【導(dǎo)讀】四工位組合機(jī)床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。學(xué)生指導(dǎo)教師（職稱）。完成時(shí)間年月日至年月日。A)根據(jù)設(shè)備的控制要求，統(tǒng)計(jì)出PLC控制器的I/O點(diǎn)數(shù)；B)選定PLC控制器的型號(hào)，確定PLC系統(tǒng)的硬件配置；C)進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，繪制出PLC程序流程圖并編寫(xiě)程序。接受設(shè)計(jì)論文任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行日期2020年4月26日?；庸さ目刂品绞?，擴(kuò)大加工能力，減少故障，提高效率，已成為企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造的。案與應(yīng)用技術(shù)，并對(duì)PLC的發(fā)展與應(yīng)用作了簡(jiǎn)要介紹。重點(diǎn)以三菱FX2N型PLC為例，介紹了PLC編程環(huán)境，并對(duì)A7-39組合機(jī)床應(yīng)用編程作。PLC的結(jié)構(gòu)和工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.....８。PLC的特點(diǎn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.......10. PLC的型號(hào)．．．．．．．．．．．．．．．．．．

　　

【正文】 與系統(tǒng)初始狀態(tài)對(duì)應(yīng)的步稱為初始步，用雙線的方框表示，根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況，它用初始條件來(lái)驅(qū)動(dòng)，或者用 M8002 來(lái)驅(qū)動(dòng)。用狀態(tài)器 S 編程時(shí)， S0~S90 為初始步專用狀態(tài)器。 （ 2）有向連線 將各步對(duì)應(yīng)的方框按它們成為活動(dòng)步的順序用有向連線連接起來(lái)，使圖成為一個(gè)整體。有向連線的方向代表了系統(tǒng)動(dòng)作的順序。順序功能圖中，從上到下、從左到右執(zhí)行。 （ 3）轉(zhuǎn)換條件 當(dāng)活動(dòng)步對(duì)應(yīng)的動(dòng)作完成后，系統(tǒng)就應(yīng)該轉(zhuǎn)入下一個(gè)動(dòng)作 ，也就是說(shuō)活動(dòng)步應(yīng)該轉(zhuǎn)入下一步?；顒?dòng)步轉(zhuǎn)換與否，需要一個(gè)條件。完成信號(hào)或相關(guān)條件的邏輯組合可以用作轉(zhuǎn)換條件，它既是本狀態(tài)的結(jié)束信號(hào)，又是下一步對(duì)應(yīng)狀態(tài)的啟動(dòng)信號(hào)。轉(zhuǎn)換條件一般用文字語(yǔ)言。布爾代數(shù)式表達(dá)或者圖形符號(hào)標(biāo)注與有向連線垂直相交的短線旁。 （ 4）驅(qū)動(dòng)的負(fù)載 驅(qū)動(dòng)負(fù)載指每一步對(duì)應(yīng)工作的內(nèi)容，也用方框表示，它直接與相應(yīng)的矩形相連。有的步根據(jù)需要可以不驅(qū) 動(dòng)任何負(fù)載，我們稱之為等待步。該機(jī)床的程序控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移流程圖見(jiàn) 圖 51： 18 圖 51 程序控制流程圖 控制流程 圖 說(shuō)明 （ 1） 在驅(qū)動(dòng)條件下，啟動(dòng)初始狀態(tài) S2，這一步是活動(dòng)步，當(dāng)這步結(jié)束的轉(zhuǎn)移條件 M804M8044 也是下一對(duì)應(yīng)狀態(tài)步的初始條件，當(dāng)滿足轉(zhuǎn)移條件轉(zhuǎn)移到狀態(tài) S20 成為活動(dòng)步，對(duì)應(yīng)操作是上料器進(jìn)。當(dāng)該步結(jié)束滿足轉(zhuǎn)移條件 X11，立即啟動(dòng)下一步狀態(tài)，根據(jù)程序運(yùn)行的原則先啟動(dòng) S21 夾具夾緊再到 S31 進(jìn)料。當(dāng)完成這一步滿足轉(zhuǎn)換條件 X1 X15。立即轉(zhuǎn)到下一步 S22 進(jìn)料器退、放料，結(jié)束條件是 X X16 即將轉(zhuǎn)移下一狀態(tài)。具體圖如下圖52： 19 圖 52機(jī)床上料流程圖 （ 2）在上面介紹的當(dāng)滿足條件狀態(tài)即轉(zhuǎn)移。 在上面的狀態(tài)時(shí)執(zhí)行完是完成加工物料的自動(dòng)進(jìn)放到加工位置。下面的狀態(tài)就是各滑臺(tái)進(jìn)給對(duì)加工工件進(jìn)行同時(shí)的加工。具體狀態(tài)轉(zhuǎn)移如下。在滿足上一步狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件 X X16 下程序轉(zhuǎn)移到下面狀態(tài) Ｓ２３ 、 S3 S5 S63，因根據(jù)設(shè)計(jì)原則 啟動(dòng)狀態(tài) S23Ⅰ主軸滑臺(tái)進(jìn)給向前加工工件，當(dāng)滿足轉(zhuǎn)換條件 X1 轉(zhuǎn)到下一步 S24Ⅰ主軸滑臺(tái)工位退。 在 Ｓ２３ 狀態(tài)啟動(dòng)一個(gè)延時(shí)步， 當(dāng)滿足Ｔ０延時(shí)結(jié)束轉(zhuǎn)移到下一步活動(dòng)步 ，轉(zhuǎn)移到 S3 S44。 S34 狀態(tài) Ⅱ 主軸滑臺(tái)向前加工工件，當(dāng)滿足轉(zhuǎn)移條件 X3 轉(zhuǎn)移到 S35Ⅱ滑臺(tái)退。 S44 狀態(tài)ⅣⅢ主軸滑臺(tái)向前加工工件，當(dāng)滿足轉(zhuǎn)移條件 X7 轉(zhuǎn)移到 S45Ⅳ滑臺(tái)退。在 S53 狀態(tài)Ⅲ主軸滑臺(tái)向前加工工件，當(dāng)滿足轉(zhuǎn)移條件 X4 轉(zhuǎn)移到 S45Ⅲ滑臺(tái)退。在 S63 狀態(tài)是啟動(dòng)冷卻泵系統(tǒng)。當(dāng)完成上面的各步后就對(duì)上來(lái)的一個(gè)工件加工完成等待著下一步把工件取走。加工工件的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如下圖 53： 20 圖 53 各滑臺(tái)加工程序流程 （ 3）在完成上面的兩步驟以后就等于完成一個(gè)工件的加工了，接下來(lái)就是等待著下一步把工件取走， 再等待人的操作，是自動(dòng)繼續(xù)循環(huán)加工工件還是手動(dòng)運(yùn)行或者停車。 在把工件加工完之后就進(jìn)入下一步， 滿足轉(zhuǎn)移條件 M101 各工位退回到原位。之后就轉(zhuǎn)移到S25 下料器進(jìn)，當(dāng)滿足 X13 轉(zhuǎn)移到Ｓ２６松開(kāi)，之后就滿足Ｘ１４轉(zhuǎn)移到下料器退，滿足Ｘ１２分兩個(gè)選擇 滿足轉(zhuǎn)移條件 Ｍ１１０（全自動(dòng)）和Ｍ１０（半自動(dòng)） ，由人工操作。詳見(jiàn)下圖 54 圖 54 退原位選擇控制程序 在上節(jié) 已按照控制要求和任務(wù)把 流程圖設(shè)計(jì)好，現(xiàn)在以狀態(tài)轉(zhuǎn)移流程圖的依據(jù)，一步一步的設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制梯形圖。 在流程圖的基礎(chǔ)上來(lái)設(shè) 計(jì)控制梯形圖大大的簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過(guò)程中復(fù)雜繁瑣的過(guò)程。增加了程序的可讀性和修改調(diào)試的簡(jiǎn)易性。大大節(jié)約了設(shè)計(jì)的時(shí)間，間接的提高了生產(chǎn)的效率等。梯形圖見(jiàn)附件，下面簡(jiǎn)單介紹一下機(jī)床的控制過(guò)程。 （ 1）系統(tǒng)在 S2 的驅(qū)動(dòng)下開(kāi)始進(jìn)入循環(huán)掃描工作。滿足Ｍ８０４１和Ｍ８０４４后啟動(dòng)S20.，檢測(cè)到Ｓ２０輸出Ｙ６上進(jìn)料，圖中Ｙ７常閉輔助觸點(diǎn)是和Ｙ６聯(lián)鎖，防止進(jìn)料和退料同時(shí)輸出造成故障。當(dāng)Ｘ 11 上料終點(diǎn)檢測(cè)有信號(hào)輸入時(shí)，輸出啟動(dòng) S2 S31。 S21 狀 21 態(tài)輸出 Y0 夾緊工件， 松開(kāi)輸出 Y1 常閉觸點(diǎn)與之串接聯(lián)鎖防止夾緊與松開(kāi)同時(shí)動(dòng)作，造成上料失靈 。 S21 步在加到工件時(shí)， S31 輸出 Y20 進(jìn)料，退料 Y17 常開(kāi)觸點(diǎn)是聯(lián)鎖防止同時(shí)進(jìn)料和退料，影響工作。執(zhí)行 S2 S31 后夾緊與進(jìn)料完成由 X1 X15 檢測(cè)到，動(dòng)作有信號(hào)輸入后啟動(dòng) S２２，上料器原位 X放料 Ｘ１６ 動(dòng)作時(shí)，輸出Ｙ７上料退。同時(shí)輸出 S2S3 S53， S63 上料完成，準(zhǔn)備開(kāi)始 滑臺(tái)加工工件的任務(wù)。完成這一段的梯形圖部分如下圖 55 圖 55 初始化部分梯形圖 （ 2）當(dāng)系統(tǒng)自動(dòng)完成了上料后，就可以進(jìn)入四個(gè)滑臺(tái)的工件的加工。具體控制過(guò)程和梯形圖如下圖 B S23 步被啟動(dòng)后輸出 Y2 滑臺(tái)退， Y3 與之串連構(gòu)成滑臺(tái)進(jìn)與退互鎖，同時(shí)輸出驅(qū)動(dòng)Ⅰ主軸電機(jī)和冷卻泵，對(duì)工件進(jìn)行架構(gòu)和機(jī)床的冷卻。當(dāng)滑臺(tái)重點(diǎn) X1 有信號(hào)輸入，即輸出轉(zhuǎn)換到S24。 S24輸出 Y3滑臺(tái)Ⅰ退 Y2腸壁出點(diǎn)與之并聯(lián)構(gòu)成互鎖機(jī)構(gòu)， S33被啟動(dòng)后輸出定時(shí) 1S．當(dāng)延時(shí)過(guò)后 S3Ｓ４４被啟動(dòng)，Ｓ３４得點(diǎn)后，輸出Ｙ１３滑臺(tái)Ⅱ進(jìn)行加工同時(shí)Ｙ１４腸壁出點(diǎn)構(gòu)成互鎖原理。Ｙ２２Ⅱ主軸電機(jī)啟動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行加工。Ｘ３滑臺(tái)Ⅱ 22 終點(diǎn)有信號(hào)輸入 S35 被啟動(dòng)得電，輸出 Y14 滑臺(tái)Ⅱ退，同時(shí)與 Y13 連鎖。 S44 驅(qū)動(dòng) Y15,Y15與 Y16 常 閉觸點(diǎn)構(gòu)成互鎖。當(dāng)滑臺(tái)Ⅳ進(jìn)到位以后啟動(dòng)Ⅳ主軸電機(jī)對(duì)工件進(jìn)行加工。 X7 為滑臺(tái)原位信號(hào)。 S 45 被啟動(dòng)， T0 復(fù)位等待下一次的循環(huán)。 圖 56滑臺(tái)啟動(dòng)加工 梯形圖 23 結(jié)束語(yǔ) 可編程控制器作為新一代的工業(yè)控制裝置，具有開(kāi)發(fā)柔性好，接線簡(jiǎn)單，安裝方便，抗干擾性強(qiáng)等從多優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)初步估算，四工位組合機(jī)床從裝夾工位到完成全部工位的加工大概需要 ，比傳統(tǒng)的控制方式節(jié)省了大量的時(shí)間，可以顯著提高生產(chǎn)效率。同時(shí)，由于 PLC 的高可靠性，輸入 /輸出部分信號(hào) 有指示，這不僅可以大大減少使電氣故障次數(shù)，而且還能給準(zhǔn)確判斷電氣故障的發(fā)生部位，節(jié)省了檢修的時(shí)間，從而間接的提高了生產(chǎn)的效率。 24 致謝 本設(shè)計(jì)主要是工業(yè)企業(yè)的 四工位組合機(jī)床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試 。通過(guò)這次設(shè)計(jì)使我所學(xué)的理論知識(shí)更進(jìn)一步的加深與系統(tǒng)化，提高了綜合應(yīng)用知識(shí)的能力，懂得了如何查找相關(guān)資料和手冊(cè)的能力，增強(qiáng)了我解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為畢業(yè)以后參加社會(huì)工作打下了良好的基礎(chǔ)。 這次設(shè)計(jì)能夠完成要感謝我的指導(dǎo)老師 —— 謝曼 老師， 謝 老師每次都很耐心地為我 們解決疑難問(wèn)題，不斷鞭笞我們要努力、認(rèn)真、不能偷懶一絲不茍地做，那樣我們才順利地完成本設(shè)計(jì)。 我由于知識(shí)水平有限，有很地方存在錯(cuò)誤和不足，希望老師的批評(píng)指正，在此表示由衷的感謝！ 25 參考文獻(xiàn) 周軍 .電氣控制 及 PLC[J].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .2020. 劉美俊，等 .PLC在四工位組合機(jī)床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)， 2020 熊幸明，基于 PLC的雙面鉆孔組合機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J]機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 .2020. 曉燕，趙軻 .多工位 組合機(jī)床 PLC控制設(shè)計(jì) [J] 李蘭 .多工位鉆鏜組合機(jī)床自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) .制造技術(shù)與機(jī)床 設(shè)計(jì) [J].2020. 熊幸明，王新輝 .基于 PLC的二工位組合機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 鄧昌奇，張航 .基于 PLC的組合機(jī)床控制技術(shù) .機(jī)械與電子， 2020 吳何畏，王衛(wèi)兵 .鉆孔組合機(jī)床液壓傳動(dòng)和電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù) .2020 范永勝，王岷 .電氣控制與 PLC應(yīng)用（第二版） .中國(guó)電力出版社 .2020. amp。Electronic Books Ltd,1982 1 . Electronic Fundamentals and Hall of India,1983 12 、 M。 Economy and Technique of High Pressure Distribution in Power Station 26 附錄 附錄一 組合機(jī)床電氣控制原理圖 27 附錄二、系統(tǒng)控制梯形圖程序 附件二 28