三面铣组合机床机电控制系统的应用.doc

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1、 目录一、课程设计的目的 1二、课程设计内容概述 11、三面铣组合机床概述 1（1）基本结构 1（2）液压系统 2（3）机械动力滑台 2（4）工件的加工过程 3（5）主要电气参数 32、三面铣组合机床的控制要求 33、单循环自动工作循环图 4三、课程设计的任务和要求 4四、课程设计的具体内容 4（一）硬件设计 5（1）I/O分配表 5（2）电器元件一览表 6（3）PLC外部接线图 7（二）程序设计 81、单循环自动工作 8（1）单循环功能表图8（2）单循环工作梯形图 92、左铣头单循环工作 10（1）左铣头工作循环图11（3）左铣头功能表图 12（2）左铣头工作梯形图 133、右2铣头单循环工

2、作 14（1）右2铣头工作循环图15（2）右2铣头功能表图 16（3）右2铣头工作梯形图 174、PLC梯形图总体结构图 185、公用程序 186、回原位程序 187、手动程序 188、面板设计 18五、调试过程及模拟调试电路 191、实际点与代替点关系图 192、调试总结 19六、课程设计的心得体会 19七、参考资料 19一、课程设计的目的1、进一步巩固所学机电传动、控制的知识。2、掌握机电控制中使用PLC的设计方法。3、掌握一般生产机械中电气线路的设计。4、培养查阅图书资料、工具书的能力。5、培养工程绘图、书写技术报告的能力。二、课程设计内容概述1、三面铣组合机床概述三面铣组合机床是用来对

3、Z512W型台式钻床主轴箱的80、90孔端面及定位面进行铣削加工的一种自动加工设备。下图1为加工工件的示意图。 图2-1 加工工件示意图（1）基本结构 三面铣组合机床 主要由底座、床身、铣削动力头、机械动力滑台、工件松紧油缸等组成。机床底座上安放有床身，床身上一头安装有动力滑台，工件及夹紧装置放于滑台上。床身的两边各安装有一台铣销头，上方有立铣头，液压站在机床附近。（2）液压系统三面铣组合机床中工件松紧是由液压系统实现的。 图2-2 液压系统示意图（3）机械动力滑台 机械动力滑台由滑台、滑座和双电机（快速及进给电机）传动装置三部分组成。快速进给电动机用来拖动滑台快进和快退运动，工进电动机拖动滑

4、台工作进给运动，在工进时，只允许工进电机单独工作，快速进给电机由控制器制动。滑台的自动工作循环是靠传动装置将动力传递给丝杆来实现的。（4）工件的加工过程三面铣组合机床的加工过程如下图所示。 图2-3 工件加工过程示意图操作者将要加工的零件放在工件台的夹具中，在其它准备工作就绪后，发出加工指令。工件夹紧后压力继电器动作，液压动力滑台（工作台）开始快进，到位转工进， 同时启动左和右1铣头开始加工，加工到某一位置，立铣头开始加工，加工又过一定位置右1铣头停止，右2铣头开始加工，加工到终点三台电动机同时停止。待加工完全停止后，滑台快退回原位，工件松开，一个自动工作循环结束。操作者取下加工好的工件，再放

5、上未加工的零件，重新发出加工指令重复上述加工过程。（5）主要电器参数左、右2铣削头电动机：J02-41-4,4.0KW,1440r/min,380V,8.4A；立、右1铣削头电动机：J02-32-4,3.0kW,1430r/min,380V,6.5A；液压泵电动机：J02-22-4,1.5KW,1410r/min,380V,3.49A；机械动力滑台的电机：J02-22-4,1.5KW,1410r/min,380V,3.49A；电磁阀:二位四通阀Z24 DW-25,直流24V,0.6A,14.4W。2、三面铣组合机床的控制要求有单循环自动工作、单铣头自动循环工作、点动三种工作方式。单循环自动工作

6、过程如下图所示，油泵电机在自动工作一个循环后不停机。单铣头自动循环工作包括：左铣头单循环工作，右1铣头单循环工作，右2铣头单循环工作，立铣头单循环工作。单铣头自动循环工作时，要考虑各铣头的加工区间。点动工作包括：四台主轴电动机均能点动对刀、滑台快速点动调整、松紧液压缸的调整。五台电动机均能单向旋转。要求有电源、液压泵工作、工件夹紧、加工等信号指示。要求有照明电路和必要的连锁环节与保护环节。3、单循环自动工作循环图 图2-4 单循环自动工作循环图 三、课程设计的任务和要求（1）确定输入/输出设备，选择PLC；分析确定系统方案，设计合理PLC控制系统；（2）绘制PLC外部接线图；（3）根据三面铣组

7、合机床的控制要求，画出系统的功能表图；（4）编制PLC梯形图程序并调试；（5）正确计算选择电器元件，列出电器元件一览表；（6）绘制电气接线图，接线并调试；（7）整理技术资料，编写使用说明书。四、课程设计的具体内容（一） 硬件设计（1） I/O分配表 表4-1 I/O分配表I/O编号功能符号X00自动开关SA1-1X01手动SA1-2X02单循环启动SA2-1X03左铣头单循环SA2-2X04右1铣头单循环SA2-3X05右2铣头单循环SA2-4X06立铣头单循环SA2-5X07启动SB3X10工件夹紧SB4X11原位SQ1X12左、右1铣/工进SQ2X13立铣头电动机启动SQ3X14右2铣启/

8、右1铣停SQ4X15终点SQ5X16松开工件SB5X17滑台快进SB6X20滑台快退SB7X21停止SB8X22液压泵启动SB9X23回原位SB10X24左铣头点动SB11X25右1铣头点动SB12X26立铣头点动SB13X27右2铣头点动SB14Y00夹紧工件YV1YO1松开工件YV2YO2滑台快进KM7Y03滑台工进KM6Y04滑台快退KM8Y05左铣头工作KM1Y06右1铣头工作KM2Y07立铣头工作KM3Y10右2铣头工作KM4Y11原位指示灯HL1Y12液压泵工作信号灯HL2Y13工件夹紧指示灯HL3Y14加工工件指示灯HL4Y15终点指示灯HL5Y16液压泵工作KM5Y17制动器Y

9、A（二）、电器元件一览表 表4-2 电器元件一览表电气代号 名称和用途 技术数据数量 M2/M5左、右2铣削头电动机4.0kw,1440r/min 380V，8.4A；2 M3/M4立、右1铣削头电动机3.0kw，1430r/min，380V，6.5A；2 M1 液压泵电动机1.5KW,1410r/min,380V,3.49A；1 M6/M7 快进、工进电动机1.5KW,1410r/min,380V,3.49A；2 QS 电源开关 6.5-10/7 A 1 SA1 转换开关 LW6-2 1 SA2 转换开关 LW6-51 KM1-KM8 交流接触器 CJ20-10/3 9 SB1-SB14 按

10、钮 LA2-11K14 SQ1-SQ5 行程开关 LX32-1Q5 FR1-FR7 热继电器 JR16-207 FU0-FU9 熔断器 RLS1-1010 SA 照明灯开关1 TC 控制变压器原边 1-50HZ 副边 24V 6.3V 1（三）、PLC外部接线图 图4-1 PLC外部接线图（二）程序设计1、单循环自动工作（1）单循环功能表图 图4-2单循环功能表图（2）单循环工作梯形图 图4-3单循环工作梯形图 2、左铣头循环工作（1）左铣头工作循环图 图4-4左铣头工作循环图 （2） 左铣头功能表图 图4-5左铣头功能表图（3） 左铣头工作梯形图 图4-6 左铣头工作梯形图3、右2铣头循环工

11、作(1)右2铣头工作循环图 图4-7右2铣头工作循环图（2）右2铣头功能表图 图4-8右2铣头功能表图（3）右2铣头工作梯形图 图4-9右2铣头工作梯形图4、PLC梯形图总体结构图 图4-10 PLC梯形图总体结构图5、公用程序 图4-11公用程序6、回原位程序 图4-11回原位程序7、手动程序 图4-12手动程序8、控制面板 图4-13控制面板使用说明书：三面组合机床电控系统介绍：具有自动、手动、单循环启动、左铣头单循环、右1铣头单循环、立铣头单循环、和右2铣头单循环7种工作方式，用转换开关进行控制。手动方式时，用各操作按钮来点动执行相应的动作，单循环时，每按一次启动按钮，向前执行一个循环动

12、作，自动时首先机床回原位，再按下启动按钮就会执行一个周期，换回原位工作方式时，按下“回原位”按钮工件自动回到原位状态。五、调试过程及模拟调试电路1、实际点与代替点关系图输入点实际点代替点输出点实际点代替点X00SA1自动/手动Y00工件夹紧L1X03SA2X轴Y02滑台快进L2X07SB3启动Y03滑台工进L3X12SQ2复位Y05右2铣工作L4X15SQ5正向Y04滑台快退L5X11SQ1反向Y01工件松开L6 2、I/O接线图 图5-2 I/O接线图3、右2铣梯形图 图5-3右2铣梯形图4、调试总结 在实验室调试时，我调试的是右2铣单循环程序。星期一上午我先听老师讲解了调试的过程以及调试要

13、达到的效果，然后将事先编好的程序写入电脑，将线路按我事先画好的外部接线图接好，老师检查后就开始实验。第一次试验没有成功，检查后得知程序出了点问题，修改后，进行第二次试验，这次试验相当成功，达到了老师想要的效果，课程设计调试这一步骤圆满结束。 通过这次试验，我懂得了做实验之前一定要把准备工作做好，只有这样，我们才能提高做实验的效率和准确度。六、课程设计的心得体会通过此次课程设计让我进一步复习巩固了机电传动控制的各方面内容，对PLC设计的流程有了一定的了解和进一步的认识，在本次设计内容需要在图书馆内查阅有关的知识，来丰富及完善自己的设计，并提高了书写报告的能力，让我们能够学会独立去学习和巩固自己所学的知识。七、参考资料可编程序控制器原理与应用 程宪平 主编 化学工业出版社机电传动与控制 程宪平 主编 华中科技大学出版社23