《车镗专机控制》由会员分享，可在线阅读，更多相关《车镗专机控制（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、目录摘要3第一章 设计任务41.1 车镗专机概述41.2 车镗专机基本组成41.3 车镗专机加工过程41.4 车镗专机液压系统元件表51.5 车镗专机控制要求51.6 方案确定6第二章 电气原理图设计72.1 主电路72.2 PLC 外围电路72.3 I/O 分配表82.4 面板图10第三章 电器元件选择113.1 元件选择依据113.1.1 PLC 的选择113.1.2 接触器的选择123.1.3 热继电器的选择123.1.4 熔断器的选择123.1.5 行程开关与刀开关的选择123.1.6组合开关与万能转换开关的选择123.1.7 主令开关的选择133.1.8 指示灯的选择13第四章 软件
2、设计144.1 功能表图设计144.2 梯形图设计154.3 程序调试过程17第五章 设计小结18参考文献19摘要关键字：【车镇专机、PLC、组态软件】液压车镗专机是用来对台式钻床的立柱进行镗孔加工，同时对孔的右端面 进行车削加工的一种自动加工设备。PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。 本次设计的目的:通过PLC的硬件电路（输入/输出设备和PLC的确定、I/O点的分配、主电 路的设计、外控电路设计、控制面板设计）和软件电路设计（PLC功能表图和梯 形图设计），了解可编程序控制器控制系统设计的基本原则，掌握其设计的基本 步骤和内容，掌握实际应用程序设计方法和步骤；
3、深刻领会可编程序控制器的原 理。通过在PLC上调试，训练动手能力和可编程序控制器实际应用能力；提高独 立分析、解决问题的能力；为进一步系统的学习打下基础 。第一章 设计任务1.1 车镗专机概述1） 车镗专机是用来对台式钻床的立柱进行镗孔加工，同时对孔的右端面 进行车削加工的一种自动加工设备。（2）工件示意图如图 1-1图 1-1 工件示意图1.2 车镗专机基本组成（1）左、右机械动力头各有三台电动机（快速电动机、工速电动机、主轴电动机）如图 1-2控制柜液压站工作台（液压）左动力头右动力头图42车镗专机基本组成（2） 液压站由一台电动机拖动1.3 车镗专机加工过程加工过程如下图所示。操作者将要
4、加工的工件放在工作台上的夹具中，在其他准备工作就绪后，发出加工指令（按下按钮）。工件自动夹紧，压力继电器动作，左、右动力头同时开始镗削加工。左动力头快进，工进至终点后，快退回原 位；而右动力头快进、工进至终点后还应进行右端面的车削加工（车刀横进、横 退）后才快退。当两动力头都退回原位，此时I工位的粗加工结束，工作台移到 II 工位，开始进行精镗加工。左、右动力头重新起动，快进，工进到终点延时 后快退回原位，II工位加工结束，工作台退回到I工位，松开工件，一个自动 工作循环结束。1.4 车镗专机液压系统元件见下表。如表 1-1YV1 +卸荷SP1 +油压到信号YV2 + (-)工件松开（夹紧）S
5、P2 +工件紧信号YV3 +向I工位YV5 +横进YV4 +向II工位YV6 +横退表 1-1 液压系统原件表1.5 车镗专机控制要求（1）本系统有七台电机：油泵电机 右主轴电机 右快速电机 右工速电机 左主轴电机 左快速电机 左工速电机（2）工作台有两个工位：由液压系统实现两工位的转换和加工工件的夹紧与松开。（3）有自动和手动两种工作方式：（4） 自动工作方式又有三种形式：全自动循环、I工位循环、11工位循环工作。全自动循环过程：从I工位一II工位一I工位I工位循环、11工位循环：只在I或II工位时的加工循环（5）点动工作方式：左、右主轴的点动对刀，左、右动力头的快进与快退点动，手动松开工件
6、、手动移位等。(6) 左、右床身导轨应具有自动润滑功能(YV7、YV8)(7) 左、右快速电动机均采用电磁铁抱闸制动(YB1、YB2)( 8) 油泵起动后，液压系统要有一定的压力缓冲，才允许开始工作，工作 结束要卸荷。(9) 有电源、油泵工作、原位、工作指令等信号指示。( 10) 有照明和必要的联锁环节和保护环节。1.5 方案确定根据上述车镗专机的控制要求再加上对车镗专机的工作情况的析后，我们确 立了如下的设计方案：1 首先我们对整个机床设备需要过流、过载保护。因此需要对这些元器件进 行选择。2、对于急停功能我们采用断电源的方法，因此对于急停功能的处理就不进 PLC。这样也可以省下PLC的一个
7、输入点。还有照明电路、抱闸制动、润滑和一 些指示电路是为了工作的方便而设计的电路，也不进入 PLC。3、其他控制电路则通过PLC编程器来完成。由于机床有两种工作方式：手 动和自动。手动控制采用经验设计法而自动控制以顺序控制法为主。自动工作方式的形式：全自动循环、单I、单II、断左机、断右机。全自动 循环过程：从I工位一II工位一I工位。全自动循环和单I、单II、断左机、断 右机都有共同的加工过程，因此可在工件夹紧要进行自动循环时通过工位选择开 关SA2、SA3、SA4或者都不选择来选择是进行断左机、断右机、单I、单II还 是全自动循环。它们的区别在于：1单I、单II与全自动循环的比较只是单独在
8、一个工位工作而已，其他一样。2 断左机与全自动循环的比较只是左电机整个部分一直处于原位没有运动。3 断右机与全自动循环的比较只是左电机整个部分一直处于原位没有运动。自动循环的轮廓确定后，我们完善了一些功能：卸荷以及油路保护等。油路 保护是在 PLC 工作后，油压信号一直没到，就进入油路保护程序，待检查完，再 按油路复位按钮进入返回初态；卸荷是在工件松开后，长时间没有按起动按钮， 即长时间没有工作，油泵就进入卸荷状态。等待要继续工作时，按下起动按钮后， 待油压信号到，工件就夹紧进入自动循环过程。第二章 电气原理图设计2.1 主电路主电路由七台电机控制。Ml为油泵电机，M2控制右主轴的转动，M 3
9、控制 右工进， M 4 控制右快进， M5 控制左主轴的转动， M6 控制左工进， M7 控制左快 进。接触器KM1KM9的主触点控制电机的转动。其中KM2触点闭合，右主轴电机 转动；KM3触点闭合，右工进电机转动；KM4KM5触点闭合，右快进和右快退电 机转动；KM6触点闭合，左主轴的转动；KM7触点闭合，左工进电机转动；KM8 KM9 触点闭合，左快进、左快退电机转动； KMl 触点闭合，油泵电机起动；熔断 器在电路中起短路保护作用，其中FU1对七台电机起保护作用；FU2保护Ml油 泵电机；FU7对控制电路进行过流保护。热继电器FR1FR7分别对七台电动机负 载的过载保护。如图 2-l。K
10、M9W71r左主左工左快4.0KWI 1KW2.2KK图 2-1 主电路2.2 PLC 外围控制电路控制电路包括以下环节:照明指示。1、指示灯电源指示，油泵指示，工作指示2、主轴控制左主轴和右主轴.3、车刀控制横进和横退.4、工作位控制一I工位和II工位5、卸荷控制6、工件松紧控制7、抱闸制动控制8、润滑控制9、油泵起动根据上述的环节分类,可画出控制电路的原理图。如图 2-2按照生产工艺的要求，本系统采用S7-200系列PLC,共有I/O点40个满足 需要。本系统有自动和手动两种工作状态。如图表 2-1编程元件I/O端子电器元件作用10.0SQ4左原位10.1SQ6右原位10.2SQ8松开到位
11、10.3SA1半自动、调整I0.4SB1夹紧（1）输入继电器10.5SB2夹紧（2）10.6SB7循环启动（1）10.7BS8循环启动（2）11.0SB9向前11.1SP0夹紧压力继电器I1.2SA2右通I1.3SP1右滑台压力继电器I1.4SQ3右滑台终点I1.5SB10向后I1.6SA3左通I1.7SP2左滑台压力继电器12.0SQ5左滑台终点I2.1SB3松开I2.2SQ8松开到位输出继电器Q0.01003原位辅助Q0.10500原位指示Q0.21004半自动、调整Q0.30507夹紧（1）Q0.40508松开（1）Q0.50509夹紧（2）Q0.60510松开（2）Q0.70511夹紧
12、（2）Q1.01000左终点Q1.10503左动力头快进Q1.20504左动力头后退Q1.30501左原位Q1.40505右动力头快进Q1.51001右终点Q1.60506右动力头后退Q1.70502左主轴控制Q2.00600松开（3）Q2.11002总加工完成记忆表 2-1 plc i/o 接口分配表2.4 面板图1 、控制面板图的设计要使整个系统的控制处于方便、快捷、集中、紧凑；2 、在场地允许条件下对发热厉害，噪声振动大的电气部件放在离操作者较 远的地方或隔离起来；3 、对于多工位加工的大型设备，应考虑两地操作的可能；4 、总电源紧急停止控制应安放在方便而明显的位置。如图 2-3第三章
13、电器元件选择3.1 元件选择依据3.1.1 PLC 的选择S7-200 系列 PLC 是西门子公司 20 世纪 90 年代推出的整体式小型可编 程控制器。早些时候称为CPU21X,其后的改进型称为CPU22X。其结构紧凑、功 能强，具有很高的性能价格比，在中小规模控制系统中应用广泛。S7-22X系列PLC可提供5种不同的基本单元和多种规格的扩展单元。其系 统构成除基本单元、扩展单元外,还有编程器、存储卡、写入器、文本显示器等。 表2-2给出了 22X系列CPU的基本配置。从表中可以看出，22X系列CPU具有 很强的功能,如自带高速计数器、通讯口、具有脉冲输出功能、实时时钟、能进 行浮点运算等。
14、此外，S7-200系列PLC允许在程序中立即读写输入、输出口， 允许在程序中使用中断，允许设定通讯任务的处理时间，允许设置停止模式数字 量输出状态，可以由用户自己定义存储器的掉电保护区，可以允许数字量时间， 允许设置停止模式数字量输出状态，可以由用户自己定义存储器的掉电保护区，可以允许数字量及模拟量输入加滤波器，还具有窄脉冲捕捉功能，为复杂的工业控制提供了方便。特性CPU221CPU222CPU224CPU226CPU226XM外型尺寸/mm X mmXmm90X80X6290X80X62120.5X80X62190X80X62190X80X62程序存储区2048 字2048 字4096 字4096 字8192 字数据存储区1024 字1024 字2560 字2560 字5120 字掉电保持时间/h5050190190
