四工位组合机床控制系统设计03.doc

四工位组合机床控制系统设计03

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26

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毕业设计

设计题目：四工位组合机床控制系统设计
目录
一。设计要求及任务
二.进度安及完成时间
三。四工位组合机床工作原理与过程分析
四.程序控制方案
五.PLC的硬件接线图，I/O分配表,操作面板。
六。电气原理图
七.液压控制图
八.相关元器件的选择
九。部分程序的分析
十.心的体会
参考资料
三。四工位组合机床的工作原理与过程分析
本机床对零件的进行钻孔,扩孔，攻丝等工序的加工,采用回转工作台传送零件，按照工艺流程分三个工位进行加工，并安排一个装卸工位来装卸工件.
  当用人工将一个工件安装在夹具上，且三个加工工位的动力头已加工完成,并退回到原位后，回转工作台自动微抬。抬起到位，回转工作台吊自动转位.转位到位后，自动定位夹紧.夹紧后,即向各工位发出向前主令，各工位动力头按自己的程序进行加工.与此同时回转机构自动复位,为下次转位做准备.各工位加工完成，向系统汇报完成信号.同时各工位动力头自动退回原位，回到原位后,即向系统汇报原位信号.当所有工位动力头都回到原位,装卸工位又装好了新的工件时，则系统又开始进行下一个循环的加工。

1。 回转台工作原理
按下回转台工作按钮后,电磁阀S01通电，使得回转台微抬，碰到行程开关SQ02，电磁阀S01, S03通电,回转台开始回转，当碰到行程开关SQ03，电磁阀S01, S03， S05通电,使得回转台低回；离开行程开关SQ03电磁阀S01, S04, S05通电，回转台反靠；碰到行程开关SQ04,电磁阀S02通电,回转台夹紧；当压力继电器KP1发出信号，电磁阀S02, S06通电，回转台脱离；碰到行程开关SQ05，电磁阀S02， S04， S06通电，回转台返回；碰到行程开关SQ01，回转液压缸返回原位等待下一次循环。

2. 钻孔工作原理
按下钻孔工作按钮,电磁阀S11， S13通电，钻孔工位快进；当碰到行程开关SQ12,电磁阀S11，接触器线圈KM3通电，钻孔工位转为工进，同时钻孔电动机启动；当碰到行程开关SQ13，电磁阀S12， S13通电，钻孔工位快退；当碰到行程开关SQ11，接触器线圈KM3断电，钻孔电动机停止，钻孔工位返回到了原位。
3. 扩孔工作原理
当工作台夹紧后，S05、1DP发出信号，电磁铁10YA带电，扩孔液压杆快进，碰到行程开关S22,电磁铁13YA带电，液压杆工进。碰到行程开关S23，10YA、13YA断电，11YA带电，液压杆快退。碰到S21,11YA断电，扩孔工位回原位。
4。 攻丝工作原理
按下攻丝工作按钮,电磁阀S31通电，攻丝工位快进；碰到行程开关SQ32，工位停止，接触器线圈KM5通电，攻丝电动机正传开始；碰到行程开关SQ33,接触器线圈KM6通电，攻丝电动机反转;碰到行程开关SQ34,攻丝电动机停止，电磁阀S32通电,工位快退;碰到行程开关SQ31，攻丝工位返回原位停止，等待下次循环。

四。程序控制方案
四工位组合机床的控制方案顺序功能图

五.PLC的硬件接线图，I/O分配表，操作面板。
1. PLC的硬件接线图
KM6
KM5
KM
KM
AC220V
紧急停车

微抬

夹紧
快速回转

反响定位

慢回

钻孔快进

钻孔快退

扩孔快进

扩孔快退

钻孔工进

扩孔工进

攻丝快进
攻丝快退

攻丝正转
攻丝反转
负载电源
KM
KM
FX2N-80MR-001
X0 手动攻丝反转
X1 启动
X2 快速回转
X3 反向开关
X4 反靠开关
X5 离合器开关
X6 2DP压力继电器 L
X7 1DP压力继电器
X10 手动攻丝正转 N
X11 工位原点
X12 已快进 COM1
X13 已工进 COM2
X14 手动攻丝快进
X15 手动钻孔快退 Y1
X16 手动扩孔快进 Y2
X17 手动扩孔工进
Y3
X35 齿条原位
X21 工位原点 Y4
X22 已快进
X23 已工进 Y5
X24 手动
X25 回原点 Y6
X26 半自动
X27 手动扩孔快退 Y7
X30 停止
X31 工位原点 Y10
X32 已快进及正向攻丝
X33 反向攻丝 Y11
X34 已快退
X40 手动攻丝快退 Y12
X41 微抬
X42 手动回转 Y13
X43 手动反向
X44 手动夹紧 Y20
X45 手动返回
X46 手动钻孔快进 Y21
X47 手动钻孔工进 Y22

COM Y23

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2. I/O分配表
输入点

输出点

X1
启动
Y1
微抬
X2
快速回转
Y3
快速回转
X3
反向开关
Y5
慢回
X4
反靠开关
Y4
反响定位
X6
2DP压力继电器
Y2
夹紧
X5
离合器开关
Y6
钻孔快进
X35
齿条原位
Y12
钻孔工进
X7
1DP压力继电器
Y7
钻孔快退
X12
已快进
Y10
扩孔快进
X13
已工进
Y13
扩孔工进
X11
工位原点
Y11
扩孔快退
X23
已工进
Y20
攻丝快进
X21
工位原点
Y22
攻丝正转
X32
已快进及正向攻丝
Y23
攻丝反转
X33
反向攻丝
Y21
攻丝快退
X34
已快退

X31
工位原点

X41
手动微抬

X42
手动回转

X43
手动反向

X44
手动夹紧

X45
手动返回

X46
手动钻孔快进

X47
手动钻孔工进

X15
手动钻孔快退

X16
手动扩孔快进

X17
手动扩孔工进

X27
手动扩孔快退

X14
手动攻丝快进

X10
手动攻丝正转

X0
手动攻丝反转

X40
手动攻丝快退

X41
手动启动开关

X20
启动

X26
半自动

X24
手动

X25
回原点

X30
停止

1. 操作面板
操作面板

手动

回原点
半自动

X41 X42 X45 X46 X47 X15 X16
微抬 回转 返回 钻孔快进 钻孔工进 钻孔快退 扩孔快进

负载电源

X17 X27 X14 X10 X0 X40 X41
扩孔工进 扩孔快退 攻丝快进 攻丝正转 攻丝反转 攻丝快退 启动
紧急停车

六.电气原理图
FU2
M1
M2
M3
FU1

FU3
KM1
KM2
KM3
FR1
FR2
FR3
U
V
W
L1
L2
L3
380V
U1 V1 W1
U3 V2 W2
U3 V3 W3
U 1
V 1
W1
U 2
V 2
W 2
U 3
V 3
W3

七。液压控制图

八。相关元器件的选择
1：PLC 的选择(要求：输入点数39点、输出点数15点、275条程序指令） 选FX2N-80MR-001型号的PLC。
2：因为工作功率不是相差很大，故选择三个型号相同的电机.所以热继电器、接触器、和熔断器额型号都相同。
(1)电动机的选择：
估计液压泵的功率：P=q＊p=8*1440＊80/60=15.5kw
电动机名称 M1 M2 M3

电机型号 JQ2-64-4 JQ2-64-4 JQ2-64-4

功率 17KW 17KW 17KW

额定电流 32.9A 32.9A 32.9 A

额定转速 1460r/min 1460r/min 1460r/min

额定效率 89% 89% 89%

额定功率因素 0.88 0.88

启动电流/额定电流 7A 7A 7A

启动电流/额定电流 1.3A 1.3A 1.3A

最大转矩/额定转矩 2N.m 2N.m 2N.m

(1) 热继电器的选择：

热继电器名称 FR1 FR2 FR3

型号 LR1-D4053 LR1-D4053 LR1-D4053

额定电流 40A 40A 40A

热元件号（规格数） 2种 2种 2种

电流调节范围 23—40A 23—40A 23—40A

（2）接触器的选择：
接触器名称 KM1 KM2 KM3

型号 B65 B65 B65

约定发热电流 80A 80A 80A

额定工作电压 380V 380V 380V

额定工作电流 65A 65A 65A

(2) 熔断器的选择:
熔断器的名称 FU1 FU2 FU3

型号 NT1 NT1 NT1

额定电压 500V 500V 500V

额定电流 250A 250A 250A

3:液压元器件的选择
吸油过滤器 YCX型箱外自封式过滤器
限压式变量泵 YBP型10MPa
直通式单向阀 AD型直通式单向阀
减压阀 YJF3溢流减压阀
顺序阀 X2F直控式顺序阀
溢流阀 YF溢流阀
三位五通电磁换向阀 DSG型
两位四通电磁换向阀 DSG型
液压缸 C—LA—1-125—C-中压—R

九. 部分程序的分析
初始化程序：
该系的初始化程序用来设置初始状态位置和原点位置条件.IST指令中S20和S53用来指定在自动操作中用到的最低和最高状态的状态继电器元件.IST中的源程序操作数可以取X。Y和M，梯形图中M30用来指定与工作方式有关的辅助继电器首元件,它实际上指定了M30-—-M37具有以下意义：
M30（X24）:手动
M31（X25)：回原点
M32(M8000）:单步
M33（X28）:单周期（半自动）
M34（M8000）：连续运行（全自动）
M35（X20）：回原点起动
M36（X20）: 自动操作起动
M37(X30）:停止

相应的工作方式由X24、X25、X28来确定.X24、X25、X28是由一个三个触点的转换开关来实现的。同时只能有一个工作方式。
IST指令的执行条件满足时，初始状态继电器S0—S2和下列特殊辅助继电器被自动指定为以下功能，以后使用IST指令的执行条件变为OFF时，这些元件的功能仍保持不变:
M8040: 禁止转换
M8041: 转换起动（从初始状态的转换被允许）
M8042：起动脉冲（按下启动按钮时的脉冲输出）
M8043: 回原点完成
M8044：原点条件
M8047：STL监控有效
S0： 手动操作的初始转太继电器
S1: 回原点操作的初始状态继电器
S2: 自动操作的初始状态继电器
如果改变了当前选择的工作方式，在“回原点完成”标志变为ON之前,所有的输出继电器将变为OFF。

十。心得体会
2009年06月08日至2009年06月19日，我们进行了为期二周的课程设计。通过这次课程设计，我拓宽了知识面,锻炼了能力，综合素质得到较大提高.安排课程设计的基本目的，在于通过理论与实际的结合、人与人的沟通,进一步提高思想觉悟。尤其是观察、分析和解决问题的实际工作能力,以便培养成为能够主动适应社会主义现代化建设需要的高素质的复合型人才.作为整个学习体系的有机组成部分,课程设计虽然安排在二周进行，但并不具有绝对独立的意义。它的一个重要功能，在于运用学习成果，检验学习成果.运用学习成果，把课堂上学到的系统化的理论知识，尝试性地应用于实际设计工作，并从理论的高度对设计工作的现代化提出一些有针对性的建议和设想。检验学习成果，看一看课堂学习与实际工作到底有多大距离，并通过综合分析，找出学习中存在的不足，以便为完善学习计划，改变学习内容与方法提供实践依据.对我们计算机专业的本科生来说,实际能力的培养至关重要，而这种实际能力的培养单靠课堂教学是远远不够的，必须从课堂走向实践.这也是一次预演和准备毕业设计工作.通过课程设计，让我们找出自身状况与实际需要的差距,并在以后的学习期间及时补充相关知识，为求职与正式工作做好充分的知识、能力准备，从而缩短从校园走向社会的心理转型期.课程设计促进了我系人才培养计划的完善和课程设置的调整。近年来，我系为适应学生的实践需要陆续增设与调整了一系列课程，受到同学的欢迎，其中这次的设计很受同学们的喜欢.课程设计达到了专业学习的预期目的。在一个星期的课程设计之后，我们普遍感到不仅实际动手能力有所提高,更重要的是通过对软件开发流程的了解,进一步激发了我们对专业知识的兴趣，并能够结合实际存在的问题在专业领域内进行更深入的学习.本文为互联网收集,请勿用作商业用途文档为个人收集整理，来源于网络
参考资料：
（1） ：可编程控制器原理与应用 2006年8月第1版
主编：范次猛 北京理工大学出版社
（2） ：可编程控制器原理与应用 2005年1月第1版
王立权、王宗义、王淑钧、徐景编 哈尔滨工业大学出版社
（3） ：工厂常用电气手册（下册） 1986年5月第1版
水利电力出版社
（4） ：FX系列PLC编程及应用 2008年4月第1版
主编：廖常初 机械工业出版社
（5） ：组合机床设计（第三册 电气部分） 1976年3月第1版
机械工业出版社
（6） ：液压与气动技术 2006年9月第1版
主编：杜来林 北京大学出版社
（7） :液压系统设计图集 2003年8月第1版
主编：周士昌 机械工业出版社

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