I1.6鉆頭上升到位行程開關BG4I1.7卸料器推進到位行程開關BG5I2.0卸料器退回到位行程開關BG6I2.1工作臺旋轉到位行程開關BG7I2.2放松到位行程開關BG8I2.3壓力繼電器觸點BP1I2.43.4 控制(kngzh)流程圖根據(jù)(gnj)三工位旋轉工作臺的控制

12、(kngzh)要求，設計如下流程圖： 圖 3-3控制(kngzh)流程圖3.5 I/O接線圖根據(jù)輸入輸出信號對照表，可以設計出PLC的外部接線，接線圖見附錄1，實際接線時還應考慮以下(yxi)幾個方面。應有電源輸入線。通常(tngchng)為220V，50Hz交流電源，允許電源電壓有一定的浮動范圍。輸入和輸出端子(dun z)每8個為一組公用一個COM端口。輸出端的線圈和電磁閥必須加保護電路，如并接阻容吸收回路或續(xù)流二極管。3.6梯形圖梯形圖見附錄2：從本系統(tǒng)的功能流程可以看出，系統(tǒng)可以實現(xiàn)手動，半自動和自動控制。 （1）如果開始時方式選擇開關置于手動方式，則手動調(diào)整結束后回到初始步。如果滿足

13、自動或半自動工作的初始條件，且將方式開關切換到自動或半自動位置時，可以完成手動向自動，半自動的切換。 （2）如果系統(tǒng)已經(jīng)進入自動或半自動工作狀態(tài)，一個動作循環(huán)完成后，如果選擇開關置于半自動位置，可以使被控設備停止工作。不能直接切換到手動調(diào)整方式，必須將PLC從RUN切換到STOP方式。選擇開關由半自動切換到手動位置，然后再將至于RUN方式，這樣才能切換到手動調(diào)整方式.結 論 此次課程設計主要其實是對PLC的控制功能進行練習了解掌握，而在三工位工作臺旋轉工作臺的設計中跟多要求的是我們(w men)對PLC經(jīng)典控制模塊繼電器控制部分進行設計。設計之初面臨著兩個不同的選擇方案一：盡量(jnling)

14、使用PLC控制以方便控制；二、電動機接觸器不接入PLC減少PLC輸入輸出點。通過本次設計，讓我很好的鍛煉了理論聯(lián)系實際，與具體項目、課題相結合開發(fā)、設計產(chǎn)品的能力。既讓我們懂得了怎樣把理論應用于實際，又讓我們懂得了在實踐中遇到的問題(wnt)怎樣用理論去解決。在本次設計中，我們還需要大量的以前沒有學到過的知識，于是圖書館和網(wǎng)絡成了我們很好的助手。在查閱資料的過程中，我們要判斷優(yōu)劣、取舍相關知識，不知不覺中我們查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉。我們學習的知識是有限的，在以后的工作中我們肯定會遇到許多未知的領域，這方面的能力便會使我們受益非淺。在設計過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。有時發(fā)現(xiàn)一個問

15、題的時候，需要做大量的工作，花大量的時間才能解決。自然而然，我的耐心便在其中建立起來了。為以后的工作積累了經(jīng)驗，增強了信心。這次設計我覺得創(chuàng)新點在于各種控制之間的邏輯關系比較合理，利用各個繼電器之間的互鎖，是系統(tǒng)穩(wěn)定運行。設計(shj)總結 兩周的課程設計很快就結束了，期間遇見了很多麻煩。在老師和同學的幫助下設計了一個比較合理的解決方案。雖然課程設計還不算完美，也許還有很多瑕疵。但是這次課程設計的目的基本上已經(jīng)達到了，在這兩周內(nèi)我們(w men)對PLC控制有了比較熟悉的了解。 通過這次設計實踐。我學會(xuhu)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

16、的運用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒有做實踐設計以前，我們對知道的撐握都是思想上的，對一些細節(jié)不加重視，當我們把自己想出來的程序與到PLC中的時候，問題出現(xiàn)了，不是不能運行，就是運行的結果和要求的結果不相符合。能過解決一個個在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，我們對PLC的理解得到加強，看到了實踐與理論的差距。 通過此次課設，讓我了解了plc梯形圖、指令表、順序功能圖有了更好的了解，也讓我了解了關于PLC設計原理。有很多設計理念來源于實際，從中找出最適合的設計方法。雖然本次課程設計是要求自己獨立完成，但是，彼此還是脫離不了集體的力量，遇到問題和同學互相討論交流。多和同學討論。我們在做課程設計的過程中要不停的討

17、論問題，這樣，我們可以盡可能的統(tǒng)一思想，這樣就不會使自己在做的過程中沒有方向，并且這樣也是為了方便最后設計和在一起。討論不僅是一些思想的問題，還可以深入的討論一些技術上的問題，這樣可以使自己的處理問題要快一些，少走彎路。多改變自己設計的方法，在設計的過程中最好要不停的改善自己解決問題的方法，這樣可以方便自己解決問題。謝 辭 在這里我非常感謝老師。沒有的細心指導就沒有我這次的課程設計，薛老師每次到教室都耐心細致(xzh)的為我們講解各個方面的難題，引領我們走出誤區(qū)，在這兩個周的時間里我確實學到了很多的知識。還要感謝和我一起討論各位同學(tng xu)，經(jīng)過和大家的熱情討論我更加堅定自己的方案，也學到了很多自己從不了解的知識，在大家的共同努力下我們的課程設計最終順利完成。附 錄附錄(fl)1 I/O接線圖圖 3-4 I/O接線圖附錄(fl)2 梯形圖網(wǎng) 絡 1附錄(fl)3 語句表參考文獻1左建民.液壓與氣壓(qy)傳動.北京(bi jn)：機械工業(yè)出版社，2007.2王宗才等.機電傳動(chundng)與控制.北京：電子工業(yè)出版社，2011.3張建民等.機電一體化系統(tǒng)設計.北京：高等教育出版社，2001.4高欽和.可編程序控制器應用技術與設計實例.北京：人民郵電出版社，200