PLC課程設(shè)計箱體加工組合機床的電氣控制系統(tǒng)

1、機電工程學(xué)院plc課程設(shè)計（箱體加工組合機床的電氣控制系統(tǒng)）院 系 機電工程學(xué)院班 級 機電0932學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)老師 時 間 2010年12月25日目 錄1緒論.12設(shè)計方案.22.1 左、右兩動力頭進給電機.22.2主軸電機.32.3照明及信號指示.42.4plc的選擇.52.5 程序的設(shè)計.53i/o分配.84外部接線圖.84.1 plc i/o接線圖.85 梯形圖96 系統(tǒng)調(diào)試.117設(shè)計心得.128參考文獻.131緒論對于機械電氣結(jié)合控制的組合機床，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)試和維護困難。隨著plc控制技

2、術(shù)日益成熟并得到越來越廣泛的應(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)，或直接進行plc控制系統(tǒng)的設(shè)計，都能很好地滿足組合機床自動化控制的要求。本次設(shè)計的要求如下：組合機床的結(jié)構(gòu)如下圖所示：該機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、右動力頭的電動機均為2.2kw，進給系統(tǒng)和工件夾緊都用液壓系統(tǒng)驅(qū)動，液壓泵電動機的功率為3kw，動力頭和夾緊裝置的動作由電磁閥控制。機床的工作循環(huán)步驟如下（在工件夾緊、動力頭快進、動力頭快退以及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，并同時啟動主軸；3

3、 達到工件附近，接受到行程開關(guān)的信號后，動力頭由快進轉(zhuǎn)為工進，進行切削加工；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、動力頭快退以及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onoffoffonoffoffon工進ononoffononoffon停留offoffoffoffoffoffon快退offoffonoffoffonoff注：on表示給

4、電磁鐵通電；off電磁鐵處于斷電狀態(tài)。2設(shè)計方案2.1 左、右兩動力頭進給電機根據(jù)設(shè)計要求知左、右兩動力頭均要求快進工進快退的工作循環(huán)，并且左、右兩動力頭可以同時工作，也可進行單獨調(diào)整。所以就要求快速電機m5、m6能夠正反轉(zhuǎn)，工作進給電機為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主軸電機主軸電機工作方式有兩種：正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)。根據(jù)不同的工作要求，主軸

5、電機的轉(zhuǎn)向不同。因主軸電機的功率較小，故可以直接啟動。其主電路圖如下2-2。圖2-2 主軸電機的接線圖當(dāng)km1、km2的線圈得電吸合分別使電機m1、m2正轉(zhuǎn)；當(dāng)km9、km10的線圈得電吸合分別是電機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，從而使電機的轉(zhuǎn)向不同。2.3照明及信號指示 當(dāng)機床工作時，為了警告旁人不要誤動作，故要有信號指示說明，告訴別人正在進行工作，不要誤動作。信號指示也能顯示機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連接，當(dāng)接觸器的

6、線圈得電，其常開觸點閉合，通過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電機正轉(zhuǎn)的接觸器；km5、km7，km6、km8分別是左右快進快退電機。這樣就可以把所有的電機的狀態(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)計組合機床plc輸入元器件、執(zhí)行元器件及i/o點數(shù)：輸入部分輸入部分 點數(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

7、fx2n32mr加擴展單元fx2n32er，fx2n32mr含有32個i/o點（16入，16出），fx2n32er為含有32點擴展單元。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工進快退的工作循環(huán)和可使左、右兩動力頭同時工作，也可進行單獨調(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，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i0.1sq1q0.1yv1i0.2sq2q0.2yv2i0.3sq3q0.3yv3i0.4sq4q0.4yv4i0.5sq5q0.5yv5x6sq6q0.6

8、yv6q0.7夾緊表3-1 i/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=0x1

9、0=1y4=1x11=1,x12=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

10、錯誤有可能引發(fā)危險。和學(xué)別的學(xué)科一樣，在學(xué)完plc理論課程后我們做了課程設(shè)計，此次設(shè)計以分組的方式進行，每組有一個題目。我做的是組合機床的組合機床的電氣控制系統(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。在對理論的運用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒有做實踐設(shè)計以前，我對知道的撐握都是思想上的，對一些細節(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，不是不能運行，就是運行的結(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，看到了實踐與理論的差距。 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)計理念來源于實際，從中找出最適合的設(shè)計方法。最后，非常感謝老師的指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助！8 參考文獻1黃鶴汀金屬切削機床上冊北京：機械工業(yè)出版社，2000.5；2揚州惠樂機械裝備有限公司（