PLC箱体加工组合机床的电气控制系统文档格式.docx
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7设计心得……………………………………………………………....13
8参考文献……………………………………………………………....14
1绪论
对于机械—电气结合控制的组合机床,电气控制系统起着重要的神经中枢作用。
传统的组合机床采用的继电器—接触器控制系统,接线复杂、故障率高、调试和维护困难。
随着PLC控制技术日益成熟并得到越来越广泛的应用,利用原有的继电器—接触器控制电路设计PLC控制系统,或直接进行PLC控制系统的设计,都能很好地满足组合机床自动化控制的要求。
本次设计的要求如下:
组合机床的结构如下图所示:
该机床专门用于加工箱体的两个侧壁,采用两个动力头从两个侧面分别加工,左、右动力头的电动机均为2.2kw,进给系统和工件夹紧都用液压系统驱动,液压泵电动机的功率为3kw,动力头和夹紧装置的动作由电磁阀控制。
机床的工作循环步骤如下(在工件夹紧、动力头快进、动力头快退以及电源接通时均有电信号指示):
1.按下起动按钮,夹紧装置将被加工的工件夹紧,夹紧后发出讯号;
2.左右动力头同时快进,并同时启动主轴;
3.达到工件附近,接受到行程开关的信号后,动力头由快进转为工进,进行切削加工;
4.加工完成后,左右动力头暂停2秒,然后快速退回原位,夹紧装置松开被加工工件;
5.停止主轴
至此,一个工作循环完成,准备下一个工作循环开始。
其中,在工件夹紧、动力头快进、动力头快退以及电源接通时均有电信号指示。
电磁阀的动作顺序表如下:
左动力头
右动力头
夹紧装置
YV1
YV2
YV3
YV4
YV5
YV6
YV7
上、下料
OFF
快进
ON
工进
停留
快退
注:
ON表示给电磁铁通电;
OFF电磁铁处于断电状态。
2设计方案
2.1左、右两动力头进给电机
根据设计要求知左、右两动力头均要求快进→工进→快退的工作循环,并且左、右两动力头可以同时工作,也可进行单独调整。
所以就要求快速电机M5、M6能够正反转,工作进给电机为M3、M4能够正转即可。
其主电路如下图2-1。
图2-1M3、M4、M5、M6的接线电路图
因为这4个功率都较小,所以可以直接启动。
M3、M4只要接触器KM3、KM4的线圈得电就会吸合,就能正转;
M5、M6分别当接触器KM5、KM6线圈得电时正转,当接触器KM7、KM8分别得电就反转。
2.2主轴电机
主轴电机工作方式有两种:
正转、反转。
根据不同的工作要求,主轴电机的转向不同。
因主轴电机的功率较小,故可以直接启动。
其主电路图如下2-2。
图2-2主轴电机的接线图
当KM1、KM2的线圈得电吸合分别使电机M1、M2正转;
当KM9、KM10的线圈得电吸合分别是电机M1、M2反转。
通过plc的输出就可以使不同的接触器线圈得电,从而使电机的转向不同。
2.3照明及信号指示
当机床工作时,为了警告旁人不要误动作,故要有信号指示说明,告诉别人正在进行工作,不要误动作。
信号指示也能显示机床是否是在正常工作、有无问题。
有时候需要晚上工作,所以需要必要的照明。
图2-3指示信号灯
如图2-3,其指示着组合机床的工作状态,指示灯分别与与之对应的接触器的常开触点连接,当接触器的线圈得电,其常开触点闭合,通过6.3V电压使之亮。
KM1、KM9分别是控制M1的正反转的接触器;
KM2、KM10分别是控制M2的正反转的接触器;
KM3、KM4分别是控制左右工进电机正转的接触器;
KM5、KM7,KM6、KM8分别是左右快进快退电机。
这样就可以把所有的电机的状态显示出来。
照明灯如下图2-4。
图2-4照明灯
2.4PLC的选择
统计组合机床PLC输入元器件、执行元器件及I/O点数:
输入部分
点数
动力头工作方式选择按钮SB
6
冷却泵选择开关SA
2
行程开关SQ
按钮SB
4
总计
18
输出部分
点数
接触器
12
总计
12
照明不需要接入PLC,只需要选择开关就可以。
所以选用FX2N―32MR加扩展单元FX2N―32ER,FX2N―32MR含有32个I/O点(16入,16出),FX2N―32ER为含有32点扩展单元。
2.5程序的设计
根据要求知需使左、右两动力头均要求快进→工进→快退的工作循环和可使左、右两动力头同时工作,也可进行单独调整。
故设计的流程图如下图2-5。
图2-5程序流程图
3I/O分配
因采用PLC控制,需分配其I/O点,它决定着系统如何工作。
输入地址号
信号名称
输出地址号
信号名称
I0.0
开始
Q0.0
主轴
I0.1
SQ1
Q0.1
I0.2
SQ2
Q0.2
I0.3
SQ3
Q0.3
I0.4
SQ4
Q0.4
I0.5
SQ5
Q0.5
X6
SQ6
Q0.6
Q0.7
夹紧
表3-1I/O口地址分配表
4PLCI/O接线图
5梯形图
6系统调试
安装GXDeveloper和西门子的仿真软件,建立一个新工程,将梯形图输入到工程中,完成后将其转换。
再启动梯形图逻辑测试,选择软元件测试,输入不同的软元件,改变其状态,观察输出的改变。
软元件的改变
输出的改变
X0=1,X1=0
Y0=1
X0=0,X1=1
Y1=1
X2=0
Y0=0,Y1=0
X3=1
Y5=1
X3=0
Y5=0
X7=1,X0=1,X1=0/X7=1,X0=0,X1=1
Y0=1,Y3=1/Y1=1,Y3=1
X4=1
Y2=1,Y3=0
X5=1
Y2=0,Y4=1,Y0=0/Y1=0
X6=0
Y4=0
X10=1
Y4=1
X11=1,X12=0
Y6=1
X11=0,X12=1
Y7=1
X13=1
Y6=0,Y7=0
X14=1
Y13=1
X20=1,X11=1,X12=0/X20=1,X11=0,X12=1
Y11=1,Y6=1/Y11=1,Y7=1
X15=1
Y10=1,Y11=0
X16=1
Y10=0,Y12=1,Y6=0/Y7=0
X17=0
Y12=0
X21=1
Y12=1
表6-1调试表格
7设计心得
通过这次PLC课程设计,我知道:
使机床与PLC结合,可以轻松的完成规定的工作,这可以很大程度的减小工人的工作和减小危险。
因为这一切都是有程序控制的,能够使机器严格按规律执行,而人工作的时候总会有一些错误发生,这些错误有可能引发危险。
和学别的学科一样,在学完PLC理论课程后我们做了课程设计,此次设计以分组的方式进行,每组有一个题目。
我做的是组合机床的组合机床的电气控制系统。
由于平时大家都是学理论,没有过实际开发设计的经验,拿到的时候都不知道怎么做。
但通过各方面的查资料并学习。
我基本学会了PLC设计的步聚和基本方法。
通过这次设计实践。
我学会了PLC的基本编程方法,对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。
在对理论的运用中,提高了我们的工程素质,在没有做实践设计以前,我对知道的撑握都是思想上的,对一些细节不加重视,当我把自己想出来的程序与到PLC中的时候,问题出现了,不是不能运行,就是运行的结果和要求的结果不相符合。
能过解决一个个在调试中出现的问题,我对PLC的理解得到加强,看到了实践与理论的差距。
通过此次课设,让我了解了plc梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的了解,也让我了解了关于PLC设计原理。
有很多设计理念来源于实际,从中找出最适合的设计方法。
最后,非常感谢老师的指导和同学们的帮助!
8参考文献
1.黄鹤汀.金属切削机床.上册.北京:
机械工业出版社,2000.5;
2.扬州惠乐机械装备有限公司(扬州组合机床厂)网站:
或者大连专用机床厂网站:
3.凌智勇.机床液压系统及故障维修.北京:
化学工业出版社,2007.7或者张群生.液压与气压传动.第2版.北京:
机械工业出版社,2008;
4.李向东.电气控制与PLC.北京:
机械工业出版社,2009.1
5.丁学恭.电器控制与PLC.浙江:
浙江大学出版社,2004.1或者其他“机床电气控制”类的图书资料
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