四工位组合机床控制系统设计.docx
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四工位组合机床控制系统设计
毕业设计
设计题目：
四工位组合机床控制系统设计
.设计要求及任务
.进度安及完成时间
.四工位组合机床工作原理与过程分析
.程序控制方案
.PLC的硬件接线图，I/O分配表，操作面板。
.电气原理图
.液压控制图
八.相关元器件的选择
九.部分程序的分析
十.心的体会
参考资料
.四工位组合机床的工作原理与过程分析
本机床对零件的进行钻孔,扩孔,攻丝等工序的加工,采用回转工作台传送零件,按照工艺流程分三个工位进行加工,并安排一个装卸工位来装卸工件.
当用人工将一个工件安装在夹具上,且三个加工工位的动力头已加工完成,并退回到原位后,回转工作台自动微抬.抬起到位,回转工作台吊自动转位.转位到位后,自动定位夹紧.夹紧后,即向各工位发出向前主令,各工位动力头按自己的程序进行加工.与此同时回转机构自动复位,为下次转位做准备.各工位加工完成,向系统汇报完成信号.同时各工位动力头自动退回原位,回到原位后,即向系统汇报原位信号.当所有工位动力头都回到原位,装卸工位又装好了新的工件时,则系统又开始进行下一个循环的加工.
1.回转台工作原理
按下回转台工作按钮后，电磁阀S01通电，使得回转台微抬，碰到行程开关SQ02，电磁阀S01,S03通电，回转台开始回转，当碰到行程开关SQ03，电磁阀S01,S03,S05通电，使得回转台低回；离开行程开关SQ03电磁阀S01,S04,S05通电，回转台反靠；碰到行程开关SQ04,电磁阀S02通电，回转台夹紧；当压力继电器KP1发出信号，电磁阀S02,S06通电，回转台脱离；碰到行程开关SQ05，电磁阀S02,S04,S06通电，回转台返回；碰到行程开关SQ01，回转液压缸返回原位等待下一次循环。
2.钻孔工作原理
按下钻孔工作按钮，电磁阀S11,S13通电，钻孔工位快进；当碰到行程开关SQ12,电磁阀S11,接触器线圈KM3通电，钻孔工位转为工进，同时钻孔电动机启动；当碰到行程开关SQ13，电磁阀S12,S13通电，钻孔工位快退；当碰到行程开关SQ11,接触器线圈KM3断电，钻孔电动机停止，钻孔工位返回到了原位。
3.扩孔工作原理
当工作台夹紧后，S05、1DP发出信号，电磁铁10YA带电，扩孔液压杆快进，碰到行程开关S22，电磁铁13YA带电，液压杆工进。
碰到行程开关S23，10YA、13YA断电，11YA带电，液压杆快退。
碰到S21,11YA断电，扩孔工位回原位。
4.攻丝工作原理
按下攻丝工作按钮，电磁阀S31通电，攻丝工位快进；碰到行程开关SQ32,工位停止，接触器线圈KM5通电，攻丝电动机正传开始；碰到行程开关SQ33，接触器线圈KM6通电，攻丝电动机反转；碰到行程开关SQ34，攻丝电动机停止，电磁阀S32通电，工位快退；碰到行程开关SQ31,攻丝工位返回原位停止，等待下次循环。
.程序控制方案
四工位组合机床的控制方案顺序功能图
.PLC的硬件接线图，I/O分配表，操作面板。
1.PLC的硬件接线图
KM6
KM5
KM
KM
AC220V
紧急停车
微抬
夹紧
快速回转
反响定位
慢回
钻孔快进
钻孔快退
扩孔快进
扩孔快退
钻孔工进
扩孔工进
攻丝快进
攻丝快退
攻丝正转
攻丝反转
负载电源
KM
KM
FX2N-80MR-001
X0手动攻丝反转
X1启动
X2快速回转
X3反向开关
X4反靠开关
X5离合器开关
X62DP压力继电器L
X71DP压力继电器
X10手动攻丝正转N
X11工位原点
X12已快进COM1
X13已工进COM2
X14手动攻丝快进
X15手动钻孔快退Y1
X16手动扩孔快进Y2
X17手动扩孔工进
Y3
X35齿条原位
X21工位原点Y4
X22已快进
X23已工进Y5
X24手动
X25回原点Y6
X26半自动
X27手动扩孔快退Y7
X30停止
X31工位原点Y10
X32已快进及正向攻丝
X33反向攻丝Y11
X34已快退
X40手动攻丝快退Y12
X41微抬
X42手动回转Y13
X43手动反向
X44手动夹紧Y20
X45手动返回
X46手动钻孔快进Y21
X47手动钻孔工进Y22
COMY23
2.I/O分配表
输入点
输出点
X1
启动
Y1
微抬
X2
快速回转
Y3
快速回转
X3
反向开关
Y5
慢回
X4
反靠开关
Y4
反响定位
X6
2DP压力继电器
Y2
夹紧
X5
离合器开关
Y6
钻孔快进
X35
齿条原位
Y12
钻孔工进
X7
1DP压力继电器
Y7
钻孔快退
X12
已快进
Y10
扩孔快进
X13
已工进
Y13
扩孔工进
X11
工位原点
Y11
扩孔快退
X23
已工进
Y20
攻丝快进
X21
工位原点
Y22
攻丝正转
X32
已快进及正向攻丝
Y23
攻丝反转
X33
反向攻丝
Y21
攻丝快退
X34
已快退
X31
工位原点
X41
手动微抬
X42
手动回转
X43
手动反向
X44
手动夹紧
X45
手动返回
X46
手动钻孔快进
X47
手动钻孔工进
X15
手动钻孔快退
X16
手动扩孔快进
X17
手动扩孔工进
X27
手动扩孔快退
X14
手动攻丝快进
X10
手动攻丝正转
X0
手动攻丝反转
X40
手动攻丝快退
X41
手动启动开关
X20
启动
X26
半自动
X24
手动
X25
回原点
X30
停止
1.操作面板
操作面板
手动
半自动
回原点
X41X42X45X46X47X15X16
微抬回转返回钻孔快进钻孔工进钻孔快退扩孔快进
X17X27X14X10X0X40X41
扩孔工进扩孔快退攻丝快进攻丝正转攻丝反转攻丝快退启动
负载电源
紧急停车
.电气原理图
FU2
M1
M2
M3
FU1
FU3
KM1
KM2
KM3
FR1
FR2
FR3
U
V
W
L1
L2
L3
380V
U1V1W1
U3V2W2
U3V3W3
U1
V1
W1
U2
V2
W2
U3
V3
W3
.液压控制图
八.相关元器件的选择
1：
PLC的选择（要求：
输入点数39点、输出点数15点、275条程序指令）选FX2N-80MR-001型号的PLC。
2：
因为工作功率不是相差很大，故选择三个型号相同的电机。
所以热继电器、接触器、和熔断器额型号都相同。
（1）电动机的选择：
估计液压泵的功率：
P=q*p=8*1440*80/60=15.5kw
（1）热继电器的选择：
（2）接触器的选择：
（2）熔断器的选择：
熔断器的名称FU1FU2FU3
型号NT1NT1NT1
额定电压500V500V500V
额定电流250A250A250A
3：
液压元器件的选择
吸油过滤器YCX型箱外自封式过滤器
限压式变量泵YBP型10MPa
直通式单向阀AD型直通式单向阀
减压阀YJF3溢流减压阀
顺序阀X2F直控式顺序阀
溢流阀YF溢流阀
三位五通电磁换向阀DSG型
两位四通电磁换向阀DSG型
液压缸C—LA—1—125—C—中压—R
九.部分程序的分析
初始化程序：
该系的初始化程序用来设置初始状态位置和原点位置条件.IST指令中S20和S53用来指定在自动操作中用到的最低和最高状态的状态继电器元件。
IST中的源程序操作数可以取X.Y和M，梯形图中M30用来指定与工作方式有关的辅助继电器首元件，它实际上指定了M30---M37具有以下意义：
M30（X24）:
手动
M31（X25）:
回原点
M32（M8000）:
单步
M33（X28）：
单周期（半自动）
M34（M8000）：
连续运行（全自动）
M35（X20）:
回原点起动
M36（X20）:
自动操作起动
M37（X30）:
停止
相应的工作方式由X24、X25、X28来确定。
X24、X25、X28是由一个三个触点的转换开关来实现的。
同时只能有一个工作方式。
IST指令的执行条件满足时，初始状态继电器S0—S2和下列特殊辅助继电器被自动指定为以下功能，以后使用IST指令的执行条件变为OFF时，这些元件的功能仍保持不变：
M8040:
禁止转换
M8041:
转换起动（从初始状态的转换被允许）
M8042：
起动脉冲（按下启动按钮时的脉冲输出）
M8043:
回原点完成
M8044：
原点条件
M8047：
STL监控有效
S0：
手动操作的初始转太继电器
S1:
回原点操作的初始状态继电器
S2:
自动操作的初始状态继电器
如果改变了当前选择的工作方式，在“回原点完成”标志变为ON之前，所有的输出继电器将变为OFF。
十.心得体会
2009年06月08日至2009年06月19日，我们进行了为期二周的课程设计。
通过这次课程设计，我拓宽了知识面，锻炼了能力，综合素质得到较大提高。
安排课程设计的基本目的，在于通过理论与实际的结合、人与人的沟通，进一步提高思想觉悟。
尤其是观察、分析和解决问题的实际工作能力，以便培养成为能够主动适应社会主义现代化建设需要的高素质的复合型人才。
作为整个学习体系的有机组成部分，课程设计虽然安排在二周进行，但并不具有绝对独立的意义。
它的一个重要功能，在于运用学习成果，检验学习成果。
运用学习成果，把课堂上学到的系统化的理论知识，尝试性地应用于实际设计工作，并从理论的高度对设计工作的现代化提出一些有针对性的建议和设想。
检验学习成果，看一看课堂学习与实际工作到底有多大距离，并通过综合分析，找出学习中存在的不足，以便为完善学习计划，改变学习内容与方法提供实践依据。
对我们计算机专业的本科生来说，实际能力的培养至关重要，而这种实际能力的培养单靠课堂教学是远远不够的，必须从课堂走向实践。
这也是一次预演和准备毕业设计工作。
通过课程设计，让我们找出自身状况与实际需要的差距，并在以后的学习期间及时补充相关知识，为求职与正式工作做好充分的知识、能力准备，从而缩短从校园走向社会的心理转型期。
课程设计促进了我系人才培养计划的完善和课程设置的调整。
近年来，我系为适应学生的实践需要陆续增设与调整了一系列课程，受到同学的欢迎，其中这次的设计很受同学们的喜欢。
课程设计达到了专业学习的预期目的。
在一个星期的课程设计之后，我们普遍感到不仅实际动手能力有所提高，更重要的是通过对软件开发流程的了解，进一步激发了我们对专业知识的兴趣，并能够结合实际存在的问题在专业领域内进行更深入的学习。
参考资料：
（1）：
可编程控制器原理与应用2006年8月第1版
主编：
范次猛北京理工大学出版社
（2）：
可编程控制器原理与应用2005年1月第1版
王立权、王宗义、王淑钧、徐景编哈尔滨工业大学出版社
（3）：
工厂常用电气手册（下册）1986年5月第1版
水利电力出版社
（4）：
FX系列PLC编程及应用2008年4月第1版
主编:
廖常初机械工业出版社
（5）：
组合机床设计（第三册电气部分）1976年3月第1版
机械工业出版社
（6）：
液压与气动技术2006年9月第1版
主编：
杜来林北京大学出版社
（7）：
液压系统设计图集2003年8月第1版
主编：
周士昌机械工业出版社
附件：
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