基于PLC控制的自動(dòng)打孔機(jī)【畢業(yè)作品】

BIYESHEJI(201屆)基于PLC控制的自動(dòng)打孔機(jī)PLCControlledAutomaticPunchingMachine所在學(xué)院電子信息學(xué)院專業(yè)班級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)生姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師職稱完成日期年月日

摘要本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)打孔機(jī)是基于PLC控制的自動(dòng)打孔機(jī)，該打孔機(jī)能實(shí)現(xiàn)精確打孔操作，并具有可調(diào)速功能。該打孔機(jī)是基于PLC、步進(jìn)電機(jī)、觸摸屏等技術(shù)控制，由于PLC可靠性好，抗干擾性強(qiáng)，編程簡(jiǎn)單，維護(hù)方便等。步進(jìn)電機(jī)定位準(zhǔn)確，能夠達(dá)到精確打孔，非常適合用于打孔機(jī)的定位控制并且價(jià)格合理等優(yōu)點(diǎn)。觸摸屏可由管理員修改相應(yīng)的數(shù)據(jù)參數(shù)，方便快捷，界面清晰。該打孔機(jī)可用于加工各種軸承及有角度偏轉(zhuǎn)的打孔規(guī)律性打孔。它解決了傳統(tǒng)的半自動(dòng)半手動(dòng)打孔機(jī)效率低下，精度不高等缺點(diǎn)。關(guān)鍵詞：自動(dòng)打孔機(jī)；PLC；步進(jìn)電機(jī)；觸摸屏

AbstractAutomaticpunchingmachineofthisdesignisbasedonPLCcontrolledautomaticpunchingmachine,thepunchfunctionforprecisepunchoperations,andhasthespeedcontrolfunction.ThepunchingmachineiscontrolbythePLC,steppermotor,touchscreentechnology,PLCreliability,stronganti-interference,simpleprogrammingandeasymaintenance.Steppermotorpositioningisaccurate,abletoachieveprecisepunchwellsuitedforthepositioncontrolofthepunchingmachineandreasonablepriceadvantages.Thetouchscreencanbeanadministratortomodifythecorrespondingdataparameters,convenientandclearinterface.Thepunchingmachinecanbeusedtoprocessingallkindsofbearingsandangulardeflectionoftheregularityofpunchpunch.Itsolvestheinefficienciesoftraditionalsemi-automaticandsemi-manualpunchingmachine,theaccuracyoftheshortcomings.KeyWords:Automaticpunchingmachine;PLC;Steppermotor;Touchscreen

目錄TOC\o"1-3"\h\u49751引言 1292自動(dòng)打孔機(jī)的組成與工作原理 35752.1整個(gè)系統(tǒng)的組成： 35842.1.1鉆頭打孔部分 346232.1.2工件夾持部分 324352.1.3軸向移動(dòng)部分 4275202.1.4分度旋轉(zhuǎn)部分 4303172.2實(shí)現(xiàn)的功能 4259002.3工作流程圖 4173533硬件設(shè)計(jì) 6233183.1硬件的選擇 683703.1.1PLC的選擇 6323923.1.2觸摸屏的選擇 695973.1.3步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器的選擇 6189213.1.4電磁閥的選擇 7165623.2硬件接線 7246673.2.1系統(tǒng)總接線 794113.2.2強(qiáng)電部分接線 879603.2.3PLC步進(jìn)輸出部分接線 911183.2.4打孔+冷卻部分接線 958663.2.5升降與夾緊部分接線 1068123.2.6步進(jìn)電機(jī)部分接線圖 1156834軟件設(shè)計(jì) 1295604.1總體流程圖 12287644.2脈沖計(jì)算 13274964.2.1自動(dòng)部分脈沖計(jì)算 13219314.2.2手動(dòng)部分脈沖 14301094.3觸摸屏部分 16263134.3.1界面介紹 1663144.3.2觸摸屏地址 18188225系統(tǒng)調(diào)試 1980395.1硬件調(diào)試 19288215.2軟件調(diào)試 1982045.2.1調(diào)試準(zhǔn)備 1957195.2.2手動(dòng)部分調(diào)試 1972505.2.3自動(dòng)部分調(diào)試 20110046總結(jié) 2119363致謝 2214446參考文獻(xiàn) 2310173附錄1實(shí)物圖 244845附錄2程序梯形圖 251引言在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的許多領(lǐng)域中，為了滿足人類(lèi)的需要，機(jī)電一體化起著愈來(lái)愈重要的作用，并且，隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化的技術(shù)水平也越來(lái)越高[1]。目前，滾珠軸承采用人工打孔、開(kāi)孔、擴(kuò)孔等操作，工作效率低下，精確度不高，在這種情況下，如何提高生產(chǎn)效率和精確度，減少材料的浪費(fèi)是一個(gè)急需解決的問(wèn)題。在當(dāng)今節(jié)能減排的大環(huán)境下，自動(dòng)打孔機(jī)將在特定的行業(yè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。目前市場(chǎng)上有供應(yīng)自動(dòng)打孔機(jī)，該類(lèi)打孔機(jī)由電機(jī)帶動(dòng)在金屬材料上加工出孔的自動(dòng)化設(shè)備。有自動(dòng)鉆孔機(jī)、自動(dòng)擴(kuò)孔機(jī)、自動(dòng)銑孔機(jī)等幾種[2]。該類(lèi)自動(dòng)打孔機(jī)由加工工作臺(tái)，控制電腦，旋轉(zhuǎn)電機(jī)，振動(dòng)電機(jī)，加工工具頭，氣動(dòng)裝置，自動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)，固定夾具等組成。主要用于鋁制材料，不銹鋼合金等材料，但不針對(duì)滾珠軸承的，正在研究自動(dòng)打孔機(jī)的有天津市工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所、深圳市長(zhǎng)亞科技有限公司、深圳科毅達(dá)電子科技有限公司等。每個(gè)公司研制的核心重點(diǎn)都不同，各有各的特色。深圳科毅達(dá)電子科技有限公司研究的重點(diǎn)是以工控機(jī)為核心控制器，價(jià)格比較昂貴。自動(dòng)打孔機(jī)是適應(yīng)制造業(yè)應(yīng)用自動(dòng)化設(shè)備替代人手的趨勢(shì)而發(fā)展起來(lái)的，用來(lái)解決傳統(tǒng)打孔、鉆孔、擴(kuò)孔、銑孔等加工環(huán)節(jié)中的人手打孔問(wèn)題。隨著自動(dòng)化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展及應(yīng)用，自動(dòng)打孔機(jī)逐漸趨向無(wú)人值守和遠(yuǎn)程控制等方面的發(fā)展。本設(shè)計(jì)基于PLC控制的自動(dòng)打孔機(jī)系統(tǒng)就是采用機(jī)電一體化應(yīng)用技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)功能的。機(jī)電一體化控制技術(shù)是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)[3]。它把一個(gè)本來(lái)由人來(lái)判斷和手動(dòng)操作的環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械自動(dòng)化。形成一個(gè)整體系統(tǒng)構(gòu)架，并且認(rèn)真整理相應(yīng)的資料，統(tǒng)籌方案，選擇出最優(yōu)化合理的方案。研發(fā)出的機(jī)械設(shè)備就大大提高了生產(chǎn)的效率，大大降低了人工量的投入，同時(shí)減少了人工成本，而且生產(chǎn)加工整個(gè)過(guò)程速度快、精度高、安全穩(wěn)定、報(bào)廢率低，節(jié)約了鋼材等原材料[4]。使機(jī)電控制技術(shù)在該領(lǐng)域又進(jìn)一步深化發(fā)展。

2自動(dòng)打孔機(jī)的組成與工作原理2.1整個(gè)系統(tǒng)的組成：圖2-1系統(tǒng)組成示意圖2.1.1鉆頭打孔部分由氣泵、電磁閥、氣缸、氣管、節(jié)流閥、鉆頭組成，PLC控制繼電器吸合與斷開(kāi)，進(jìn)而控制電磁閥線圈吸合與斷開(kāi)。氣泵與電磁閥的進(jìn)氣孔連接，電磁閥的一個(gè)正動(dòng)作氣孔與一個(gè)反動(dòng)作氣孔分別與氣缸的兩個(gè)口連接，使氣缸完成上下運(yùn)動(dòng)整個(gè)過(guò)程，氣管是連接氣泵、電磁閥、氣缸的，用節(jié)流閥可以控制氣缸進(jìn)氣的大小[5]。2.1.2工件夾持部分由電磁閥、氣管、氣缸、機(jī)械夾頭組成，PLC控制繼電器吸合與斷開(kāi)，進(jìn)而控制電磁閥線圈吸合與斷開(kāi)，當(dāng)電磁閥線圈通電時(shí)，氣泵中的氣通過(guò)氣管給氣缸充氣，氣缸推動(dòng)機(jī)械夾頭，使工件被夾緊[6]。2.1.3軸向移動(dòng)部分由軸進(jìn)步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、螺旋軸、組成，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在PLC的控制下，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按固定的步距角旋轉(zhuǎn)，步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)之后，開(kāi)始帶動(dòng)螺旋軸旋轉(zhuǎn)，由于鉆孔臺(tái)與螺旋軸耦合，所以工作臺(tái)也隨著螺旋軸轉(zhuǎn)動(dòng)而移動(dòng)。2.1.4分度旋轉(zhuǎn)部分由分度步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、皮帶、傳動(dòng)齒輪組成，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在PLC的控制下，驅(qū)動(dòng)分度步進(jìn)電機(jī)按固定的步距角旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)下傳動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，從而通過(guò)皮帶帶動(dòng)上齒輪旋轉(zhuǎn)，由于上傳動(dòng)齒輪裝在機(jī)械夾頭上，機(jī)械夾頭也隨著旋轉(zhuǎn)，最終使固定在機(jī)械夾頭上的工件旋轉(zhuǎn)，從而完成分度的過(guò)程。2.2實(shí)現(xiàn)的功能手動(dòng)自動(dòng)可轉(zhuǎn)換；能完成整個(gè)自動(dòng)打孔的循環(huán)過(guò)程；工件每圈孔位數(shù)可賦值，每排孔位數(shù)可賦值；軸進(jìn)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)給速度可調(diào)節(jié)，分度步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)分度可調(diào)節(jié)；主軸頭分為可旋轉(zhuǎn)和分度復(fù)合，都有抱閘功能；鉆頭部分可調(diào)速，行程可調(diào)，進(jìn)給速度可調(diào)；尾座頂針可調(diào)，可對(duì)各種長(zhǎng)度和直徑的工件進(jìn)行加工；平面部分鉆孔可用鉆頭不動(dòng)工件動(dòng)，與雕刻機(jī)相反的方式；能自行設(shè)置和調(diào)節(jié)工件零位和機(jī)器零位的位置；在加工過(guò)程中可以用觸摸屏進(jìn)行監(jiān)控。2.3工作流程圖本次設(shè)計(jì)主要完成的是自動(dòng)打孔的過(guò)程，需要的主要步驟是，參數(shù)的設(shè)定，分度步進(jìn)電機(jī)按固定的步距角旋轉(zhuǎn)，軸進(jìn)步進(jìn)電機(jī)按固定的步距角進(jìn)給與后退，鉆頭的上升和下降，完成打孔的整個(gè)過(guò)程。參數(shù)的設(shè)定中需要設(shè)定產(chǎn)品零位、每圈孔數(shù)、排數(shù)、進(jìn)給距離、后退距離、偏角度數(shù)，加工的工件先進(jìn)行零位加工，之后完成一圈的打孔，每排孔之間有個(gè)偏轉(zhuǎn)角度，在一圈孔打完后需要一個(gè)偏角判定，之后進(jìn)行軸進(jìn)的移動(dòng)，在軸進(jìn)移動(dòng)后繼續(xù)下一圈孔的加工，當(dāng)軸進(jìn)完成后，表示整個(gè)零件加工完成。最后鉆孔臺(tái)后退到初始狀態(tài)，方便工人取下工件，當(dāng)換好下個(gè)加工的工件后，繼續(xù)完成上面的循環(huán)，如下圖所示：分度開(kāi)始分度開(kāi)始鉆頭進(jìn)位鉆頭退位否是否零位下限位否產(chǎn)品零位調(diào)整機(jī)械零位鉆頭進(jìn)位鉆頭退位否是否零位下限位否產(chǎn)品零位調(diào)整機(jī)械零位否是否分度否是否分度一圈是是軸進(jìn)軸進(jìn)是否完成軸是否完成軸進(jìn)結(jié)束結(jié)束圖2-2工作流程圖

3硬件設(shè)計(jì)3.1硬件的選擇3.1.1PLC的選擇三菱FX2N-32MT-001PLC外部結(jié)構(gòu)美觀、體積小、功能強(qiáng)、內(nèi)部資源豐富、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、通用性強(qiáng)、控制程序可變、使用方便、適應(yīng)面廣、編程簡(jiǎn)單、容易掌握、減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工的工作量、維護(hù)方便等特點(diǎn)[7]。其I/O點(diǎn)最大可擴(kuò)展到256點(diǎn)。它有27條基本指令，其基本指令的執(zhí)行速度超過(guò)了很多大型PLC。并且有多種RS-232C/RS-422/RS-485串行通訊模塊。價(jià)格合理，性價(jià)比較高。該型號(hào)的PLC符合本設(shè)計(jì)中對(duì)PLC的要求。故選擇三菱FX2N-32MT-001PLC。3.1.2觸摸屏的選擇觸摸屏有操作方便，可以代替按鈕開(kāi)關(guān)及鍵盤(pán)等，可以通過(guò)觸摸屏設(shè)定參數(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控等特點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)需要對(duì)工件的參數(shù)設(shè)置等，需要用觸摸屏完成。臺(tái)達(dá)DOP-B05S100觸摸屏有易于使用、堅(jiān)固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間等特點(diǎn)其價(jià)格低，性能穩(wěn)定，相對(duì)于其他品牌的觸摸屏來(lái)說(shuō)性價(jià)比較高[8]。該型號(hào)的滿足本設(shè)計(jì)對(duì)觸摸屏的要求，故選擇臺(tái)達(dá)DOP-B05S100觸摸屏。3.1.3步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器的選擇步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)固定角度即步距角。它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的[9]。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī)，利用其沒(méi)有積累誤差的特點(diǎn)。FHB311112三相混合式步進(jìn)電機(jī)采用稀土永磁材料制造，與反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)相比具有電磁損耗小、轉(zhuǎn)換效率高、動(dòng)態(tài)性能好等優(yōu)點(diǎn)。該型號(hào)的步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行時(shí)相對(duì)平穩(wěn)，噪聲小、輸出力矩大且不易失步。該步進(jìn)電機(jī)能夠滿足本設(shè)計(jì)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的要求。故采用FHB311112三相混合式步進(jìn)電機(jī)。根據(jù)FHB31112產(chǎn)品說(shuō)明可知，選擇GSKDY3E-30步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。3.1.4電磁閥的選擇電磁閥是用于控制氣泵給氣缸充氣推動(dòng)鉆頭打孔的器件，電磁閥是由PLC控制其通斷的，本設(shè)計(jì)的電磁閥線圈電壓等級(jí)是選用直流24v型，需要外接一個(gè)24V直流電壓。UNID4V210-08型號(hào)的電磁閥符合本設(shè)計(jì)的需求，故選UNID4V210-08型號(hào)的電磁閥。3.2硬件接線3.2.1系統(tǒng)總接線380v的三相電，接入一個(gè)三相空氣開(kāi)關(guān)，即總電源開(kāi)關(guān)。為了安全考慮并聯(lián)上一個(gè)接觸器和急停按鈕，便于突發(fā)情況下的急停操作。之后接一個(gè)380v-220v的變壓器把380v的電壓轉(zhuǎn)換成220v接步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的L和N端，用于給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器供電。在變壓器的220v端后，接一個(gè)單相空氣開(kāi)關(guān)接到PLC的L和N兩端，給PLC供電。直流24V是用于給接近開(kāi)關(guān)供電，保證接近開(kāi)關(guān)能夠正常的工作，PLC的輸出的負(fù)載均采用直流24V供電。如圖3-1為系統(tǒng)總接線圖。圖3-1系統(tǒng)總接線圖3.2.2強(qiáng)電部分接線三相電源通過(guò)空氣開(kāi)關(guān)—380-220V變壓器—熔斷器--連接到三相混合型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器一定要接地，以免金屬外殼的驅(qū)動(dòng)器帶電。如圖3-2為強(qiáng)電部分接線圖。圖3-2強(qiáng)電部分接線圖3.2.3PLC步進(jìn)輸出部分接線PLC的輸出端，通過(guò)電阻R連接到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的脈沖出入端通過(guò)PLC的脈沖輸出控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，使步進(jìn)電機(jī)按固定的步距角選轉(zhuǎn)，電阻R是起到限流的作用。如圖3-3為PLC步進(jìn)輸出接線圖。圖3-3PLC步進(jìn)輸出接線圖3.2.4打孔+冷卻部分接線如圖3-4為鉆孔正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、冷卻泵的接線圖，當(dāng)PLC的Y10輸出為“1”時(shí)，鉆頭正轉(zhuǎn)，當(dāng)PLC的Y11輸出為“1”時(shí)，鉆頭反轉(zhuǎn)。圖3-4打孔冷卻部分接線圖3.2.5升降與夾緊部分接線PLC的Y14端接電磁閥的線圈,當(dāng)PLC的Y14輸出為“1”時(shí)，電磁閥的線圈吸合，電磁閥開(kāi)，給氣缸充氣，完成夾緊的工作。如圖3-5所示。圖3-5升降與夾緊部分接線圖3.2.6步進(jìn)電機(jī)部分接線圖步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出端接步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接受PLC輸出的脈沖后，控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)。其中Y0為分度脈沖輸出，Y1為軸進(jìn)脈沖輸出；Y2為分度方向，Y4為軸進(jìn)方向；Y3為分度使能，Y5為軸進(jìn)使能。使能端一定要為“1”，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器才能工作[10]。如圖3-6所示。圖3-6步進(jìn)電機(jī)接線圖

4軟件設(shè)計(jì)4.1總體流程圖本設(shè)計(jì)自動(dòng)部分采用步進(jìn)控制，步進(jìn)控制是設(shè)計(jì)PLC順序控制程序的一種有力工具，并且狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖具有直觀、簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。如圖4-1為步進(jìn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。圖4-1狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖4.2脈沖計(jì)算4.2.1自動(dòng)部分脈沖計(jì)算1、孔間脈沖分度細(xì)分設(shè)置為0.06°步距角，360/0.06°計(jì)算出分度步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一圈需要6000個(gè)脈沖，夾持部分上下傳動(dòng)齒輪比為26/18[11]，所以，工件轉(zhuǎn)動(dòng)需要脈沖為8666個(gè)脈沖,D408定義為一圈的孔數(shù)，K8666/D408為每個(gè)孔之間分度需要的脈沖數(shù)，即為孔間脈沖數(shù)，定義D200為孔間脈沖數(shù)。如圖4-2所示。圖4-2孔間脈沖2、偏角脈沖分度細(xì)分設(shè)置為0.06°步距角，上下傳動(dòng)齒輪比為26/18，18/26*0.06=0.0415°即真正的分度細(xì)分步距角。所以需要的脈沖應(yīng)該為設(shè)定分度/真正的細(xì)分即D410/0.0415也就是D415偏度數(shù)*10000/415=D204偏角脈沖。其中定義D410為偏度數(shù)，定義D204為偏角脈沖。如圖4-3所示。圖4-3偏角脈沖3、進(jìn)給脈沖因?yàn)槁菪龡U螺距為5mm，進(jìn)給細(xì)分設(shè)置為0.6°步距角，所以旋轉(zhuǎn)一圈的脈沖數(shù)為360/0.6=600個(gè)。所以進(jìn)給所需的脈沖=進(jìn)給距離（mm）/5（mm）*600，即為D412進(jìn)給距離*600/5=D210進(jìn)給脈沖。其中定義D412為進(jìn)給距離，D210為進(jìn)給脈沖。如圖4-4所示。圖4-4進(jìn)給脈沖4、零位脈沖零位移動(dòng)是軸進(jìn)方向移動(dòng)，由于螺旋桿為5mm，進(jìn)給細(xì)分設(shè)置為0.6°步距角，所以零位脈沖應(yīng)該為零位距離（mm）/5（mm）*600。即D416零點(diǎn)設(shè)定*600/5=D214零位脈沖。其中定義D416為零位設(shè)定，D214零位脈沖。如圖4-5所示。圖4-5零點(diǎn)脈沖4.2.2手動(dòng)部分脈沖1、手動(dòng)距離反饋脈沖在手動(dòng)控制左移或右移之后，會(huì)啟動(dòng)計(jì)算，因?yàn)槭謩?dòng)距離可能為小數(shù)，所以需要十進(jìn)制到二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換，DFLTD2轉(zhuǎn)換成D100中把360/0.06*0.5=120變成二進(jìn)制，由于DFLT指令不能對(duì)數(shù)值直接轉(zhuǎn)換，所以把K120賦值給D102，DFLD102即120轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)D104。手動(dòng)距離反饋脈沖=D2/120,也就是D100/D104=D84手動(dòng)距離反饋脈沖。其中定義D2為手動(dòng)距離，定義D84為手動(dòng)距離反饋脈沖。如圖4-6所示。圖4-6手動(dòng)距離反饋脈沖2、手動(dòng)距離顯示當(dāng)左移M2為“1”時(shí)，計(jì)數(shù)器C202開(kāi)始計(jì)數(shù)，并進(jìn)行自加運(yùn)算，D244=0+D84+D84+D84+……當(dāng)右移M3為“1”時(shí)，計(jì)數(shù)器C202開(kāi)始計(jì)算，并進(jìn)行自減運(yùn)算D244=0-D84-D84-D84-……其中定義D244為手動(dòng)距離顯示。如圖4-7所示。圖4-7手動(dòng)距離顯示3、自定義脈沖PLC通電，M8000接通，定時(shí)器T127工作，定時(shí)器計(jì)數(shù)為“1”時(shí)，T127觸點(diǎn)動(dòng)作，在上升源的瞬間，計(jì)數(shù)器C10計(jì)數(shù)，1次后C10閉合，輸出M500，使得上面M500的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，M500得電閉合后，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使C10計(jì)數(shù)器清零，0.005s完成一個(gè)周期，即200hz的自定義脈沖。如圖4-8所示。圖4-8自定義脈沖4、高速脈沖當(dāng)M200分度狀態(tài)為“1”，或M201偏角狀態(tài)為“1”時(shí)，左右限位開(kāi)關(guān)M40和M41為“0”時(shí)，步進(jìn)禁止M1040為“0”，暫停開(kāi)關(guān)M103為“0”的情況下，高速脈沖輸出指令PLSR輸出D350分度脈沖變量中的脈沖數(shù)[12]。當(dāng)M202進(jìn)給狀態(tài)為“1”或M204產(chǎn)品零位狀態(tài)為“1”時(shí)，左右限位開(kāi)關(guān)M40和M41為“0”時(shí)，步進(jìn)禁止M1040為“0”，暫停開(kāi)關(guān)M103為“0”的情況下，高速脈沖輸出指令PLSR輸出D360軸進(jìn)脈沖變量中的脈沖數(shù)。如圖4-9所示。圖4-9高速脈沖4.3觸摸屏部分4.3.1界面介紹1、主界面主界面由自動(dòng)運(yùn)行、手動(dòng)調(diào)整、手動(dòng)測(cè)試、參數(shù)設(shè)置4個(gè)按鈕組成，主界面主要起到換頁(yè)的功能，觸摸屏剛開(kāi)啟時(shí)，就顯示主界面。如圖4-10所示。圖4-10主界面2、自動(dòng)運(yùn)行界面自動(dòng)運(yùn)行界面由啟動(dòng)、暫停、計(jì)數(shù)清零、返回按鈕以及孔數(shù)、排數(shù)、產(chǎn)量數(shù)值顯示組成。在觸摸屏上點(diǎn)擊啟動(dòng)，打孔機(jī)就開(kāi)始運(yùn)行自動(dòng)打孔操作；暫停按鈕能使打孔機(jī)在自動(dòng)打孔的過(guò)程中能夠按照操作人員的控制，對(duì)其進(jìn)行中斷。計(jì)數(shù)清零是給計(jì)數(shù)器C0、C1；數(shù)值顯示中，孔數(shù)、排數(shù)、產(chǎn)量都是可以設(shè)置的，操作員可以按照工件的要求自行設(shè)置[13]。如圖4-11所示。圖4-11自動(dòng)運(yùn)行界面3、手動(dòng)調(diào)整界面手動(dòng)調(diào)整界面由分度進(jìn)、鉆頭正轉(zhuǎn)、鉆頭反轉(zhuǎn)、工件松夾、軸進(jìn)、軸退、鉆頭進(jìn)、鉆頭退、復(fù)位返回按鈕組成。利用這些按鈕能夠完成對(duì)工件的手動(dòng)調(diào)整。如圖4-12所示。圖4-12手動(dòng)調(diào)整界面4、手動(dòng)測(cè)試界面手動(dòng)測(cè)試界面包含按鈕、指示燈、數(shù)值輸入、數(shù)值顯示。其中按鈕有軸向增、軸向減、分度增、分度減、存入、開(kāi)啟、返回等；指示燈有零位指示燈；數(shù)值輸入有軸向設(shè)置、分度設(shè)置；數(shù)值顯示有軸向監(jiān)視、分度監(jiān)視、存入顯示組成。如圖4-13所示。圖4-13手動(dòng)測(cè)試界面5、參數(shù)設(shè)置界面如圖為參數(shù)設(shè)置界面在這個(gè)界面主要用來(lái)設(shè)置產(chǎn)品所需的參數(shù)，包括：每圈孔數(shù)、偏角度數(shù)、后退距離、進(jìn)給距離、排數(shù)、產(chǎn)品零位六個(gè)參數(shù)。每個(gè)參數(shù)對(duì)不同的工件設(shè)值是不同的。如圖4-14所示。圖4-14參數(shù)設(shè)置界面4.3.2觸摸屏地址如表4-15所示，是在觸摸屏中設(shè)置的所有元件的地址，把自動(dòng)運(yùn)行、手動(dòng)調(diào)整、手動(dòng)測(cè)試、參數(shù)設(shè)置中的地址欄都分開(kāi)，便于查看與核對(duì)。每個(gè)元件的地址都是不同的，都是不能重復(fù)的。表4-1觸摸屏地址自動(dòng)運(yùn)行手動(dòng)調(diào)整手動(dòng)測(cè)試參數(shù)設(shè)置啟動(dòng)M107分度進(jìn)M0軸向增M2每圈孔數(shù)D408暫停M103鉆頭正轉(zhuǎn)M8軸向減M3偏角度數(shù)D410計(jì)數(shù)清零M21鉆頭反轉(zhuǎn)M9分度增M0后退距離D418孔數(shù)顯示C1工件松夾M4分度減M1進(jìn)給距離D412排數(shù)顯示C2軸進(jìn)M2存入M22排數(shù)D414產(chǎn)量顯示C126軸退M3開(kāi)啟M12產(chǎn)品零位D416鉆頭進(jìn)M6零位指示X1鉆頭退M5軸向設(shè)置D80復(fù)位M20分度設(shè)置D70軸向監(jiān)視D244分度監(jiān)視D234存入顯示D246

5系統(tǒng)調(diào)試5.1硬件調(diào)試在硬件接線完成后，首先用手拉下各個(gè)接線頭，檢查是否有虛接的情況；用萬(wàn)用表檢測(cè)各條線路是否都導(dǎo)通；把空氣開(kāi)關(guān)都打到OFF的位置，在熔斷器中加入合適的熔體，插上電源，拉上總電源的空氣開(kāi)關(guān)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器應(yīng)該馬上啟動(dòng)，并有風(fēng)扇聲發(fā)出；等待幾分鐘，檢查變壓器與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是否有異常發(fā)熱的現(xiàn)象；上拉PLC電源，檢查PLC是否有異常發(fā)熱的現(xiàn)象；按動(dòng)各個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)，檢查按鈕開(kāi)關(guān)與PLC連接是否正常；觸動(dòng)接近開(kāi)關(guān)，檢查與PLC之間的連接是否正常；按下急停開(kāi)關(guān)，檢查急停開(kāi)關(guān)是否有效；檢查觸摸屏與PLC的通訊是否正常；檢查電磁閥工作是否正常。5.2軟件調(diào)試5.2.1調(diào)試準(zhǔn)備1、插上電源，把各個(gè)空氣開(kāi)關(guān)都上拉。2、插上PLC與電腦的通訊線，打開(kāi)三菱編程軟件把電腦上的PLC程序下載到PLC中。3、插上電腦與觸摸屏的通訊線，打開(kāi)臺(tái)達(dá)觸摸屏軟件把電腦上的觸摸屏界面下載到觸摸屏中。4、接上觸摸屏與PLC的通訊線。5.2.2手動(dòng)部分調(diào)試1、控制柜上選擇手動(dòng)狀態(tài)，按控制柜上各個(gè)按鈕“左移”、“右移”、“分度”、“夾持”，檢查是否有相應(yīng)的動(dòng)作。2、分別按控制柜的“左移”和“右移”按鈕，使機(jī)器處于限位位置，檢查左右限位是否有效。3、在觸摸屏主界面上選擇手動(dòng)調(diào)整，按動(dòng)觸摸屏手動(dòng)調(diào)整界面的各個(gè)按鈕，檢查是否都有相應(yīng)的動(dòng)作。4、在觸摸屏主界面選擇手動(dòng)測(cè)試，在軸向設(shè)置上，設(shè)置為1.00mm分度設(shè)置為10°。點(diǎn)擊軸向“加”“減”按鈕，檢查機(jī)器運(yùn)動(dòng)方向是否正確，查看軸向監(jiān)視計(jì)算顯示是否正確；點(diǎn)擊分度“增”“減”按鈕，檢查機(jī)器是否分度正確，查看分度監(jiān)視計(jì)算顯示是否正確。5、點(diǎn)擊機(jī)械零位時(shí)，查看機(jī)器是否正確歸零，并且查看指示燈是否亮起。6、點(diǎn)擊存入按鈕，檢查存入數(shù)值顯示是否正確。5.2.3自動(dòng)部分調(diào)試1、控制柜上選擇自動(dòng)狀態(tài)，觸摸屏主界面點(diǎn)擊參數(shù)設(shè)置，設(shè)置每圈孔數(shù)15，偏角度數(shù)6°，后退距離15mm，進(jìn)給距離6mm，排數(shù)9，產(chǎn)品零位5mm。2、在觸摸屏的主界面選擇自動(dòng)運(yùn)行，點(diǎn)擊觸摸屏或者控制柜的“啟動(dòng)”按鈕，看機(jī)器是否啟動(dòng)，測(cè)量鉆頭當(dāng)前位置是否與機(jī)械零位時(shí)相差是否為5mm。3、鉆頭打孔之后，檢測(cè)分度是否正確，查看觸摸屏“孔數(shù)”顯示是否為1。4、當(dāng)15個(gè)孔完成后，在觸動(dòng)上下限位。檢查是否有偏角，測(cè)量偏角是否為5°5、查看軸向進(jìn)給，檢查進(jìn)給距離是否為5mm，觸摸屏上“排數(shù)”顯示是否為1。6、當(dāng)完成第9排，第15個(gè)打孔后，查看是否有后退距離，測(cè)量后退距離是否為15cm。7、按觸摸屏或者控制柜的“啟動(dòng)”按鈕，檢查機(jī)器是否繼續(xù)歸零，開(kāi)始下個(gè)工件的加工。8、按住“暫?！卑粹o，觸動(dòng)上下限位，機(jī)器應(yīng)不能繼續(xù)工作，放開(kāi)后，機(jī)器繼續(xù)正常工作。

6總結(jié)經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)達(dá)一個(gè)多月努力，本人圓滿完成了自動(dòng)打孔機(jī)的設(shè)計(jì)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我接觸到了一個(gè)系統(tǒng)性的知識(shí)，讓我學(xué)到了很多知識(shí)點(diǎn)，對(duì)三菱PLC有了