四工位臥式鏜銑組合機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計【3張CAD圖紙+畢業(yè)論文+任務(wù)書】
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課程設(shè)計(論文)題目: 四工位臥式鏜銑組合 機(jī)床控制系統(tǒng)課設(shè) 設(shè)計名稱:機(jī)電傳動控制班級學(xué)號:學(xué)生姓名:指導(dǎo)教師:成 績 評 定 表學(xué)生姓名班級學(xué)號專 業(yè)機(jī)械設(shè)計及自動化課程設(shè)計題目四工位臥式鏜銑組合機(jī)床控制系統(tǒng)評語組長簽字:成績?nèi)掌?目錄0 前言41 課程設(shè)計的任務(wù)和要求51.1 課程設(shè)計的任務(wù)51.2 課程設(shè)計的基本要求62 總體設(shè)計72.1 PLC選型72.2 PLC端子接線93 PLC程序設(shè)計123.1 設(shè)計思想123.2 順序功能圖133.3 PLC梯形圖144 程序調(diào)試說明245 結(jié)束語256參考文獻(xiàn)250 前言 本次課程設(shè)計的目的是掌握機(jī)電傳動控制系統(tǒng)的基本原理、PLC控制電路的設(shè)計方法以及繼電器接觸器控制電路的PLC改造方法。掌握機(jī)電傳動控制系統(tǒng)中繼電器接觸器控制和PLC控制的基本原理、設(shè)計方法及兩者的關(guān)系。掌握常用電器元件的選擇方法。具備一定的控制電路的分析能力與設(shè)計能力。 德國西門子(SIEMENS)公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛,在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。西門子(SIEMENS)公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO,S7-200,S7-300,S7-400,工業(yè)網(wǎng)絡(luò),HMI人機(jī)界面,工業(yè)軟件等。 西門子S7系列PLC體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化,具有網(wǎng)絡(luò)通信能力,功能更強(qiáng),可靠性更高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC(如S7-200),小規(guī)模性能要求的PLC(如S7-300)和中、高性能要求的PLC(如S7-400)等。 SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC是超小型化的PLC,它適用于各行各業(yè),各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及控制等。S7-200 PLC的強(qiáng)大功能使其無論單機(jī)運(yùn)行,或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。 S7-200PLC可提供4個不同的基本型號與8種CPU可供選擇使用。1 課程設(shè)計的任務(wù)和要求1.1 課程設(shè)計的任務(wù) 該機(jī)床有四個工位,三個動力頭。第一工位是裝卸工位,第二到第四工位的三個動力頭可以同時對相應(yīng)工位夾具上的工件進(jìn)行加工。工作臺每次轉(zhuǎn)位90度,轉(zhuǎn)過360度完成一個工件的所有加工。機(jī)床的動作包括:工作臺的抬起、回轉(zhuǎn)、落下夾緊;夾具的夾緊、松開;三個滑臺各自的向前切削、向后退回。流程圖如圖1所示。圖1 機(jī)床總控流程圖1.2 課程設(shè)計的基本要求(1)要求有三種工作方式:手動、單周期、連續(xù)。(2)連續(xù)時,循環(huán)3次結(jié)束,聲光間斷報警5秒。(3)畫出端子分配圖和順序功能圖。(4)設(shè)計并試調(diào)PLC控制梯形圖。 (5)設(shè)計說明書2 總體設(shè)計2.1 PLC選型主機(jī):選擇西門子系列作為系統(tǒng)的工作主機(jī)。根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)來確定PLC型號,為滿足控制要求該系統(tǒng)需要有33輸入點(diǎn),16個輸出點(diǎn)。因此采用S7-200 CPU 226 AC/DC/繼電器型(圖2)工作主機(jī)。其基本參數(shù)如下:本機(jī)數(shù)字輸入:24路數(shù)字量輸入本機(jī)數(shù)字輸出:16路數(shù)字量輸出內(nèi)部存儲器位:256位定時器總數(shù):256定時器計數(shù)器總數(shù):256計數(shù)器電源電壓允許范圍:AC85264V輸入電流僅CPU/最大負(fù)載:40/160 mA,AC240V電壓范圍:DC20.428.8V電流限制:約1.5A由于該系統(tǒng)要求33個輸入點(diǎn)16個輸出點(diǎn)S7-200 CPU226不能滿足點(diǎn)數(shù)要求,因此采用EM223DI8/DO8DC24/繼電器型和EM221DI8DC24/繼電器型擴(kuò)展模塊增加輸入輸出點(diǎn)數(shù)。CPU總I/O點(diǎn)數(shù)為64點(diǎn),系統(tǒng)要求的I/O總點(diǎn)為49點(diǎn)。CPU總I/O點(diǎn)數(shù)=(1.11.3)系統(tǒng)要求的I/O總點(diǎn)數(shù)。所以滿足設(shè)計要求。圖2 CPU 226 AC/DC/繼電器端子連接器 按照工作要求及工作條件選用三相異步電動機(jī),封閉式結(jié)構(gòu),電壓380V,Y132M-6型,額定功率4KW,同步轉(zhuǎn)速為1000r/min,滿載轉(zhuǎn)速為960r/min,額定電流9.4A。接觸器型號CJX2-32,額定電流32A。熱繼電器型號JR20-63,32-47A熱繼電器。熔斷器型號RT14-32,適用與交流50HZ,額定電壓交流380V,額定電流至32A的配電線路中,作過載和短路保護(hù)。圖3 正反轉(zhuǎn)電機(jī)2.2 PLC端子接線表1 I/O端子分配輸入輸出功能地址功能地址手動I0.0工件夾緊Q0.0單周期I0.1工件松開Q0.1連續(xù)I0.2工作臺夾緊Q0.2啟動I0.3工作臺松開Q0.3停止I0.4工作臺上升Q0.4工件夾緊限位I0.5工作臺下降Q0.5工件松開限位I0.6工作臺旋轉(zhuǎn)90度Q0.6工作臺夾緊限位I0.71滑臺向前切削Q1.0工作臺松開限位I1.01滑臺退后Q1.1工作臺上升限位I1.12滑臺向前切削Q1.2工作臺下降限位I1.22滑臺后退Q1.3工作臺旋轉(zhuǎn)限位I1.33滑臺向前切削Q1.41滑臺前進(jìn)限位I1.43滑臺后退Q1.51滑臺后退限位I1.53個動力頭轉(zhuǎn)動Q1.62滑臺前進(jìn)限位I1.6放工件Q1.72滑臺后退限位I1.7取工件Q2.03滑臺前進(jìn)限位I2.0聲報警Q2.13滑臺后退限位I2.1光報警Q2.2手動工件夾緊I2.2手動工件松開I2.3手動工作臺夾緊I2.4手動工作臺松開I2.5機(jī)械手下限位I2.6機(jī)械手上限位I2.71滑臺手動前進(jìn)I3.01滑臺手動后退I3.12滑臺手動前進(jìn)I3.22滑臺手動后退I3.33滑臺手動前進(jìn)I3.43滑臺手動后退I3.5手動工作臺上升I3.6手動工作臺下降I3.7復(fù)位I4.0圖4 I/O端子分配圖3 PLC程序設(shè)計3.1 設(shè)計思想 由于本次課設(shè)的設(shè)計題目是:四工位臥式鏜銑組合機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計,可以由題意與機(jī)床總控制流程圖設(shè)計。根據(jù)題目可知,該控制系統(tǒng)的機(jī)床有四個工位,三個動力頭。第一個工位為裝卸工位,其余三個工位為加工工位。機(jī)床的操作流程為機(jī)械手將加工原件放入裝卸工位,工件夾緊到位后,工作臺松開,松開到位后,工作臺上升,直到碰到限位開關(guān),然后工作臺進(jìn)行旋轉(zhuǎn)90度,延時2s后,工作臺下降并夾緊,加工原件就到第二個加工工位,同時第一個裝卸工位又放入加工原件,夾緊到位后,工作臺向前滑,同時三個動力頭同時旋轉(zhuǎn)進(jìn)行加工,然后松開工作臺,上升旋轉(zhuǎn),重復(fù)以上的步驟,當(dāng)工作臺轉(zhuǎn)過360度時,工件就加工完畢。首先根據(jù)題意畫出順序流程圖,然后通過順序流程圖再進(jìn)行I/O端口的分配,選出合適的PLC型號和具體端口。然后編寫程序,模擬以及修改。3.2 順序功能圖 圖5 順序流程圖3.3 PLC梯形圖 圖6 梯形圖4 程序調(diào)試說明 圖7 操作版面示意圖 上圖為四工位臥式鏜銑組合機(jī)床控制系統(tǒng)的操作版面示意圖,操作改系統(tǒng)前,需選擇為手動,或者單周期或者連續(xù)。若調(diào)到手動擋,點(diǎn)擊啟動按鈕后便可依照下面的按鈕進(jìn)行單步運(yùn)行。如果調(diào)到單周期擋,該系統(tǒng)運(yùn)行加工完畢一個工件則停止。如果調(diào)到連續(xù)擋,點(diǎn)擊啟動按鈕后,該系統(tǒng)加工完三個周期后就結(jié)束并進(jìn)行聲光報警。本次課設(shè)的程序通過模擬的方式進(jìn)行,有33個輸入端口,18個輸出,在仿真軟件S7-200中需添加ME233 16I/16Q 和ME221 8I兩個模塊。要注意的是S7-200仿真軟件的限位感應(yīng)器需要手動輸入。5 結(jié)束語 簡述課程設(shè)計的收獲、體會以及對本教學(xué)環(huán)節(jié)的意見和建議這次課程設(shè)計結(jié)束了。我學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。而且通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的,只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來,從理論中得出結(jié)論,才能真正的學(xué)到知識。通過這次設(shè)計實(shí)踐,我學(xué)會了PLC的基本編程方法,對PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運(yùn)用中,提高了我們的工程素質(zhì),在沒有做實(shí)踐設(shè)計以前,我們對知道的撐握都是思想上的,對一些細(xì)節(jié)不加重視,當(dāng)我們把自己想出來的程序與到PLC中的時候,問題出現(xiàn)了,不是不能運(yùn)行,就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過解決一個個在調(diào)試中出現(xiàn)的問題,我們對PLC 的理解得到加強(qiáng),看到了實(shí)踐與理論的差距。經(jīng)過這次設(shè)計我學(xué)到很多很多的的東西,既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實(shí)際,又讓我們懂得了在實(shí)踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。使我進(jìn)一步提高了自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。為我以后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實(shí)的基礎(chǔ),使我受益匪淺!6參考文獻(xiàn)1 陳白寧,段智敏,劉文波. 機(jī)床電氣與PLC實(shí)訓(xùn)基礎(chǔ). 沈陽:東北大學(xué)出版社,2008.2 夏田,陳嬋娟,祁廣利. PLC電氣控制技術(shù). 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009.3 張鳳珊,祖龍起. 電氣控制及可編程程序控制器. 北京:中國輕工業(yè)出版社,2003.4 周萬珍,高鴻斌. PLC分析與設(shè)計應(yīng)用. 北京:電子工業(yè)出版社,2004.24
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