plc的數控車床自動送料控制系統(tǒng)設計(編輯修改稿)
2024-08-26 00:14 本頁面
【文章內容簡介】 過系統(tǒng)總線連接。如圖1圖1 PLC的基本結構一、 CPU（中央處理器） 與一般計算機一樣，CPU是PLC的核心，由控制器、運算器、寄存器、系統(tǒng)總線，外圍芯片、總線接口及有關電路等構成。它的功能是接收并存儲用戶程序和數據，通過掃描的方式采集來自現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數據，并存入內置的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等，他是PLC不可缺少的組成單元。二、 輸入/輸出(I/O)接口 輸入/輸出（I/O）接口模塊是PLC與外界聯(lián)系的接口，I/O點數是確定PLC模塊規(guī)格及輸入/輸出數量標準，I/O模塊或多或少，但其最大數受CPU所能管理的基本配置能力的限制，即底板或機架的槽數限制。輸入/輸出(I/O)模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映的是輸入信號狀態(tài)，輸出點反映的是輸出鎖存器狀態(tài)。三、 存儲器PLC存儲器（內存）是用來存放系統(tǒng)程序、用戶程序和運行數據的單元，是PLC不可缺少的組成單元。按其作用分為系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。系統(tǒng)存儲器用于存儲整個系統(tǒng)的監(jiān)控程序，一般采用只讀存儲器（ROM），具有掉電不丟失數據的特性。用戶存儲器用于存儲用戶根據工藝要求或者控制功能自行設計的控制程序，早期一般采用隨機讀寫存儲器（RAM），需要后備電池在掉電后保存程序。目前則傾向于采用電可擦除的只讀存儲器（EEPROM）或閃存(Flash Memory)，免去了后備電池的麻煩。四、 電源 PLC一般使用220V單相交流電源，電源部件將交流電轉換成中央處理器、存儲器等電路工作所需的直流電，保證PLC的正常工作。電源部件的位置由多種，對于整體式結構的PLC，電源通常封裝在機器內部；對于組合式PLC，有的采用單獨電源模塊，有的將電源與PLC封裝在一個模塊中。五、 智能模塊除了上述通用的輸入/輸出（I/O）模塊外，PLC還提供了各種各樣的特殊I/O模塊，如熱電阻、熱電偶、溫度控制、中斷控制、位置控制、以太網、遠程I/O控制、打印機等專用型或智能型的I/O模塊，用以滿足用戶各種特殊功能的控制要求。I/O模塊的類型、品種與規(guī)格越多，系統(tǒng)的靈活性越好，模塊的I/O容量越大，系統(tǒng)的適應性就越強。 PLC的工作原理 PLC的工作方式和運行框圖可編程控制器是一種應用于工業(yè)控制的微型計算機，其工作原理基上的，也是通過執(zhí)行反應用戶控制要求的用戶程序來實現(xiàn)的。 圖2 PLC的運行框圖CPU是以分時操作方式來處理任務的，CPU在每一瞬間只能做一件事，所以程序的執(zhí)行是按程序順序依次掃描完成相應的各軟電器的動作，稱為CPU時間的串行工作。但由于CPU運算速度很高，所以內部的各軟電器的動作看似幾乎同時完成的，但實際的輸入/輸出的響應順序應是滯后的。所以PLC的工作方式是一個不斷循環(huán)掃描的工作方式，每完成一次掃描所用的時間間隔稱PLC的掃描周期或工作周期。CPU會從第一條指令開始，按程序順序逐條的執(zhí)行用戶輸入的程序直到程序結束。然后返回開頭第一條程序指令開始新一輪的掃描工作。PLC采集信息有兩種方式，一是集中采樣輸入方式，二是立即輸入方式。PLC運行的全過程如圖2。 PLC的工作過程圖3 PLC的工作工程如前文所述，PLC是按圖2所示的運行框圖進行工作的。當PLC處于正常工作時，它將會不斷重復如圖所示的掃描過程，會不斷無限期掃描地工作下去。分析掃描過程，如果不考慮其他通信服務和遠程I/O特殊模塊，這樣掃描過程分為“輸入處理”、“程序處理”、“輸出處理”如圖3所示（此處I/O采用集中輸入與集中輸出方式）的三個階段。下面就對這三個階段進行詳細的分析： 一、輸入處理階段 PLC處于輸入采樣階段時，首先掃描外部所有輸入端子，并將各輸入狀態(tài)寄存入內存中各對應的輸入映像寄存器中。在這種情況下，輸入映像寄存器將會被刷新。然后進入程序的執(zhí)行階段，在程序的執(zhí)行階段和輸出刷新階段中，輸入映像寄存器與外界的通信被隔離，不管輸入的信號怎樣變化，其狀態(tài)保持不變，直到啟動下一個掃描周期的輸入采樣階段，才能重新從輸入端寫入新的內容。二、程序處理階段 由PLC梯形圖程序掃描運行的原則，PLC是按梯形圖先上后下、先左后右的步序逐點掃描程序。當遇到指令跳轉時，則會根據條件來判斷程序的跳轉位置。當程序指令中牽及到輸入/輸出時，PLC就從輸入映像寄存器中“讀入”上一過程采入的對應輸入接口的輸入狀態(tài)，進而進行下一步相應的運算，運算結果進而存入元件映像寄存器中。三、輸出處理階段待所有輸入指令被執(zhí)行完畢之后，在輸出映像寄存器中所寄存有的輸出繼電器的狀態(tài)（接通/斷開）將會在輸出刷新階段轉存到輸出鎖存器中，通過一定的方式輸出驅動負載進行動作。3 硬件的設計 自動送料機構設計方案 機構的總體設計一、整體電器結構圖。如圖4所示圖4 電器結構圖二、機構的整體設計送料裝置分棒料送料機和半成品送料機，半成品送料機又分細長軸和盤蓋類，本設計屬于細長軸類。由于屬于細長軸類，并且零件精度要求高、加工時間短，因此在送料過程中送料要快，振動要小，過程要平穩(wěn)，從而不會影響到送料精度，所以本設計選用氣缸為做為動力，從而送料精度也較有保障，效率也提高。氣缸的原理是利用壓縮空氣作為動力源，執(zhí)行自動送料。卡盤的自動加緊動作，使數控車床實現(xiàn)自動送料、連續(xù)加工工件的工作從而大大題高數控車床的工作效率。本自動送料裝置由打料裝置與上件裝置兩部分組成。打料裝置由兩個氣缸完成，安裝在數控車床的頭部，完成自動往機械手里送件的動作。如圖5所示。上件裝置是由三個氣缸完成的，完成向數控車床主軸內送件，主軸卡盤的加緊動作。如圖6所示。圖5 打料裝置圖6 上件裝置工作過程： 首先工件通過振動盤在進料管的牽引下進入脫料機構。 由脫料氣缸把工件推入到送料槽中，由
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