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

1、成績課程設(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)制造及其自動化 班 級 學(xué)生姓名 學(xué) 號 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 錄概述 2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)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它

2、采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(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，其加工方法是先將箱體通過

3、夾緊裝置夾緊，再由兩側(cè)左、右動力頭對箱體進(jìn)行加工。當(dāng)加工完畢，動力頭快速回原位，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、右動力頭主軸電動機(jī)為2.2kw，進(jìn)給運(yùn)動由液壓驅(qū)動，液壓泵電動機(jī)為3kw。動力和夾緊裝置的動作由電磁閥控制，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力頭右動力頭夾緊裝置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、按下啟動按鈕，夾緊裝置將被加工工件夾緊，夾緊后發(fā)出信號。 2、左、右動力頭同時(shí)快進(jìn)，并同時(shí)啟動主軸。 3、到達(dá)工件附件，動力頭快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)加工。 4、加工

4、完畢后，左、右動力頭暫停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)半自動循環(huán)。在工件夾緊、動力頭快進(jìn)、動力頭快退及電源接通均有信號顯示。設(shè)計(jì)方案（一）可編程控制器的選用選擇PLC的型號，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。該型號的PLC采用AC220V

5、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：啟動按鈕 X1：停止按鈕X2：夾緊開關(guān)信號 SP X3：松開開關(guān)信號 SQ7X4：左動力頭行程開關(guān)SQ1X5：左動力頭行程開關(guān) SQ3 X6：左動力頭行程開關(guān)SQ5X7；右動力頭行程開關(guān)SQ2X10：右動力頭行程開關(guān) SQ4X11：右動力頭行程開關(guān)SQ6X12：半自動/自動開關(guān) 輸出Y0：工作夾緊指示Y1：左動力頭快進(jìn)指示Y2：右動力頭快進(jìn)指示Y3：左動力頭快退指示Y4：右動力頭快退

6、指示Y5：左主軸電動機(jī)接觸器Y6：油泵電動機(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)。左右主軸電動機(jī)分別由接觸器KM1和KM3控制，油泵電動機(jī)由接觸器KM2控制。左右主軸電動機(jī)分別控制左右動力頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。而左右動力頭的快進(jìn)、工進(jìn)和快退由電磁閥和油泵電動機(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)床的控制流程如下所述1、

7、初始狀態(tài)下，左、右動力頭滑臺分別壓住行程開關(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SP使左、右主軸電動機(jī)接觸器KM1和KM3、油泵電動機(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、右動力頭開始同時(shí)快進(jìn)。3、左、右動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，左右動力頭快近指示燈熄滅。左、右主軸電動機(jī)接觸器KM1和KM

8、3、油泵電動機(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、右動力頭開始工進(jìn)，加工工件。4、左、右動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。左右主軸電動機(jī)接觸器KM1和KM3、油泵電動機(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，左右主軸電動機(jī)接觸器KM1和KM3、油泵電動機(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、右動力頭開始同時(shí)快退，左右動力頭快退指示燈亮。6、左右動力頭分別

9、回到原位，壓住行程開關(guān)SQ1和SQ2，左、右主軸電動機(jī)接觸器KM1和KM3、油泵電動機(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。一次循環(huán)加工結(jié)束。7、若選擇開關(guān)SA接通，自動開始下一次循環(huán)；若選擇開關(guān)SA未接通，需要手動接通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)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，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，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(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)到的東西是