自動化組合機床的plc控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文-文庫吧
2025-06-11 20:07 本頁面
【正文】 在我國，組合機床發(fā)展已有28年的歷史，其科研和生產(chǎn)都具有相當?shù)幕A(chǔ)，應(yīng)用也已深入到很多行業(yè)。是當前機械制造業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)品更新，進行技術(shù)改造，提高生產(chǎn)效率和高速發(fā)展必不可少的設(shè)備之一。組合機床及其自動線是集機電于一體的綜合自動化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟實用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國傳統(tǒng)的組合機床及組合機床自動線主要采用機、電、氣、液壓控制，它的加工對象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件（近年研制的組合機床加工連桿、板件等也占一定份額），完成鉆孔、擴孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。組合機床的分類繁多，有大型組合機床和小型組合機床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺式組合機床等。 隨著技術(shù)的不斷進步，一種新型的組合機床——柔性組合機床越來越受到人們的青睞，它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動更換，配以可編程序控制器（PLC）、數(shù)字控制（NC）等，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機床。由過去的“剛性”機床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，超高速和超高精度加工技術(shù)裝備與復合、多功能、多軸化控制設(shè)備等深受歡迎。可編程控制器是一種數(shù)字運算操作系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計，有較強的抗干擾能力。PLC即可編程邏輯控制器，是工業(yè)控制的核心部分。它采用了可變程序的存儲器，在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)和算術(shù)等操作的指令，并通過數(shù)字式或模擬的輸入和輸出，控制各類型的生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌湎嚓P(guān)外圍設(shè)備都按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。隨著可編程控制器在工控領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，PLC控制的組合機床漸漸取代了采用繼電器控制的組合機床。本文主要介紹了基于自動化組合機床的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計。第2章 自動化組合機床的硬件 課題要求 主回路 這臺組合機床是由主電動機、液壓動力頭、機床的主電路由三臺三相交流異步電動機及、及其附屬電氣元件組成，由于各電動機容量不大，可采用直接起動控制。主電路圖如圖21所示。圖21 M1主電動機用來控制工件的進退。只需單方向起動，要求有短路及過載保護。M2液壓泵電動機用來提供液壓。也只需單方向起動，要求有短路及過載保護。液壓動力頭和液壓回轉(zhuǎn)臺，是用來加工某輪轱工件上12孔的。立式動力到頭上裝有36把刀具，共有四個工位，第一工位為裝卸工件用，第二、三、四工位分別是鉆孔、擴孔和鉸孔的工序位，工位布置如圖22所示。M3冷卻泵功率較小，單方向運轉(zhuǎn)，要求有短路及過載保護。M1和M2可以同時起停，也可單獨起停。要求在動力頭工作時，即M2起動后，M3才接通，但也可以隨時調(diào)整。圖22 工作循環(huán) 液動回轉(zhuǎn)臺原理圖23及工作控制要求 圖23 液動回轉(zhuǎn)臺工作控制要求如圖24圖24液壓動力頭原理圖25及控制要求回轉(zhuǎn)臺壓緊后→動力刀頭快進→動力刀頭工進→加工完成→快退→完成一次加工。圖25 確定輸入設(shè)備與輸出設(shè)備根據(jù)系統(tǒng)的要求和性質(zhì)，確定系統(tǒng)所需的輸入設(shè)備如表21所示，輸出設(shè)備如表22所示表21輸入設(shè)備器件名稱啟動/停止按鈕限位開關(guān)壓力繼電器數(shù)量881表22輸出設(shè)備器件名稱交流接觸器電磁鐵隔離開關(guān)熔斷器熱繼電器數(shù)量310193 I/O點分配 根據(jù)系統(tǒng)的要求和性質(zhì)，確定PLC輸入地址編號如表23， PLC輸出地址編號如表24。PLC輸入地址編號表23輸入信號器件名稱地址編號功能說明SB1M1，M2啟動按鈕X0啟動按鈕SB2M1，M2停止按鈕X1停止按鈕SB3M1啟動按鈕X2啟動按鈕SB4M1停止按鈕X3停止按鈕SB5M2啟動按鈕X4啟動按鈕SB6M2停止按鈕X5停止按鈕SB7M3啟動按鈕X6啟動按鈕SB8M3停止按鈕X7停止按鈕ST5限位開關(guān)5X10抬起到位ST6限位開關(guān)6X11快轉(zhuǎn)限位ST7限位開關(guān)7X12到達下一工位Kp壓力繼電器X13反靠到位ST8限位開關(guān)8X14離合到位ST9限位開關(guān)9X15復位到位ST3限位開關(guān)3X16工進限位ST4限位開關(guān)4X17快退限位ST1限位開關(guān)1X20刀頭停止限位PLC輸出地址編號表24輸出信號器件名稱地址號功能說明KM1KM1接觸器Y0主軸電動機KM2KM2接觸器Y1液壓泵電動機KM3KM3接觸器Y2冷卻泵電動機YV5電磁閥Y3轉(zhuǎn)臺微抬YV7電磁閥Y4轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)YV9電磁閥Y5轉(zhuǎn)臺低速回轉(zhuǎn)YV8電磁閥Y6轉(zhuǎn)臺反靠YV6電磁閥Y7壓緊轉(zhuǎn)臺YV10電磁閥Y10轉(zhuǎn)臺停轉(zhuǎn)離合YV8電磁閥Y11轉(zhuǎn)臺復位YV3電磁閥Y12快進YV1電磁閥Y13工進YV2電磁閥Y14快退 PLC類型選擇系統(tǒng)設(shè)計的水平將直接影響控制系統(tǒng)的性能、設(shè)備的可靠性。這其中PLC的選型至關(guān)重要。選擇PLC，主要是確定PLC的生產(chǎn)廠家和PLC的具體型號。對于系統(tǒng)方案要求有分布式系統(tǒng)、遠程I/O系統(tǒng)，還需要考慮網(wǎng)絡(luò)化通訊的要求。具體的選擇內(nèi)容有以下幾個方面： PLC控制系統(tǒng)工作環(huán)境要求溫度 PLC要求環(huán)境溫度在0~55176。C。安裝時不能放在發(fā)熱量大的元件下面，四周通風散熱的空間應(yīng)足夠大，基本單元和擴展單元之間要有30mm以上間隔，開關(guān)柜上、下部應(yīng)有通風百葉窗，防止太陽光直接照射；如果環(huán)境溫度超過55176。C，要安裝電風扇強迫通風。 濕度 為了保證PLC的絕緣性能，空氣相對濕度應(yīng)小于85%（無凝露）。3 、震動 應(yīng)使PLC遠離劇烈的振動源，防止震動頻率為10~55Hz的頻率或連續(xù)震動。當使用環(huán)境不可避免震動時，必須采用減震措施，如采用減震膠等。 空氣 避免有腐蝕和易燃氣體，例如氯化氫、硫化氫等。對空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境，可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中，并安裝空氣凈化裝置。5 、電源 FX系列PLC有24V直流輸出接線端，該接線端可為輸入傳感器（如光電開關(guān)、接近開關(guān)等）提供24V直流電源。當輸入端使用外接電源時，應(yīng)選用直流穩(wěn)壓電源，因為普通的整流濾波電源，由于波紋的影響，容易使PLC接受錯誤的信息。 PLC生產(chǎn)廠家的選擇確定PLC的生產(chǎn)廠家，主要應(yīng)該考慮設(shè)備用戶的要求、設(shè)計者對于不同廠家PLC的熟悉程度和設(shè)計習慣、配套產(chǎn)品的一致性以及技術(shù)服務(wù)等方面的因素。從PLC本身的可靠性考慮，原則上只
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