《可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)》課程設(shè)計方案實習

第PAGEII頁PLC課程設(shè)計課題：三面銑組合機床PLC掌握系統(tǒng)設(shè)計系別：電子信息與電氣工程系專業(yè)：電氣工程及其自動化班級：電氣060４指導(dǎo)老師：馬瑩李天健陳煒學(xué)生:111目錄ＴO(shè)Ｃ\o”1-3"＼ｈ\ｚ\uＨYPEＲLINＫ\l＂＿Toc２５13３389２”一方案的確定?PＡGＥREF＿Ｔoc25１３3３8９２\ｈ1ＨＹPERLIＮＫ\l”_Toc251333893"1．1三面銑簡介?PAＧERＥF＿Ｔoｃ２513338９３\h1HYPERＬINK\ｌ”_Tｏｃ２５１３33８９4"1。2三面銑掌握要求 PAGＥRＥF_Toc251333894\h１HYＰEＲＬINK＼ｌ＂＿Toc２5１333895”1。3設(shè)計要求 1.4設(shè)計方案的確定HＹPEＲLINＫ\l"_Toc251３３３8９7"二PLＣ掌握系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 ＰAGEREＦ＿Tｏc251３338９７\h３HＹＰＥＲLIＮK＼l"_Toc２513３３898"2.1主電路?PAGEREF_Toｃ２５133３898\h3HＹPEＲＬINＫ２。2不進ＰLC的掌握電路和信號電路?３３3899\ｈ3HYPEＲLINK＼l"＿Toc251３339００"2．3I/O接線圖: PAGEＲＥF＿Tｏc25１3３3９00\h4HYPEＲLINK\l"_Ｔoc25133３９01"三PLＣ掌握系統(tǒng)程序設(shè)計 PＡＧＥＲEF_Toc25１3３3901\ｈ5ＨYPERLＩNK\l＂_Toｃ2５１333902"３.1自動掌握程序 PAGERＥF＿Tｏc251333902\h５HＹPＥRＬINK＼l"_Toc25１3３3903”3.1.1全自動循環(huán)掌握程序?PＡＧEREF_Tｏc251３3３903\ｈ53．2手動掌握程序HＹＰERＬIＮK＼l”_Tｏc2513３３9０４"?PAGEREF＿Ｔｏc251333904\h８HYPERLIＮK\l"_Ｔoc251333９0５”3。1。3其他程序 PAGEＲEF＿Ｔｏｃ2５133390５\ｈ1０HYPERLIＮＫ\l＂_Toc2513３390６"3.2組態(tài)設(shè)計?PＡGＥREF＿Tｏｃ25１33390６\h１0HYPERLIＮK＼l＂_Toc２51333907＂3。2。1組態(tài)王簡介?ＰAGＥＲEＦ_Ｔｏｃ251333907\h10ＨYPERＬIＮK＼l"_Ｔｏc2513３3９08"3．2。2人機界面設(shè)計?ＰＡGEＲEF_Toc２51333908\ｈ1１HYPERLINK\ｌ”_Ｔoc25133３9０9”四、施工設(shè)計 ＰAGＥREＦ_Ｔｏｃ251３33９09＼ｈ18HYPＥRLINK4.1主電路:見附錄圖紙?PＡGＥREF_Toｃ25１33391０\h18HＹＰERLINK\l"_Toc２51333９11”4.２掌握電路:見附錄圖紙?PAGEＲEF_Ｔｏc2513３3９１1\h1８HYPERLＩNＫ\l"＿Toc251３3391２＂４.２輸入/輸出安排表:見附錄圖紙?３33９12\h1８ＨYPERLIＮＫ\l”_Toc２51333９13"五、設(shè)備使用及維護說明?PＡGEREＦ＿Ｔoc251333913\h18HYPERLINK＼l”_Toｃ2513339１4"５。1設(shè)備使用說明?PＡＧEREF_Toc2５１333９14\h18ＨYPEＲLINＫ\l”＿Tｏc251３3391５＂5。2使用維護要求及注意事項 PAＧEREF_Toc2５１33３９１５\ｈ19ＨYＰERLINK\ｌ”_Tｏc251３33９16＂六、設(shè)計小結(jié) ５13３39１６＼ｈ22HYPＥRLINＫ＼l"_Toｃ2５13３３917”七、附錄圖紙?５１333９１7＼h24《可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)》課程設(shè)計實習——三面銑組合機床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計第9頁共35頁圖1－１加工對象一方案的確定圖1－１加工對象圖1—2三面銑組合機床的組成１。1三面銑簡介圖1—2三面銑組合機床的組成三面銑簡介三面銑組合機床是用來對Z512Ｗ型臺式鉆床主軸箱的Ф8０、Ф90孔端面及定位面進行銑銷加工的一種自動加工設(shè)備。機床主要結(jié)構(gòu)部件：底座、床身、銑削動力頭、液壓動力滑臺、液壓站、工作臺、工件松緊油缸等組成。機床底座上安放有床身,床身上一頭安裝有液壓動力滑臺，工件及夾緊裝置放于滑臺上。床身的兩邊各安裝有一臺銑銷頭，上方有立銑頭,液壓站在機床四周。①操作者將要加工的零件放在工作臺的夾具中,在其他籌備工作就緒后，發(fā)出加工指令。②工件夾緊后壓力繼電器動作,液壓動力滑臺(工作臺)開頭快進，到位轉(zhuǎn)工進,同時起動左和右1銑頭開頭加工,加工到某一位置,立銑頭開頭加工,加工又過肯定位置右１銑頭停止，右2銑頭開頭加工，加工到終點三臺電機同時停止。③待電機完全停止后，滑臺快退回原位，工件松開，一個自動工作循環(huán)結(jié)束。④操作者取下加工好的工件，再放上未加工的零件，重新發(fā)出加工指令重復(fù)上述工作過程。１．2三面銑掌握要求①五臺電機均為單向旋轉(zhuǎn)。②機床要求有單循環(huán)自動工作點動兩種工作方式,油泵電機在自動加工一個循環(huán)后不停機。③單循環(huán)自動工作過程見機床動作循環(huán)圖。④點動工作包括：四臺主軸電機均能點動對刀、滑臺快速（快進、快退）點動調(diào)整、松緊油缸的調(diào)整(手動松開與手動夾緊）。⑤電源、油泵工作、工件夾緊、加工等信號指示.⑥照明電路⑦必要的聯(lián)鎖環(huán)節(jié)與保護環(huán)節(jié)1。3設(shè)計要求①油泵電動機在一個工作循環(huán)結(jié)束后不停機。②手動與自動工作互不影響、干擾。③滑臺工進到終點必須等四個銑削動力頭停止不動后才能發(fā)出快退信號.④必須等油泵電動機啟動后，才能開頭工件的加工。⑤在加工過程中,一旦發(fā)生工件松開（BP2—）,主運動與進給運動應(yīng)全部停止。⑥一旦發(fā)生短路或過載現(xiàn)象,應(yīng)停止主運動和進給運動。⑦不同負載的供電電源不同。⑧點動快進與快退應(yīng)有限位保護.⑨自動加工開頭前應(yīng)有原位推斷。1。４設(shè)計方案的確定主電路上由四臺電機、液壓系統(tǒng)的電磁閥、機床加工指示燈與工件夾緊指示燈、照明系統(tǒng)組成，其中四臺電機、液壓系統(tǒng)的電磁閥、機床加工指示燈與工件夾緊指示燈是由ｐlｃ掌握的。四臺電機掌握機床上的三個方向的四把銑刀分別是左銑刀、右1銑刀、右2銑刀、立面銑刀。電磁閥用于掌握工件的夾緊、松開與工件的快進/工進和快退。2電氣原理圖設(shè)計2.1電氣主電路主電路包括液壓泵電機、四臺工作電機及照明電路，加緊、工作兩個指示燈。主電路部分有熔斷器,用于短路保護。繼電器ＫM1、KM２等，具有欠電壓,零電壓，過電壓保護。各臺電機上裝有一個電流熱繼電器具有過載、斷相保護。機床的電機、滑臺、電磁閥參數(shù)（１)左、右２銑削頭電動機JO2—4１-44。0kw14４０轉(zhuǎn)/分380V8．4A(2）右1，立銑削頭電動機JO2-３2—4３.0kw14３0轉(zhuǎn)/分38０Ｖ6.５Ａ（3）液壓泵電動機JO2–２２-4１.５kｗ141０轉(zhuǎn)/分380Ｖ３.49A圖2－1三面銑組合機床電氣主電路接線圖圖2－1三面銑組合機床電氣主電路接線圖2．2圖2－2三面銑組合機床電氣控制電路接線圖圖2－2三面銑組合機床電氣控制電路接線圖掌握電氣部分主要采納ＰLC進行掌握，油泵電機就靠SA按鈕直接對電機進行掌握，不受PLC掌握。PLC的供電電壓為220Ｖ溝通電,通過電壓互感器把電壓降成２4V的溝通電,然后經(jīng)過開關(guān)電源得到一個穩(wěn)定的直流電源,開關(guān)電源的穩(wěn)定性比其他三端穩(wěn)壓電源抗干擾力強很多,通過開關(guān)電源可以得到一個２4Ｖ的穩(wěn)壓電源，做ＰLC的輸入端口的電壓。PLC上有指示燈。2。3ＰLC的Ｉ/O接線圖：PLC的輸入端接７個按鈕開關(guān),4個轉(zhuǎn)換開關(guān)，２個開關(guān),以及4個行程開關(guān)，2個壓力繼電器。輸出端接5個直流24Ｖ接觸器,2盞24Ｖ指示燈.PLC的I/O接線圖詳見附錄一三、PLC掌握系統(tǒng)程序設(shè)計３。1全自動循環(huán)掌握程序本程序為三面銑組合機床PＬC掌握,程序較為簡潔,且應(yīng)用的步驟較多，故放棄使用閱歷設(shè)計法,通過挨次掌握設(shè)計法實現(xiàn)本程序分為自動多動力循環(huán)，手動掌握，點動掌握等,以下分為幾個單元分別進行闡述。其簡略過程圖如下圖所示：圖3－1三面銑組合機床動作循環(huán)圖圖3－1三面銑組合機床動作循環(huán)圖程序中用5個繼電器表示液壓系統(tǒng)的工作模式，其簡略得失電所代表的工作方式如下圖所示：表3－１機床液壓原件動作表３。1.１自動程序１)多動力自動掌握圖3—圖3—2初始化程序首先利用M８０02進行初始化操作，只有將程序激活,之后的程序才能實現(xiàn)。圖３－3判斷執(zhí)行自動還是手動程序圖３－3判斷執(zhí)行自動還是手動程序X13為原位行程開關(guān)。當物件還沒在原位時，原位行程開關(guān)未被按下，電機自動啟動快退程序,工件送往原位.當物件到達原位時，行程開關(guān)被按下。圖3－4判斷工件是否在原位圖3－4判斷工件是否在原位推斷工件是否在原位，否，將執(zhí)行快退程序,將工件快退至原位物件處于原位，繼電器Ｙ6得電，液壓閥松開,可放置將需加工的物件放置加工槽中圖3—圖3—５夾緊程序當按下啟動開關(guān)X5后,加緊繼電器Y5得電，工件被加緊，籌備進行加工。此時繼電器Y13Ｙ７得電，物件快進。圖3－６左銑頭、右１銑頭啟動程序圖3－６左銑頭、右１銑頭啟動程序物件快進到肯定距離后，遇到工進行程開關(guān)X7,左銑頭和右銑頭１Y7啟動，對物件進行第一次加工。圖3-7立銑頭啟動程序圖3-7立銑頭啟動程序隨著進程的深化，物件遇到立銑行程開關(guān)X1０，工件進行其次次加工圖3－８右銑頭2啟動程序圖3－８右銑頭2啟動程序當工件遇到右銑２的行程開關(guān)X１１后，右2銑頭啟動,對物件進行第三次加工。右1銑頭停止工作，立銑頭和左銑頭連續(xù)工作。圖3-9碰死擋板程序圖3-9碰死擋板程序工件云運行到最后會遇到死擋板X12,停止同時啟動延時繼電器。30S后，快退繼電器Y5，Y１0得電，工件快退，同時左、右１、右2、立銑頭同時停止工作。圖3-１0快退、松開程序圖3-１0快退、松開程序當工件快退回到原位并按下原位行程開關(guān)X13后,繼電器Y６得電,液壓閥松開，可取加工好的工件,此時，全循環(huán)自動掌握結(jié)束，可籌備下一輪的加工.3)手動程序點動程序依據(jù)程序的需求，為測試電機及其繼電器的好壞,程序中設(shè)計了電動程序。當手自動開關(guān)沒被按下時,程序進入點動模式。圖3-１5點動左銑頭程序圖3-１5點動左銑頭程序當按鈕SB2按下時，點動左銑頭圖３-16點動右銑頭1程序圖３-16點動右銑頭1程序當按鈕SＢ3按下時，點動右銑頭１圖３—圖３—17點動右銑頭2程序當按鈕SＢ4按下時，點動右銑頭2圖３—圖３—18點動立銑頭程序當按鈕SB5按下時,點動立銑頭圖３—圖３—19點動快進程序當按鈕SB6按下時，點動快進圖3—圖3—20點動快退程序當按鈕ＳB7按下時,點動快退圖3—圖3—21點動松開程序圖3-１５點動左銑頭程序當按鈕ＳB８按下時，點動松開圖3-１５點動左銑頭程序圖3-22點動夾緊程序圖3-22點動夾緊程序當按鈕SB９按下時,點動夾緊圖3-23延時程序３）其他程序圖3-23延時程序在工件前進至遇到死擋鐵時,全部刀具停止,同時開頭延時２秒后，工件開頭快退，直至原位后松開。四、施工設(shè)計4．1主電路：見附錄圖紙４．2掌握電路：見附錄圖紙４．２輸入/輸出安排表：見附錄圖紙五、設(shè)備使用及維護說明5。1設(shè)備使用說明三面銑組合機床組成主要由底座、床身、銑削動力頭、機械動力滑臺、工件松緊油缸等組成。機床底座上安放有床身,床身上一頭安裝有動力滑臺，工件及夾緊裝置放于滑臺上。床身的兩邊各安裝有一臺銑銷頭，上方有立銑頭，液壓站在機床四周。?

組合機床是由一些通用部件及少量專用部件組成的。多軸、多刀、多工序同時加工。組合機床掌握系統(tǒng)大多采納機械、液壓、電氣或氣動相結(jié)合的掌握方式，其中電氣掌握起著重要的作用.組合機床上最主要的通用部件是動力頭和動力滑臺,它們是完成刀具切削運動和進給運動的部件。?

動力滑臺的基本工作循環(huán)形式有:

（1）一次工作進給

快進→工作進給→快退；?（２）雙向工作進給

快進→工作進給→反向工作進給→快退;?(3)二次工作進給

快進→一次工進→二次工進→快退;?(4）跳動進給

快進→工進→快進→工進→快退；?（5）分級進給

快進→工進→快退→快進→工進→快退…快進→工進→快退.?工件加工過程

如下：

(1)操作者將要加工的零件放在工作臺的夾具中，在其他籌備工作就緒后,發(fā)出加工指令。

（2)工件夾緊后,動力滑臺（工作臺）開頭快進;(3）到位轉(zhuǎn)工進,同時起動左和右1銑頭開頭加工；

加工到某一位置,立銑頭開頭加工；

加工又過肯定位置右1銑頭停止，右2銑頭開頭加工；?4)加工到終點三臺電機同時停止；?５)待電機完全停止后,滑臺快退回原位,工件松開，一個自動工作循環(huán)結(jié)束。操作者取下加工好的工件，再放上未加工的零件,重新發(fā)出加工指令重復(fù)上述工作過程各種工作模式如下：（1)多動力自動模式按下油壓信號按鈕開關(guān)→按下自動按鈕開關(guān)→按下多動力循環(huán)按鈕開關(guān)→按下原位行程開關(guān)→按下電動啟動按鈕開關(guān)→按下夾緊信號按鈕開關(guān)→原位行程開關(guān)復(fù)位→點動快進或工進行程開關(guān)→立銑頭行程開關(guān)→電動右１銑頭停右２銑頭轉(zhuǎn)行程開關(guān)→按下死擋板按鈕并且保持→死擋板按鈕復(fù)位→結(jié)束(2）單動力循環(huán)模式（1）單動力頭左銑頭循環(huán)按下油壓信號按鈕開關(guān)→按下自動按鈕開關(guān)→按下單動力循環(huán)按鈕開關(guān)→按下原位行程開關(guān)→電動啟動按鈕開關(guān)→按下夾緊信號按鈕開關(guān)→原位行程開關(guān)復(fù)位→點動快進或工進行程開關(guān)→點動立銑頭行程開關(guān)→按下死擋板按鈕→死擋板按鈕復(fù)位→結(jié)束(2)單動力頭右1銑頭循環(huán)按下油壓信號按鈕開關(guān)→按下自動按鈕開關(guān)→按下單動力循環(huán)按鈕開關(guān)→按下原位行程開關(guān)→電動啟動按鈕開關(guān)→按下夾緊信號按鈕開關(guān)→原位行程開關(guān)復(fù)位→點動快進、工進行程開關(guān)→點動立銑頭行程開關(guān)→按下死擋板按鈕并且保持→死擋板按鈕復(fù)位→結(jié)束（3)單動力頭立銑頭循環(huán)按下油壓信號按鈕開關(guān)→按下自動按鈕開關(guān)→按下單動力循環(huán)按鈕開關(guān)→按下原位行程開關(guān)→電動啟動按鈕開關(guān)→按下夾緊信號按鈕開關(guān)→原位行程開關(guān)復(fù)位→點動快進、工進行程開關(guān)→點動立銑頭行程開關(guān)→按下死擋板按鈕→死擋板按鈕復(fù)位→結(jié)束（４)單動力頭右2銑頭循環(huán)按下油壓信號按鈕開關(guān)→按下自動按鈕開關(guān)→按下單動力循環(huán)按鈕開關(guān)→按下原位行程開關(guān)→電動啟動按鈕開關(guān)→按下夾緊信號按鈕開關(guān)→原位行程開關(guān)復(fù)位→點動快進、工進行程開關(guān)→點動右1銑頭停右2銑頭轉(zhuǎn)行程開關(guān)→按下死擋板按鈕→死擋板按鈕復(fù)位→結(jié)束5．２使用維護要求及注意事項1)嚴格遵守操作規(guī)程和日常維護制度

?2）應(yīng)盡量少開數(shù)控柜和強電柜的門

?

在機加工車間的空氣中一般都會有油霧、灰塵甚至金屬粉末,一旦它們落在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的電路板或電子器件上,容易引起元器件間絕緣電阻下降，甚至導(dǎo)致元器件及電路板損壞。有的用戶在夏天為了使數(shù)控系統(tǒng)能超負荷長期工作,實行打開數(shù)控柜的門來散熱，這是一種極不行取的方法，其最終將導(dǎo)致數(shù)控系統(tǒng)的加速損壞。

3）定時清掃數(shù)控柜的散熱通風系統(tǒng)

應(yīng)該檢查數(shù)控柜上的各個冷卻風扇工作是否正常。每半年或每季度檢查一次風道過濾器是否有堵塞現(xiàn)象，若過濾網(wǎng)上灰塵積聚過多，不準時清理,會引起數(shù)控柜內(nèi)溫度過高.

?4）數(shù)控系統(tǒng)的輸入/輸出裝置的定期維護

８０年月以前生產(chǎn)的數(shù)控機床,大多帶有光電式紙帶閱讀機,如果讀帶部分被污染,將導(dǎo)致讀入信息出錯。為此，必須按規(guī)定對光電閱讀機進行維護。

?５）直流電動機電刷的定期檢查和更換

?

直流電動機電刷的過渡磨損,會影響電動機的性能，甚至造成電動機損壞。為此，應(yīng)對電動機電刷進行定期檢查和更換.數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等，應(yīng)每年檢查一次。

?6）定期更換存儲用電池

一般數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)對CMOSRＡM存儲器件設(shè)有可充電電池維護電路,以保證系統(tǒng)不通電期間能保持其存儲器的內(nèi)容。在一般情況下，即使尚未失效,也應(yīng)每年更換一次,以確保系統(tǒng)正常工作。電池的更換應(yīng)在數(shù)控系統(tǒng)供電狀態(tài)下進行，以防更換時RＡM內(nèi)信息丟失.

7）備用電路板的維護

備用的印制電路板長期不用時，應(yīng)定期裝到數(shù)控系統(tǒng)中通電運行一段時間，以防損壞。

?２.

機械部件的維護

?1)主傳動鏈的維護

定期調(diào)整主軸驅(qū)動帶的松緊程度，防止因帶打滑造成的丟轉(zhuǎn)現(xiàn)象；檢查主軸潤滑的恒溫油箱、調(diào)節(jié)溫度范圍，準時補充油量,并清洗過濾器；主軸中刀具夾緊裝置長時間使用后,會產(chǎn)生間隙,影響刀具的夾緊,需準時調(diào)整液壓缸活塞的位移量。

2）滾珠絲杠螺紋副的維護

定期檢查、調(diào)整絲杠螺紋副的軸向間隙,保證反向傳動精度和軸向剛度；定期檢查絲杠與床身的連接是否有松動；絲杠防護裝置有損壞要準時更換，以防灰塵或切屑進入。

?3）刀庫及換刀機械手的維護

嚴禁把超重、超長的刀具裝入刀庫，以避開機械手換刀時掉刀或刀具與工件、夾具發(fā)生碰撞；常常檢查刀庫的回零位置是否正確，檢查機床主軸回換刀點位置是否到位，并準時調(diào)整；開機時，應(yīng)使刀庫和機械手空運行，檢查各部分工作是否正常,格外是各行程開關(guān)和電磁閥能否正常動作；檢查刀具在機械手上鎖緊是否牢靠，發(fā)現(xiàn)不正常應(yīng)準時處理。

3。液壓、氣壓系統(tǒng)維護

定期對各潤滑、液壓、氣壓系統(tǒng)的過濾器或分濾網(wǎng)進行清洗或更換；定期對液壓系統(tǒng)進行油質(zhì)化驗檢查和更換液壓油;定期對氣壓系統(tǒng)分＊濾氣器放水;

?４.

機床精度的維護

定期進行機床水平和機械精度檢查并校正.機械精度的校正方法有軟硬兩種。其軟方法主要是通過系統(tǒng)參數(shù)補償,如絲杠反向間隙補償、各坐標定位精度定點補償、機床回參考點位置校正等；硬方法一般要在機床大修時進行,如進行導(dǎo)軌修刮、滾珠絲杠螺母副預(yù)緊調(diào)整反向間隙等。六、設(shè)計小結(jié)此次實習是針對自己的PLＣ課程而展開的為期一周半軟硬件結(jié)合操作過程，在此過程中我注意向同學(xué)請教,并加強理論和實踐的學(xué)習,經(jīng)過這些日子的參觀和學(xué)習,我感到受益匪淺?？偨Y(jié)這些日子的所感所得如下：①隨時學(xué)習。程序設(shè)計是一項看似簡潔實則十分簡潔的工作，有時候看到的聽到的當時有所感,卻并沒有或者很少能真正轉(zhuǎn)化成自己的東西.這就要求我們必須作好前期工作，要作到提前了解各種知識，雖說學(xué)了一個學(xué)期的PＬＣ課程,但拿到設(shè)計的基本項目時還是十分茫然，不知如何下手，理論與實際還是有很大的差別!很感謝老師能在我們實習前給我們上一課，講解有關(guān)的知識，讓我能在之后的設(shè)計與學(xué)習中輕松不少，更學(xué)到了用多種方法解決同種問題的思路。而在設(shè)計中的學(xué)習更是頻繁,不斷向周圍的人學(xué)習，與同伴一起商量解決問題，將自己的程序與別人的相比較，找出自己的不足,總帶著為什么別人的程序比我短卻能和我的實現(xiàn)同種功能這類問題向周遭的同學(xué)請教,在受挫中不斷進步。②越學(xué)習,越發(fā)現(xiàn)自己的無知.引用笛卡爾的話并無道理,此次的課程設(shè)計更像一個學(xué)習的過程。學(xué)習過后才知道自己是多么的無知，一個人的視野和熟識是有限的，只有與別人加強溝通，才能以另外一種眼光看自己眼中的世界，這對我們發(fā)現(xiàn)自己的缺點,保持進步的動力很有好處。同樣是實現(xiàn)同種功能,卻有兩種做法,理解完別人中斷計時時才明白其與掃描計時相比的優(yōu)勢,這類的情況也時常消滅在日常的一些程序商量上。③缺乏