1004144576机电传动控制课程设计箱体加工专用机床的PLC控制.doc

成绩课程设计说明书(论文)题 目 箱体加工专用机床的PLC控制 课程名称 机电传动控制课程设计 院（系、部、中心） 机械工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 学生姓名 学 号 设计地点 机械工程学院机房 指导教师 设计起止时间：2008年 07月 07日至2008年07月 11日目 录一、 概述 2二、 设计任务和要求 3三、 设计方案（一）可编程控制器的选用3（二）I/O地址 4 （三）控制系统分析 4 （四）控制流程分析及功能图6（五）梯形图及指令表9四、课程设计小结12五、参考文献13箱体加工专用机床的PLC控制一、 概述可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械和生产过程。PLC把计算机的完备功能以及灵活性，通用性好等优点和继电器控制器控制的简单易懂操作方便，价格便宜等 优点溶入新的控制系统中，且编程简单使得不熟悉计算机的人员也能很快掌握它的使用技术。可编程控制器的处理速度大大提高，增加了许多特殊功能。使得可编程控制器不仅可以进行逻辑控制，而且可以对模拟量进行控制。PLC使用在专用机床控制上是最合适不过了，如下图所示为箱体加工专用机床的结构加工示意图。该机床是用来专门加工箱体两侧的，其加工方法是先将箱体通过夹紧装置夹紧，再由两侧左、右动力头对箱体进行加工。当加工完毕，动力头快速回原位，此时在松开加工件，又开始下一个循环。二、设计任务和要求图1中，左、右动力头主轴电动机为2.2kw，进给运动由液压驱动，液压泵电动机为3kw。动力和夹紧装置的动作由电磁阀控制，电磁阀通断情况如表1。表1 箱体加工机床电磁阀通断情况表左动力头右动力头夹紧装置YV1YV2YV3YV4YV5YV6YV7上、下料夹紧+快进+工进+停留+快退+ 专用机床的工作步骤如下： 1、按下启动按钮，夹紧装置将被加工工件夹紧，夹紧后发出信号。 2、左、右动力头同时快进，并同时启动主轴。 3、到达工件附件，动力头快进转为工进加工。 4、加工完毕后，左、右动力头暂停2s后分别快速退回原位。 5、夹紧装置松开被加工工件，同时主轴停止。 以上15步骤连续工作，实现半自动循环。在工件夹紧、动力头快进、动力头快退及电源接通均有信号显示。三、 设计方案（一）可编程控制器的选用选择PLC的型号，日本三菱公司的FX2N系列PLC是一种性价比高的小型PLC，其功能强大，满足本系统的要求，从上面的控制要求可知，本系统共有输入设备11个：SB1-SB2、SQ1-SQ7、SP、SA1-SA2和输出设备16个：Y0-Y6、KM1-KM2、YV1-YV7。考虑10%-15%的裕量，共需输入输出点数32点，因此选择FX2N-48MR。该型号的PLC采用AC220V电源供电，有自带24V直流电源的24点继电器输出接口。电磁铁和接触器选择220V的小功率的交流电磁铁和交流接触器，由PLC直接控制。为了确保系统的安全,本系统还配备了过载保护和短路保护。（二）I/O地址 输入X0：启动按钮 X1：停止按钮X2：夹紧开关信号 SP X3：松开开关信号 SQ7X4：左动力头行程开关SQ1X5：左动力头行程开关 SQ3 X6：左动力头行程开关SQ5X7；右动力头行程开关SQ2X10：右动力头行程开关 SQ4X11：右动力头行程开关SQ6X12：半自动/自动开关 输出Y0：工作夹紧指示Y1：左动力头快进指示Y2：右动力头快进指示Y3：左动力头快退指示Y4：右动力头快退指示Y5：左主轴电动机接触器Y6：油泵电动机接触器Y7：电磁阀YV1Y10：电磁阀YV2Y11：电磁阀YV3Y12：电磁阀YV4Y13：电磁阀YV5Y14：电磁阀YV6Y15：电磁阀YV7Y16：右主轴电动机接触器 （三）控制系统分析箱体加工专用机床采用采用继电器控制方式与PLC程序控制方式相组合的形式构成控制系统。左右主轴电动机分别由接触器KM1和KM3控制，油泵电动机由接触器KM2控制。左右主轴电动机分别控制左右动力头的旋转运动。而左右动力头的快进、工进和快退由电磁阀和油泵电动机共同控制。下图即为箱体加工专用机床的控制系统电路图。（四）控制流程分析及功能图箱体加工机床的控制流程如下所述1、初始状态下，左、右动力头滑台分别压住行程开关SQ1和SQ2，由于此时工件尚未夹紧，SQ7亦被压住，处于闭合状态，按下启动按钮SB1，此时电磁阀YV7通电使夹紧装置将被加工工件夹紧，同时夹紧指示灯亮。2、夹紧开关信号SP使左、右主轴电动机接触器KM1和KM3、油泵电动机接触器KM2、电磁阀YV1、电磁阀YV3、电磁阀YV4、电磁阀YV6通电和左、右动力头快近指示灯亮。电磁阀YV7和夹紧指示灯由于强行置位保持先前的状态。左、右动力头开始同时快进。3、左、右动力头分别压住行程开关SQ3和SQ4，上一工步结束，电磁阀YV3和电磁阀YV6断电，左右动力头快近指示灯熄灭。左、右主轴电动机接触器KM1和KM3、油泵电动机接触器KM2、电磁阀YV1、电磁阀YV4、电磁阀YV7和夹紧指示保持先前的状态。此时左、右动力头开始工进，加工工件。4、左、右动力头分别压住行程开关SQ5和SQ6，电磁阀YV1和电磁阀YV4断电。左右主轴电动机接触器KM1和KM3、油泵电动机接触器KM2、电磁阀YV7和夹紧指示灯继续保持通电的状态，工件加工完毕，触发定时器T0，T0通电，开始记时，左、右动力头暂停。5、暂停2S后，电磁阀YV2和电磁阀YV5通电，左右主轴电动机接触器KM1和KM3、油泵电动机接触器KM2、电磁阀YV7和夹紧指示灯还保持通电的状态，左、右动力头开始同时快退，左右动力头快退指示灯亮。6、左右动力头分别回到原位，压住行程开关SQ1和SQ2，左、右主轴电动机接触器KM1和KM3、油泵电动机接触器KM2、电磁阀YV2、电磁阀YV5、电磁阀YV7和夹紧指示灯断电。夹紧装置松开被加工工件。同时主轴停止转动。一次循环加工结束。7、若选择开关SA接通，自动开始下一次循环；若选择开关SA未接通，需要手动接通SA开始下一次循环。(五)梯形图及指令表 梯形图·指令表（我们选用的是三菱微型可编程控制器中的FX2N系列，它的有关信息如下：四、课程设计小结通过本次PLC课程设计的学习，我对具体问题的PLC设计过程有了初步了解，特别是步进指令的设计编程，理解颇深。在机床行业中，多工步机床由于其工步及动作多，控制较复杂，采用传统的继电器控制时，需要的继电器多，接线复杂，因此，故障多，维修困难，费工费时，不仅加大了维修成本，而且影响了设备的工效。 在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。参考文献1、海心，赵华主编 机电传动控制 北京：高等教育出版社，2007、112、刘守操主编 可编程序控制器技术与应用 北京：机械工业出版社，2006，83、郁汉琪主编 机床电器及可编程序控制器实验、课程设计指导书 北京：高等教育出版社，2001，7（2007重印）