千斤顶液压缸加工机床电气控制.doc

电气控制与PLC课程设计题 目: 千斤顶液压缸加工机床电气控制院系名称： 电气工程学院 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： # 教师职称： 讲 师 起止日期： 地 点: 2#211 指导教师评语： 签名： 年 月 日I目 录1 机床概况12 机床结构及工作循环13 控制要求34 设计分析44.1 I/O点数确定及PLC机型选择：44.2 I/O分配表44.3 加工过程的设计45 电路设计55.1 主电路55.2 硬件接线图65.3 程序流程图76 程序设计86.1 程序梯形图86.2 程序的实现107 电气元件的选择11结 论12致 谢13参 考 文 献141 机床概况本机床用于千斤顶液压缸两个端面的加工，采用装在动力滑台上的左、右两个动力头同时进行切削。动力头的快进、工进及快退由液压缸驱动。液压系统采用两位四通电磁阀控制，并用调整死挡铁的方法实现位置控制。机床的工作程序是：(1) 工件定位 人工将零件装入夹具后，定位液压缸动作，工件定位。(2) 工件夹紧 零件定位后，延时15s，夹紧液压缸动作使零件固定在夹具内，同时定位液压缸退出以保证滑台入位。(3) 滑台入位 滑台带动动力头一起快速进入加工位置。(4) 加工零件 左右动力头进行两端面切削加工，动力头到达加工终点位置即停止工进，延时30s后停转，快速退回原位。(5) 滑台复位 左右动力头退回原位后，滑台复位。(6) 夹具松开 当滑台复位后夹具松开，取出零件。以上各种动作由电磁阀控制，电磁阀动作要求见表1。表1 电磁阀动作要求YV1YV2YV3YV4YV5定位夹紧入位工进退位复位放松注：“+”号表示电磁阀得电。2 机床结构及工作循环千斤顶液压缸两端面的加工，采用装在动力滑台的左、右两动力头同时进行加工切削，机床属于双面单工位组合机床。千斤顶液压缸两端面加工机床由两个液压滑台、动力箱、固定式夹具、底座、床身和液压站等部件组成。千斤顶液压缸两端面加工的工作循环如图1所示，加工时，将工件放在工作台上并加紧，当工件加紧后发出加工命令，左、右滑台开始快进，当接近加工位置时，左、右滑台变为工进进给，直到加工完成后再快退返回。至原来左、右滑台分别停止，并将工件放松取下，工作循环结束。即工作循环如下：工件定位 工件夹紧 滑台入位 加工零件 滑台复位 夹具松开。加工机床液压系统示意图图1 机床工作循环示意图3 控制要求(1) 左右动力头旋转切削由电动机M1集中传动，切削时冷却泵电动机同时运转。(2) 只有在液压泵电动机M3工作，油压达到一定压力（压力继电器检测）后，才能进行其他的控制。(3) 机床即能半自动循环工作，又能对各个动作单独进行调整。(4) 要求有必要的电气连锁与保护，还有显示与安全照明。(5) 控制信号说明如表2所示。表2 控制信号说明输 入输 出文字符号说 明文字符号说 明SA1-1机床半自动循环控制转换开关KM1动力头M1、冷却泵M2接触器SA2-1手动定位控制转换开关KM2液压泵M3接触器SA3-1手动入位控制转换开关YV11#电磁阀SA3-2手动工进控制转换开关YV22#电磁阀SA3-3手动退位控制转换开关YV33#电磁阀SB1动力头M1、冷却泵M2起动按钮YV44#电磁阀SB2动力头M1、冷却泵M2停止按钮YV55#电磁阀SB3液压泵M3起动按钮HL1动力头M1、冷却泵M2运行指示SB4液压泵M3停止按钮HL2液压泵M3运行指示KM1动力头M1、冷却泵M2运行信号HL3半自动循环工作指示KM2液压泵M3运行信号HL4定位指示FR1动力头M1、冷却泵M2过载信号HL5入位指示KP压力继电器油压检测信号HL6工进指示SQ动力头工进终点位置检测信号HL7退位指示HL8故障指示4 设计分析4.1 I/O点数确定及PLC机型选择： 由上述控制要求可知系统可采用自动工作方式，也可以采用手动工作方式.输入有14点，输出有15点，并考虑裕量要求，因此系统采用16输入，16输出的PLC.由此系统属于小型控制系统，其中PLC的选型范围较宽，现选用三菱公司的FX232MR型PLC. 所需内存字数=（输入+输出）10=（16+16）10=320个 4.2 I/O分配表 输入备注 输出备注SB1X0常开KM1Y0通有效SB2X1常开KM2Y1通有效SB3X2常开YV1Y2通有效SB4X3常开YV2Y3通有效FR1X4常开YV3Y4通有效SA1-1X5常开YV4Y5通有效SA2-1X6常开YV5Y6通有效SA3-1X7常开HL1Y7通有效SA3-2X10常开HL2Y10通有效SA3-3X11常开HL3Y11通有效KPX12常开HL4Y12通有效SQ1X13常开HL5Y13通有效SQ2X14常开HL6Y14通有效HL7Y15通有效HL8Y16通有效4.3 加工过程的设计1、工件的定位和加紧是靠电动机、液压系统和电磁阀来完成的。 通过三者的配合将工件定位和加紧。2、滑台的入位和复位是靠电动机的拖动和电磁阀来完成的，在滑台入位的过程中，电动机要能够根据滑台的实际位置来实现加速、减速、正转和反转，电磁阀也要能够相应的得电和断电，从而实现滑台的准确入位和精确加工。3、在加工过程中，根据具体的控制要求使电动机的工作过程、电磁阀的通断电符合控制要求。避免加工过程中的错误。如在工件定位的过程中，电磁阀YV1得电，其它的电磁阀都不能得电，并且只有在工件定位结束后夹紧液压缸才允许动作。4、在整个工作过程中，能够根据所给出的辅助电路，判断出现在的工作环节。当电路产生故障时可以通过辅助电路判断出故障可能发生在哪个环节。如HL1是动力头M1、冷却泵M2的运行指示，当HL1亮时说明动力头M1、冷却泵M2正在运行。5 电路设计5.1 主电路其中M1带动动力头，M2带动冷却泵，M3带动液压泵。KM1为M1，M2的接触器。KM2为M3的接触器5.2 硬件接线图5.3 程序流程图当夹具松开之后，若再来一个零件则重新定位，开始循环。若需要手动调节，则在每步动作时按下相应的转换开关，执行相应的工序。6 程序设计6.1 程序梯形图工件定位工件加紧启动M3动力头动作滑台入位滑台工进停止工进停转滑台退位工件松开手动控制6.2 程序的实现 （1）.将零件装入夹具中，按下液压泵M3的启动按钮X2启动电机M3，接触器KM2得电，Y1闭合，然后按下循环控制按钮X5，循环工作指示灯Y11和M3工作指示灯Y10亮。 （2）.当压力达到一定值之后，X12闭合，定位转换开关X6闭合，从而使电磁阀Y2得电闭合，定位指示灯Y12亮，工件开始定位. （3）.零件定位之后，开始延时，延时15S之后电磁阀Y3开始得电，加紧液压缸动作使零件固定在夹具里，同时定位液压缸退出以保证滑台入位. (4).然后按下动力头M1，冷却泵M2的启动按钮X0启动，接触器KM1得电，指示灯Y7亮，同时入位转换开关X7闭合，电磁阀Y5，Y6得电，滑台带动动力头一起快速进入加工位置,入位指示灯Y13亮. （5）.入位之后，当工进转换开关X10得电时，电磁阀Y5置位，同时工进指示灯Y14亮，左右动力头开始进行两端面切削加工.当动力头到达加工终点位置即停止工进，此时检测开关X13得电闭合使Y5复位断电，延时30S后复位Y0停转.（6）.退位转换开关X11闭合，退位电磁阀Y4得电动作，同时退位指示灯Y15亮，动力头开始退回原位。 （7）. 左右动力头退回原位后，滑台复位，原位检测信号开关X14动作，复位接触器Y3，使夹具松开，取出零件。 （8）复位之后既可以实现循环工作，也可以重新是转换开关X5，X6，X7，X10，X11分别得电，从而实现单独工作。7 电气元件的选择动力头电动机M1Y100L-61.5 kWAC380V4.0A冷却泵电动机M2JCB-220.15kWAC380V0.43A液压泵电动机M3Y801-40.55kWAC380V1.6A电磁阀YV134E2-1025WAC220V100mA电磁阀YV234E2-1025WAC220V100mA电磁阀YV334E2-1025WAC220V100mA电磁阀YV434E2-1025WAC220V100mA电磁阀YV534E2-1025WAC220V100mA指示灯HL16.3V10WDC24V10mA指示灯HL26.3V10WDC24V10mA指示灯HL36.3V10WDC24V10mA指示灯HL46.3V10WDC24V10mA指示灯HL56.3V10WDC24V10mA指示灯HL66.3V10WDC24V10mA指示灯HL76.3V10WDC24V10mA指示灯HL86.3V10WDC24V10mA结 论本次课程设计是实现液压缸加工机床的电气控制，通过电动机带动动力头进行切削加工，由液压缸驱动快进，工进及快退。通过此次设计，了解到了液压缸的原理和工作过程，同时掌握了PLC的设计和编程方法。这不仅使对知识的掌握更加熟练，同时也学会了一种分析问题，解决问题的方法。 同时在此次设计中还发现一些不足之处：如对已经学过的知识掌握不牢固，不能很好的把知识运用到实际中去。感谢李智强老师对此次课程设计的指导和帮助，让我从中不仅掌握了PLC的设计与编程方法，同时学到了很多书本上没有的知识，收获很多！参 考 文 献1 史国生电气控制与可编程控制器技术 M北京：北京化工工业出版社.20042 王兆义小型可编程控制器实用技术 M北京：机械工业出版社.20023 戴一平可编程序控制器技术 M北京：机械工业出版社.20054 廖常初PLC的编程方法与工程应用 M重庆：重庆大学出版社.20015 贺哲荣流行PLC实用程序及设计 M西安：西安电子科技大学出版社.200612