1551-四工位組合機(jī)床的電氣控制

1551-四工位組合機(jī)床的電氣控制,四工位,組合,機(jī)床,電氣控制 課程設(shè)計(jì)報(bào)告院： 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)： 機(jī)械電子工程 班級(jí)： 0601 學(xué)號(hào)： 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(jì)題目：四工位組合機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄一.設(shè)計(jì)要求及任務(wù)二.進(jìn)度安及完成時(shí)間三.四工位組合機(jī)床工作原理與過(guò)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(huì)參考資料 附件：程序一.設(shè)計(jì)要求及任務(wù)1.設(shè)計(jì)要求（1）用 PLC 進(jìn)行控制；（2）單周期與手動(dòng)兩種工作方式（3）能急停操作（4）程序調(diào)試。2.設(shè)計(jì)任務(wù)(1)分析工作原理與過(guò)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(jì)算與選型，制定明細(xì)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(jì)說(shuō)明書(shū)。二.進(jìn)度安及完成時(shí)間1.設(shè)計(jì)時(shí)間兩周，2009 年 06 月 08 日至 2009 年 06 月 19 日2.進(jìn)度安排第 17 周：布置設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱資料，熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)，軟硬件設(shè)計(jì)。第 18 周：調(diào)試程序，整理資料，撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。答辯，交設(shè)計(jì)作業(yè)。三.四工位組合機(jī)床工作原理與過(guò)程分析本機(jī)床對(duì)零件的進(jìn)行鉆孔,擴(kuò)孔,攻絲等工序的加工,采用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)傳送零件,按照工藝流程分三個(gè)工位進(jìn)行加工,并安排一個(gè)裝卸工位來(lái)裝卸工件.當(dāng)用人工將一個(gè)工件安裝在夾具上,且三個(gè)加工工位的動(dòng)力頭已加工完成,并退回到原位后,回轉(zhuǎn)工作臺(tái)自動(dòng)微抬.抬起到位,回轉(zhuǎn)工作臺(tái)吊自動(dòng)轉(zhuǎn)位.轉(zhuǎn)位到位后,自動(dòng)定位夾緊.夾緊后,即向各工位發(fā)出向前主令,各工位動(dòng)力頭按自己的程序進(jìn)行加工.與此同時(shí)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)自動(dòng)復(fù)位,為下次轉(zhuǎn)位做準(zhǔn)備.各工位加工完成,向系統(tǒng)匯報(bào)完成信號(hào).同時(shí)各工位動(dòng)力頭自動(dòng)退回原位,回到原位后,即向系統(tǒng)匯報(bào)原位信號(hào).當(dāng)所有工位動(dòng)力頭都回到原位,裝卸工位又裝好了新的工件時(shí),則系統(tǒng)又開(kāi)始進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)的加工.各單機(jī)工作原理1. 回轉(zhuǎn)臺(tái)工作原理按下回轉(zhuǎn)臺(tái)工作按鈕后，電磁閥 S01 通電，使得回轉(zhuǎn)臺(tái)微抬，碰到行程開(kāi)關(guān) SQ02，電磁閥 S01, S03 通電，回轉(zhuǎn)臺(tái)開(kāi)始回轉(zhuǎn)，當(dāng)碰到行程開(kāi)關(guān) SQ03，電磁閥 S01, S03, S05 通電，使得回轉(zhuǎn)臺(tái)低回；離開(kāi)行程開(kāi)關(guān) SQ03 電磁閥 S01, S04, S05 通電，回轉(zhuǎn)臺(tái)反靠；碰到行程開(kāi)關(guān) SQ04,電磁閥 S02 通電，回轉(zhuǎn)臺(tái)夾緊；當(dāng)壓力繼電器 KP1 發(fā)出信號(hào)，電磁閥 S02, S06 通電，回轉(zhuǎn)臺(tái)脫離；碰到行程開(kāi)關(guān) SQ05，電磁閥 S02, S04, S06 通電，回轉(zhuǎn)臺(tái)返回；碰到行程開(kāi)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(jìn)；當(dāng)碰到行程開(kāi)關(guān) SQ12,電磁閥 S11,接觸器線圈 KM3 通電，鉆孔工位轉(zhuǎn)為工進(jìn)，同時(shí)鉆孔電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)；當(dāng)碰到行程開(kāi)關(guān) SQ13，電磁閥 S12, S13 通電，鉆孔工位快退；當(dāng)碰到行程開(kāi)關(guān) SQ11,接觸器線圈 KM3 斷電，鉆孔電動(dòng)機(jī)停止，鉆孔工位返回到了原位。3. 擴(kuò)孔工作原理當(dāng)工作臺(tái)夾緊后，S05 、1DP 發(fā)出信號(hào)，電磁鐵 10YA 帶電，擴(kuò)孔液壓桿快進(jìn)，碰到行程開(kāi)關(guān) S22，電磁鐵 13YA 帶電，液壓桿工進(jìn)。碰到行程開(kāi)關(guān)S23，10YA、 13YA 斷電，11YA 帶電，液壓桿快退。碰到 S21,11YA 斷電，擴(kuò)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(jìn)；碰到行程開(kāi)關(guān) SQ32,工位停止，接觸器線圈 KM5 通電，攻絲電動(dòng)機(jī)正傳開(kāi)始；碰到行程開(kāi)關(guān)SQ33，接觸器線圈 KM6 通電，攻絲電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)；碰到行程開(kāi)關(guān) SQ34，攻絲電動(dòng)機(jī)停止，電磁閥 S32 通電，工位快退；碰到行程開(kāi)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(jī)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(jìn)鉆孔快退擴(kuò)孔快進(jìn)擴(kuò)孔快退鉆孔工進(jìn)擴(kuò)孔工進(jìn)攻絲快進(jìn)攻絲快退攻絲正轉(zhuǎn)攻絲反轉(zhuǎn)負(fù)載電源KM KMFX2N-80MR-001X0 手動(dòng)攻絲反轉(zhuǎn)X1 啟動(dòng) X2 快速回轉(zhuǎn)X3 反向開(kāi)關(guān)X4 反靠開(kāi)關(guān)X5 離合器開(kāi)關(guān)X6 2DP 壓力繼電器 L X7 1DP 壓力繼電器X10 手動(dòng)攻絲正轉(zhuǎn) N X11 工位原點(diǎn)X12 已快進(jìn) COM1X13 已工進(jìn) COM2 X14 手動(dòng)攻絲快進(jìn)X15 手動(dòng)鉆孔快退 Y1X16 手動(dòng)擴(kuò)孔快進(jìn) Y2X17 手動(dòng)擴(kuò)孔工進(jìn)Y3 X35 齒條原位X21 工位原點(diǎn) Y4X22 已快進(jìn)X23 已工進(jìn) Y5X24 手動(dòng)X25 回原點(diǎn) Y6X26 半自動(dòng)X27 手動(dòng)擴(kuò)孔快退 Y7X30 停止X31 工位原點(diǎn) Y10X32 已快進(jìn)及正向攻絲X33 反向攻絲 Y11 X34 已快退X40 手動(dòng)攻絲快退 Y12 X41 微抬X42 手動(dòng)回轉(zhuǎn) Y13X43 手動(dòng)反向X44 手動(dòng)夾緊 Y20X45 手動(dòng)返回X46 手動(dòng)鉆孔快進(jìn) Y21X47 手動(dòng)鉆孔工進(jìn) Y22COM Y232. I/O分配表輸入點(diǎn) 輸出點(diǎn)X1 啟動(dòng) Y1 微抬X2 快速回轉(zhuǎn) Y3 快速回轉(zhuǎn)X3 反向開(kāi)關(guān) Y5 慢回X4 反靠開(kāi)關(guān) Y4 反響定位X6 2DP 壓力繼電器 Y2 夾緊X5 離合器開(kāi)關(guān) Y6 鉆孔快進(jìn)X35 齒條原位 Y12 鉆孔工進(jìn)X7 1DP 壓力繼電器 Y7 鉆孔快退X12 已快進(jìn) Y10 擴(kuò)孔快進(jìn)X13 已工進(jìn) Y13 擴(kuò)孔工進(jìn)X11 工位原點(diǎn) Y11 擴(kuò)孔快退X23 已工進(jìn) Y20 攻絲快進(jìn)X21 工位原點(diǎn) Y22 攻絲正轉(zhuǎn)X32 已快進(jìn)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(diǎn)X41 手動(dòng)微抬X42 手動(dòng)回轉(zhuǎn)X43 手動(dòng)反向X44 手動(dòng)夾緊X45 手動(dòng)返回X46 手動(dòng)鉆孔快進(jìn)X47 手動(dòng)鉆孔工進(jìn)X15 手動(dòng)鉆孔快退X16 手動(dòng)擴(kuò)孔快進(jìn)X17 手動(dòng)擴(kuò)孔工進(jìn)X27 手動(dòng)擴(kuò)孔快退X14 手動(dòng)攻絲快進(jìn)X10 手動(dòng)攻絲正轉(zhuǎn)X0 手動(dòng)攻絲反轉(zhuǎn)X40 手動(dòng)攻絲快退X41 手動(dòng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)X20 啟動(dòng)X26 半自動(dòng)X24 手動(dòng)X25 回原點(diǎn)X30 停止3.操作面板操作面板手動(dòng)半自動(dòng) 回原點(diǎn)X41 X42 X45 X46 X47 X15 X16 微抬 回轉(zhuǎn) 返回 鉆孔快進(jìn) 鉆孔工進(jìn) 鉆孔快退 擴(kuò)孔快進(jìn) X17 X27 X14 X10 X0 X40 X41 擴(kuò)孔工進(jìn) 擴(kuò)孔快退 攻絲快進(jìn) 攻絲正轉(zhuǎn) 攻絲反轉(zhuǎn) 攻絲快退 啟動(dòng) 負(fù)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(diǎn)數(shù) 39 點(diǎn)、輸出點(diǎn)數(shù) 15 點(diǎn)、275 條程序指令） 選 FX2N-80MR-001 型號(hào)的 PLC。2：因?yàn)楣ぷ鞴β什皇窍嗖詈艽?，故選擇三個(gè)型號(hào)相同的電機(jī)。所以熱繼電器、接觸器、和熔斷器額型號(hào)都相同。(1)電動(dòng)機(jī)的選擇：估計(jì)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(dòng)機(jī)名稱 M1 M2 M3電機(jī)型號(hào) 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(dòng)電流/額定電流 7A 7A 7A啟動(dòng)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(hào) LR1-D4053 LR1-D4053 LR1-D4053額定電流 40A 40A 40A熱元件號(hào)（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(guò)濾器 YCX 型箱外自封式過(guò)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(hào) 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(hào) 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(lái)設(shè)置初始狀態(tài)位置和原點(diǎn)位置條件.IST 指令中 S20和 S53 用來(lái)指定在自動(dòng)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(lái)指定與工作方式有關(guān)的輔助繼電器首元件，它實(shí)際上指定了 M30---M37 具有以下意義：M30(X24):手動(dòng)M31(X25):回原點(diǎn)M32(M8000):單步M33(X28)：?jiǎn)沃芷冢ò胱詣?dòng)）M34(M8000)：連續(xù)運(yùn)行（全自動(dòng)）M35(X20):回原點(diǎn)起動(dòng)M36(X20): 自動(dòng)操作起動(dòng)M37(X30):停止相應(yīng)的工作方式由 X24、X25、X28 來(lái)確定。X24、X25 、X28 是由一個(gè)三個(gè)觸點(diǎn)的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)只能有一個(gè)工作方式。IST 指令的執(zhí)行條件滿足時(shí)，初始狀態(tài)繼電器 S0—S2 和下列特殊輔助繼電器被自動(dòng)指定為以下功能，以后使用 IST 指令的執(zhí)行條件變?yōu)?OFF 時(shí)，這些元件的功能仍保持不變：M8040: 禁止轉(zhuǎn)換M8041: 轉(zhuǎn)換起動(dòng)（從初始狀態(tài)的轉(zhuǎn)換被允許）M8042：起動(dòng)脈沖（按下啟動(dòng)按鈕時(shí)的脈沖輸出）M8043: 回原點(diǎn)完成M8044：原點(diǎn)條件M8047：STL 監(jiān)控有效S0： 手動(dòng)操作的初始轉(zhuǎn)太繼電器S1: 回原點(diǎn)操作的初始狀態(tài)繼電器S2: 自動(dòng)操作的初始狀態(tài)繼電器如果改變了當(dāng)前選擇的工作方式，在“回原點(diǎn)完成”標(biāo)志變?yōu)?ON 之前，所有的輸出繼電器將變?yōu)?OFF。十.心得體會(huì)2009 年 06 月 08 日至 2009 年 06 月 19 日，我們進(jìn)行了為期二周的課程設(shè)計(jì)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我拓寬了知識(shí)面，鍛煉了能力，綜合素質(zhì)得到較大提高。安排課程設(shè)計(jì)的基本目的，在于通過(guò)理論與實(shí)際的結(jié)合、人與人的溝通，進(jìn)一步提高思想覺(jué)悟。尤其是觀察、分析和解決問(wèn)題的實(shí)際工作能力，以便培養(yǎng)成為能夠主動(dòng)適應(yīng)社會(huì)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(gè)學(xué)習(xí)體系的有機(jī)組成部分，課程設(shè)計(jì)雖然安排在二周進(jìn)行，但并不具有絕對(duì)獨(dú)立的意義。它的一個(gè)重要功能，在于運(yùn)用學(xué)習(xí)成果，檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果。運(yùn)用學(xué)習(xí)成果，把課堂上學(xué)到的系統(tǒng)化的理論知識(shí)，嘗試性地應(yīng)用于實(shí)際設(shè)計(jì)工作，并從理論的高度對(duì)設(shè)計(jì)工作的現(xiàn)代化提出一些有針對(duì)性的建議和設(shè)想。檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果，看一看課堂學(xué)習(xí)與實(shí)際工作到底有多大距離，并通過(guò)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(jì)劃，改變學(xué)習(xí)內(nèi)容與方法提供實(shí)踐依據(jù)。對(duì)我們計(jì)算機(jī)專業(yè)的本科生來(lái)說(shuō)，實(shí)際能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，而這種實(shí)際能力的培養(yǎng)單靠課堂教學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須從課堂走向?qū)嵺`。這也是一次預(yù)演和準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)工作。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，讓我們找出自身狀況與實(shí)際需要的差距，并在以后的學(xué)習(xí)期間及時(shí)補(bǔ)充相關(guān)知識(shí)，為求職與正式工作做好充分的知識(shí)、能力準(zhǔn)備，從而縮短從校園走向社會(huì)的心理轉(zhuǎn)型期。課程設(shè)計(jì)促進(jìn)了我系人才培養(yǎng)計(jì)劃的完善和課程設(shè)置的調(diào)整。近年來(lái)，我系為適應(yīng)學(xué)生的實(shí)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(jì)很受同學(xué)們的喜歡。課程設(shè)計(jì)達(dá)到了專業(yè)學(xué)習(xí)的預(yù)期目的。在一個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)之后，我們普遍感到不僅實(shí)際動(dòng)手能力有所提高，更重要的是通過(guò)對(duì)軟件開(kāi)發(fā)流程的了解，進(jìn)一步激發(fā)了我們對(duì)專業(yè)知識(shí)的興趣，并能夠結(jié)合實(shí)際存在的問(wèn)題在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)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(cè)（下冊(cè)） 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(jī)械工業(yè)出版社（5）：組合機(jī)床設(shè)計(jì)（第三冊(cè) 電氣部分） 1976 年 3 月第 1 版 機(jī)械工業(yè)出版社（6）：液壓與氣動(dòng)技術(shù) 2006 年 9 月第 1 版主編：杜來(lái)林 北京大學(xué)出版社（7）：液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖集 2003 年 8 月第 1 版主編：周士昌 機(jī)械工業(yè)出版社附件：