高級技師畢業(yè)論文答辯稿

1、全自動(dòng)滾齒機(jī)全自動(dòng)滾齒機(jī)PLCPLC控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)答辯人：張克飛答辯人：張克飛先進(jìn)的齒輪加工 全自動(dòng)滾齒機(jī)的全自動(dòng)滾齒機(jī)的PLC控制系統(tǒng)將液壓控制與電氣控制配合控制系統(tǒng)將液壓控制與電氣控制配合使生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制加工產(chǎn)品，提高了工效率，使生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制加工產(chǎn)品，提高了工效率，調(diào)試和維修更容易。對生產(chǎn)過程中的缺料、上料異常、加調(diào)試和維修更容易。對生產(chǎn)過程中的缺料、上料異常、加工過程中的異常能進(jìn)行自動(dòng)判斷報(bào)警，并自動(dòng)采取相應(yīng)的工過程中的異常能進(jìn)行自動(dòng)判斷報(bào)警，并自動(dòng)采取相應(yīng)的措施。如工作電機(jī)過熱、油壓不足、冷卻壓力不足、缺料措施。如工作電機(jī)過熱、油壓不足、冷卻壓力不足、缺料五分鐘

2、自動(dòng)報(bào)警、上料異常時(shí)限時(shí)報(bào)警并重新上料，連續(xù)五分鐘自動(dòng)報(bào)警、上料異常時(shí)限時(shí)報(bào)警并重新上料，連續(xù)五次上料異常將停機(jī)報(bào)警，加工異常時(shí)報(bào)警并返回加工起五次上料異常將停機(jī)報(bào)警，加工異常時(shí)報(bào)警并返回加工起始位置，重新上料加工，連續(xù)五次加工異常，將停機(jī)報(bào)警，始位置，重新上料加工，連續(xù)五次加工異常，將停機(jī)報(bào)警，系統(tǒng)返回初始狀態(tài)等。系統(tǒng)工作可靠性、安全性，經(jīng)濟(jì)性系統(tǒng)返回初始狀態(tài)等。系統(tǒng)工作可靠性、安全性，經(jīng)濟(jì)性被廣泛認(rèn)可被廣泛認(rèn)可 。前言前言方案選定方案選定 普通的繼電器實(shí)現(xiàn)將使設(shè)備元件較多、接線繁雜、體積大、功耗大、故障率高、一旦系統(tǒng)構(gòu)成以后，想改變或增加功能都很困難 ，因此，放棄該方案。 采用單片機(jī)控制，

3、能夠滿足設(shè)計(jì)需要，但是考慮到其適應(yīng)工業(yè)環(huán)境能力較差，所以也放棄該方案。 PLC控制具有靈活性、擴(kuò)展性好、體積小、壽命長、可靠性高、控制速度快、不會出現(xiàn)抖動(dòng)、定時(shí)控制精度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。是工業(yè)生產(chǎn)中較成熟的技術(shù) ，且配套產(chǎn)品較多，因此本設(shè)計(jì)選用PLC控制。1設(shè)計(jì)要求及分析設(shè)計(jì)要求及分析 1.1 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求全自動(dòng)滾齒機(jī)由自動(dòng)上料裝置、工件檢測裝置、工件夾緊機(jī)構(gòu)、工件旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、刀具升降機(jī)構(gòu)、刀具平移機(jī)構(gòu)、刀具旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、工件篩選機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、冷卻裝置、控制系統(tǒng)組成。自動(dòng)上料裝置由料倉、上料滾筒、上料機(jī)械手組成。上料滾筒由單相低速微型交流異步電動(dòng)機(jī)M1驅(qū)動(dòng)；上料機(jī)械手由單相低速微型交流異

4、步電動(dòng)機(jī)M2驅(qū)動(dòng)。工作時(shí)上料滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，上料機(jī)械手停在抓料位置，行程開關(guān)SQ1動(dòng)作。料倉內(nèi)的坯件進(jìn)入滾筒內(nèi)的卡槽后隨滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，到達(dá)機(jī)械手抓料位置被機(jī)械手抓住后行程開關(guān)SQ2動(dòng)作，機(jī)械手轉(zhuǎn)動(dòng)到等待上料位置，行程開關(guān)SQ3動(dòng)作，發(fā)出等待上料信號，同時(shí)滾筒停止轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)滾齒機(jī)需要上料時(shí)，機(jī)械手轉(zhuǎn)動(dòng)到上料位置，行程開關(guān)SQ4動(dòng)作。滾齒機(jī)工件夾緊機(jī)構(gòu)夾緊后行程開關(guān)SQ5動(dòng)作，機(jī)械手轉(zhuǎn)動(dòng)到抓料位置，行程開關(guān)SQ1動(dòng)作，滾筒開始轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械手停止，等待下次抓料。如果自動(dòng)上料裝置開始運(yùn)行時(shí)機(jī)械手不在抓料位置，或不在等待上料位置，應(yīng)先將機(jī)械手轉(zhuǎn)動(dòng)到抓料位置。若機(jī)械手5分鐘內(nèi)一直未抓到料，應(yīng)發(fā)出缺料聲光報(bào)警信號。 1.

5、1 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求工件檢測裝置由光電系統(tǒng)組成，檢測上料和加工時(shí)工件位置是否正常。若出現(xiàn)異常時(shí)工件檢測裝置KA1接通，發(fā)出工件異常信號。若上料時(shí)異常，應(yīng)重新上料。若加工時(shí)異常，應(yīng)將設(shè)備退回到初始狀態(tài)，重新開始自動(dòng)循環(huán)。連續(xù)5次上料異常，或連續(xù)5次加工異常應(yīng)停機(jī)并發(fā)出上料或加工異常聲光報(bào)警信號。工件檢測裝置需要DC24V電源。工件夾緊機(jī)構(gòu)由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，當(dāng)機(jī)械手轉(zhuǎn)到上料位置后，電磁閥YA1通電，工件夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件，夾緊后行程開關(guān)SQ5動(dòng)作。刀具升降機(jī)構(gòu)下降到位后電磁閥YA1斷電，工件夾緊機(jī)構(gòu)放松，放松后行程開關(guān)SQ6動(dòng)作。工件旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由三相交流異步電動(dòng)機(jī)M3驅(qū)動(dòng)。工件夾緊后開始運(yùn)行，刀具平移機(jī)

6、構(gòu)快速后退時(shí)停止。1.1 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求刀具升降機(jī)構(gòu)由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，工件夾緊后開始運(yùn)行。電磁閥YA2通電后快速上升，上升到加工起始位置接近開關(guān)SQ7動(dòng)作，電磁閥YA3通電開始工作進(jìn)給。進(jìn)給到位后行程開關(guān)SQ8動(dòng)作，電磁閥YA2，YA3保持通電。直到加工結(jié)束，電磁閥YA2，YA3斷電刀具升降機(jī)構(gòu)快速下降，下降到位后行程開關(guān)SQ9動(dòng)作。接近開關(guān)SQ7需要DC24V電源。刀具平移機(jī)構(gòu)由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，刀具升降機(jī)構(gòu)進(jìn)給到位后開始運(yùn)行。電磁閥YA4，YA5通電后向左進(jìn)給，進(jìn)給到位后行程開關(guān)SQ10動(dòng)作，加工結(jié)束。加工結(jié)束后電磁閥YA4斷電，刀具平移機(jī)構(gòu)慢速后退。1秒鐘后電磁閥YA5斷電，刀具平移機(jī)構(gòu)快速

7、后退，后退到位后行程開關(guān)SQ11動(dòng)作。刀具旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由三相交流異步電動(dòng)機(jī)M4驅(qū)動(dòng)。工件夾緊后開始運(yùn)行，刀具平移機(jī)構(gòu)快速后退時(shí)停止。1.1 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求工件篩選機(jī)構(gòu)由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。設(shè)備開始運(yùn)行時(shí)電磁閥YA6斷電，篩選擋板向左擺動(dòng)，將廢品導(dǎo)入廢品倉。加工結(jié)束后電磁閥YA6通電，篩選擋板向右擺動(dòng)將成品導(dǎo)入成品倉。設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)，如上料異常，加工異常，緊急停車等，電磁閥YA6需斷電。液壓系統(tǒng)由三相交流異步電動(dòng)機(jī)M5帶動(dòng)油泵驅(qū)動(dòng)。啟動(dòng)設(shè)備時(shí)電動(dòng)機(jī)M5首先啟動(dòng)，并一直運(yùn)行。當(dāng)壓力繼電器SP1動(dòng)作后自動(dòng)加工方式才可以工作。自動(dòng)加工時(shí)若液壓油壓力不足，SP1斷開，或電動(dòng)機(jī)M5故障，應(yīng)停止加工，將設(shè)備退回到初

8、始狀態(tài)，并發(fā)出液壓系統(tǒng)故障聲光報(bào)警信號。冷卻裝置由三相異步電動(dòng)機(jī)M6帶動(dòng)冷卻泵。手動(dòng)調(diào)整時(shí)由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2控制。自動(dòng)加工時(shí)必須開啟冷卻泵，冷卻液壓力繼電器SP2動(dòng)作后自動(dòng)加工方式才可以工作。自動(dòng)加工時(shí)若冷卻液壓力不足，SP2斷開，或電動(dòng)機(jī)M6故障，應(yīng)停止加工，將設(shè)備退回到初始狀態(tài)，并發(fā)出冷卻裝置故障聲光報(bào)警信號。 1.1 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求設(shè)備具有自動(dòng)加工和手動(dòng)調(diào)整兩種工作方式，由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1控制。轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1有3個(gè)位置，左邊是自動(dòng)加工，中間是停止，右邊是手動(dòng)調(diào)整。SA1在自動(dòng)位置時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕后自動(dòng)上料裝置、液壓系統(tǒng)、冷卻裝置開始工作。所有電磁閥斷電，當(dāng)SQ6，SQ9，SQ11動(dòng)作后說明

9、設(shè)備處于初始狀態(tài)。SP1，SP2動(dòng)作說明液壓和冷卻系統(tǒng)正常。這時(shí)若機(jī)械手已經(jīng)抓到料，并已經(jīng)轉(zhuǎn)到等待上料位置SQ3動(dòng)作。自動(dòng)循環(huán)即可開始。自動(dòng)循環(huán)過程如下圖所示1.1 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求 設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)回到初始狀態(tài)并停機(jī)，同時(shí)發(fā)出相應(yīng)的聲光報(bào)警信號。 SA1在手動(dòng)調(diào)整位置時(shí)除自動(dòng)上料裝置外均有各自獨(dú)立的手動(dòng)調(diào)整功能。 三相交流異步電動(dòng)機(jī)M3，M4，M5，M6均有熱繼電器保護(hù)，熱繼電器動(dòng)作時(shí)應(yīng)立即停機(jī)并報(bào)警。 系統(tǒng)設(shè)有緊急停車按鈕和一般停車按鈕。按下緊急停車按鈕時(shí)應(yīng)立即斷開所有部件的電源。按下一般停車按鈕時(shí)系統(tǒng)應(yīng)在完成當(dāng)前循環(huán)后停機(jī)。1.2 設(shè)計(jì)要求分析設(shè)計(jì)要求分析單向運(yùn)轉(zhuǎn)單相低速微型交流異部電動(dòng)

10、機(jī)lM1由交流接觸器KM1控制，用來帶動(dòng)上料滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)。正常時(shí)它的啟動(dòng)條件是轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1打在手動(dòng)或自動(dòng)位置，機(jī)械手內(nèi)無料，按啟動(dòng)按鈕即可啟動(dòng)。啟動(dòng)條件是SQ1(I0.02),當(dāng)機(jī)械手抓住料后停止轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)機(jī)械手上完料需要重回抓料位置時(shí)，由SQ1（0.01）自動(dòng)啟動(dòng)滾筒，如此循環(huán).單向運(yùn)轉(zhuǎn)單相低速微型交流異部電動(dòng)機(jī)M1,由交流接觸器KM1控制, M1啟動(dòng)時(shí)不在抓料位置或不在等待上料位置，應(yīng)先將機(jī)械手轉(zhuǎn)動(dòng)到抓料位置，因此不論在手動(dòng)還是在自動(dòng)，工作時(shí)先讓電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)到抓料位置，由抓料位、轉(zhuǎn)到等待上料位，最后到上料位，等接到上料信號后，上晚料回到抓料位，如此循環(huán)。按急停立即停止，正常停止完成一個(gè)周期。1

11、.2 設(shè)計(jì)要求分析設(shè)計(jì)要求分析單向運(yùn)轉(zhuǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)M3由交流接觸器KM3控制，用來帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，自動(dòng)時(shí)工件夾緊后一直旋轉(zhuǎn)，一直到加工結(jié)束，刀具快退時(shí)停止。單項(xiàng)運(yùn)轉(zhuǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)M4由交流接觸器KM4控制，用來帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)，與M3同時(shí)啟動(dòng)，同時(shí)停止。單向運(yùn)轉(zhuǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)M5由交流接觸器KM5控制，帶動(dòng)液壓泵，系統(tǒng)啟動(dòng)后一直運(yùn)轉(zhuǎn)，急?；蚱胀ㄍＶ芷诮Y(jié)束或故障時(shí)停止。單向運(yùn)轉(zhuǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)M6由交流接觸器KM6控制，用來帶動(dòng)冷卻泵，其控制方式與M5基本一致，只是在啟動(dòng)回路中根據(jù)設(shè)計(jì)要求，加入手動(dòng)時(shí)用轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2控制的回路。6個(gè)電磁閥控制液壓系統(tǒng)。工件檢測裝置由光電系統(tǒng)組成，檢測上料和加工時(shí)工件位

12、置是否正常。根據(jù)系統(tǒng)的要求，有行程開關(guān)10個(gè)、接近開關(guān)1個(gè)、壓力開關(guān)2個(gè)、光電開關(guān)2個(gè)、轉(zhuǎn)換開關(guān)2個(gè)、熱繼電器4個(gè)、按鈕15個(gè)，共需輸入點(diǎn)36個(gè)。輸出有電磁閥6個(gè)、交流接觸器6個(gè)、光及聲響指示器10個(gè)，因此根據(jù)所用器件需要PLC輸入點(diǎn)數(shù)36個(gè)，輸出22個(gè)2PLC的選擇和的選擇和I/O分配分配 2.1.1 PLC選擇的一般原則選擇的一般原則 PLC選擇的一般原則PLC是一種工業(yè)控制系統(tǒng)，它的控制對象是工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過程，工作環(huán)境是工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。它與工業(yè)生產(chǎn)過程的聯(lián)系是通過IO接口模塊來實(shí)現(xiàn)的通過接口模塊可以檢測被控生產(chǎn)過程的各種參數(shù)，并以這些現(xiàn)場數(shù)據(jù)作為控制信息對被控對象進(jìn)行控制。同時(shí)通

13、過IO接口模塊將控制器的處理結(jié)果送給被控設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過程，從而驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)控制。PLC從現(xiàn)場收集的信息及輸出給外部設(shè)備的控制信號都需經(jīng)過一定距離，為了確保這些信息的正確無誤，PLC的IO接口模塊都具有較好的抗干擾能力。根據(jù)實(shí)際需要，一般情況下，PLC都有許多IO接口模塊，包括開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊以及其它一些特殊模塊，使用時(shí)應(yīng)根據(jù)它們的特點(diǎn)進(jìn)行選擇。2.1.1 PLC選擇的一般原則選擇的一般原則 第一是機(jī)型功能選擇，所有PLC都具有常規(guī)的功能，但對某些特殊的要求就要知道所選用的PLC是否有能力完成控制任務(wù)。在滿足控制功能要求的前提下，保證系統(tǒng)

14、工作可靠、維護(hù)使用方便及最佳的性能價(jià)格比。第二是PLC的存儲器容量選擇，計(jì)算的方法是：根據(jù)編程使用的節(jié)點(diǎn)數(shù)精確計(jì)算存儲器的實(shí)際使用容量。第二種為估算法，用戶可根據(jù)控制規(guī)模和應(yīng)用目的，為了使用方便，一般應(yīng)留有的裕量，獲取存儲容量的最佳方法是生成程序，即用了多少字。知道每條指令所用的字?jǐn)?shù)，用戶便可確定準(zhǔn)確的存儲容量。第三是IO點(diǎn)數(shù)的選擇PLC平均的IO點(diǎn)的價(jià)格還比較高，因此應(yīng)該合理選用PLC的IO點(diǎn)的數(shù)量，在滿足控制要求的前提下力爭使用的IO點(diǎn)最少，但必須留有一定的裕量。通常IO點(diǎn)數(shù)是根據(jù)被控對象的輸入、輸出信號的實(shí)際需要，再加上1015的裕量來確定。第四是電源模塊的選擇：一般要求是模塊的電流要大

15、于其他各種模塊所需要電流的總和，應(yīng)考慮以后擴(kuò)展時(shí)的電流需求值 2.1.2 OMRON公司公司C系列系列PLC的主要特點(diǎn)的主要特點(diǎn)OMRON公司是世界著名的幾大PLC生產(chǎn)與開發(fā)的廠家之一，其大、中、小、微型機(jī)各具特色，各有所長，在中國市場的占有率位居前列。特別是它的小型P型機(jī)，中型C200H機(jī)，在用戶中享有很高的聲譽(yù)。90年代后期，推出了P型機(jī)的后續(xù)機(jī)型CPM1A、CPM2A，推出了C200H的后續(xù)機(jī)型C200H、CS1，又推出CQMIH以取代CQM1，現(xiàn)在機(jī)型還包括CV/CVM1、CS1、CJ1、CPIH等。新推出的機(jī)型性能全面提升。除基本性能外，聯(lián)網(wǎng)通信功能也顯著提高。因OMRON卓越的性能

16、，穩(wěn)定可靠的質(zhì)量，廣泛的應(yīng)用和方便的售后服務(wù)及較高的性價(jià)比，CPM1A是OMORN PLC 產(chǎn)品系列中的小型PLC，多用于小系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用，一般輸入輸出點(diǎn)數(shù)多在60點(diǎn)以內(nèi)，還配有模擬量單元，通訊單元和高速計(jì)數(shù)口等特殊應(yīng)用單元。這種小型PLC擁有性價(jià)比極高的特點(diǎn)，應(yīng)用在國產(chǎn)中小型設(shè)備中，也是OMRON的入門機(jī)型。學(xué)習(xí)它會對以后學(xué)習(xí)中型、大型PLC有所幫助，甚至有過度作用。本系統(tǒng)選用了OMRON公司的產(chǎn)品CPM1A型2.2PLC選型與 I/O分配 2.1.2 OMRON公司公司C系列系列PLC的主要特點(diǎn)的主要特點(diǎn) 本系統(tǒng)共有輸入點(diǎn)36個(gè)，輸出點(diǎn)22個(gè)。由于本系統(tǒng)功能要求一般，工藝較固定，環(huán)境較好

17、，動(dòng)作不是很頻繁，根據(jù)原則，選用CPM1A-40CDR-A型基本單元與CPM1A-20EDR的擴(kuò)展單元，連接后，輸入點(diǎn)數(shù)為36個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)為24個(gè)，只加一個(gè)擴(kuò)展單元就夠了。滿足控制單元需要，如考慮以后擴(kuò)展的裕量要求，可再加一個(gè)擴(kuò)展模塊，最多只能加三個(gè)?；蛘呖紤]控制的經(jīng)濟(jì)性，由于手動(dòng)和自動(dòng)只能以一種方式進(jìn)行工作，故某輸入點(diǎn)可以復(fù)用，即采用二極管對PC輸入點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展。 PLC的I/O分配如下表 2.1.2 OMRON公司公司C系列系列PLC的主要特點(diǎn)的主要特點(diǎn)2.1.2 OMRON公司公司C系列系列PLC的主要特點(diǎn)的主要特點(diǎn)3.設(shè)計(jì)圖及其說明與分析設(shè)計(jì)圖及其說明與分析 3.1主電路電氣原理圖設(shè)計(jì)說

18、明 主電路主要由電機(jī)控制部分、24V直流電源部分部分組成，詳見附錄2。電機(jī)控制部分由總開關(guān)（QF1）、分開關(guān)（QF2QF6）、交流接觸器(KM1KM2)由QF2控制220單相交流電，提供給電動(dòng)機(jī)M1、M2。（KM3KM4）由QF3控制380交流電供給電動(dòng)機(jī)（M3M6）。 (FR3FR6)為電動(dòng)機(jī)的熱保護(hù)繼電器，交流接觸器線圈由于功率較小，由PLC直接帶動(dòng)， QF1QF4起著隔離與短路保護(hù)作用。24V直流電源部分由變壓器TC與二極管整流橋、熔斷器FU組成。24V直流電源供給PLC輸入輸出使用。3.2PLC外圍接線圖設(shè)計(jì)說明外圍接線圖設(shè)計(jì)說明 電氣原理圖 M1 M2 M3M4M5L1L2L3NQF

19、1QF2QF4QF5QF6QF7KM1KM2KM4KM5KM6M3QF3KM3FR1FR2FR3FR4FU1FU2FU3FU41234工 作 檢 測 裝 置電 源 開 關(guān)滾 筒 轉(zhuǎn)動(dòng) 電 機(jī)電 機(jī)機(jī) 械 手工 件 旋 轉(zhuǎn)電 機(jī)電 機(jī)電 機(jī)電 機(jī)刀 具 旋 轉(zhuǎn)液 壓 泵冷 卻 泵PLC電 源控 制 電 源 及 保 護(hù)控 制 電 源 及 保 護(hù)工 件 檢 測 裝 置工 件 檢 測 裝 置滾 齒 機(jī) 主 電 路 原 理 圖PEPEPEPEPEPEPE3.2PLC外圍接線圖設(shè)計(jì)說明外圍接線圖設(shè)計(jì)說明 PLC電源為AC220V。由接點(diǎn)1、2輸入，電磁閥由接點(diǎn)3、4接入24V交流，檢測裝置與輸出電路用24

20、V直流電源由主電路經(jīng)整流橋供給。報(bào)警光指示器HL1HL10、聲響蜂鳴器PD、電磁閥YA1YA6線圈額定電壓均為AC24V。輸出相關(guān)的COM點(diǎn)均連接到一起。交流接觸器線圈電壓均為220V。 3.3PCL控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)說明控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)說明200012010120102201032010420105201062010720108201090100101000TIM000#300205080110601001010010000700005上 料 標(biāo) 志 位010062050901107CNT001#0005上 料 異 常 （ 重 新 上 料 ）上 料 等 待上 料 起 始 位SQ1等 待 抓

21、 料 位滾 筒 電 機(jī) 筒五 分 鐘 未抓 料報(bào) 警報(bào) 警機(jī) 械 手 電 機(jī) M200003（ SQ2）00004（ SQ3）等 待 上 料 位等 待 （ 機(jī) 械 手 電 滾 筒 電 機(jī) 停 RESET）加 工 設(shè) 備 起 始 標(biāo) 志 20002上 料上 料行 程 開 關(guān)位NOYES00006（ SQ5夾 緊 到 位 ）YA1夾 緊連 續(xù) 五 次上 料 異 常（ 立 即 停 機(jī) ）20213SQ6SQ11YA5失 電RESe20208TIM004TIM004#00102020820209YA4失 電20002202142000025315+20500（ 故 障 標(biāo) 志 位 ）20300自 動(dòng)2

22、020120202202042020520206202070100601002工件旋轉(zhuǎn)電機(jī)01003刀 具 電 機(jī)TIM002#0010TIM00401100205050120500103FR100104FR2205060120620215加 工 等 待加 工 復(fù) 位 標(biāo) 志SQ6 SQ9 SQ11 SP1 SP20008 .00011 00102 00109 00110加 工 起 始 位上 料 標(biāo) 志 位 20108YA1夾 緊接 近 開 關(guān) SQ7NOYES0000900005CNT003#0005CNT0052050701207連 續(xù) 五 次 加 工 異 常 報(bào) 警01102011030

23、110100010 （ SQ8）上 升 開 始 進(jìn) 給YA4 YA5得 電平 移 進(jìn) 給 到 位 （ SQ1）所 有 計(jì) 數(shù) 器 復(fù) 位 加 工 結(jié) 束20210YA2 YA3刀 具 快 降00011（ SQ9）YA1失 電 放 松2021120212急 停上 異 常加 工 異 常 斷 電01104TIM005TIM005#0020RESE202112030120302液 壓 泵01104TIM006#002000109205012050220510205040120001201012030120500106（ FR4）SA201005TIM007#0020#0021冷 卻 泵00110001

24、05TIM006TIM007 SP2SP1FR32000300000 00107210002010100006 0000521000CNT001 YA6篩 選 電 磁 鐵SET2021121000YA2快 進(jìn)00000 001073.3PCL控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)說明控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)說明 編寫程序時(shí)，根據(jù)滾齒機(jī)的要求，由滾齒機(jī)的起始位，采取順序控制，并行序列結(jié)構(gòu)方法編程，控制程序由三個(gè)分支，如圖（一）所示。三個(gè)分支看可似是同時(shí)進(jìn)行，用201203通道中的位分別作為各支路程序的工作，使程序結(jié)構(gòu)清晰，通俗易懂可讀性好。但上料裝置和加工裝置時(shí)一個(gè)循環(huán)的整體，加工設(shè)備要加工產(chǎn)品需要上料裝置給及時(shí)上料，上

25、料裝置和加工設(shè)備必須在液壓壓力和油壓壓力到達(dá)一定的壓力之后才能加工，因此三個(gè)分支又是一個(gè)循環(huán)的整體。只有在互相滿足條件的情況下，才能進(jìn)行自動(dòng)加工產(chǎn)品。為了把三個(gè)分支密切聯(lián)合，設(shè)置了上料標(biāo)志位和加工等待標(biāo)志位，同時(shí)上料裝置和加工裝置能各自循環(huán)。按照設(shè)計(jì)要求，手動(dòng)調(diào)整時(shí)自動(dòng)上料系統(tǒng)不必調(diào)整，實(shí)際上可以手工上料，若此時(shí)SA1在手動(dòng)位置，另外兩個(gè)分支就包括啟動(dòng)液壓泵、冷卻泵電機(jī)，那么就可以進(jìn)行手動(dòng)上料、夾緊、上升、左移、工件旋轉(zhuǎn)、刀具旋轉(zhuǎn)、工進(jìn)等一系列單獨(dú)的或多種動(dòng)作一起的調(diào)試，也可以按照工藝要求進(jìn)行操作，直至加工出成品來。3.3PCL控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)說明控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)說明若機(jī)械手在上料位，加工

26、裝置在等待加工位，SA1在自動(dòng)位，那么將自動(dòng)上料，進(jìn)行工件夾緊，夾緊后，刀具上升，工件旋轉(zhuǎn)，刀具旋轉(zhuǎn)，上升到位后刀具進(jìn)行工進(jìn)、左移，直到加工結(jié)束（SQ10動(dòng)作），打開成品倉門，刀具快降，慢退，一秒后快退，工件與刀具停止旋轉(zhuǎn)，下降到位后，夾緊電磁閥斷電，工件放松，入成品倉。完成產(chǎn)品加工的一個(gè)循環(huán)。在完成產(chǎn)品加工的整個(gè)過程中，連續(xù)五次上料異常和連續(xù)五次加工異常，液壓壓力不足、油壓壓力不足、電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3、M4、M5、M6過熱后系統(tǒng)立即停機(jī)回到滾齒機(jī)的初始位。并進(jìn)行聲光報(bào)警，每一種報(bào)警還有各自的光指示來顯示停機(jī)原因。出現(xiàn)停機(jī)報(bào)警，可按消鈴按鈕先解除聲報(bào)警，故障解除以后需按下故障復(fù)位按鈕，指示

27、報(bào)警解除，不按復(fù)位按鈕故障不能解除，系統(tǒng)不能啟動(dòng)。按急停按鈕停車時(shí)但不報(bào)警。具體的功能見下節(jié)梯形圖分析。 3.4 梯形圖分析梯形圖分析 3.4.1初始化程序 （第0、1條步5）PLC上電時(shí)，在程序運(yùn)行的第一個(gè)掃描周期253.15產(chǎn)生初始化脈沖，激活初始化標(biāo)志200.00線圈，系統(tǒng)自動(dòng)地進(jìn)行初始化，這里運(yùn)用”MOV”指令將“立即數(shù)#0000”傳送到“201205“的通道，將其復(fù)位 ，所有的計(jì)數(shù)器復(fù)位。3.4.1初始化程序初始化程序 （第二條第十步）：利用起始位200.00將上料裝置和加工裝置的“等待位200.01和200.02置位，液壓、冷卻系統(tǒng)等待位200.03啟動(dòng)。3.4.1初始化程序初始化

28、程序（第三、四條第13-16步）：當(dāng)SA1打到自動(dòng)即1.07閉合，按下啟動(dòng)按鈕連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)位繼電器210.00得電，觸頭自保。根據(jù)210.00的位來判斷上料和加工是單周期還是連續(xù)運(yùn)行。3.4.2液壓冷卻系統(tǒng)梯形圖分析液壓冷卻系統(tǒng)梯形圖分析液壓冷卻等待待圖（二）液壓冷卻等功能圖25315+20500（故障標(biāo)志位）203002000000109（FR3）0110400109（SP1）TIM006液壓泵01200冷卻泵00106（FR4）2051001005TIM007#0300012030120500110TIM007203012 050420502205022000330000000107SA2

29、000000010720302TIM006#0300滾齒機(jī)初始位3.4.2液壓冷卻系統(tǒng)梯形圖分析液壓冷卻系統(tǒng)梯形圖分析（第5步25條）為液壓泵M5控制。當(dāng)自動(dòng)SA1（1.07）處于自動(dòng)，按下啟動(dòng)按鈕滿足條件連續(xù)運(yùn)行標(biāo)志位時(shí)(210.00閉合)啟動(dòng)，液壓系統(tǒng)開始打壓。并附帶起動(dòng)定時(shí)起TIM006，以避免初始起動(dòng)因需要打壓時(shí)間（時(shí)間根據(jù)實(shí)際情況設(shè)）而誤報(bào)警。加工復(fù)位標(biāo)志的常開觸頭202.14的作用時(shí)保證當(dāng)按下單周期運(yùn)行按鈕后，保證加工設(shè)備先停機(jī)，液壓后停。3.4.2液壓冷卻系統(tǒng)梯形圖分析液壓冷卻系統(tǒng)梯形圖分析（第六條步34）：為冷卻泵M6控制。其手動(dòng)時(shí)開關(guān)SA2位為1時(shí)，自動(dòng)SA1（1.07）處于

30、自動(dòng)，按下啟動(dòng)按鈕滿足條件連續(xù)運(yùn)行標(biāo)志位時(shí)(210.00閉合)啟動(dòng)，液壓系統(tǒng)開始打壓。并附帶起動(dòng)定時(shí)起TIM007，以避免初始起動(dòng)因需要打壓時(shí)間（時(shí)間根據(jù)實(shí)際情況設(shè)）而引起誤報(bào)警停機(jī)。加工復(fù)位標(biāo)志的常開觸頭202.14的作用時(shí)保證當(dāng)按下單周期運(yùn)行按鈕后，保證加工設(shè)備先停機(jī)，液壓后停 3.4.2液壓冷卻系統(tǒng)梯形圖分析液壓冷卻系統(tǒng)梯形圖分析 （第7條步44）：液壓泵啟動(dòng)后，當(dāng)其定時(shí)器定時(shí)到的時(shí)候，TIM006閉合，壓力還不到的時(shí)候，將205.01激活，接通聲光報(bào)警系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)停機(jī) 3.4.2液壓冷卻系統(tǒng)梯形圖分析液壓冷卻系統(tǒng)梯形圖分析（第8條步50）：冷卻泵啟動(dòng)后，當(dāng)其定時(shí)器定時(shí)到的時(shí)候，TIM

31、007閉合，壓力還不到的時(shí)候，將205.10激活，接通聲光報(bào)警系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)停機(jī)（59、60步） 3.4.2液壓冷卻系統(tǒng)梯形圖分析液壓冷卻系統(tǒng)梯形圖分析 （第9條56步）： 液壓泵工作中當(dāng)過熱熱繼電器斷開，步205.02激活，接通聲光報(bào)警系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)停機(jī)（59、60步） 3.4.2液壓冷卻系統(tǒng)梯形圖分析液壓冷卻系統(tǒng)梯形圖分析 （第10條61步）： 冷卻泵工作中當(dāng)過熱熱繼電器斷開，步205.04激活，接通聲光報(bào)警系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)停機(jī)。3.4.3自動(dòng)上料裝置梯形圖分析自動(dòng)上料裝置梯形圖分析 （第11條66步：） 當(dāng)滿足工件夾緊到位（0.06）、上料異常（201、07）連續(xù)運(yùn)行標(biāo)志位（210.00）

32、條件時(shí)，上料裝置位于起始位。3.4.3自動(dòng)上料裝置梯形圖分析自動(dòng)上料裝置梯形圖分析 （第12條73步：）上料初始位201.01將機(jī)械手電機(jī)步201.02激活，即滿足了工件夾緊到位、上料異常登條件，機(jī)械手電機(jī)M2啟動(dòng)工作。停止位為滾筒控制、上料等待、上料位，上料等待位防止料還沒上機(jī)械手又回去抓料。停止位為滾筒控制、上料等待、上料位，上料等待位防止料還沒上機(jī)械手又回去抓料 3.4.3自動(dòng)上料裝置梯形圖分析自動(dòng)上料裝置梯形圖分析 （第13步81步：）機(jī)械手轉(zhuǎn)到抓料位置，行程開關(guān)SQ1動(dòng)作，即0.02常開觸電閉合，步201.03激活，滾筒電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)開始工作，料倉內(nèi)的坯件進(jìn)入滾筒內(nèi)的卡槽后隨滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)。

33、機(jī)械手開始抓料，并開始定時(shí)。一直到上料等待位或五分鐘未抓到料時(shí)報(bào)警停止。3.4.3自動(dòng)上料裝置梯形圖分析自動(dòng)上料裝置梯形圖分析 （第14步88步：）若定時(shí)5分鐘未抓到料，“TIM001”常開點(diǎn)閉合，步205.08激活，發(fā)出5分鐘未抓料聲光報(bào)警，立即停機(jī)，同時(shí)步205.00故障標(biāo)志激活，回到滾齒機(jī)初始狀態(tài).。3.4.3自動(dòng)上料裝置梯形圖分析自動(dòng)上料裝置梯形圖分析 （第15步93步：） 當(dāng)機(jī)械手抓住料后行程開關(guān)SQ2動(dòng)作，即0.03常開點(diǎn)閉合，步201.04激活，機(jī)械手電機(jī)又啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。3.4.3自動(dòng)上料裝置梯形圖分析自動(dòng)上料裝置梯形圖分析 （第16步99步：）當(dāng)機(jī)械手轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)至等待上料位。位置時(shí)，行

34、程開關(guān)SQ3動(dòng)作，即0.04常開觸電閉合，步201.05激活，滾筒電機(jī)機(jī)械手電機(jī)都停轉(zhuǎn)，等待加工臺的上料信號，3.4.3自動(dòng)上料裝置梯形圖分析自動(dòng)上料裝置梯形圖分析 （第17步103步：）當(dāng)加工臺上料信號到，即加工設(shè)備復(fù)位標(biāo)志202.14為“1”時(shí)，步201.06激活，機(jī)械手電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)至上料位上料。3.4.3自動(dòng)上料裝置梯形圖分析自動(dòng)上料裝置梯形圖分析 （第18條111步：）機(jī)械手轉(zhuǎn)至上料位時(shí)，行程開關(guān)SQ4動(dòng)作，即0.07常開點(diǎn)閉合，此時(shí)工件檢測裝置檢測工件位置是否正確，若工件位置不正確或沒有工件，工件檢測裝置KA1線圈得電動(dòng)作，其常開點(diǎn)閉合，即0.05常開點(diǎn)閉合，步201.07激活，上料異

35、常計(jì)數(shù)器CNT1計(jì)一位數(shù)，返回上料機(jī)初始位，步201.01又被激活重新循環(huán)。3.4.3自動(dòng)上料裝置梯形圖分析自動(dòng)上料裝置梯形圖分析 （第19條117步：）CNT001的設(shè)定值為5，201.07常開觸頭閉合一次，就減1，由滾齒機(jī)初始位200.00、上料夾緊位201.09、加工結(jié)束位202.10位對CNT進(jìn)行復(fù)位。3.4.3自動(dòng)上料裝置梯形圖分析自動(dòng)上料裝置梯形圖分析 （第20條122步：）當(dāng)CNT 的PV值減到0時(shí)，說明上料裝置連續(xù)五次出現(xiàn)異常，CNT001常開點(diǎn)閉合，步205.09激活，發(fā)出上料異常聲光報(bào)警，同時(shí)步205.00故障標(biāo)志激活，回到滾齒機(jī)初始狀態(tài)。 3.4.3自動(dòng)上料裝置梯形圖分析

36、自動(dòng)上料裝置梯形圖分析 （第21條127步：）若上料位行程開關(guān)SQ5動(dòng)作，即0.07閉合，光電開關(guān)檢測工件位置正確，上料到位標(biāo)志位201.08激活，給加工臺輸出信號，說明可以進(jìn)行加工； 3.4.3自動(dòng)上料裝置梯形圖分析自動(dòng)上料裝置梯形圖分析 （第22條133步：）上完料后，步210.09激活，加工臺夾緊機(jī)構(gòu)動(dòng)作。工件夾緊機(jī)構(gòu)夾緊后行程開關(guān)SQ6動(dòng)作即，即0.06常開點(diǎn)閉合，步201.01又被激活 ，機(jī)械手轉(zhuǎn)動(dòng)，開始上料循環(huán)。同時(shí)CNT001復(fù)位3.4.4自動(dòng)加工梯形圖分析自動(dòng)加工梯形圖分析自動(dòng)加工過程，PLC上電時(shí)，將SA1轉(zhuǎn)換至“自動(dòng)加工”位，自動(dòng)加工程序起始步200.02激活，進(jìn)入自動(dòng)加工

37、程序，按下啟動(dòng)按鈕0.00，步20214激活,同時(shí)，自動(dòng)循環(huán)標(biāo)志繼電器210.00線圈得電，常開點(diǎn)210.00閉合自鎖，加工臺連續(xù)循環(huán)運(yùn)動(dòng)（第0條）步202.14被激活，加工設(shè)備復(fù)位.作為加工設(shè)備循環(huán)的始點(diǎn)。 3.4.4自動(dòng)加工梯形圖分析自動(dòng)加工梯形圖分析（第24條143步：） 加工臺各機(jī)構(gòu)電磁閥斷電回到初始位，夾緊機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、平移機(jī)構(gòu)歸位6、SQ9、SQ11動(dòng)作后說明設(shè)備處于初始狀態(tài)，即0.08、0.11、1.02常開點(diǎn)閉合，此時(shí)待液壓、冷卻系統(tǒng)正常后，壓力繼電器SP1、SP2動(dòng)作，其1.09、1.10常開點(diǎn)閉合，步202.15激活。當(dāng)工件夾緊的時(shí)候復(fù)位。202.14同時(shí)復(fù)位。 3.4.

38、4自動(dòng)加工梯形圖分析自動(dòng)加工梯形圖分析 （第25條154步：）給上料裝置發(fā)出上料信號，同時(shí)步202.01激活，輸出繼電器10.06激活，工件夾緊機(jī)構(gòu)電磁閥YA1線圈得電動(dòng)作。3.4.4自動(dòng)加工梯形圖分析自動(dòng)加工梯形圖分析（第26條、27條169步：） 工件夾緊后行程開關(guān)SQ5動(dòng)作，即0.06常開點(diǎn)閉合，步202.02激活，輸出繼電器10.02、10.03激活，KM3、KM4得電，工件旋轉(zhuǎn)電機(jī)和刀具旋轉(zhuǎn)電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)入加工過程。同時(shí)開始定時(shí)1S后再快升。 3.4.4自動(dòng)加工梯形圖分析自動(dòng)加工梯形圖分析（第28條、29條175步：）在加工過程中，電機(jī)過載時(shí)，M3熱繼電器FR1動(dòng)作，即1.03常開點(diǎn)

39、閉合，步205.05激活，發(fā)出工件旋轉(zhuǎn)電機(jī)故障報(bào)警，同時(shí)步200.05故障標(biāo)志激活，回到滾齒機(jī)初始狀態(tài)；同理步20506與其相同.3.4.4自動(dòng)加工梯形圖分析自動(dòng)加工梯形圖分析 （第30條180步：）當(dāng)定時(shí)到，TIM002的常開觸點(diǎn)閉合，步202.04激活，輸出繼電器11.00激活，刀具快升。刀具快降時(shí)復(fù)位。3.4.4自動(dòng)加工梯形圖分析自動(dòng)加工梯形圖分析（第31條、32條186192步）：）若刀具快升沒有到位，接近開關(guān)動(dòng)作，即0.09常開觸點(diǎn)閉合，光電檢測裝置檢測到工件位置不正確，開關(guān)KA0動(dòng)作，即0.05閉合，步202.05激活，加工異常計(jì)數(shù)器CNT2計(jì)一位數(shù)。并返回加工臺初始位3.4.4自

40、動(dòng)加工梯形圖分析自動(dòng)加工梯形圖分析（第33條197步）CNT002的設(shè)定值為5，當(dāng)PV值減至0時(shí)，說明加工過程連續(xù)五次出現(xiàn)異常，CNT002常開點(diǎn)閉合，步205.07激活，發(fā)出加工異常報(bào)警，同時(shí)步205.00故障標(biāo)志激活，回到滾齒機(jī)初始狀態(tài)。3.4.4自動(dòng)加工梯形圖分析自動(dòng)加工梯形圖分析 （第34條201步） 若工件位置正確，步202.06激活，YA3得電刀具慢速進(jìn)給，刀具快降時(shí)復(fù)位。 3.4.4自動(dòng)加工梯形圖分析自動(dòng)加工梯形圖分析（第36、37、38條208216步）刀具工進(jìn)到位后，SQ8動(dòng)作，即0.10常開觸點(diǎn)閉合，步202.07激活，輸出繼電器11.02、11.03激活，電磁閥YA4、Y

41、A5得電平移機(jī)構(gòu)開始平移。3.4.4自動(dòng)加工梯形圖分析自動(dòng)加工梯形圖分析（第39條、220步）步202.10、202.08、202.11采用并行序列結(jié)構(gòu)。平移機(jī)構(gòu)平移進(jìn)給到位，SQ10動(dòng)作，即1.01的常開觸點(diǎn)閉合，步202.10激活，電磁閥YA2、YA3失電，刀具快降，其限位是SQ6。 3.4.4自動(dòng)加工梯形圖分析自動(dòng)加工梯形圖分析（第40、41條、225-231步）平移機(jī)構(gòu)平移進(jìn)給到位后，步202.08被激活，讓刀具左移電磁鐵YA4先失電，（繼電器202.08的常閉觸點(diǎn)分?jǐn)?，條37中的輸出繼電器11.02斷電），為了讓YA5繼續(xù)通電1S，開始定時(shí)。當(dāng)定是時(shí)間到，TIM004觸點(diǎn)閉合，步20

42、2.09激活，YA5失電，刀具快退。（繼電器202.09的常閉觸點(diǎn)分?jǐn)?，條38中的輸出繼電器11.03斷電）3.4.4自動(dòng)加工梯形圖分析自動(dòng)加工梯形圖分析（第42、43條236-246步：）平移機(jī)構(gòu)平移進(jìn)給到位后，將步202.11激活，輸出繼電器11.04激活，篩選機(jī)構(gòu)電磁閥YA6得電，將合格工件導(dǎo)入成品倉，同時(shí)加工異常計(jì)數(shù)器CNT002復(fù)位，YA6延時(shí)2S失電。3.4.4自動(dòng)加工梯形圖分析自動(dòng)加工梯形圖分析(第44、45、46條、255-257步)刀具快退到位，平移到位行程開關(guān)SQ9動(dòng)作，工件放松，此時(shí)SQ6、 SQ9、SQ11動(dòng)作，說明加工臺各機(jī)構(gòu)已回原位。放松結(jié)束位202.13將加工復(fù)位