【正文】 加工動(dòng)力頭，滑臺主要是用來載著四個(gè)動(dòng)力頭滑動(dòng)，從而以便加工動(dòng)力頭加工零件，滑臺運(yùn)動(dòng)由行程開關(guān)控制，其運(yùn)動(dòng)則由雙線圈兩位電磁閥驅(qū)動(dòng)氣缸來實(shí)現(xiàn)的。在零件加工完畢后，下料推桿開始取走零件，它的工作原理與上 料 推桿 一樣 。 3．檢測系統(tǒng) 在傳送帶的裝置上，有光電開關(guān)、而夾具上有夾緊壓力傳感器、進(jìn)料裝置則有進(jìn)料壓力傳感器、防料壓力傳感器。輸出則主要是控制滑臺、加工動(dòng)力頭、進(jìn)料裝置、上下料推桿、冷卻、夾具等裝置，其中滑臺的往返運(yùn)動(dòng)、上下料推桿的來回運(yùn)動(dòng)由雙線圈兩位電磁閥來實(shí)現(xiàn)、而加工動(dòng)力頭則由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。除此之外，還具有輸入輸出刷新、中斷、高速計(jì)數(shù)器比較指令、高速脈沖輸出等高速處理指令，以及在 SFC 控制方面，將機(jī)械 控制的標(biāo)準(zhǔn)封裝化的狀態(tài)初始化指令等，使功能大大增強(qiáng)。 表 輸入輸出信號地址分配表 輸 入 信號名稱 外部 元件 地址號 功能說明 光電開關(guān) YJ4 X17 檢測零件的有、無 系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕 SB2 X22 啟動(dòng)整個(gè)系統(tǒng) 系統(tǒng)總停按鈕 SB1 X21 停止整個(gè)系統(tǒng) 系統(tǒng)預(yù)停按鈕 SB3 X23 預(yù)停整個(gè)系統(tǒng) 滑臺 I 原位信號 SQ1 X0 在起點(diǎn)位限制 滑臺 I 滑臺 I 終點(diǎn)信號 SQ2 X1 在終點(diǎn)位限制 滑臺 I 滑臺 II 原點(diǎn)信號 SQ3 X2 在起點(diǎn)位限制 滑臺 II 滑臺 II 終點(diǎn)信號 SQ4 X3 在起點(diǎn)位 限制 滑臺 II 滑臺 III 原點(diǎn)信號 SQ5 X4 在起點(diǎn)位限制 滑臺 III 滑臺 III 終點(diǎn)信號 SQ6 X5 在起點(diǎn)位限制 滑臺 III 滑臺 IV 原點(diǎn)信號 SQ7 X6 在起點(diǎn)位限制 滑臺 IV 滑臺 IV 終點(diǎn)信號 SQ8 X7 在起點(diǎn)位限制 滑臺 IV 基于 PLC 的多工位機(jī)床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22 上料器原位信號 SQ9 X10 在原位限制上料器運(yùn)動(dòng) 上料器終點(diǎn)信號 SQ10 X11 在終點(diǎn)限制上料器運(yùn)動(dòng) 下料器原位信號 SQ11 X12 在原位限制下料器運(yùn)動(dòng) 下料器終點(diǎn)信號 SQ12 X13 在終點(diǎn)限制下料器運(yùn)動(dòng) 夾緊壓力信號 YJ1 X14 用傳感器檢測壓力 進(jìn)料壓力信號 YJ2 X15 用傳感器檢測進(jìn)料壓力 放料壓力信號 YJ3 X16 用傳感器檢測放料壓力 選擇開關(guān)信號 SA1 X25 選擇系統(tǒng)操作模式 啟動(dòng)按鈕 SB5 X26 啟動(dòng)滑 臺 I 前進(jìn) 啟動(dòng)按鈕 SB6 X27 啟動(dòng)滑臺 I 后退 啟動(dòng)按鈕 SB7 X30 主軸 I 點(diǎn)動(dòng)加工零件 啟動(dòng)按鈕 SB8 X31 啟動(dòng)滑臺 II 前進(jìn) 啟動(dòng)按鈕 SB9 X32 啟動(dòng)滑臺 II 后退 啟動(dòng)按鈕 SB10 X33 主軸 II 點(diǎn)動(dòng)加工零件 啟動(dòng)按鈕 SB11 X34 啟動(dòng)滑臺 III 前進(jìn) 啟動(dòng)按鈕 SB12 X35 啟動(dòng)滑臺 III 后 退 啟動(dòng)按鈕 SB13 X36 主軸 III 點(diǎn)動(dòng)加工零件 啟動(dòng)按鈕 SB14 X37 啟動(dòng)滑臺 IV 前進(jìn) 啟動(dòng)按鈕 SB15 X40 啟動(dòng)滑臺 IV 后退 基于 PLC 的多工位機(jī)床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 23 啟動(dòng)按鈕 SB16 X41 主軸 IV 點(diǎn)動(dòng)加工零件 啟動(dòng)按鈕 SB17 X42 啟動(dòng)夾具夾緊裝置 啟動(dòng)按鈕 SB18 X43 啟動(dòng)夾具松開裝置 啟動(dòng)按鈕 SB19 X44 啟動(dòng)上料推桿前進(jìn) 啟動(dòng)按鈕 SB20 X45 啟動(dòng)上料推桿后退 啟動(dòng)按鈕 SB21 X46 啟動(dòng)進(jìn)料裝置進(jìn)料 啟動(dòng)按鈕 SB22 X47 啟動(dòng)進(jìn)料裝置放料 啟動(dòng)按鈕 SB23 X50 啟動(dòng)冷卻裝置冷卻開 啟動(dòng)按鈕 SB24 X51 啟動(dòng)冷卻裝置冷卻關(guān) 啟動(dòng)按鈕 SB25 X52 啟動(dòng)傳送帶 1 啟動(dòng)按鈕 SB26 X53 啟動(dòng)傳送帶 2 輸 出 信號名稱 外部元件 地址號 功能說明 電磁閥 YV1 Y0 夾具夾緊 電磁閥 YV2 Y1 夾具松開 電磁閥 YV3 Y2 滑臺 I 前進(jìn) 電 磁閥 YV4 Y3 滑臺 I 后退 電磁閥 YV5 Y4 滑臺 III 前進(jìn) 電磁閥 YV6 Y5 滑臺 III 后退 基于 PLC 的多工位機(jī)床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24 電磁閥 YV7 Y6 上料推桿前進(jìn) 電磁閥 YV8 Y7 上料推桿后退 電磁閥 YV9 Y10 下料推桿前進(jìn) 電磁閥 YV10 Y12 下料推桿后退 電磁閥 YV11 Y13 滑臺 II 前進(jìn) 電磁閥 YV12 Y14 滑臺 II 后退 電磁閥 YV13 Y15 滑臺 IV 前進(jìn) 電磁閥 YV14 Y16 滑臺 IV 后退 電磁閥 YV15 Y17 進(jìn)料裝置放料 電磁閥 YV16 Y20 進(jìn)料裝置放料 接觸器線圈 KM1 Y21 I 主軸點(diǎn)動(dòng) 接觸器線圈 KM2 Y22 II 主軸點(diǎn)動(dòng) 接觸器線圈 KM3 Y23 III 主軸點(diǎn)動(dòng) 接觸器線圈 KM4 Y24 IV 主軸點(diǎn)動(dòng) 接觸器線圈 KM5 Y25 冷卻電機(jī)運(yùn)行 接觸器線圈 KM6 Y26 傳送帶 1 運(yùn)動(dòng) 接觸器線圈 KM7 Y27 傳送帶 2 運(yùn)動(dòng) 基于 PLC 的多工位機(jī)床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 25 控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 考慮到 PLC 控制系統(tǒng)可靠性問題，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，采 用了正反連鎖控制、時(shí)間故障檢測法等一系列保護(hù)措施，由于本系統(tǒng)中 電磁閥的感性較大，應(yīng)采用抗感性措施。加工完后，工作滑臺后退，當(dāng)滑臺到達(dá)原始位置時(shí)，滑臺停止，夾具松開，下料推桿前進(jìn)將零件從夾具處往傳送帶 2 上推，其行程由行程開關(guān)控制，當(dāng)上料推桿到達(dá)終點(diǎn)位時(shí)，上料推桿前進(jìn)運(yùn)動(dòng)停止，開始后退，同時(shí)零件掉入到傳送帶 2 上。 步進(jìn)順控指令的運(yùn)用 1. 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖也稱功能圖也稱功能圖。 STL 是步進(jìn)開始指令， RET 是步進(jìn)結(jié)束指令，狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與梯形圖有嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系。 基于 PLC 的多工位機(jī)床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 32 （ 5）下料推桿程序的編制 下料推桿是在零件加工完后推走零件的，它運(yùn)動(dòng)的范圍是由其行程開關(guān)控制的，在下料推桿工作的同時(shí)，四個(gè)加工動(dòng)力頭均停止，其程序編制如下。如果按下緊急停機(jī)按鈕，則指示燈 2 同時(shí)熄滅。以下先從實(shí)際中的事例討論了提高性能價(jià)格比的措施，再著重?cái)⑹隽藴p少輸入輸出點(diǎn)的方法。為此，顯示部分設(shè)置幾組顏色指示燈，直接接至執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輔助控制器上而不占用 PLC 的輸出接口。 2. 輸入觸點(diǎn)的合并 如果某些外部輸入信號總是以某中 “與或非 ”組合的整體形式出現(xiàn)在梯形圖中，可以將它們對應(yīng)的觸點(diǎn)在可編程序外部串、并聯(lián)后作為一個(gè)整體輸入可編程序控制器，只占可編程續(xù)控制器的一個(gè)輸入點(diǎn)。 系統(tǒng)中某些相對獨(dú)立的或比較簡單的部分，可以不進(jìn)可編程序控制器，直接用繼電器線路控制，這樣同時(shí)也減少了所需的 PLC 輸入輸出點(diǎn) PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì) PLC 是專門為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的控制裝置，通常不需要采取什么措 施，就可以直接在工業(yè)環(huán)境使用，但是，當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強(qiáng)烈，或安裝使用不當(dāng)，都不能保證 PLC 的正常運(yùn)行，因此使用時(shí)應(yīng)注意以下問題。對于可靠性要求很高的場合或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境，可以安裝一臺帶屏蔽層的變?yōu)?1： 1 的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地 之間的干擾。 圖 圖 主 CPU 備 CPU RPU 主 I/O 備 I/O 主 CPU 備 CPU I/O 單元 基于 PLC 的多工位機(jī)床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 39 結(jié) 論 本論文設(shè)計(jì)的四工位組合機(jī)床自動(dòng)控制系統(tǒng)主要采用可編程序控制器 (PLC)對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，同時(shí)結(jié)合了光電感應(yīng)、壓電感應(yīng)等傳感技術(shù)的應(yīng)用。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展及各種技術(shù)的應(yīng)用，四工位組合機(jī)床自動(dòng)化流水線及其機(jī)械手控制系統(tǒng)將向智能化方向發(fā)展。這些都將使我終生受益。我愿在未來的學(xué)習(xí)和研究過程中，以更加豐厚的成果來答謝曾經(jīng)關(guān)心、 幫助和支持過我的所有領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)、同事和朋友?；貞浳以诤衔睦韺W(xué)院學(xué)習(xí)的四年中，最令我難忘的恩師是導(dǎo)師黃建春老師。由于時(shí)間有限，在本次設(shè)計(jì)中沒有采用 。使用系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)就能夠比較有效地解決上述問題。對于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。在需要指示燈顯示 PLC 驅(qū)動(dòng)的負(fù)載狀態(tài)時(shí)，可以將指示燈與負(fù)載并聯(lián)，并聯(lián)時(shí)指示燈與負(fù)載的額定電壓應(yīng)相同，總電流不應(yīng)超過 PLC 允許的值。另外，一個(gè)移行系統(tǒng)中的幾個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由于其動(dòng)力不大，則可用一個(gè)空氣開關(guān)進(jìn)行集中控制，這樣既不影響維護(hù)，又達(dá)到降低成本的目的。當(dāng)流水線自為一體，控制部分分為兩部分時(shí)，可能會(huì)給現(xiàn)場施工操作以及編程等帶來一些影響，但選擇好斷口，搞清控制對應(yīng)關(guān)系，這些影響就可以解決。同時(shí)，大家也競相研究 PLC 在控制系統(tǒng)中的一些問題，來進(jìn) 一步提高 PLC 控制系統(tǒng)的性能價(jià)格比、可靠性等。 2個(gè)指示燈分別代表兩臺電機(jī)，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，指示燈 1 先亮；同時(shí)指示燈 2 亮，而后當(dāng)傳送帶 1 上的光電開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，傳送帶 1 停止，那么指示燈 1 停止，同時(shí)指示燈 2基于 PLC 的多工位機(jī)床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 33 也停止。 （ 4）工作滑臺以及加工動(dòng)力頭程序的編制 工作滑臺是載著加工動(dòng)力頭前進(jìn)與后退的，它運(yùn)動(dòng)的行程由行程開關(guān)控制，它是在零件固定后開始運(yùn)行的，它分為兩部分，一部分是 I、 III 工作滑臺及其加工動(dòng)力頭，另一部分是 II、 IV工作滑臺及其加工動(dòng)力頭，其中 II、 IV 工位在 I、 III 工位 10 秒后才動(dòng)作。其中 S0~S9 共 10 個(gè)叫初始狀態(tài)，是狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的起始狀態(tài)。 基于 PLC 的多工位機(jī)床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 27 N Y N Y N Y N Y N Y 開始 傳送 帶 2 運(yùn)動(dòng) 光電開關(guān)有信號？ 上料推桿進(jìn) 傳送帶 2 停止 夾具、進(jìn)料 夾緊傳感有信號 ？ 行程開關(guān)有信號？ 上料推桿退、進(jìn)料退 行程開關(guān)有信號？ 滑臺前進(jìn) 行程開關(guān)有信號？ A 基于 PLC 的多工位機(jī)床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 28 圖 PLC 控制流程圖 N Y N Y N Y A 滑臺停止 I、 III 共位加工 定時(shí) 10s II、 IV 工位加工 工作滑臺退 行程開關(guān)有信號？ 下料推桿進(jìn) 夾具松開 行程開關(guān)有信號？ 零件掉入傳送帶 2 下料推桿退 行程開關(guān)有信號？ 下料 推桿原位停止 完成 基于 PLC 的多工位機(jī)床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 29 圖 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 M8002 X17 M8041 M110（半自動(dòng) ） M110（全自動(dòng)） X12 X14 X13 各工位原位 M101 X5 X7 X3 T0 X1 X16 X10 S23 S24 S25 S33 S34 S35 上料器退、放料 I 向前加工 I 工位退 延時(shí) II 前加工 S44 IV 前加工 S53 III 向前加工 S63 冷 卻 III 工位退 II工位退 S45 IV 位退 S26 S27 S28 X11（SQ10） M8044 S2 S21 S22 S31 初始狀態(tài) 上料器進(jìn) 夾具夾緊 進(jìn)料 X14 X15 下料進(jìn) 夾具松開 下料退 S54 S20 傳送帶 2 停止 傳送帶 2 啟動(dòng) 基于 PLC 的多工位機(jī)床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 30 PLC控制系統(tǒng)程序的編制 由上述的 PLC 控制系統(tǒng)流程圖可寫出系統(tǒng)梯形圖，系統(tǒng)梯形圖見附錄 C。而后，工作滑臺開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)時(shí)，滑臺運(yùn)動(dòng)停止，