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文檔簡介
1、機床電氣與PLC課程設(shè)計說明書 題 目 沖 床 控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計 應(yīng) 用 技 術(shù) 學院 機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè) 0984班 10號學生姓名 陳 強 . 指導教師 伍新 陳小異 完成日期 2012年11月30日 .湖南工程學院應(yīng)用技術(shù)學院二一二年十一月湖南工程學院課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目: 沖床控制系統(tǒng)設(shè)計 姓名 陳 強 系別 機械工程 專業(yè) 機械設(shè)計 班級 0984 學號 10 指導老師 伍 新 陳小異 教研室主任 陳小異 一、設(shè)計要求及任務(wù)1設(shè)計要求(1)用PLC進行控制;(2)按給定的工作路線加工,且具備單周循環(huán)和自動循環(huán)兩種工作方式;(3)有必要的連鎖保護。2設(shè)計任務(wù)(1)繪制
2、工作流程框圖或順序功能圖;(2)繪制PLC的硬件接線圖,液壓驅(qū)動原理圖;(3)相關(guān)元器件的計算與選型,制定元器件明細表;(4)編寫全程序梯形圖或指令表,并通過調(diào)試;(5)編寫設(shè)計說明書。二、進度安排及完成時間1設(shè)計時間:一周,2012年11月 26日至2012年11月30日。2進度安排第13周:布置設(shè)計任務(wù),查閱資料,熟悉設(shè)計要求及任務(wù),軟硬件設(shè)計。調(diào)試程序,整理資料,撰寫設(shè)計說明書,答辯,交設(shè)計作業(yè)。課題:沖床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 一. 沖床概況及控制要求 沖床運動過程示意圖如圖1所示。初始狀態(tài)時機械手在最左邊,左限位開關(guān)SQ4接通,沖頭在最上面,上限位開關(guān)SQ3接通;機械手松開(YV1斷開)。
3、其運動過程如下:圖1 沖床運動過程示意圖 1.按下起動按鈕SB1,YV1接通,機械手夾緊工件并保持。 2.1S后YV2接通,機械手右行。 3.機械手右行到位,接通右限位開關(guān)SQ1,沖頭下行(YV4接通),加工工件。 4.工件加工后,下限位開關(guān)SQ2接通,沖頭上行(YV5接通)。上行到位時,上限開關(guān)SQ3接通,沖頭回到初始位置。 5.機械手左行(YV2接通)。 6.機械手左行到位,左限位開關(guān)SQ4接通,機械手松開 (YV1斷開),機械手回到初始狀態(tài)。 沖床要求設(shè)置單周期和自動連續(xù)循環(huán)兩種工作方式。前 言可編程序控制器,英文稱Programmable Controller,簡稱PC。但由于PC容易
4、和個人計算機(Personal Computer)混淆,故人們?nèi)粤晳T地用PLC作為可編程序控制器的縮寫。它是一個以微處理器為核心的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置,專為在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計,它采用可編程序的存儲器,用以在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時/計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令,并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口,控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC是微機技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機械觸點的接線復雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點,充分利用了微處理器的優(yōu)點,又照顧到現(xiàn)場電氣操作維修人員的技能與習慣,特別是PLC的程序編制,不需要專門的計算
5、機編程語言知識,而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡單指令形式,使用戶程序編制形象、直觀、方便易學;調(diào)試與查錯也都很方便。用戶在購到所需的PLC后,只需按說明書的提示,做少量的接線和簡易的用戶程序的編制工作,就可靈活方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。 TOC o 1-3 h z u 目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc24873 第1章 概述6 HYPERLINK l _Toc4996 1.1 沖床概況及控制要求6 HYPERLINK l _Toc28232 第2章 系統(tǒng)硬件設(shè)計7 HYPERLINK l _Toc18307 2.1 控制線路設(shè)計7 HYPERLIN
6、K l _Toc6913 2.11 沖床運動原理圖7 HYPERLINK l _Toc1765 2.12 元件選擇8 2.2 PLC的I/O接線圖9第3章 液壓驅(qū)動原理 HYPERLINK l _Toc12972 10 HYPERLINK l _Toc12972 3.1 液壓系統(tǒng)工作原理 10 HYPERLINK l _Toc17485 第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計12 HYPERLINK l _Toc11344 4.1 順序功能圖12 HYPERLINK l _Toc26953 4.2 公用程序設(shè)計13 HYPERLINK l _Toc4675 4.3 手動程序設(shè)計13 HYPERLINK l _T
7、oc31441 4.4 自動程序設(shè)計14 HYPERLINK l _Toc19750 結(jié)束語16 HYPERLINK l _Toc20186 致謝17 HYPERLINK l _Toc18841 參考文獻 PAGEREF _Toc18841 17 HYPERLINK l _Toc23546 附錄1 梯形圖 PAGEREF _Toc23546 18 HYPERLINK l _Toc22120 附錄2 程序清單20第1章 概論1.1 沖床電氣控制系統(tǒng)概況及控制要求 沖床機械手要求按照其指定的路線運動,并沿原路回到原點,運動路線主要靠限位開關(guān)來決定,運動方向分別通過PLC四個輸出接口控制??刂七^程中
8、有必要的急停、預行等按鈕來實現(xiàn)其不同的應(yīng)用。 控制系統(tǒng)通過按鈕實現(xiàn)不同的動作,其中它有三種工作模式:手動、連續(xù)和單周期運行。沖壓生產(chǎn)主要是針對板材的。能過模具,能做出落料,沖孔,成型,拉深,修整,精沖,整形,鉚接及擠壓件等等。各個領(lǐng)域均有應(yīng)用,如我們用的開關(guān)插座,杯子,碗柜,碟子,電腦機箱,甚至導彈飛機有非常多的配件都可以用沖床通過模具生產(chǎn)。第2章 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計2.1 控制主電路設(shè)計2.11 沖床運動原理圖四條個限位開關(guān)分別為上限為開關(guān)SQ3、下限位開關(guān)SQ2、左限位開關(guān)SQ4、右限位開關(guān)SQ1,控制過程如下: 圖3-1 系統(tǒng)的工作自動模式:啟動時先將SA切換到I0.2(自動連續(xù)),在確
9、定機械手在原位后按下啟動按鈕SB1系統(tǒng)開始自動運行,否則系統(tǒng)保持停止,延時1S后開始向右運動在限位開關(guān)依次導通后機械手沿著指定的路線運行至右下方,直到加工完工件(SQ2導通)機械手按原路返回至原位,松開機械手延時0.5S進入下一個循環(huán)。它將循環(huán)運行100次,即加工100個工件后停。運行時刻通過急停來強制性停止,預行可以使其在加工完當前工件后停下。單周期模式:相當于自動模式下運行一次后停止。手動模式:必須在機械手夾緊后才可點動運行機械手。2.12 元件選擇序號名稱符號型號主要技術(shù)參數(shù)數(shù)量1按鈕SBLA2紅、綠112組合開關(guān)SAHZ3-13320A380V23行程開關(guān)SQLX2-131自動復位44
10、熔斷器FURL1-6030A15可編程控制器PLCFX2N-48MR輸入點數(shù)16輸出點數(shù)512.2 PLC的I/O接線圖圖2-2 沖床的I/O接線圖圖2-2 沖床的I/O接線圖 第3章 液壓驅(qū)動原理圖3-1所示為沖床的液壓系統(tǒng)原理圖。系統(tǒng)的油源為定量液壓泵1,泵的最高壓力由先導式溢流閥2設(shè)定以防系統(tǒng)過載,泵的卸荷由二位二通電磁換向閥9控制,單向閥3用于防止液壓油倒灌。系統(tǒng)的執(zhí)行器為驅(qū)動滑塊升降的三腔(A、B、c腔)復合液壓缸。缸的升降及其運動速度的轉(zhuǎn)換通過二位四通電磁換向閥4、二位三通電磁換向閥5及插裝閥6和單向閥7綜合控制。 HYPERLINK :/baike.baidu /albums/7
11、971165/7874392/0/0.html#0$0bd162d9f2d3572c64131b6a8a13632763d0c3973.1 液壓系統(tǒng)的工作原理 快速下降 電磁鐵1YA和3YA通電使換向閥9和5切換至左位和右位,液壓泵1由卸荷轉(zhuǎn)為供油狀態(tài),泵的壓力油經(jīng)閥3、閥5進入液壓缸的小腔c,A腔的油液一部分通過閥6充入B腔,多余油液也進入缸的C腔。此時由于A、B、C腔相互連通,形成差動連接,所以活塞(桿)驅(qū)動滑塊快速下降。 沖剪下降 電磁鐵1YA. 2YA. 3YA均通電使換向閥9、4、5分別切換至左位、右位、右位,液壓泵l的壓力油經(jīng)單向閥3后分為兩路,一路經(jīng)閥5進入缸的c腔,一路經(jīng)閥4和
12、單向閥7進入缸的B腔,A腔的油液經(jīng)閥4排回油箱。此時,壓力油的作用面積為B腔與c腔面積之和,因此,活塞(桿)驅(qū)動滑塊以較大推力慢速下降實現(xiàn)沖剪加工。 快速上升 電磁鐵3YA通電、1YA和2YA斷電使換向閥9仍然處于左位,而換向閥4、5復至左位,液壓泵l的壓力油經(jīng)閥3和閥4進入缸的A腔,同時導通插裝閥6,B腔的回油經(jīng)閥6與泵的壓力油匯合,一并進入A腔,同時c腔經(jīng)閥5向油箱排油。由于此時液壓缸A、B腔差動連接,故活塞(桿)帶動滑塊快速上升。 停止 系統(tǒng)的所有電磁鐵均斷電,液壓泵卸荷。圖3.1沖床液壓系統(tǒng)原理圖 1-定量液壓象2先導式溢流閥;3、7-單向閥;4二位四通電磁換向閥;5-二位二通電磁換向
13、閥;6-插裝閥; 8-三腔復合液壓缸;9-二位二通電磁換向閥 第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1 順序功能圖K10K10X17X15X16X14M0M21Y1Y4Y3Y2RT0M20001111T1Y0T0Y0SM22M23M24M25T1*X1*M8T1*(X1+M8)X3*X16*X17M8002圖4-1 沖床的順序功能圖4.2 公用程序設(shè)計圖4-2 沖床的公用程序設(shè)計4.3 手動程序設(shè)計手動程序用輸入點X6-X13控制。每步之間互鎖了其他不活動步,因此這樣更安全可靠。具體程序如下:圖4-3 沖床的手動程序設(shè)計4.4 自動程序設(shè)計自動程序設(shè)置了單周和連續(xù)兩種方式這樣更容易工作和故障檢查。具體梯形圖程序如下:圖4-4 沖床的自動程序設(shè)計結(jié)束語沖床的系統(tǒng)設(shè)計達到了設(shè)計要求,按下起動按鈕SB1,YV1接通,機械手夾緊工件并保持。1s后YV2接通,機械手右行。機械手右行到位,接通右限位開關(guān)SQ1,沖頭下行(YV4接通),加工工件。工件加工后,下限位開關(guān)SQ2接通,沖頭上行(YV5接通)。上行到位時,上限開關(guān)SQ3接通,沖頭回到初始位置。機械手左行(YV3接通)。機械手左行到位,左限位開關(guān)SQ4接通,機械手松開 (YV1斷開),機械手回到初始狀態(tài)。同時設(shè)計了單周期和連續(xù)兩中工作方式,在設(shè)備使用過程中出現(xiàn)故障還可以急停和預停。沖床采用PLC控制,接線簡單,故障點少,程序簡單易讀,可維護性好。PL
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