四工位組合機(jī)床PLC電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

目錄TOC\o"1-2"\h\u22541第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)與調(diào)研 第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)與調(diào)研1、畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)設(shè)計(jì)一臺由雙面鉆床、雙面銑床組合夾緊放松，在一次半自動循環(huán)中，工件經(jīng)過鉆、銑兩個工位進(jìn)行加工，兩個工位各完成一道加工工序，在加工而成的較型殼體零件的粗加工為對象的四工位組合機(jī)床的PLC電氣控制系統(tǒng)。2、設(shè)計(jì)的思路、方法設(shè)計(jì)思路,依托電工實(shí)訓(xùn)中心和自動化設(shè)備維修實(shí)訓(xùn)中心的鉆床、銑床、PLC等實(shí)訓(xùn)設(shè)備，充分運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識和實(shí)踐技能，詳細(xì)制定設(shè)計(jì)方案和階段進(jìn)度計(jì)劃，通過程序設(shè)計(jì)、模擬調(diào)試，建立正確的設(shè)計(jì)思路，掌握正確的設(shè)計(jì)方法，修訂完善，設(shè)計(jì)出能實(shí)現(xiàn)銑、鉆雙面四工位加工系統(tǒng)功能的組合機(jī)床PLC電氣控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)方法，利用文獻(xiàn)檢索、圖書館借閱、手冊查詢、設(shè)備選型、PLC編程、PLC實(shí)訓(xùn)室程序調(diào)試;分析工藝與控制流程、分析控制要求與方式、分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則和方法、確定PLC輸入輸出設(shè)備和I/O點(diǎn)數(shù)及選擇PLC機(jī)型、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件程序設(shè)計(jì)、繪制控制系統(tǒng)接線圖、電器元件的選擇、程序調(diào)試。3、本課題相關(guān)的資料圖1-1四工位組合機(jī)床圖1-2四工位組合機(jī)床示意圖工作臺2.主軸3.夾具4.上料機(jī)械手5.進(jìn)料器6.下料機(jī)械手4、調(diào)研的目的和總結(jié)4．1調(diào)研的目的起初的組合機(jī)床于1911年在美國制成，用于加工汽車零件。1953年，美國福特汽車公司和通用汽車公司與美國機(jī)床制造廠協(xié)商，確定了組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則。初期，各機(jī)床制造廠都有各自的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。為了提高不同制造廠的通用部件的互換性，便于用戶使用和維修。1973年，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）公布了第一批組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)。1975年，中國第一機(jī)械工業(yè)部頒布了中國的第一批組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)。二十世紀(jì)70年代以來，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測和刀具自動補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展，組合機(jī)床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達(dá)0.05毫米／1000毫米，表面粗糙度可低達(dá)2.5～0.63微米；鏜孔精度可達(dá)IT7～6級，孔距精度可達(dá)O.03～O.02微米。專用機(jī)床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來的。在專用機(jī)床中某些部件因重復(fù)使用，逐步發(fā)展成為通用部件，因而產(chǎn)生了組合機(jī)床。組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計(jì)和制造周期。因此，組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。組合機(jī)床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時(shí)，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和刀具與工件的相對進(jìn)給運(yùn)動，來實(shí)現(xiàn)鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機(jī)床采用車削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進(jìn)給運(yùn)動，也可實(shí)現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類零件(如飛輪、汽車后橋半軸等)的外圓和端面加工。組合機(jī)床的通用部件按功能分為動力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件5類。動力部件為機(jī)床提供主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動，主要有動力箱（將電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞給主軸箱）、切削頭（裝在各個主軸上，用于各單一工序的加工）、動力滑臺（用于安裝動力箱或切削頭，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動）；支承部件用以安裝動力滑臺，包括各種底座和支架；輸運(yùn)部件用以輸送工件或主軸箱至加工工位；控制部件用以控制機(jī)床的自動工作循環(huán)；輔助部件包括潤滑、冷卻和排屑裝置等。根據(jù)配置型式，組合機(jī)床可分為單工位和多工位兩大類。其中單工位組合機(jī)床按被加工面的數(shù)量又有單面、雙面、三面和四面4種，通常只能對各個加工部位同時(shí)進(jìn)行一次加工；多工位組合機(jī)床則有回轉(zhuǎn)工作臺式、往復(fù)工作臺式、中長立柱式和回轉(zhuǎn)鼓輪式4種，能對加工部位進(jìn)行多次加工?？刂撇考怯靡钥刂茩C(jī)床的自動工作循環(huán)的部件，有液壓站、電氣柜和操縱臺等。輔助部件有潤滑裝置、冷卻裝置和排屑裝置等。4．2總結(jié)4．2．1組合機(jī)床的發(fā)展為了使組合機(jī)床能在中小批量生產(chǎn)中得到應(yīng)用，往往需要應(yīng)用成組技術(shù)，把結(jié)構(gòu)和工藝相似的零件集中在一臺組合機(jī)床上加工，以提高機(jī)床的利用率。這類機(jī)床常見的有兩種，可換主軸箱式組合機(jī)床和轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床。組合機(jī)床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動機(jī)和滾珠絲杠等傳動，以簡化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。4.2．2工藝范圍組合機(jī)床一般可完成的工藝范圍有：銑平面、刮平面、車端面、車錐面、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、倒角、切槽、以及加工螺紋、滾壓、拉削、磨削、拋光等。第二部分設(shè)計(jì)說明1、理論分析組合機(jī)床及其自動線在當(dāng)今機(jī)械制造業(yè)中扮演著越來越重要的角色，其技術(shù)性能和綜合自動化水平在很大程度上決定著相關(guān)部門的發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的以繼電器控制為基礎(chǔ)的組合機(jī)床愈加與先進(jìn)生產(chǎn)力不相適應(yīng)，在這種情況下，可編程序控制技術(shù)以其靈活性好，可靠性高，通用性強(qiáng)，逐漸取代了繼電器控制方式，成為當(dāng)代工業(yè)控制的主要發(fā)展方向。本論文詳細(xì)敘述了組合機(jī)床的PLC控制接線圖、PLC控制程序、電氣控制系統(tǒng)圖、電氣安裝布置圖,并根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行要求，確定了機(jī)床及控制系統(tǒng)的元件型號，作出了PLC接線圖。軟件設(shè)計(jì)分別可做半自動循環(huán)和手動調(diào)整兩種工作方式，對鉆、銑兩個雙工位的PLC控制進(jìn)行了敘述，完成了各工作方式下的電氣控制系統(tǒng)圖、電氣安裝布置圖、PLC控制接線圖、PLC控制程序。組合機(jī)床和自動線作為機(jī)電一體化產(chǎn)品，是控制驅(qū)動、測量、監(jiān)控、刀具和機(jī)械組件等技術(shù)的綜合反映，其技術(shù)性能和綜合自動化水平，在很大程度上決定了這些工業(yè)部門產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)組織的結(jié)構(gòu)，工廠組合機(jī)床及其自動線控制系統(tǒng)中傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)正逐漸被PLC控制系統(tǒng)所取代。使PLC控制系統(tǒng)性能更高、速度更快、容量更大；在模擬量控制方面，除了專門用于模擬量閉環(huán)控制的PID指令和只能PID模塊，某些PLC還具有模擬量模糊控制、自適應(yīng)、參數(shù)自整定功能，使調(diào)節(jié)時(shí)間減少，控制精度提高；用于監(jiān)控、管理、和編程的人機(jī)接口和圖形工作站的功能日益增強(qiáng)；可編程序控制器進(jìn)一步微型化，并且功能也不斷增強(qiáng)；與個人計(jì)算機(jī)、集散控制系統(tǒng)、CNC等融合，提高了性價(jià)比和通用性，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的運(yùn)算、處理和分析能力，完善了控制功能，并且使系統(tǒng)顯示操作集中、人機(jī)界面友好、安裝調(diào)試方便、運(yùn)行可靠；智能型I/O子系統(tǒng)的開發(fā)，簡化了某些控制領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和編程，提高了可編程序控制器的適應(yīng)性和可靠性；與現(xiàn)場總線相結(jié)合，使得操作員可以在中央控制室實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，還可以通過現(xiàn)場設(shè)備的自診斷功能預(yù)測故障和尋找故障點(diǎn)；基本上已實(shí)現(xiàn)通信聯(lián)網(wǎng)能力，通過將PLC作為下位機(jī)，與上位機(jī)和同級的PLC進(jìn)行通信，完成數(shù)據(jù)的處理和信息的交換，實(shí)現(xiàn)了對整個生產(chǎn)過程的信息控制和管理?，F(xiàn)在，PLC、CAD/CAM、工業(yè)機(jī)器人已成為工業(yè)自動化的三大支柱，工業(yè)控制自動化技術(shù)作為20世紀(jì)現(xiàn)代制造領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，主要是解決生產(chǎn)效率與一致性問題，雖然自動化系統(tǒng)本身并不直接創(chuàng)造效益，但它對企業(yè)生產(chǎn)過程有明顯的提升作用。我國工業(yè)控制自動化的發(fā)展道路，大多是在引進(jìn)成套設(shè)備的同時(shí)進(jìn)行消化吸收，然后進(jìn)行二次開發(fā)和應(yīng)用。目前我國工業(yè)控制自動化技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用都有了很大的發(fā)展，工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)行業(yè)已經(jīng)形成。

隨著科學(xué)技術(shù)和社會生產(chǎn)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品的形狀和結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，對零件加工質(zhì)量的要越來越高，由于產(chǎn)品改型頻繁，目前在一般機(jī)械加工中，單件、小批量的產(chǎn)品約占70%～90%。為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量，提高生產(chǎn)率和降低成本，要求組合機(jī)床及其自動線不僅要具有較好的通用性和靈活性，而且加工過程實(shí)現(xiàn)自動化。組合機(jī)床是針對某些特定工件,按特定工序進(jìn)行批量加工的專用設(shè)備。隨著PLC的廣泛應(yīng)用和機(jī)床電控技術(shù)的不斷發(fā)展,利用PLC實(shí)現(xiàn)對組合機(jī)床的自動控制,無疑是今后的發(fā)展方向,而針對這種控制的PLC程序設(shè)計(jì)也顯得尤為重要。這種控制屬于順序邏輯控制,有多種編程方法與語言可供選擇。2、設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)一臺由雙面鉆床、雙面銑床組合夾緊放松，在一次半自動循環(huán)中，工件經(jīng)過鉆、銑兩個工位進(jìn)行加工，兩個工位各完成一道加工工序，在加工而成的較型殼體零件的粗加工為對象的四工位組合機(jī)床的PLC電氣控制系統(tǒng)。組合機(jī)床為臥式，工作臺設(shè)置為液壓滑動力，四個工位工作臺的電機(jī)采用行程控制和液壓傳動，可做半自動循環(huán)和手動調(diào)整，工件的夾緊與放松，采用具有油路失真緊松功能的液壓控制系統(tǒng)，被加工零件可過程中每個工位能夠相互協(xié)調(diào)；電動機(jī)之間的配合與聯(lián)鎖必須符合雙面鉆床、雙面銑床組合機(jī)床的工藝要求。在操作時(shí)，工件的夾緊與放松銑前要求工件快進(jìn)，到規(guī)定位置進(jìn)工件的夾緊與放松加工；工件的夾緊與放松完成后第二次快進(jìn)，到規(guī)定位置后第二次進(jìn)至停留。此時(shí)鉆頭以快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)的工藝流程對工件鉆削，鉆削完成后必須在兩鉆頭全部退回原位，鉆頭確實(shí)已離開工件后才允許工作臺快速退回。控制回路除了電氣基本保護(hù)外，還應(yīng)設(shè)置“電隔離保護(hù)”，以提高安全性。機(jī)床電氣控制系統(tǒng)應(yīng)能滿足半自動循環(huán)加工工藝和手動調(diào)整工藝的需要。各電動機(jī)和工作臺的運(yùn)動在工藝上都應(yīng)具備必要的配合和聯(lián)鎖。本系統(tǒng)指示燈電路電壓為交流6.3V；電壓24V，直流控制電路為橋式全波整流；控制電路電壓為110V；主電路供電電壓為交流380V。進(jìn)行PLC硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮必要的硬件聯(lián)鎖及不同電壓種類和等級的分組。3、設(shè)計(jì)過程機(jī)床的主電路由7臺Y系列三相交流異步電動機(jī)及控制元器件組合而成，由于各電動機(jī)均在7kw以下，允許采用直接起運(yùn)控制。液壓工作臺通過模擬調(diào)試，調(diào)試時(shí)可采用模擬調(diào)試開關(guān)板和燈泡進(jìn)行，調(diào)試時(shí)應(yīng)有必要的記錄。兩鉆和兩銑組合機(jī)床是由雙面鉆床、雙面銑床組合而成，具體加工對象是對較大型殼體零件的粗加工。設(shè)計(jì)一臺由雙面鉆床、雙面銑床組合夾緊放松，在一次半自動循環(huán)中，工件經(jīng)過鉆、銑兩個工位進(jìn)行加工，兩個工位各完成一道加工工序，在加工而成的較型殼體零件的粗加工為對象的四工位組合機(jī)床的PLC電氣控制系統(tǒng)。組合機(jī)床為臥式，工作臺設(shè)置為液壓滑動力，四個工位工作臺的電機(jī)采用行程控制和液壓傳動，可做半自動循環(huán)和手動調(diào)整，工件的夾緊與放松，采用具有油路失真緊松功能的液壓控制系統(tǒng)，在加工零件過程中每個工位能夠相互協(xié)調(diào)，兩個工位各完成一道加工工序。第一工位為雙面銑床，左右兩個銑頭安裝在工作臺的兩邊，銑刀作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，在工作臺由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)對夾緊在工作臺上的工作銑削加工。第二工位為雙面鉆床，由左右兩個鉆頭箱構(gòu)成，鉆孔過程分為兩個工步。雙銑頭銑削后，工作臺攜夾緊的工件繼續(xù)前進(jìn)至死擋鐵停止。此時(shí)工作臺不動，左右鉆頭箱各兩臺電動機(jī)先由快速進(jìn)給電動機(jī)進(jìn)行空操作的快進(jìn)，繼而快進(jìn)電動機(jī)斷電并由電磁制動器制動，鉆頭電動機(jī)得電，對夾緊固定在工作臺上的工件進(jìn)行工進(jìn)鉆削，加工完畢后鉆頭電動機(jī)斷電，快速電動機(jī)反相序得電，電磁制動器松開制動，電動機(jī)反轉(zhuǎn)帶動鉆頭箱快速退回。只有當(dāng)左、右鉆頭箱全部退到原位后，才允許液壓工作臺快速退回原位。液壓工作臺快速退回原位后，工人松開并卸下工件后，進(jìn)行第二個殼體零件的加工，整個控制系統(tǒng)采用行程和壓力控制。被加工零件的夾緊（放松）由具有油路失電夾緊功能的液壓控制系統(tǒng)完成。手動調(diào)整的特點(diǎn)是按住某個調(diào)整按鈕后，系統(tǒng)相關(guān)環(huán)節(jié)動作，松開后關(guān)斷。組合機(jī)床工藝流程(如圖2-1所示)。雙面二工位銑鉆組合機(jī)床采用機(jī)械、液壓、電氣相結(jié)合的控制方式。其中機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)床的基礎(chǔ)，液壓控制保證了工作臺的進(jìn)給和被加工工件的夾緊放松，電氣控制設(shè)計(jì)起著神經(jīng)中樞的作用。使機(jī)械、液壓、電氣結(jié)合成為可能。液壓控制回路電磁閥及壓力繼電器動作表如表2-1a所示。SQ4（SQ7）SQ4（SQ7）原位2SP·3SP·4SP鉆頭箱快退SQ5（SQ8）SQ6·SQ9滑臺快退鉆頭工進(jìn)鉆削鉆頭箱快進(jìn)滑臺工進(jìn)Ⅱ滑臺快進(jìn)Ⅱ滑臺快進(jìn)ⅠSQ10圖2-1組合機(jī)床工藝流程圖表2-1

液壓控制回路電磁閥及壓力繼電器動作表元件工步1YV2YV3YV4YV5YV6YV7YV8YV1SP2SP3SP原位工件夾緊++-+--++滑臺快進(jìn)Ⅰ+-+++-+--++滑臺工進(jìn)Ⅰ+--++-+-+++滑臺快進(jìn)Ⅱ+-+++-+--++滑臺工進(jìn)Ⅱ+--++-+-+++死擋鐵+--++-+--++滑臺快退-+-++-+--++工件松開+-+-+4、雙面二工位銑鉆組合機(jī)床電動機(jī)及控制方式根據(jù)大型殼體零件加工要求，雙面鉆床、雙面銑床組合機(jī)床需要配置床身、左右銑削頭、移動工作臺、夾具、左右鉆頭箱、中間底座8個部分。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，組合機(jī)床工作臺設(shè)置為液壓滑動力，采用行程控制和液壓傳動，可做半自動循環(huán)和手動調(diào)整，工件的夾緊與放松，采用具有油路失真緊松功能的液壓控制系統(tǒng)，被加工零件可過程中每個工位能夠相互協(xié)調(diào)；總計(jì)設(shè)置7臺電動機(jī)。（1）液壓泵電動機(jī)M1

液壓泵采用連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)工作方式，電動機(jī)M1的控制方式為單向連續(xù)工作制。液壓泵電動機(jī)輕載起動，且只有4kW，可直接全壓起動。用一只交流接觸器來控制液壓泵電動機(jī)M1，設(shè)為KM1。（2）左右銑削頭電動機(jī)M2、M3

由于左、右銑削頭電動機(jī)起動時(shí)，銑削頭尚未銑削，屬空載，故可直接全壓起動，各用一只交流接觸器對左右銑削頭電動機(jī)M2、M3進(jìn)行單向連續(xù)運(yùn)行控制，設(shè)為KM2、KM3。（3）左、右鉆頭電動機(jī)M5、M7

當(dāng)M5、M7起動時(shí)，鉆削頭尚未鉆削，屬空載起動，設(shè)置起動方式為直接全壓起動，各用一只交流接觸器控制。設(shè)為KM6、KM9。（4）左、右鉆頭箱快速進(jìn)給電動機(jī)M4、M6

左、右鉆頭箱快速進(jìn)給電動機(jī)M4、M6的功率只有1.1kW，但必須滿足鉆頭箱的快進(jìn)、快退要求，電動機(jī)須設(shè)置正反向控制，每臺電動機(jī)設(shè)置兩個交流接觸器。左鉆頭箱快速電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)接觸器設(shè)為KM4、KM5；右鉆頭箱快速電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)接觸器設(shè)為KM7、KM8。由于M4、M6電動機(jī)都有制動要求，故分別設(shè)置兩只電磁制動器1YB、2YB。電磁制動器為斷電制動型，鉆頭箱快進(jìn)時(shí)得電松開，快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)斷電制動，快退時(shí)得電松開，回到原位時(shí)制動。雙面二工位銑鉆組合機(jī)床配置的電動機(jī)均在7kW以下，滿足電動機(jī)直接起動的要求，可采用直接起動，除鉆頭箱快速進(jìn)給電動機(jī)有正反向控制的要求外，其余電動機(jī)均為單方向起停控制。考慮到短路保護(hù)、過載保護(hù)、零電壓和欠電壓保護(hù)等電氣控制電路的基本保護(hù)。在圖3-1中，設(shè)置自動空氣斷路器QF為雙面二工位銑鉆組合機(jī)床電源開關(guān)，電源開關(guān)本身具有短路和過載的保護(hù)功能，使控制系統(tǒng)形成雙重保護(hù)，F(xiàn)U1~FU8為各電動機(jī)短路保護(hù)用熔斷器。FR1~FR7為各電動機(jī)過載保護(hù)用熱繼電器，零壓和欠壓保護(hù)通過電動機(jī)電源接觸器KM1~KM9的電磁機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。5.雙面鉆床、雙面銑床組合機(jī)床PLC原則、方法、控制要求PLC在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用和設(shè)計(jì)的具體做法就是選用合適的PLC機(jī)型，在了解設(shè)備的控制要求，確定了被控對象和元件之間的邏輯控制關(guān)系后，把PLC的各種指令進(jìn)行組合嵌套，利用各種控制結(jié)果及邏輯關(guān)系，完成信號相互傳遞、聯(lián)鎖、轉(zhuǎn)換等邏輯控制，設(shè)計(jì)也PLC控制系統(tǒng)梯形圖。然后將PLC與現(xiàn)場必要的外圍設(shè)備連起來，構(gòu)成一個硬件系統(tǒng)，寫入編制好的用戶程序，對生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)被控對象的工藝要求。PLC不但可以直接把電器元件接在I/O端，而且還有很強(qiáng)的驅(qū)動能力?？芍苯域?qū)動接觸器和電磁閥等執(zhí)行元件工作，在工業(yè)控制中具有廣泛的通用性。利用PLC的強(qiáng)大的指令系統(tǒng)和靈活的編程方法，可使設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)非常方便，PLC控制的軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)可同時(shí)進(jìn)行。5.1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則和方法對于電氣控制設(shè)備，任何PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都是在控制方式和電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)確定以后進(jìn)行的，是設(shè)備控制要求和工藝流程的具體化。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循以下原則：（1）應(yīng)最大限度地滿足生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求，并能根據(jù)需要方便地進(jìn)行修改。（2）整個PLC控制系統(tǒng)及控制電路安全可靠，簡單，具有較高的性能價(jià)格比。（3）合理地選擇PLC機(jī)型及電器元件。（4）容易掌握，便于操作和維修。5．2雙面二工位銑鉆組合機(jī)床PLC控制系統(tǒng)的控制要求（1）機(jī)床開始工作時(shí)，首先起動液壓泵電動機(jī)M1，且每次工作循環(huán)結(jié)束時(shí)M1并不停止；（2）機(jī)床具有半自動循環(huán)和手動調(diào)整兩種工作方式。兩種工作方式由方式選擇開關(guān)SA2切換，SA2-1為半自動循環(huán)，SA2-2為手動調(diào)整；（3）能實(shí)現(xiàn)半自動循環(huán)工藝流程；（4）能用按鈕實(shí)現(xiàn)工作臺、電動機(jī)、電磁閥等所有功能的點(diǎn)動調(diào)整；（5）進(jìn)行“電氣隔離”及必須的電路基本保護(hù)；（6）設(shè)置照明燈及必要的工作批示燈。6.雙面二工位銑鉆組合機(jī)床PLC硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.1控制電源的設(shè)計(jì)

為了在設(shè)計(jì)中符合“電隔離保護(hù)”的技術(shù)要求，在雙面二工位銑鉆組合機(jī)床PLC控制系統(tǒng)中設(shè)置了控制變壓器TC。TC的一次側(cè)為交流380V周到次側(cè)為交流電110V；28V（整流后24V）；36V和6.3V四個軸頭。其中交流110V電壓提供給接觸器KM1-KM9；直流24V電壓提供給電磁閥線圈1YV-8YV以及電磁制動器1YB、2YB；36V提供給照明燈EL；交流6.3V提供給按鈕指示燈半自動循環(huán)指示燈、手動狀態(tài)指示燈等。由于電磁閥線圈是電感性負(fù)載，自身有濾波作用，故整流電路中不再設(shè)置濾波電容。整流采用全波整流形式，控制電源電路如圖3-3所示。6．2液壓泵電動機(jī)控制電路液壓泵電動機(jī)控制電路不進(jìn)PLC控制程序，由于組合機(jī)床采用液壓傳動，所以一旦液壓泵電動機(jī)失電，加工過程應(yīng)立即自動停止，PLC斷電。考慮到PLC的調(diào)試及液壓泵電動機(jī)的點(diǎn)動調(diào)整，液壓泵電動機(jī)控制回路設(shè)置SA、SA1兩個手動開關(guān)，具體電路如圖3-2所示。6．3照明及顯示電路設(shè)計(jì)照明燈EL1、EL2采用交流36V安全電壓供電，受各自的燈開關(guān)控制。

SB1-SB21的按鈕指示燈采用交流6.3V電壓，當(dāng)合上QF以后即被點(diǎn)亮半自動循環(huán)狀態(tài)指示燈HL1和手動狀態(tài)指示燈HL2也由交流6.3V供電，控制中可根據(jù)相關(guān)程序點(diǎn)亮。6．4PLC輸入/輸出接線端子外接線圖PLC輸入端子外電路共接33個輸入點(diǎn)，分別連接旋鈕、按鈕、行程開關(guān)壓力繼電器等主令元件及檢測元件，電源由PLC內(nèi)部提供。輸出端子外電路按執(zhí)行電器的電源類別分別組成不同的端子組，公用端子COM端加裝熔斷器作短路保護(hù)，必要時(shí)可并聯(lián)放電二極管以利PLC輸出繼電器觸點(diǎn)的來弧。PLC的電源進(jìn)線串入液壓泵電動機(jī)的電源接觸器KM1的輔助觸點(diǎn)進(jìn)行順序控制及欠壓和零壓保護(hù)，并聯(lián)的SA1可以在調(diào)試時(shí)不起動液壓泵電動機(jī)也能讓PLC受電工作。PLC輸入/輸出接線端子外接線電路如圖3-3所示；零壓保護(hù)，并聯(lián)的SA1可以在調(diào)試時(shí)不起動液壓泵電動機(jī)也能讓PLC受電工作；PLC輸入/輸出接線端子外接線電路如圖3-3所示。雙面二工位銑鉆組合機(jī)床電器元件與PLC軟繼電器數(shù)據(jù)選型對照表如表3-1b所示。第三部分設(shè)計(jì)成果1．設(shè)計(jì)成果圖3-1控制電源電路圖3-2PLC輸入/輸出接線端子外接線電路圖3-3PLC輸入/輸出接線端子外接線電路

圖2-4雙面二工位組合機(jī)床的PLC控制系統(tǒng)程序功能表圖2.作品特點(diǎn)2.1四工位組合機(jī)床優(yōu)點(diǎn)：（1）承載能力大，液壓傳動易于獲得很大的力和轉(zhuǎn)鉅，因此，廣泛用于壓制機(jī)、隧道掘進(jìn)機(jī)等；（2）傳動平穩(wěn)，在液壓傳動裝置中由于油液的壓縮量小，在通常壓力下可以認(rèn)為不可壓縮，依靠油液的連續(xù)流動進(jìn)行傳動有葉，油液有吸振能力，在油路中還可以設(shè)置液壓緩沖裝置，是傳動十分平穩(wěn)，別于實(shí)現(xiàn)頻繁的換向；（3）質(zhì)量體積小，液壓傳動與機(jī)械、電力等傳動方式相比，在輸出同樣功率的條件下，體積和質(zhì)量可以減少很多，因此，習(xí)慣性小、動作靈敏這對液壓仿形、液壓自動控制和要求減輕質(zhì)量的機(jī)器來說是特別重要的；（4）液壓元件能夠自動潤滑，由于采用液壓油作為工作介質(zhì)，使液壓傳動裝置能自動潤滑，因此元件的使用壽命較長；（5）操作簡單，調(diào)整控制方便，易于實(shí)現(xiàn)自動化。特別是和機(jī)、電聯(lián)合使用時(shí)，能方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動工作循環(huán)。（1）液壓系統(tǒng)便于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，使用安全、可靠。由于各液壓元件中的運(yùn)動件均在油液中工作，能自行潤滑，故元件的使用壽命長。（1）液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造、維修和推廣使用。2.2液壓傳動的缺點(diǎn)：（1）油的泄漏和液體的可壓縮性會影響執(zhí)行元件運(yùn)動的準(zhǔn)確性，故無法保證嚴(yán)格的傳動比。（2）對油溫的變化比較敏感，不宜在很高或很低的溫度條件下工作。（3）能量損失較大，傳動效率較低，也不適宜作遠(yuǎn)距離傳動。（4）系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，不易查找原因。（5）液壓元件制造精密度要求高，由于元件的技術(shù)要求高和張佩比較困難使用維護(hù)比較嚴(yán)格。表3-1b

組合機(jī)床器件對照表電動機(jī)的選擇名稱型號功率（KW）轉(zhuǎn)速（r/min）電流（A）電壓（V）個數(shù)（臺）液壓泵電動機(jī)M1Y112M-4414408.83801左右銑削電動機(jī)M2M3Y132S-45.5144015.43802左右鉆頭進(jìn)給箱電動機(jī)M4M61.114402.73802左右鉆頭電動機(jī)M5M7Y100L-4314206.83802接線端子的選擇：名稱型號電壓電流標(biāo)記座端蓋主回路接線端子TZ1-4038040TZ1-40BTZ1-10B控制回路端子TZ1-1038010TZ1-40GTZ1-10G交流接觸器的選擇：名稱型號電流（A）吸引線圈電壓（V）消耗功率（VA）個數(shù)（個）液壓泵電動機(jī)M1的交流接觸器CJXI-12（3TB41）12110221左右銑削電動機(jī)M2M3的交流接觸器CJX1-22（3TB43）22110322左右鉆頭進(jìn)給箱電動機(jī)M4M6的交流接觸器CJX1-9（3TB40）9110114左右鉆頭電動機(jī)M5M7的交流接觸器CJXI-12（3TB41）12110222左右鉆頭電動機(jī)M5M7的交流接觸器CJXI-12（3TB41）12110222導(dǎo)線的選擇：名稱型號截面積（mm2）環(huán)境溫度（℃）電壓（V）準(zhǔn)許載流值（A）實(shí)際載流值（A）主回路的電線BVR-49/0.5210403805728.5控制回路電線BVR-7/0.43140380147熔斷器的選擇：名稱型號熔體最大電流（A）個數(shù)（臺）液壓泵電動機(jī)M1熔斷器RL1-60253左右銑削電動機(jī)M2M3熔斷器RL1-60406左右鉆頭快進(jìn)電動機(jī)M5M7熔斷器RL41-15106左右鉆頭電動機(jī)M5M7熔斷器RL1-60206液壓電動機(jī)控制電路熔斷器RT18-3223接觸線圈組熔斷器RT18-3247電磁閥線圈熔斷器RT18-3268信號燈熔斷器BHC41PLC電源熔斷器BHC21照明燈熔斷器RT18-3221熱繼電器的選擇：名稱型號整定電流（可調(diào)）（A）個數(shù)（個）液壓泵電動機(jī)M1熱繼電器3VA5000-1J6.3-101左右銑削電動機(jī)M2M熱繼電器3VA5200-21312.5-202左右鉆頭快進(jìn)電動機(jī)M5M7熱繼電器3VA5000-1D2-3.22左右鉆頭電動機(jī)M5M7熱繼電器3VA5000-1J6.3-102照明燈的選擇：JC2型交流36V40W指示燈的選擇：ZSD型交流6.3V0.25A按鈕的選擇：LA19型380V內(nèi)設(shè)交流6.3V0.15A指示燈行程開關(guān)10個壓力繼電器3個第四部分結(jié)束語大學(xué)知識的天堂，學(xué)習(xí)無處不在，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的專業(yè)知識得到提高，以前我認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計(jì)就是對大學(xué)所學(xué)的知識做一個簡單總結(jié)，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我明白了，畢業(yè)設(shè)計(jì)不是那么簡單，這次的設(shè)計(jì)讓我發(fā)現(xiàn)了，自己在知識方面和思維