1551-四工位組合機床的電氣控制

1551-四工位組合機床的電氣控制,四工位,組合,機床,電氣控制 課程設(shè)計報告院： 機械工程學(xué)院 專業(yè)： 機械電子工程 班級： 0601 學(xué)號： 03 學(xué)生姓名： 童 海 峰 指導(dǎo)教師姓名： 吳晨曦 黃菊生 日期： 2009 年 6 月 08 日—6 月 19 日 設(shè)計題目：四工位組合機床控制系統(tǒng)設(shè)計目錄一.設(shè)計要求及任務(wù)二.進度安及完成時間三.四工位組合機床工作原理與過程分析四.程序控制方案五.PLC 的硬件接線圖，I/O 分配表，操作面板。六.電氣原理圖七.液壓控制圖八.相關(guān)元器件的選擇九.部分程序的分析十.心的體會參考資料 附件：程序一.設(shè)計要求及任務(wù)1.設(shè)計要求（1）用 PLC 進行控制；（2）單周期與手動兩種工作方式（3）能急停操作（4）程序調(diào)試。2.設(shè)計任務(wù)(1)分析工作原理與過程，程序控制方案；(2)繪制工作流程圖或順序功能圖；(3)繪制 PLC 的硬件接線圖及電氣原理圖，液壓控制圖；(4)相關(guān)元器件的計算與選型，制定明細表與 I/O 分配表；(5)編寫程序梯形圖或指令表；(6)編寫設(shè)計說明書。二.進度安及完成時間1.設(shè)計時間兩周，2009 年 06 月 08 日至 2009 年 06 月 19 日2.進度安排第 17 周：布置設(shè)計任務(wù)，查閱資料，熟悉設(shè)計任務(wù)，軟硬件設(shè)計。第 18 周：調(diào)試程序，整理資料，撰寫設(shè)計說明書。答辯，交設(shè)計作業(yè)。三.四工位組合機床工作原理與過程分析本機床對零件的進行鉆孔,擴孔,攻絲等工序的加工,采用回轉(zhuǎn)工作臺傳送零件,按照工藝流程分三個工位進行加工,并安排一個裝卸工位來裝卸工件.當用人工將一個工件安裝在夾具上,且三個加工工位的動力頭已加工完成,并退回到原位后,回轉(zhuǎn)工作臺自動微抬.抬起到位,回轉(zhuǎn)工作臺吊自動轉(zhuǎn)位.轉(zhuǎn)位到位后,自動定位夾緊.夾緊后,即向各工位發(fā)出向前主令,各工位動力頭按自己的程序進行加工.與此同時回轉(zhuǎn)機構(gòu)自動復(fù)位,為下次轉(zhuǎn)位做準備.各工位加工完成,向系統(tǒng)匯報完成信號.同時各工位動力頭自動退回原位,回到原位后,即向系統(tǒng)匯報原位信號.當所有工位動力頭都回到原位,裝卸工位又裝好了新的工件時,則系統(tǒng)又開始進行下一個循環(huán)的加工.各單機工作原理1. 回轉(zhuǎn)臺工作原理按下回轉(zhuǎn)臺工作按鈕后，電磁閥 S01 通電，使得回轉(zhuǎn)臺微抬，碰到行程開關(guān) SQ02，電磁閥 S01, S03 通電，回轉(zhuǎn)臺開始回轉(zhuǎn)，當碰到行程開關(guān) SQ03，電磁閥 S01, S03, S05 通電，使得回轉(zhuǎn)臺低回；離開行程開關(guān) SQ03 電磁閥 S01, S04, S05 通電，回轉(zhuǎn)臺反靠；碰到行程開關(guān) SQ04,電磁閥 S02 通電，回轉(zhuǎn)臺夾緊；當壓力繼電器 KP1 發(fā)出信號，電磁閥 S02, S06 通電，回轉(zhuǎn)臺脫離；碰到行程開關(guān) SQ05，電磁閥 S02, S04, S06 通電，回轉(zhuǎn)臺返回；碰到行程開關(guān) SQ01，回轉(zhuǎn)液壓缸返回原位等待下一次循環(huán)。2. 鉆孔工作原理按下鉆孔工作按鈕，電磁閥 S11, S13 通電，鉆孔工位快進；當碰到行程開關(guān) SQ12,電磁閥 S11,接觸器線圈 KM3 通電，鉆孔工位轉(zhuǎn)為工進，同時鉆孔電動機啟動；當碰到行程開關(guān) SQ13，電磁閥 S12, S13 通電，鉆孔工位快退；當碰到行程開關(guān) SQ11,接觸器線圈 KM3 斷電，鉆孔電動機停止，鉆孔工位返回到了原位。3. 擴孔工作原理當工作臺夾緊后，S05 、1DP 發(fā)出信號，電磁鐵 10YA 帶電，擴孔液壓桿快進，碰到行程開關(guān) S22，電磁鐵 13YA 帶電，液壓桿工進。碰到行程開關(guān)S23，10YA、 13YA 斷電，11YA 帶電，液壓桿快退。碰到 S21,11YA 斷電，擴孔工位回原位。4. 攻絲工作原理按下攻絲工作按鈕，電磁閥 S31 通電，攻絲工位快進；碰到行程開關(guān) SQ32,工位停止，接觸器線圈 KM5 通電，攻絲電動機正傳開始；碰到行程開關(guān)SQ33，接觸器線圈 KM6 通電，攻絲電動機反轉(zhuǎn)；碰到行程開關(guān) SQ34，攻絲電動機停止，電磁閥 S32 通電，工位快退；碰到行程開關(guān) SQ31,攻絲工位返回原位停止，等待下次循環(huán)。四.程序控制方案四工位機床的控制方案可以用下面的順序功能圖表示 五.PLC 的硬件接線圖，I/O 分配表，操作面板。1. PLC 的硬件接線圖KM6KM5KMKMAC220V緊急停車 微抬夾緊快速回轉(zhuǎn)反響定位慢回鉆孔快進鉆孔快退擴孔快進擴孔快退鉆孔工進擴孔工進攻絲快進攻絲快退攻絲正轉(zhuǎn)攻絲反轉(zhuǎn)負載電源KM KMFX2N-80MR-001X0 手動攻絲反轉(zhuǎn)X1 啟動 X2 快速回轉(zhuǎn)X3 反向開關(guān)X4 反靠開關(guān)X5 離合器開關(guān)X6 2DP 壓力繼電器 L X7 1DP 壓力繼電器X10 手動攻絲正轉(zhuǎn) N X11 工位原點X12 已快進 COM1X13 已工進 COM2 X14 手動攻絲快進X15 手動鉆孔快退 Y1X16 手動擴孔快進 Y2X17 手動擴孔工進Y3 X35 齒條原位X21 工位原點 Y4X22 已快進X23 已工進 Y5X24 手動X25 回原點 Y6X26 半自動X27 手動擴孔快退 Y7X30 停止X31 工位原點 Y10X32 已快進及正向攻絲X33 反向攻絲 Y11 X34 已快退X40 手動攻絲快退 Y12 X41 微抬X42 手動回轉(zhuǎn) Y13X43 手動反向X44 手動夾緊 Y20X45 手動返回X46 手動鉆孔快進 Y21X47 手動鉆孔工進 Y22COM Y232. I/O分配表輸入點 輸出點X1 啟動 Y1 微抬X2 快速回轉(zhuǎn) Y3 快速回轉(zhuǎn)X3 反向開關(guān) Y5 慢回X4 反靠開關(guān) Y4 反響定位X6 2DP 壓力繼電器 Y2 夾緊X5 離合器開關(guān) Y6 鉆孔快進X35 齒條原位 Y12 鉆孔工進X7 1DP 壓力繼電器 Y7 鉆孔快退X12 已快進 Y10 擴孔快進X13 已工進 Y13 擴孔工進X11 工位原點 Y11 擴孔快退X23 已工進 Y20 攻絲快進X21 工位原點 Y22 攻絲正轉(zhuǎn)X32 已快進及正向攻絲 Y23 攻絲反轉(zhuǎn)X33 反向攻絲 Y21 攻絲快退X34 已快退X31 工位原點X41 手動微抬X42 手動回轉(zhuǎn)X43 手動反向X44 手動夾緊X45 手動返回X46 手動鉆孔快進X47 手動鉆孔工進X15 手動鉆孔快退X16 手動擴孔快進X17 手動擴孔工進X27 手動擴孔快退X14 手動攻絲快進X10 手動攻絲正轉(zhuǎn)X0 手動攻絲反轉(zhuǎn)X40 手動攻絲快退X41 手動啟動開關(guān)X20 啟動X26 半自動X24 手動X25 回原點X30 停止3.操作面板操作面板手動半自動 回原點X41 X42 X45 X46 X47 X15 X16 微抬 回轉(zhuǎn) 返回 鉆孔快進 鉆孔工進 鉆孔快退 擴孔快進 X17 X27 X14 X10 X0 X40 X41 擴孔工進 擴孔快退 攻絲快進 攻絲正轉(zhuǎn) 攻絲反轉(zhuǎn) 攻絲快退 啟動 負載電源緊急停車六.電氣原理圖FU2M1 M2 M3FU1 FU3KM1 KM2 KM3FR1 FR2 FR3UVWL1L2L3380VU1 V1 W1 U3 V2 W2 U3 V3 W3U 1V 1W1 U 2V 2W2U 3V 3W3七.液壓控制圖八.相關(guān)元器件的選擇1：PLC 的選擇（要求：輸入點數(shù) 39 點、輸出點數(shù) 15 點、275 條程序指令） 選 FX2N-80MR-001 型號的 PLC。2：因為工作功率不是相差很大，故選擇三個型號相同的電機。所以熱繼電器、接觸器、和熔斷器額型號都相同。(1)電動機的選擇：估計液壓泵的功率：P=q*p=8*1440*80/60=15.5kw(1)熱繼電器的選擇：(2)接觸器的選擇：電動機名稱 M1 M2 M3電機型號 JQ2-64-4 JQ2-64-4 JQ2-64-4功率 17KW 17KW 17KW額定電流 32.9A 32.9A 32.9 A額定轉(zhuǎn)速 1460r/min 1460r/min 1460r/min額定效率 89% 89% 89%額定功率因素 0.88 0.88啟動電流/額定電流 7A 7A 7A啟動電流/額定電流 1.3A 1.3A 1.3A最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 2N.m 2N.m 2N.m熱繼電器名稱 FR1 FR2 FR3型號 LR1-D4053 LR1-D4053 LR1-D4053額定電流 40A 40A 40A熱元件號（規(guī)格數(shù)） 2 種 2 種 2 種電流調(diào)節(jié)范圍 23—40A 23—40A 23—40A接觸器名稱 KM1 KM2 KM3(3)熔斷器的選擇：3：液壓元器件的選擇吸油過濾器 YCX 型箱外自封式過濾器限壓式變量泵 YBP 型 10MPa直通式單向閥 AD 型直通式單向閥減壓閥 YJF3 溢流減壓閥順序閥 X2F 直控式順序閥溢流閥 YF 溢流閥三位五通電磁換向閥 DSG 型兩位四通電磁換向閥 DSG 型液壓缸 C—LA—1—125—C—中壓—R型號 B65 B65 B65約定發(fā)熱電流 80A 80A 80A額定工作電壓 380V 380V 380V額定工作電流 65A 65A 65A熔斷器的名稱 FU1 FU2 FU3型號 NT1 NT1 NT1額定電壓 500V 500V 500V額定電流 250A 250A 250A九. 部分程序的分析初始化程序：該系的初始化程序用來設(shè)置初始狀態(tài)位置和原點位置條件.IST 指令中 S20和 S53 用來指定在自動操作中用到的最低和最高狀態(tài)的狀態(tài)繼電器元件。 IST中的源程序操作數(shù)可以取 X.Y 和 M，梯形圖中 M30 用來指定與工作方式有關(guān)的輔助繼電器首元件，它實際上指定了 M30---M37 具有以下意義：M30(X24):手動M31(X25):回原點M32(M8000):單步M33(X28)：單周期（半自動）M34(M8000)：連續(xù)運行（全自動）M35(X20):回原點起動M36(X20): 自動操作起動M37(X30):停止相應(yīng)的工作方式由 X24、X25、X28 來確定。X24、X25 、X28 是由一個三個觸點的轉(zhuǎn)換開關(guān)來實現(xiàn)的。同時只能有一個工作方式。IST 指令的執(zhí)行條件滿足時，初始狀態(tài)繼電器 S0—S2 和下列特殊輔助繼電器被自動指定為以下功能，以后使用 IST 指令的執(zhí)行條件變?yōu)?OFF 時，這些元件的功能仍保持不變：M8040: 禁止轉(zhuǎn)換M8041: 轉(zhuǎn)換起動（從初始狀態(tài)的轉(zhuǎn)換被允許）M8042：起動脈沖（按下啟動按鈕時的脈沖輸出）M8043: 回原點完成M8044：原點條件M8047：STL 監(jiān)控有效S0： 手動操作的初始轉(zhuǎn)太繼電器S1: 回原點操作的初始狀態(tài)繼電器S2: 自動操作的初始狀態(tài)繼電器如果改變了當前選擇的工作方式，在“回原點完成”標志變?yōu)?ON 之前，所有的輸出繼電器將變?yōu)?OFF。十.心得體會2009 年 06 月 08 日至 2009 年 06 月 19 日，我們進行了為期二周的課程設(shè)計。通過這次課程設(shè)計，我拓寬了知識面，鍛煉了能力，綜合素質(zhì)得到較大提高。安排課程設(shè)計的基本目的，在于通過理論與實際的結(jié)合、人與人的溝通，進一步提高思想覺悟。尤其是觀察、分析和解決問題的實際工作能力，以便培養(yǎng)成為能夠主動適應(yīng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要的高素質(zhì)的復(fù)合型人才。作為整個學(xué)習(xí)體系的有機組成部分，課程設(shè)計雖然安排在二周進行，但并不具有絕對獨立的意義。它的一個重要功能，在于運用學(xué)習(xí)成果，檢驗學(xué)習(xí)成果。運用學(xué)習(xí)成果，把課堂上學(xué)到的系統(tǒng)化的理論知識，嘗試性地應(yīng)用于實際設(shè)計工作，并從理論的高度對設(shè)計工作的現(xiàn)代化提出一些有針對性的建議和設(shè)想。檢驗學(xué)習(xí)成果，看一看課堂學(xué)習(xí)與實際工作到底有多大距離，并通過綜合分析，找出學(xué)習(xí)中存在的不足，以便為完善學(xué)習(xí)計劃，改變學(xué)習(xí)內(nèi)容與方法提供實踐依據(jù)。對我們計算機專業(yè)的本科生來說，實際能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，而這種實際能力的培養(yǎng)單靠課堂教學(xué)是遠遠不夠的，必須從課堂走向?qū)嵺`。這也是一次預(yù)演和準備畢業(yè)設(shè)計工作。通過課程設(shè)計，讓我們找出自身狀況與實際需要的差距，并在以后的學(xué)習(xí)期間及時補充相關(guān)知識，為求職與正式工作做好充分的知識、能力準備，從而縮短從校園走向社會的心理轉(zhuǎn)型期。課程設(shè)計促進了我系人才培養(yǎng)計劃的完善和課程設(shè)置的調(diào)整。近年來，我系為適應(yīng)學(xué)生的實踐需要陸續(xù)增設(shè)與調(diào)整了一系列課程，受到同學(xué)的歡迎，其中這次的設(shè)計很受同學(xué)們的喜歡。課程設(shè)計達到了專業(yè)學(xué)習(xí)的預(yù)期目的。在一個星期的課程設(shè)計之后，我們普遍感到不僅實際動手能力有所提高，更重要的是通過對軟件開發(fā)流程的了解，進一步激發(fā)了我們對專業(yè)知識的興趣，并能夠結(jié)合實際存在的問題在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)進行更深入的學(xué)習(xí)。參考資料：（1）：可編程控制器原理與應(yīng)用 2006 年 8 月第 1 版 主編：范次猛 北京理工大學(xué)出版社（2）：可編程控制器原理與應(yīng)用 2005 年 1 月第 1 版 王立權(quán)、王宗義、王淑鈞、徐景編 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社（3）：工廠常用電氣手冊（下冊） 1986 年 5 月第 1 版 水利電力出版社（4）：FX 系列 PLC 編程及應(yīng)用 2008 年 4 月第 1 版 主編:廖常初 機械工業(yè)出版社（5）：組合機床設(shè)計（第三冊 電氣部分） 1976 年 3 月第 1 版 機械工業(yè)出版社（6）：液壓與氣動技術(shù) 2006 年 9 月第 1 版主編：杜來林 北京大學(xué)出版社（7）：液壓系統(tǒng)設(shè)計圖集 2003 年 8 月第 1 版主編：周士昌 機械工業(yè)出版社附件：