四工位组合机床控制系统设计01淘名taopaoyangjun.docx

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四工位组合机床控制系统设计01淘名taopaoyangjun

课程设计报告

院：

机械工程学院

专业：

机械电子工程班级：

0601学号：

01

学生姓名：

杨军

指导教师姓名：

吴晨曦黄菊生

日期：

2009年6月08日—6月19日

设计题目：

四工位组合机床控制系统设计

目录

.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

.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.心得体会

参考资料

附件：

程序

.设计要求及任务

1.设计要求

（1）用PLC进行控制；

（2）单周期与手动两种工作方式

（3）能急停操作

（4）程序调试。

2.设计任务

（1）分析工作原理与过程，程序控制方案；

（2）绘制工作流程图或顺序功能图；

（3）绘制PLC的硬件接线图及电气原理图，液压控制图；

（4）相关元器件的计算与选型，制定明细表与I/O分配表；

（5）编写程序梯形图或指令表；

（6）编写设计说明书。

.进度安及完成时间

1.设计时间两周，2009年06月08日至2009年06月19日

2.进度安排

第17周：

布置设计任务，查阅资料，熟悉设计任务，软硬件设计。

第18周：

调试程序，整理资料，撰写设计说明书。

答辩，交设计作业。

.四工位组合机床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.

各单机工作原理

1）回转工作台抬起

为了减少回转时的摩擦力回转工作台在回转之前抬起。

按下回转工作台按钮x1，电磁铁1YA通电，换向阀9左位接入系统。

压力油进入夹紧液压缸下腔，将工作台抬起，同时压力油进入锁紧液压缸的上腔，将锁紧销拔出。

2）回转工作台快速及慢速回转

回转工作台抬起后，压下形成开关，电磁铁3YA带电，换向阀11左位接入系统。

压力油进入回转液压缸A腔，推动工作台快速回转，同时计时器计时，5S后电磁铁5YA带电，压力油经节流阀13回油箱，实现缓冲制动。

3）回转工作台慢速反向定位

回转工作台慢速回转结束后，反向开关S03发出信号，3YA断电，4YA、5YA通电，换向阀11、12换向。

压力油经节流阀13进入B、C腔，回转工作台开始反向定位，即“反靠”。

4）回转工作台夹紧

回转工作台反向定位结束后，压下反靠开关S04，同时液压系统压力升高，压力继电器2DP动作，发出信号使电磁铁5YA、4YA、1YA断电，换向阀9换向。

回转工作台落下夹紧，加紧液压缸下腔和锁紧液压缸上腔的液压油经换向阀9回油箱，在弹簧力作用下，将工作台夹紧。

同时电磁铁2YA带电，使离合器离开，回转工作台夹紧后，离合器碰到行程开关S05，压力继电器1DP动作，两者一起作用发出信号使动力部件进入工作循环

5）回转液压缸齿条活塞返回

当压力油进入夹紧液压缸上腔，使活塞刚开始向下移动时，放开抬起使压下的行程开关，S05、1DP发出信号使4YA带电推动齿条活塞快速返回。

碰到行程开关S01，2YA、4YA断电，准备第二次工作循环。

6）钻孔

当工作台夹紧后，S05、1DP发出信号，电磁铁6YA带电，钻孔液压杆快进，碰到行程开关S12，电磁铁12YA带电，液压杆工进。

碰到行程开关S13，6YA、12YA断电，7YA带电，液压杆快退。

碰到S11,7YA断电，钻孔工位回原位。

7）扩孔

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。

8）钻孔

当工作台夹紧后，S05、1DP发出信号，电磁铁20YA带电，攻丝液压杆快进，碰到行程开关S32，工位停止，接触器线圈KM5通电，攻丝电动机正转，碰到行程开关S33，接触器线圈KM6通电，攻丝电动机反转，碰到行程开关S34，攻丝电动机停止，电磁铁21YA通电，工位快退。

碰到行程开关S31，攻丝工位返回原位停止。

.程序控制方案

四工位机床的控制方案可以用下面的顺序功能图表示：

.I/O地址分配表、PLC的硬件接线图、操作面板

操作面板

.电气原理图

M1为主电动机；M2为液压泵电动机；M3为冷却泵电动机。

SB2同时接通KM1和KM2，起动M1和M2

SA4单独起动主电动机（SA4合、按SB2接通KM1）。

SA3单独起动液压泵电动机（SA3合、按SB2接通KM2）。

S置“1”位，SB3起动冷却泵电机。

S置“2”位，动力箱开始工进时，K2合、起动冷却泵电机。

电源接通，指示灯HL点亮，直到M2起动，HL熄灭

.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37点、输出点数15点、275条程序指令）选FX2N-80MR-001型号的PLC。

2：

接触器的选择CJ2B-600220V（50HZ）

3：

电磁阀常闭型OK882/2N0额定压力5MPa

3：

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

电动机名称M1M2M3

电机型号JQ2-64-4JQ2-64-4JQ2-64-4

功率17KW17KW17KW

额定电流32.9A32.9A32.9A

额定转速1460r/min1460r/min1460r/min

额定效率89%89%89%

额定功率因素0.880.88

启动电流/额定电流7A7A7A

启动电流/额定电流1.3A1.3A1.3A

最大转矩/额定转矩2N.m2N.m2N.m

（1）热继电器的选择：

热继电器名称FR1FR2FR3

型号LR1-D4053LR1-D4053LR1-D4053

额定电流40A40A40A

热元件号（规格数）2种2种2种

电流调节范围23—40A23—40A23—40A

（2）接触器的选择：

接触器名称KM1KM2KM3

型号B65B65B65

约定发热电流80A80A80A

额定工作电压380V380V380V

额定工作电流65A65A65A

（3）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

4：

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

工作台回转程序

回转工作台常用于配置多工位组合机床，工件夹紧在工作台上，由液压回转装置控制每一个工位。

而控制回转装置的是由PLC来完成的。

相应的工作方式分别由相应的限位开关来决定。

X1：

启动；→X2：

微抬限位；→T0：

时间继电器，控制快进时间，5S后改为慢回。

→X3：

反向定位开关，是回转台反向运动的开始，同时使系统中压力升高，使2DP压力继电器动作。

→X4：

反靠开关，与2DP共同控制工作台回落、夹紧及离合器的分离。

→X5:

离合器限位开关，随着压力的升高1DP动作，与X5共同作用，使工作台返转.→X35:

液压缸限位开关，当它为ON时，返回停止，等待下一次的循环。

十.心得体会

为期二周的PLC课程设计，丰富了知识，锻炼了能力，同时综合素质得到较大提高。

课程设计它的一个重要功能，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。

，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。

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。

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。

设计很受同学们的喜欢，感谢老师教导与指导。

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：