車鏜專機PLC控制系統(tǒng)設(shè)計
35頁 9700字數(shù)+論文說明書+3張CAD圖紙【詳情如下】
IO接口圖.dwg
PLC主電路和控制電路.dwg
PLC功能表圖.dwg
plc程序(組態(tài)).zip
車鏜.zip
車鏜專機PLC控制系統(tǒng)設(shè)計論文.doc
目錄
前 言 1
1 車鏜專機機床的介紹 2
1.1車鏜專機介紹 2
1.1.1車鏜專機概述 2
1.1.2車鏜專機基本組成 2
1.1.3車鏜專機加工過程 2
1.2設(shè)計要求 3
1.2.1設(shè)計目的 3
1.2.2控制要求: 3
1.2.3車鏜專機液壓系統(tǒng) 4
1.3方案確定 4
2電氣原理圖設(shè)計 5
2.1主電路的設(shè)計 5
2.2控制電路的設(shè)計 5
3 程序設(shè)計 7
3.1 PLC I/O接線圖 7
3.1.1輸入點數(shù)的確定 7
3.3.2輸出點數(shù)的確定 7
3.2 PLC部分 9
3.2.1 自動工作部分 9
3.2.2 手動部分 11
3.2.3 其他PLC程序 11
3.3 組態(tài)界面設(shè)計 13
3.3.1組態(tài)王軟件簡介 13
3.3.2 組態(tài)王使用數(shù)據(jù)說明 14
3.3.3 登入界面 15
3.3.4監(jiān)控界面 15
4 系統(tǒng)的使用與維護說明 19
4.1下位機控制方式使用說明 19
4.1.1I工位循環(huán)工作方式的操作 19
4.1.2II工位循環(huán)工作方式 19
4.1.3 手動（點動）工作方式 20
4.2上位機控制方式使用說明 20
4.3系統(tǒng)維護說明 20
5 施工設(shè)計 20
6 設(shè)計總結(jié) 21
7 參考文獻 22
附錄 23
1 PLC程序 23
2 組態(tài)程序 30
前 言
可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種機械或生產(chǎn)過程。
可編程控制器是在電器控制技術(shù)和計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型的工業(yè)控制裝置。PLC具有許多獨特的優(yōu)點，它較好的解決了工業(yè)領(lǐng)域中普遍關(guān)心的可靠、安全、靈活、方便、經(jīng)濟等問題。目前，PLC已被廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)機械和生產(chǎn)過程的自動控制中，成為一種最重要、最新普及、應(yīng)用場合最多的工業(yè)控制裝置。
本課題針對PLC的I/O接口，功能表圖和梯形圖進行研究，應(yīng)用PLC對車鏜專機進行控制。在傳統(tǒng)的車鏜專機控制，通常采用電器進行控制，因此存在電器機械磨損，可靠性差等缺點。而PLC正好彌補了電器控制的缺點，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。同時，可編程控制還具有自我檢測能力，便于故障的檢修和維護。本課題也結(jié)合了組態(tài)王，實現(xiàn)上位機和下位機，自動控制和手動控制，四種模式的控制。在組態(tài)王的監(jiān)控下，工作文員可以實現(xiàn)遠程監(jiān)視機床的工作狀態(tài)，同時遠程通過微機對機床進行控制。綜上所述，提高了工業(yè)現(xiàn)場的自動化，進而提高了工作的效率。
1 車鏜專機機床的介紹
1.1車鏜專機介紹
1.1.1車鏜專機概述
車鏜專機是用來對臺式鉆床的立柱進行鏜孔加工，同時對孔的右端面進行車削加工的一種自動加工設(shè)備。
1.1.2車鏜專機基本組成
左、右機械動力頭各有三臺電動機（快速電動機、工速電動機、主軸電動機）和液壓站由一臺電動機拖動。
1.1.3車鏜專機加工過程
操作者將要加工的工件放在工作臺上的夾具中，在其他準(zhǔn)備工作就緒后，發(fā)出加工指令（按下按鈕）。工件自動夾緊，壓力繼電器動作，左、右動力頭同時開始鏜削加工。左動力頭快進，工進至終點后，快退回原位；而右動力頭快進、工進至終點后還應(yīng)進行右端面的車削加工（車刀橫進、橫退）后才快退。當(dāng)兩動力頭都退回原位，此時I工位的粗加工結(jié)束，工作臺移到II工位，開始進行精鏜加工。左、右動力頭重新起動，快進，工進到終點延時后快退回原位，II工位加工結(jié)束，工作臺退回到I工位，松開工件，一6 設(shè)計總結(jié)
經(jīng)過了近兩個星期的課程設(shè)計，在老師的指導(dǎo)、同學(xué)的幫助、小組成員的共同探討、努力之下，我們順利的完成了車鏜專機PLC控制系統(tǒng)設(shè)計。通過本次的PLC課程設(shè)計實習(xí)，可以讓我們將理論和實踐相結(jié)合起來。讓我們更加熟悉PLC的設(shè)計和應(yīng)用。
通過本次的設(shè)計進一步提高的檢測和排查故障的能力。在設(shè)計過程中，我們遇到了很多問題，例如：I工位到II工位的移動問題。對于這些問題，我們小組三人，認真分析存在原因，一次又一次，一步一步的調(diào)試下來，觀察出現(xiàn)的現(xiàn)象，再分析存在邏輯錯誤。在小組的合作下，我們順利的完成任務(wù)。
通過本次的PLC課程設(shè)計，我們更加的明白PLC在工業(yè)現(xiàn)場控制中的作用。它不僅體積小，重量輕，能耗低，可靠性高，抗干擾能力強，同時它操作簡單，編程方便，設(shè)計安裝簡單，維護方便。也讓我們更加了解PLC和PIC的區(qū)別。
在本次課程中，我們合作得很愉快，合理的分配任務(wù)，大家一起學(xué)習(xí)，我們不去追求進度多快，我們希望都可以學(xué)到東西。講究的是團隊，而不是個人。因為PLC在以后工作很有用。
(1)張偉君總結(jié)
通過這次設(shè)計實踐。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。在對理論的運用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒有做實踐設(shè)計以前，我們對知道的撐握都是思想上的，對一些細節(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，不是不能運行，就是運行的結(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，看到了實踐與理論的差距。
（2）陳亮總結(jié)
通過本次設(shè)計，讓我很好的鍛煉了理論聯(lián)系實際，與具體項目、課題相結(jié)合開發(fā)、設(shè)計產(chǎn)品的能力。既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實際，又讓我們懂得了在實踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。在本次設(shè)計中，我們還需要大量的以前沒有學(xué)到過的知識，通過對PLC課程的應(yīng)用，熟練的掌握了PLC課程中所學(xué)的認識，并學(xué)會了組態(tài)王軟件的運用。不知不覺中我們查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉。我們學(xué)習(xí)的知識是有限的，在以后的工作中我們肯定會遇到許多未知的領(lǐng)域，這方面的能力便會使我們受益匪淺。
7 參考文獻
[1]李建興 《可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)》機械工業(yè)出版社 2004.7
[2]周波 《可編程序控制器原理與應(yīng)用》國防工業(yè)出版社 2008.2
[3]王萬麗 《三菱系列PLC原理及應(yīng)用》人民郵電出版社 2009.6
[4]楊青杰 《三菱FX系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計指南》機械工業(yè)出版社 2008.7
[5] 杜從商 《PLC編程應(yīng)用基礎(chǔ) （三菱）》機械工業(yè)出版社 2009.9
程設(shè)計 題 目： 車鏜專機 學(xué) 生： 指導(dǎo)老師： 系 別： 機電 工程系 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造 及其自動化 班 級： 機電本科一 班 學(xué) 號： 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 1 目錄 前 言 車鏜專機機床的介紹 鏜專機介紹 車鏜專機概 述 車鏜專機基本組成 車鏜專機加工過程 計要求 設(shè)計目的 控制要求 : 車鏜專機液壓系統(tǒng) 案確定 電氣原理圖設(shè)計 電路的設(shè)計 制電路的 設(shè)計 程序設(shè)計 （點動）工作方式 0 位機控制方式使用說明 0 統(tǒng)維護說明 0 5 施工設(shè)計 0 6 設(shè)計總結(jié) 1 7 參考文獻 2 附錄 3 1 序 3 2 組態(tài)程序 0 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 1 前 言 可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。 它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種機械或生產(chǎn)過程。 可編程控制器是在電器控制技術(shù)和計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型的工業(yè)控制裝置。 較好的解決了工業(yè)領(lǐng)域中普遍關(guān) 心的可靠、安全、靈活、方便、經(jīng)濟等問題。 目前， 成 為一種最重要、最新普及、應(yīng)用 場合最多的工業(yè)控制裝置。 本課題 針對 I/能表圖和梯形圖進行研究，應(yīng)用 在傳統(tǒng)的車鏜專機控制，通常采用電器進行控制 ，因此存在電器機械磨損，可靠性差等缺點。而 好彌補了電器控制的缺點，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。同時，可編程控制還具有自我檢測能力，便于故障的檢修和維護。本課題也結(jié)合了組態(tài)王，實現(xiàn)上位機和下位機，自動控制和手動控制，四種 模式的控制。在組態(tài)王的監(jiān)控下，工作文員可以實現(xiàn)遠程監(jiān)視機床的工作狀態(tài)，同時遠程通過微機對機床進行控制。綜上所述，提高了工業(yè)現(xiàn)場的自動化，進而提高了工作的效率。 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 2 1 車鏜專機 機床的介紹 紹 車鏜專機是用來對臺式鉆床的立柱進行鏜孔加工，同時對孔的右端面進行車削加工的一種自動加工設(shè)備。 本組成 左、右機械動力頭各有三臺電動機（快速電動機、工速電動機、主軸電動機） 和 液壓站由一臺電動機拖動 。 操作者將要加工的工件放在工作臺上的夾具中，在其他準(zhǔn)備工作就緒后，發(fā)出加工指令（按下按鈕）。工件自動夾緊，壓力繼電器動作，左、右動力頭同時開始鏜削加工。左動力頭快進，工進至終點后，快退回原位；而右動力頭快進、工進至終點后還應(yīng)進行右端面的車削加工（車刀橫進、橫退）后才快退。當(dāng)兩動力頭都退回原位，此時 I 工位的粗加工結(jié)束，工作臺移到 始進行精鏜加工。左、右動力頭重新起動，快進，工進到終點延時后快退回原位， 位加工結(jié)束，工作臺退回到 開工件，一個自動 工作循環(huán)結(jié)束。 圖 1件示意圖 圖 1統(tǒng)組成機構(gòu) 圖 1鏜專機床身結(jié)構(gòu) 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 3 通過 入 /輸出設(shè)備和 I/電路的設(shè)計、外控電路設(shè)計、控制面板設(shè)計）和軟件電路設(shè)計（ 能表圖和梯形圖設(shè)計），了解可編程序控制器控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則，掌握其設(shè)計的基本步驟和內(nèi)容，掌握實際應(yīng)用程序設(shè)計方法和步驟；深刻領(lǐng)會可編程序控制器的原理。通過在 調(diào)試，訓(xùn)練動手能力和可編程序控制器實際 應(yīng)用能力；提高獨立分析、解決問題的能力；為進一步系統(tǒng)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ) （ 1） 本系統(tǒng)有七臺電機：油泵電機 右主軸電機 右快速電機 右工速電機 左主軸電機 左快速電機 左工速電機 （ 2） 工作臺有兩個工位：由液壓系統(tǒng)實現(xiàn)兩工位的轉(zhuǎn)換和加工工件的夾緊與松開。 （ 3） 有自動和手動兩種工作方式： （ 4） 自動工作方式又有三種形式：全自動循環(huán)、Ⅰ工位循環(huán)、Ⅱ工位循環(huán)工作。 全自動循環(huán)過程：從Ⅰ工位→Ⅱ工位→Ⅰ工位 Ⅰ工位循環(huán)、Ⅱ工位循環(huán)：只在Ⅰ或Ⅱ工位時的加工循 環(huán) （ 5） 點動工作方式：左、右主軸的點動對刀， 左、右動力頭的快進與快退點動， 手動松開工件、手動移位等。 （ 6） 左、右床身導(dǎo)軌應(yīng)具有自動潤滑功能（ （ 7） 左、右快速電動機均采用電磁鐵抱閘制動（ 圖 1工過程 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 4 （ 8） 油泵起動后，液壓系統(tǒng)要有一定的壓力緩沖，才允許開始工作，工作結(jié)束要卸荷。 （ 9） 有電源、油泵工作、原位、工作指令等信號指示。 （ 10） 有照明和必要的聯(lián)鎖環(huán)節(jié)和保護環(huán)節(jié)。 示檢測油壓信號 示工件夾緊信號 電向 電向 制橫刀前進 制橫刀后退 制工件的夾緊和松開 制系統(tǒng)的卸荷 案確定 根據(jù)上述車鏜專機的控制要求再加上對車鏜專機的工作情況的析后，我們確立了如下的設(shè)計方案： 1、首先我們對整個機床設(shè)備需要過流、過載保護。因此需要對這些元氣件進行選擇。（主電路圖）。 2、對于 急停功能我們采用斷電源的方法，因此對于急停功能的處理就不進 樣也可以省下 一個輸入點。還有照明電路、抱閘制動、潤滑和一些指示電路是為了工作的方便而設(shè)計的電路，也不進入 3、其他控制電路則通過 于機床有兩種工作方式：手動和自動。手動控制采用經(jīng)驗設(shè)計法而自動控制以順序控制法為主。全自動循環(huán)過程：從Ⅰ工位→Ⅱ工位→Ⅰ工位。它們的區(qū)別在于：手動過程中不需要對工件進行加工，所以在手動過程中沒有工進過程，因此可以將自動過程中左快進終點的行程開關(guān)和右快進終點的行程開關(guān)，和 手動過程的左主軸對刀和右主軸對刀通過轉(zhuǎn)換開關(guān) 現(xiàn)手動和自動的切換。 1壓系統(tǒng) 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 5 自動循環(huán)的輪廓確定后，我們完善了一些功能：卸荷以及油路保護等。油路保護是在 作后，油壓信號一直沒到，就進入油路保護程序，待檢查完，再按油路復(fù)位按鈕進入返回初態(tài)；卸荷是在工件松開后，長時間沒有按起動按鈕，即長時間沒有工作，油泵就進入卸荷狀態(tài)。等待要繼續(xù)工作時，按下起動按鈕后，待油壓信號到，工件就夾緊進入自動循環(huán)過程。 2 電氣原理圖設(shè)計 電路的設(shè)計 主電路由七臺電機控制。 M 3控制右工 進， M 4控制右快進， 觸器 中 主軸電機轉(zhuǎn)動； 點閉合，右工進電機轉(zhuǎn)動； 點閉合，右快進和右快退電機轉(zhuǎn)動； 點閉合，左主軸的轉(zhuǎn)動； 點閉合，左工進電機轉(zhuǎn)動； 點閉合，左快進、左快退電機轉(zhuǎn)動；泵電機起動；熔斷器在電路中起短路保護作用，其中 1油泵電機； 左、右主軸電機 ： 1440轉(zhuǎn) /分、～ 380V、 、右快速電機： 1440轉(zhuǎn) /分、～ 380V、 左、右工速電機： 1440轉(zhuǎn) /分、～ 380V、 油 泵 電 機： 1440轉(zhuǎn) /分、～ 380V、 磁 閥： 動電磁鐵： 所以左 、 右 主軸、 快進、工進電機應(yīng)選用同一類型的熔斷器和熱繼電器。 具體的主電路設(shè)計圖見 附錄 。 依據(jù)設(shè)計 技術(shù)的要求與保護措施的要求，在控制電路的設(shè)計中，指示燈與照明燈的電源不能一致，同時，要求快進與快退，夾緊與松開要能互鎖。通過電氣互鎖與機械互鎖來實現(xiàn)，即將快進（夾緊）信號的常閉開關(guān)、快進線圈串聯(lián)在快退（松開）線路上，將快退（松開）信號的常閉開關(guān)、快退（夾緊）線圈串聯(lián)在快進線路上。在 點動快進與快退的設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)要有滑臺的超程保護。只要將超程行程開關(guān)的常閉觸點串聯(lián)在快進與快退的線路上。在加工過程中，一旦發(fā)生工件松開（ 主運動與進給運動應(yīng)全部停止。只需將 號的常閉觸點串聯(lián)在主運動與進給運動的線路上即 可。同時，為了 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 6 確保刀具與工件的安全，要求油泵電 機過載時，除了本電動機停止外，其它六臺電機也應(yīng)停止，因此將油泵電機的熱繼電器觸點串在六 臺電機的電路支路中。 控制電路包括以下環(huán)節(jié) : 1、指示燈 — 電源指示，油泵指示，工作指示，照明指示。 2、主軸控制 — 左主軸和右主軸 . 3、車刀控制 — 橫進和橫退 . 4、工作位控制 — Ⅰ 工位和 Ⅱ 工位 5、卸荷控制 6、工件松緊控制 7、抱閘制動控制 8、潤滑控制 9、油泵起動 具體的控制電路設(shè)計圖見 附錄 。 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 7 3 程序設(shè)計 （ 1） 狀 態(tài)切換開關(guān)： 手動 /自動工作 （ 2） 點動按鈕：啟動按鈕 對刀 對刀 左快進點動 快退點動 右 快進點動 右 快退點動 開點動 向 9點 （ 3） 行程開關(guān)： 右原點開關(guān) 左工進開關(guān) 右終點 開關(guān) 刀原點 開關(guān) 刀終點開關(guān) 原點 工進開關(guān) 終點開關(guān) 共 10點。 （ 4） 信號指示 ：油壓給定信號 緊指示信號 2點。 其中左工進開 關(guān) 左對刀 工進 本設(shè)計中所用的 輸入點數(shù)為 20點，符合設(shè)計的要求。 由于需要控制的電機右 7臺，一臺油泵，左主軸，左工進，左快進和左快退，以及右主軸，右工進，右快進和右快去，因此需要控制 8 個 磁閥工件松開，電磁閥向 I 工進移動，電磁閥向 進移動，橫刀進電磁閥，橫倒退電磁閥。同時包括兩個狀態(tài)燈的顯示，原位顯示，工作位顯示。綜上所述，需要 15個輸出接口。 具體 I/ 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 8 按 鈕 輸入端 注釋 輸出口 注釋 0 啟動 主軸轉(zhuǎn)動 1 油壓給定 快進 2 夾緊信號 工進 3 左原點 主軸轉(zhuǎn)動 4 右原點 快進 5 左終點 工進 6 右終點 快退 7 位 快退 10 I 工位 開（ 11 自動 I 工進 (13 左工進 /左對刀 進 (14 右工進 /右對刀 刀進 (15 橫刀終點 刀退 (16 橫刀原點 點指示燈 17 左快進 作指示燈 20 左快退 21 右快進 22 右快退 23 松開 20 向 I 工位移位 圖 2。 動 工作 部分 當(dāng)開關(guān) （ 1） 環(huán) 工作 部分 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 10 當(dāng)夾緊信號到達時候，啟動左右兩邊的主軸電機 (2)和快進電機（ 4），進行快進遇到。到達快進的終點，壓下左右行程開關(guān) 14，斷開兩邊的快速電機，啟動工進電機 6。當(dāng)?shù)竭_工進終點，壓下行程開關(guān) 6時候。左邊啟動快退電機 邊啟動橫刀進 右邊橫刀到達終點 ，啟動橫刀退 達橫刀原點 邊再啟動右快退電機 左右兩天都到達原點 4 時候，才開始向 （ 2） I 工位移動 左右兩邊的工作，都到達原點 4 時候，啟動電磁閥 位移動。當(dāng)?shù)竭_ 7時，啟動左右兩邊的快速電機 5. 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 11 動部分 當(dāng) 系統(tǒng)為手動工作狀態(tài)。 將切換按鈕 開時候 ，系統(tǒng)進入手動部分。按下按鈕 動左主軸電機 下 動右主軸電機 下 動左快進 下 動左快退電機 下 動左快進 下 動左快退電機 下按鈕 動電磁閥 進松開。按下按鈕 動電磁閥 他 序 （ 1） 系統(tǒng)初始化 該程序可以在 樣程序才能繼續(xù)執(zhí)行。 同時將其他步進行復(fù)位，防止系統(tǒng)出錯。并且確保在失去油壓信號時候，能夠及時將系統(tǒng)復(fù)位，對 系統(tǒng)進行保護作用。 （ 2） 自動和手動工作的切換 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 12 當(dāng)油壓信號到的時候，通過控制切換按鈕 行切換。只有在油壓信號到的時候，其他操作才有作用。按下切換按鈕時候，系統(tǒng)為自動狀態(tài)，否則就為手動狀態(tài)。 （ 3） 原位的判斷 首先先判斷左邊的原點和右邊的原點， 果四個點都再原點的話，系統(tǒng)就處于原位狀態(tài)。否則就先檢測左邊的原點和右邊的原點，橫刀原點 ，當(dāng)三點滿足的時候再判斷 統(tǒng) 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 13 接著往下運行。否者動 作電磁閥 I 工位移動，知道到達 磁閥 開。 態(tài) 界面設(shè)計 件 簡介 組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件是新型的工業(yè)自動控制系統(tǒng)正以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計算機軟、硬件平臺構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)，它具有適應(yīng)性強、開放性好、易于擴展、經(jīng)濟、開發(fā)周期短等優(yōu)點。通常可以把這樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個層次結(jié)構(gòu)。其中監(jiān)控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實現(xiàn)對現(xiàn)場的實時監(jiān)測與控制，且在自動控制系統(tǒng)中完成上傳下達、組態(tài)開發(fā)的重要作用。尤其考慮三方面問題：畫 面、數(shù)據(jù)、動畫。通過對監(jiān)控系統(tǒng)要求及實現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對監(jiān)控系統(tǒng)進行設(shè)計。組態(tài)軟件也為試驗者提供了可視化監(jiān)控畫面，有利于試驗者實時現(xiàn)場監(jiān)控。而且，它能充分利用便地構(gòu)成監(jiān)控畫面，并以動畫方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報警窗口、實時趨勢曲線等，可便利的生成各種報表。它還具有豐富的設(shè)備驅(qū)動程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能。 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 14 態(tài)王使用數(shù)據(jù)說明 變量名 變量類型 寄存器 變量名 變量類型 寄 存器 ，只負責(zé)讀取端口的數(shù)據(jù)。 讀寫屬性屬于讀寫類型，可以讀取端口的數(shù)據(jù)，同時也可以對端口進行寫入。然而， 輔助繼電器也是讀寫類型，主要用于上位機和下位機的切換，以及上位機的手動操作。 幾個內(nèi)存實數(shù)的變量，主要在程序?qū)崿F(xiàn)標(biāo)志作用以及動畫的實現(xiàn)。 表 3態(tài)王數(shù)據(jù)變量 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 15 入 界面 登入界面設(shè)置兩個按鈕，登入按鈕和退出按鈕。點擊登入按鈕進入用戶登入選擇，進行選擇用戶的類型。點擊退出按鈕就直接退出系統(tǒng)。 登入按鈕按下時候通過調(diào)用 ; 界面 ");函數(shù)。退出按鈕調(diào)用 )函數(shù)。 （ 1）工作狀態(tài)指示 如圖所示：工作狀態(tài)正處于快進狀態(tài)，從工作指示界面上我們可以清楚的看到當(dāng)前系統(tǒng)的工作狀態(tài)，同時可以知道系統(tǒng)各個工作點的狀態(tài)，例如通過工位指示燈（ 可以清楚看到目前正處 于 時處于快進狀態(tài)但是還沒 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 16 有到達快進的終點。 工作指示模擬系統(tǒng)的工件加工過程，通過指示燈將系統(tǒng)的各個狀態(tài)點顯示出來，可以直觀工作的狀態(tài)。有利于工作人員知道系統(tǒng)的狀態(tài)，并且發(fā)出正確的控制信號。同時右利于系統(tǒng)的維護和檢修。 在程序設(shè)計的過程中， 在 能進入 個工位之間相互沖突，因此為了解決這個問題，在 I 工位結(jié)束后設(shè)置一個變量，標(biāo)志了 I 工位的結(jié)束，系統(tǒng)進入 位狀態(tài)，通過這個變量可以將 程序： \本站點 \1&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0&&\\本站點 \油壓標(biāo)志 ==1){ \\本站點 \; \\本站點 \; \\本站點 \; \\本站點 \; }//設(shè)置 （ 2）動畫顯示界面 通過動畫顯示界面，工作人員可以更加直觀看到系統(tǒng)的工作輕情況，是主軸動作，還是快進或者快退，都可以在動畫顯示部分中顯示。如圖所示，兩臺電機分別顯示左右的主軸電機。 在控制動畫的程序，主要設(shè) 置移動的一定距離和最右邊的距離。具體的程序如下： if(1){ \\本站點 \左動畫 =\\本站點 \左動畫 +5; } if(1&&0){\\本站點 \左工進動畫 =\\本站點 \左工進動畫 +5;} 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 17 if(0&&0&&1){ \\本站點 \左工進動畫 =\\本站點 \左工進動畫 \\本站點 \左動畫 =\\本站點 \左動畫 } if(1){ \\本站點 \右動畫 =\\本站點 \右動畫 +5; } if(1&&0){\\本站點 \右工進動畫 =\\本站點 \右工 進動畫 +5;} if(0&&0&&1){ \\本站點 \右工進動畫 =\\本站點 \右工進動畫 \\本站點 \右動畫 =\\本站點 \右動畫 （ 3）按鍵操作部分 在按鍵的操作部分中，右油壓，夾緊，原位和自動手動的顯示，手動工作中的按鈕，以及系統(tǒng)的上位機和下位機切換，系統(tǒng)啟動，自動和手動切換和退出的設(shè)計。 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 18 上位機和下位機的切換， 主要是通過 I/O 驅(qū)動程序來實現(xiàn)的 ，因此設(shè)置輔助繼電器 I/0離散） 如圖：當(dāng) 統(tǒng)處于上位機工作， 9來驅(qū)動，當(dāng) 動，系統(tǒng)處于下位機工作狀態(tài)。因此通過控制輔助繼電器 當(dāng)系統(tǒng)在上位機工作時候，啟動信號由上位機控制，系統(tǒng)的輸出信號都由上位機輸出。只有在下位機狀態(tài)時候，輸出由下位機輸出控制，上位機只能讀取下位機的狀態(tài)，進行狀態(tài)顯示和動畫效果。 對于上位機手動操作和上下位機的切換相同，通過在上位機設(shè)置相應(yīng)的輔助繼電器。 上圖為手動左主軸的驅(qū)動，當(dāng)上位機按鈕按下（ 候，系統(tǒng)處于上位機操作，點擊左主軸按鈕 (可以驅(qū)動左主軸電機 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 19 4 系統(tǒng) 的使用 與維護 說明 把組態(tài)切換到運行狀態(tài)。在組態(tài)界面中選擇下位機控制方式，這時組態(tài)界面只能反映設(shè)備的工作情況，不能操作設(shè)備。 位 循環(huán)工作方式的操作 （ 1）啟動液壓信號（ ,并且保持液壓信號閉合狀態(tài)； （ 2） 閉合手動和自動切換按鈕（ ,選擇自動狀態(tài)； （ 3）四個原位點閉合，左邊原點，右邊原點， I 工位原點，橫刀原點，都處于閉合狀態(tài)； （ 4）啟動夾緊信號（ 保持閉合狀態(tài)； （ 5）此時啟動了左主軸，右主軸，左快進，右快進電 機，此時將左原點，右原點斷開，進入快進階段； （ 6）閉合左快進 (右快進終點（ ，系統(tǒng)啟動左工進電機（ ,右工進電機（ （ 7）閉合左快進終點（ ,系統(tǒng)啟動左快退電機（ 斷開橫刀原點（ ,閉合右工進終點 ( （ 8） 閉合橫刀終點（ 系統(tǒng)啟動橫刀退（ ； （ 9）閉合橫刀原點 (系統(tǒng)啟動右快退電機（ （ 10）閉合左原點（ 右原點（ ; 環(huán)工作方式 （ 1） 開 （ 2）閉合 進入 （ 3） 閉合左快進 (右快進終點（ 系統(tǒng)啟動左工進電機（ ,右工進電機（ （ 4） 閉合左快進終點（ ,系統(tǒng)啟動左快退電機（ 閉合右工進終點 (系統(tǒng)進入延時； （ 5）延時時間到，系統(tǒng)啟動右快退電機（ ; （ 6） 閉合左原點（ 右原點（ ； （ 7）斷開 統(tǒng)啟動向 （ 8）閉合 ,系統(tǒng)返回到 （ 9）松開工件，驅(qū)動電磁閥（ ; 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 20 動（點動）工 作方式 （ 1）保持液壓信號開關(guān)閉合，系統(tǒng)就可以開始點動操作。 （ 2）保持 手 /自動轉(zhuǎn)換開關(guān)為手動狀態(tài)，選定工作方式為手動。 （ 3）依次按下和松開左 主軸對刀，右主軸對刀，左快進，左快退，右快進，右快退，松開工進，向 例如：按下 左主軸對刀 點動開關(guān) 左主軸電機 啟動，松開 左主軸對刀 點動開關(guān) 左主軸 停止。 把組態(tài)切換到運行狀態(tài)。在組態(tài)界面中選擇上位機控制 方式，系統(tǒng)準(zhǔn)備工作做完，要通過組態(tài)界面的啟動按鈕來啟 動系統(tǒng)才可以運行。 等待夾緊信號，當(dāng)夾緊信號到時候，系統(tǒng) 進入從 。 上位機控制方式時可以通過組態(tài)界面完成系統(tǒng)的點動過 程，這時下位機的點動操作按鈕無效。 按下如圖所示的按鈕。 明 （ 1） 在使用本系統(tǒng)時， 若加工過程中，所有的電動機突然停止工作， 先檢測油壓信號燈是否亮， 如果沒有亮則 檢查油泵電動機是否工作，若油泵電動機正常工作，則應(yīng)檢查輸油管是否漏油。 （ 2）若按下某一按鈕 時， 響應(yīng)。先檢查該按鈕與 接線是否斷路，若接線正常，則檢查該 （ 3）如果信號都沒有問題，但是電機都無法啟動，則應(yīng)該檢查下 否工作正常。 （ 4）上下班時應(yīng)該及時清理工作臺，保持工作臺的清潔。 （ 5）要定期檢查機器的運行情況，每隔三個月對系統(tǒng)進行檢修。 5 施工設(shè)計 主電路 線路 、控制 線路、 I/ 圖 5鈕分布 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 21 6 設(shè)計總結(jié) 經(jīng)過了近兩個星期的課程設(shè)計，在老師的指導(dǎo)、同學(xué)的幫助、小組成員的共同探討、努力之下，我們順利的完成了 車鏜專機 通過本次的程設(shè)計實習(xí)， 可以讓我們將理論和實踐相結(jié)合起來。讓我們更加熟悉 通過本次的設(shè)計進一步提高的檢測和排查故障的能力。在設(shè)計過程中，我們遇到了很多問題，例如 ： I 工位到 位的移動問題。對于這些問題，我們小組三人，認真分析存在原因，一次又一次，一步一步的調(diào)試下來，觀察出現(xiàn)的現(xiàn)象，再分析存在邏輯錯誤。在小組的合作下，我們順利的完成任務(wù)。 通過本次的 程設(shè)計， 我們更加的明白 場 控制中的作用 。它不僅體積小，重量輕，能耗低，可靠性高，抗干擾能力強，同時它操作簡單，編程方便，設(shè)計安裝簡單，維護方便。 也讓我們更加了解 區(qū)別。 在本次課程中，我們合作得很愉快，合理的分配任務(wù)，大家一起學(xué)習(xí)，我們不去追求進度多快，我們希望都可以學(xué)到東西。講究的是 團隊，而不是個人。因為 (1)張偉君總結(jié) 通過這次設(shè)計實踐。我學(xué)會了 對理論的運用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒有做實踐設(shè)計以前，我們對知道的撐握都是思想上的，對一些細節(jié)不加重視，當(dāng)我們把自己想出來的程序與到 題出現(xiàn)了，不是不能運行，就是運行的結(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 理解得到加強，看到了實踐與理論的差距。 （ 2）陳亮總結(jié) 通過本次設(shè)計，讓我很好的鍛 煉了理論聯(lián)系實際，與具體項目、課題相結(jié)合開發(fā)、設(shè)計產(chǎn)品的能力。既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實際，又讓我們懂得了在實踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。在本次設(shè)計中，我們還需要大量的以前沒有學(xué)到過的知識，通過對 練的掌握了 學(xué)會了組態(tài)王軟件的運用。不知不覺中我們查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉。我們學(xué)習(xí)的知識是有限的，在以后的工作中我們肯定會遇到許多未知的領(lǐng)域，這方面的能力便會使我們受益匪淺。 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 22 7 參考文獻 [1]李建興 《可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)》機械工業(yè)出版社 2]周波 《 可編程序控制器原理與應(yīng)用 》 國防工業(yè)出版社 3]王萬麗 《三菱系列 民郵電出版社 4]楊青杰 《 三菱 機械工業(yè)出版社 5] 杜從商 《 程應(yīng)用基礎(chǔ) （三菱） 》 機械工業(yè)出版社 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 23 附錄 1 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 24 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 25 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 26 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 27 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 28 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 29 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 30 2 組態(tài)程序 if(1){\\本站點 \油壓標(biāo)志 =1;} \\本站點 \油壓標(biāo)志 =0;} //檢測油壓信號 \本站點 \1&&\\本 站點 \油壓標(biāo)志 ==1){ \\本站點 \; \\本站點 \; } \本站點 \1&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0&&\\本站點 \油壓標(biāo)志 ==1){ \\本站點 \; \\本站點 \; } \本站點 \1&&\\本站點 \1&&\\本站點 \油壓標(biāo)志 ==1){ \\本站點 \; \\本站點 \; \\本站點 \; \\本站點 \; \\本站點 \; } \本站點 \1&&\\本站點 \油壓標(biāo)志 ==1){ \\本站點 \; \\本站點 \; \\本站點 \; } \本站點 \1&&\\本站點 \油壓標(biāo)志 ==1){ \\本站點 \; } \本站點 \1&&\\本站點 \0&&\\本站點 \油壓標(biāo)志 ==1){ \\本站點 \; \\本站點 \; } 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 31 \本站點 \1&&\\本站點 \油壓標(biāo)志 ==1){ \\本站點 \; \\本站點 \; } \本站點 \1&&\\本站點 \1&&\\本站點 \油壓標(biāo)志 ==1){ \\本站點 \; \\本站點 \; } \本站點 \1&&\\本站點 \油壓標(biāo)志 ==1){ \\本站點 \; //\本站點 \1&&\\本站點 \1&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0&&\\本站點 \油壓標(biāo)志 ==1){ \\本站點 \; \本站點 \1&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0&&\\本站點 \油壓標(biāo)志 ==1){ \\本站點 \; \\本站點 \; \\本站點 \; \\本站點 \; } //設(shè)置 \\本站點 \; \\本站點 \;} } \\本站點 \;} } \本站點 \1&&\\本站點 \1&&\\本站點 \1){ \\本站點 \; \\本站點 \; \\本站點 \; \\本站點 \; } 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 32 \本站點 \1&&\\本站點 \1){ \\本站點 \; \\本站點 \; } \本站點 \1&&\\本站點 \1){ \\本站點 \; \本站點 \50){\\本站點 \;\\本站點 \;\\本站點 \;} \\本站點 \\本站點 \0;} } \本站點 \1&&\\本站點 \1&&\\本站點 \1){ \\本站點 \; \\本站點 \; \\本站點 \;} //\本站點 \1&&\\本站點 \1&&\\本站點 \1&&\\本站點 \0&&\\本站點 \1){ \\本站點 \; \本站點 \1&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0){ \\本站點 \; \\本站點 \;}} if(1){ \\本站點 \左動畫 =\\本站點 \左動畫 +5;} if(1&&0){\\本站點 \左工進動畫 =\\本站點 \左工進動畫 +5;} if(0&&0&&1){ \\本站點 \左工進動畫 =\\本站點 \左工進動畫 \\本站點 \左動畫 =\\本站點 \左動畫 if(1){ \\本站點 \右動畫 =\\本站點 \右動畫 +5;} if(1&&0){\\本站點 \右工進動畫 =\\本站點 \右工進動畫 +5;} if(0&&0&&1){ \\本站點 \右工進動畫 =\\本站點 \右工進動畫 \\本站點 \右動畫 =\\本站點 \右動畫 程設(shè)計 題 目： 車鏜專機 學(xué) 生： 指導(dǎo)老師： 系 別： 機電 工程系 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造 及其自動化 班 級： 機電本科一 班 學(xué) 號： 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 1 目錄 前 言 車鏜專機機床的介紹 鏜專機介紹 車鏜專機概 述 車鏜專機基本組成 車鏜專機加工過程 計要求 設(shè)計目的 控制要求 : 車鏜專機液壓系統(tǒng) 案確定 電氣原理圖設(shè)計 電路的設(shè)計 制電路的 設(shè)計 程序設(shè)計 （點動）工作方式 0 位機控制方式使用說明 0 統(tǒng)維護說明 0 5 施工設(shè)計 0 6 設(shè)計總結(jié) 1 7 參考文獻 2 附錄 3 1 序 3 2 組態(tài)程序 0 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 1 前 言 可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。 它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種機械或生產(chǎn)過程。 可編程控制器是在電器控制技術(shù)和計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型的工業(yè)控制裝置。 較好的解決了工業(yè)領(lǐng)域中普遍關(guān) 心的可靠、安全、靈活、方便、經(jīng)濟等問題。 目前， 成 為一種最重要、最新普及、應(yīng)用 場合最多的工業(yè)控制裝置。 本課題 針對 I/能表圖和梯形圖進行研究，應(yīng)用 在傳統(tǒng)的車鏜專機控制，通常采用電器進行控制 ，因此存在電器機械磨損，可靠性差等缺點。而 好彌補了電器控制的缺點，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。同時，可編程控制還具有自我檢測能力，便于故障的檢修和維護。本課題也結(jié)合了組態(tài)王，實現(xiàn)上位機和下位機，自動控制和手動控制，四種 模式的控制。在組態(tài)王的監(jiān)控下，工作文員可以實現(xiàn)遠程監(jiān)視機床的工作狀態(tài)，同時遠程通過微機對機床進行控制。綜上所述，提高了工業(yè)現(xiàn)場的自動化，進而提高了工作的效率。 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 2 1 車鏜專機 機床的介紹 紹 車鏜專機是用來對臺式鉆床的立柱進行鏜孔加工，同時對孔的右端面進行車削加工的一種自動加工設(shè)備。 本組成 左、右機械動力頭各有三臺電動機（快速電動機、工速電動機、主軸電動機） 和 液壓站由一臺電動機拖動 。 操作者將要加工的工件放在工作臺上的夾具中，在其他準(zhǔn)備工作就緒后，發(fā)出加工指令（按下按鈕）。工件自動夾緊，壓力繼電器動作，左、右動力頭同時開始鏜削加工。左動力頭快進，工進至終點后，快退回原位；而右動力頭快進、工進至終點后還應(yīng)進行右端面的車削加工（車刀橫進、橫退）后才快退。當(dāng)兩動力頭都退回原位，此時 I 工位的粗加工結(jié)束，工作臺移到 始進行精鏜加工。左、右動力頭重新起動，快進，工進到終點延時后快退回原位， 位加工結(jié)束，工作臺退回到 開工件，一個自動 工作循環(huán)結(jié)束。 圖 1件示意圖 圖 1統(tǒng)組成機構(gòu) 圖 1鏜專機床身結(jié)構(gòu) 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 3 通過 入 /輸出設(shè)備和 I/電路的設(shè)計、外控電路設(shè)計、控制面板設(shè)計）和軟件電路設(shè)計（ 能表圖和梯形圖設(shè)計），了解可編程序控制器控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則，掌握其設(shè)計的基本步驟和內(nèi)容，掌握實際應(yīng)用程序設(shè)計方法和步驟；深刻領(lǐng)會可編程序控制器的原理。通過在 調(diào)試，訓(xùn)練動手能力和可編程序控制器實際 應(yīng)用能力；提高獨立分析、解決問題的能力；為進一步系統(tǒng)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ) （ 1） 本系統(tǒng)有七臺電機：油泵電機 右主軸電機 右快速電機 右工速電機 左主軸電機 左快速電機 左工速電機 （ 2） 工作臺有兩個工位：由液壓系統(tǒng)實現(xiàn)兩工位的轉(zhuǎn)換和加工工件的夾緊與松開。 （ 3） 有自動和手動兩種工作方式： （ 4） 自動工作方式又有三種形式：全自動循環(huán)、Ⅰ工位循環(huán)、Ⅱ工位循環(huán)工作。 全自動循環(huán)過程：從Ⅰ工位→Ⅱ工位→Ⅰ工位 Ⅰ工位循環(huán)、Ⅱ工位循環(huán)：只在Ⅰ或Ⅱ工位時的加工循 環(huán) （ 5） 點動工作方式：左、右主軸的點動對刀， 左、右動力頭的快進與快退點動， 手動松開工件、手動移位等。 （ 6） 左、右床身導(dǎo)軌應(yīng)具有自動潤滑功能（ （ 7） 左、右快速電動機均采用電磁鐵抱閘制動（ 圖 1工過程 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 4 （ 8） 油泵起動后，液壓系統(tǒng)要有一定的壓力緩沖，才允許開始工作，工作結(jié)束要卸荷。 （ 9） 有電源、油泵工作、原位、工作指令等信號指示。 （ 10） 有照明和必要的聯(lián)鎖環(huán)節(jié)和保護環(huán)節(jié)。 示檢測油壓信號 示工件夾緊信號 電向 電向 制橫刀前進 制橫刀后退 制工件的夾緊和松開 制系統(tǒng)的卸荷 案確定 根據(jù)上述車鏜專機的控制要求再加上對車鏜專機的工作情況的析后，我們確立了如下的設(shè)計方案： 1、首先我們對整個機床設(shè)備需要過流、過載保護。因此需要對這些元氣件進行選擇。（主電路圖）。 2、對于 急停功能我們采用斷電源的方法，因此對于急停功能的處理就不進 樣也可以省下 一個輸入點。還有照明電路、抱閘制動、潤滑和一些指示電路是為了工作的方便而設(shè)計的電路，也不進入 3、其他控制電路則通過 于機床有兩種工作方式：手動和自動。手動控制采用經(jīng)驗設(shè)計法而自動控制以順序控制法為主。全自動循環(huán)過程：從Ⅰ工位→Ⅱ工位→Ⅰ工位。它們的區(qū)別在于：手動過程中不需要對工件進行加工，所以在手動過程中沒有工進過程，因此可以將自動過程中左快進終點的行程開關(guān)和右快進終點的行程開關(guān)，和 手動過程的左主軸對刀和右主軸對刀通過轉(zhuǎn)換開關(guān) 現(xiàn)手動和自動的切換。 1壓系統(tǒng) 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 5 自動循環(huán)的輪廓確定后，我們完善了一些功能：卸荷以及油路保護等。油路保護是在 作后，油壓信號一直沒到，就進入油路保護程序，待檢查完，再按油路復(fù)位按鈕進入返回初態(tài)；卸荷是在工件松開后，長時間沒有按起動按鈕，即長時間沒有工作，油泵就進入卸荷狀態(tài)。等待要繼續(xù)工作時，按下起動按鈕后，待油壓信號到，工件就夾緊進入自動循環(huán)過程。 2 電氣原理圖設(shè)計 電路的設(shè)計 主電路由七臺電機控制。 M 3控制右工 進， M 4控制右快進， 觸器 中 主軸電機轉(zhuǎn)動； 點閉合，右工進電機轉(zhuǎn)動； 點閉合，右快進和右快退電機轉(zhuǎn)動； 點閉合，左主軸的轉(zhuǎn)動； 點閉合，左工進電機轉(zhuǎn)動； 點閉合，左快進、左快退電機轉(zhuǎn)動；泵電機起動；熔斷器在電路中起短路保護作用，其中 1油泵電機； 左、右主軸電機 ： 1440轉(zhuǎn) /分、～ 380V、 、右快速電機： 1440轉(zhuǎn) /分、～ 380V、 左、右工速電機： 1440轉(zhuǎn) /分、～ 380V、 油 泵 電 機： 1440轉(zhuǎn) /分、～ 380V、 磁 閥： 動電磁鐵： 所以左 、 右 主軸、 快進、工進電機應(yīng)選用同一類型的熔斷器和熱繼電器。 具體的主電路設(shè)計圖見 附錄 。 依據(jù)設(shè)計 技術(shù)的要求與保護措施的要求，在控制電路的設(shè)計中，指示燈與照明燈的電源不能一致，同時，要求快進與快退，夾緊與松開要能互鎖。通過電氣互鎖與機械互鎖來實現(xiàn)，即將快進（夾緊）信號的常閉開關(guān)、快進線圈串聯(lián)在快退（松開）線路上，將快退（松開）信號的常閉開關(guān)、快退（夾緊）線圈串聯(lián)在快進線路上。在 點動快進與快退的設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)要有滑臺的超程保護。只要將超程行程開關(guān)的常閉觸點串聯(lián)在快進與快退的線路上。在加工過程中，一旦發(fā)生工件松開（ 主運動與進給運動應(yīng)全部停止。只需將 號的常閉觸點串聯(lián)在主運動與進給運動的線路上即 可。同時，為了 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 6 確保刀具與工件的安全，要求油泵電 機過載時，除了本電動機停止外，其它六臺電機也應(yīng)停止，因此將油泵電機的熱繼電器觸點串在六 臺電機的電路支路中。 控制電路包括以下環(huán)節(jié) : 1、指示燈 — 電源指示，油泵指示，工作指示，照明指示。 2、主軸控制 — 左主軸和右主軸 . 3、車刀控制 — 橫進和橫退 . 4、工作位控制 — Ⅰ 工位和 Ⅱ 工位 5、卸荷控制 6、工件松緊控制 7、抱閘制動控制 8、潤滑控制 9、油泵起動 具體的控制電路設(shè)計圖見 附錄 。 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 7 3 程序設(shè)計 （ 1） 狀 態(tài)切換開關(guān)： 手動 /自動工作 （ 2） 點動按鈕：啟動按鈕 對刀 對刀 左快進點動 快退點動 右 快進點動 右 快退點動 開點動 向 9點 （ 3） 行程開關(guān)： 右原點開關(guān) 左工進開關(guān) 右終點 開關(guān) 刀原點 開關(guān) 刀終點開關(guān) 原點 工進開關(guān) 終點開關(guān) 共 10點。 （ 4） 信號指示 ：油壓給定信號 緊指示信號 2點。 其中左工進開 關(guān) 左對刀 工進 本設(shè)計中所用的 輸入點數(shù)為 20點，符合設(shè)計的要求。 由于需要控制的電機右 7臺，一臺油泵，左主軸，左工進，左快進和左快退，以及右主軸，右工進，右快進和右快去，因此需要控制 8 個 磁閥工件松開，電磁閥向 I 工進移動，電磁閥向 進移動，橫刀進電磁閥，橫倒退電磁閥。同時包括兩個狀態(tài)燈的顯示，原位顯示，工作位顯示。綜上所述，需要 15個輸出接口。 具體 I/ 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 8 按 鈕 輸入端 注釋 輸出口 注釋 0 啟動 主軸轉(zhuǎn)動 1 油壓給定 快進 2 夾緊信號 工進 3 左原點 主軸轉(zhuǎn)動 4 右原點 快進 5 左終點 工進 6 右終點 快退 7 位 快退 10 I 工位 開（ 11 自動 I 工進 (13 左工進 /左對刀 進 (14 右工進 /右對刀 刀進 (15 橫刀終點 刀退 (16 橫刀原點 點指示燈 17 左快進 作指示燈 20 左快退 21 右快進 22 右快退 23 松開 20 向 I 工位移位 圖 2。 動 工作 部分 當(dāng)開關(guān) （ 1） 環(huán) 工作 部分 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 10 當(dāng)夾緊信號到達時候，啟動左右兩邊的主軸電機 (2)和快進電機（ 4），進行快進遇到。到達快進的終點，壓下左右行程開關(guān) 14，斷開兩邊的快速電機，啟動工進電機 6。當(dāng)?shù)竭_工進終點，壓下行程開關(guān) 6時候。左邊啟動快退電機 邊啟動橫刀進 右邊橫刀到達終點 ，啟動橫刀退 達橫刀原點 邊再啟動右快退電機 左右兩天都到達原點 4 時候，才開始向 （ 2） I 工位移動 左右兩邊的工作，都到達原點 4 時候，啟動電磁閥 位移動。當(dāng)?shù)竭_ 7時，啟動左右兩邊的快速電機 5. 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 11 動部分 當(dāng) 系統(tǒng)為手動工作狀態(tài)。 將切換按鈕 開時候 ，系統(tǒng)進入手動部分。按下按鈕 動左主軸電機 下 動右主軸電機 下 動左快進 下 動左快退電機 下 動左快進 下 動左快退電機 下按鈕 動電磁閥 進松開。按下按鈕 動電磁閥 他 序 （ 1） 系統(tǒng)初始化 該程序可以在 樣程序才能繼續(xù)執(zhí)行。 同時將其他步進行復(fù)位，防止系統(tǒng)出錯。并且確保在失去油壓信號時候，能夠及時將系統(tǒng)復(fù)位，對 系統(tǒng)進行保護作用。 （ 2） 自動和手動工作的切換 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 12 當(dāng)油壓信號到的時候，通過控制切換按鈕 行切換。只有在油壓信號到的時候，其他操作才有作用。按下切換按鈕時候，系統(tǒng)為自動狀態(tài)，否則就為手動狀態(tài)。 （ 3） 原位的判斷 首先先判斷左邊的原點和右邊的原點， 果四個點都再原點的話，系統(tǒng)就處于原位狀態(tài)。否則就先檢測左邊的原點和右邊的原點，橫刀原點 ，當(dāng)三點滿足的時候再判斷 統(tǒng) 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 13 接著往下運行。否者動 作電磁閥 I 工位移動，知道到達 磁閥 開。 態(tài) 界面設(shè)計 件 簡介 組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件是新型的工業(yè)自動控制系統(tǒng)正以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計算機軟、硬件平臺構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)，它具有適應(yīng)性強、開放性好、易于擴展、經(jīng)濟、開發(fā)周期短等優(yōu)點。通?？梢园堰@樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個層次結(jié)構(gòu)。其中監(jiān)控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實現(xiàn)對現(xiàn)場的實時監(jiān)測與控制，且在自動控制系統(tǒng)中完成上傳下達、組態(tài)開發(fā)的重要作用。尤其考慮三方面問題：畫 面、數(shù)據(jù)、動畫。通過對監(jiān)控系統(tǒng)要求及實現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對監(jiān)控系統(tǒng)進行設(shè)計。組態(tài)軟件也為試驗者提供了可視化監(jiān)控畫面，有利于試驗者實時現(xiàn)場監(jiān)控。而且，它能充分利用便地構(gòu)成監(jiān)控畫面，并以動畫方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報警窗口、實時趨勢曲線等，可便利的生成各種報表。它還具有豐富的設(shè)備驅(qū)動程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能。 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 14 態(tài)王使用數(shù)據(jù)說明 變量名 變量類型 寄存器 變量名 變量類型 寄 存器 ，只負責(zé)讀取端口的數(shù)據(jù)。 讀寫屬性屬于讀寫類型，可以讀取端口的數(shù)據(jù)，同時也可以對端口進行寫入。然而， 輔助繼電器也是讀寫類型，主要用于上位機和下位機的切換，以及上位機的手動操作。 幾個內(nèi)存實數(shù)的變量，主要在程序?qū)崿F(xiàn)標(biāo)志作用以及動畫的實現(xiàn)。 表 3態(tài)王數(shù)據(jù)變量 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 15 入 界面 登入界面設(shè)置兩個按鈕，登入按鈕和退出按鈕。點擊登入按鈕進入用戶登入選擇，進行選擇用戶的類型。點擊退出按鈕就直接退出系統(tǒng)。 登入按鈕按下時候通過調(diào)用 ; 界面 ");函數(shù)。退出按鈕調(diào)用 )函數(shù)。 （ 1）工作狀態(tài)指示 如圖所示：工作狀態(tài)正處于快進狀態(tài)，從工作指示界面上我們可以清楚的看到當(dāng)前系統(tǒng)的工作狀態(tài)，同時可以知道系統(tǒng)各個工作點的狀態(tài)，例如通過工位指示燈（ 可以清楚看到目前正處 于 時處于快進狀態(tài)但是還沒 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 16 有到達快進的終點。 工作指示模擬系統(tǒng)的工件加工過程，通過指示燈將系統(tǒng)的各個狀態(tài)點顯示出來，可以直觀工作的狀態(tài)。有利于工作人員知道系統(tǒng)的狀態(tài)，并且發(fā)出正確的控制信號。同時右利于系統(tǒng)的維護和檢修。 在程序設(shè)計的過程中， 在 能進入 個工位之間相互沖突，因此為了解決這個問題，在 I 工位結(jié)束后設(shè)置一個變量，標(biāo)志了 I 工位的結(jié)束，系統(tǒng)進入 位狀態(tài)，通過這個變量可以將 程序： \本站點 \1&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0&&\\本站點 \油壓標(biāo)志 ==1){ \\本站點 \; \\本站點 \; \\本站點 \; \\本站點 \; }//設(shè)置 （ 2）動畫顯示界面 通過動畫顯示界面，工作人員可以更加直觀看到系統(tǒng)的工作輕情況，是主軸動作，還是快進或者快退，都可以在動畫顯示部分中顯示。如圖所示，兩臺電機分別顯示左右的主軸電機。 在控制動畫的程序，主要設(shè) 置移動的一定距離和最右邊的距離。具體的程序如下： if(1){ \\本站點 \左動畫 =\\本站點 \左動畫 +5; } if(1&&0){\\本站點 \左工進動畫 =\\本站點 \左工進動畫 +5;} 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 17 if(0&&0&&1){ \\本站點 \左工進動畫 =\\本站點 \左工進動畫 \\本站點 \左動畫 =\\本站點 \左動畫 } if(1){ \\本站點 \右動畫 =\\本站點 \右動畫 +5; } if(1&&0){\\本站點 \右工進動畫 =\\本站點 \右工 進動畫 +5;} if(0&&0&&1){ \\本站點 \右工進動畫 =\\本站點 \右工進動畫 \\本站點 \右動畫 =\\本站點 \右動畫 （ 3）按鍵操作部分 在按鍵的操作部分中，右油壓，夾緊，原位和自動手動的顯示，手動工作中的按鈕，以及系統(tǒng)的上位機和下位機切換，系統(tǒng)啟動，自動和手動切換和退出的設(shè)計。 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 18 上位機和下位機的切換， 主要是通過 I/O 驅(qū)動程序來實現(xiàn)的 ，因此設(shè)置輔助繼電器 I/0離散） 如圖：當(dāng) 統(tǒng)處于上位機工作， 9來驅(qū)動，當(dāng) 動，系統(tǒng)處于下位機工作狀態(tài)。因此通過控制輔助繼電器 當(dāng)系統(tǒng)在上位機工作時候，啟動信號由上位機控制，系統(tǒng)的輸出信號都由上位機輸出。只有在下位機狀態(tài)時候，輸出由下位機輸出控制，上位機只能讀取下位機的狀態(tài)，進行狀態(tài)顯示和動畫效果。 對于上位機手動操作和上下位機的切換相同，通過在上位機設(shè)置相應(yīng)的輔助繼電器。 上圖為手動左主軸的驅(qū)動，當(dāng)上位機按鈕按下（ 候，系統(tǒng)處于上位機操作，點擊左主軸按鈕 (可以驅(qū)動左主軸電機 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 19 4 系統(tǒng) 的使用 與維護 說明 把組態(tài)切換到運行狀態(tài)。在組態(tài)界面中選擇下位機控制方式，這時組態(tài)界面只能反映設(shè)備的工作情況，不能操作設(shè)備。 位 循環(huán)工作方式的操作 （ 1）啟動液壓信號（ ,并且保持液壓信號閉合狀態(tài)； （ 2） 閉合手動和自動切換按鈕（ ,選擇自動狀態(tài)； （ 3）四個原位點閉合，左邊原點，右邊原點， I 工位原點，橫刀原點，都處于閉合狀態(tài)； （ 4）啟動夾緊信號（ 保持閉合狀態(tài)； （ 5）此時啟動了左主軸，右主軸，左快進，右快進電 機，此時將左原點，右原點斷開，進入快進階段； （ 6）閉合左快進 (右快進終點（ ，系統(tǒng)啟動左工進電機（ ,右工進電機（ （ 7）閉合左快進終點（ ,系統(tǒng)啟動左快退電機（ 斷開橫刀原點（ ,閉合右工進終點 ( （ 8） 閉合橫刀終點（ 系統(tǒng)啟動橫刀退（ ； （ 9）閉合橫刀原點 (系統(tǒng)啟動右快退電機（ （ 10）閉合左原點（ 右原點（ ; 環(huán)工作方式 （ 1） 開 （ 2）閉合 進入 （ 3） 閉合左快進 (右快進終點（ 系統(tǒng)啟動左工進電機（ ,右工進電機（ （ 4） 閉合左快進終點（ ,系統(tǒng)啟動左快退電機（ 閉合右工進終點 (系統(tǒng)進入延時； （ 5）延時時間到，系統(tǒng)啟動右快退電機（ ; （ 6） 閉合左原點（ 右原點（ ； （ 7）斷開 統(tǒng)啟動向 （ 8）閉合 ,系統(tǒng)返回到 （ 9）松開工件，驅(qū)動電磁閥（ ; 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 20 動（點動）工 作方式 （ 1）保持液壓信號開關(guān)閉合，系統(tǒng)就可以開始點動操作。 （ 2）保持 手 /自動轉(zhuǎn)換開關(guān)為手動狀態(tài)，選定工作方式為手動。 （ 3）依次按下和松開左 主軸對刀，右主軸對刀，左快進，左快退，右快進，右快退，松開工進，向 例如：按下 左主軸對刀 點動開關(guān) 左主軸電機 啟動，松開 左主軸對刀 點動開關(guān) 左主軸 停止。 把組態(tài)切換到運行狀態(tài)。在組態(tài)界面中選擇上位機控制 方式，系統(tǒng)準(zhǔn)備工作做完，要通過組態(tài)界面的啟動按鈕來啟 動系統(tǒng)才可以運行。 等待夾緊信號，當(dāng)夾緊信號到時候，系統(tǒng) 進入從 。 上位機控制方式時可以通過組態(tài)界面完成系統(tǒng)的點動過 程，這時下位機的點動操作按鈕無效。 按下如圖所示的按鈕。 明 （ 1） 在使用本系統(tǒng)時， 若加工過程中，所有的電動機突然停止工作， 先檢測油壓信號燈是否亮， 如果沒有亮則 檢查油泵電動機是否工作，若油泵電動機正常工作，則應(yīng)檢查輸油管是否漏油。 （ 2）若按下某一按鈕 時， 響應(yīng)。先檢查該按鈕與 接線是否斷路，若接線正常，則檢查該 （ 3）如果信號都沒有問題，但是電機都無法啟動，則應(yīng)該檢查下 否工作正常。 （ 4）上下班時應(yīng)該及時清理工作臺，保持工作臺的清潔。 （ 5）要定期檢查機器的運行情況，每隔三個月對系統(tǒng)進行檢修。 5 施工設(shè)計 主電路 線路 、控制 線路、 I/ 圖 5鈕分布 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 21 6 設(shè)計總結(jié) 經(jīng)過了近兩個星期的課程設(shè)計，在老師的指導(dǎo)、同學(xué)的幫助、小組成員的共同探討、努力之下，我們順利的完成了 車鏜專機 通過本次的程設(shè)計實習(xí)， 可以讓我們將理論和實踐相結(jié)合起來。讓我們更加熟悉 通過本次的設(shè)計進一步提高的檢測和排查故障的能力。在設(shè)計過程中，我們遇到了很多問題，例如 ： I 工位到 位的移動問題。對于這些問題，我們小組三人，認真分析存在原因，一次又一次，一步一步的調(diào)試下來，觀察出現(xiàn)的現(xiàn)象，再分析存在邏輯錯誤。在小組的合作下，我們順利的完成任務(wù)。 通過本次的 程設(shè)計， 我們更加的明白 場 控制中的作用 。它不僅體積小，重量輕，能耗低，可靠性高，抗干擾能力強，同時它操作簡單，編程方便，設(shè)計安裝簡單，維護方便。 也讓我們更加了解 區(qū)別。 在本次課程中，我們合作得很愉快，合理的分配任務(wù)，大家一起學(xué)習(xí)，我們不去追求進度多快，我們希望都可以學(xué)到東西。講究的是 團隊，而不是個人。因為 (1)張偉君總結(jié) 通過這次設(shè)計實踐。我學(xué)會了 對理論的運用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒有做實踐設(shè)計以前，我們對知道的撐握都是思想上的，對一些細節(jié)不加重視，當(dāng)我們把自己想出來的程序與到 題出現(xiàn)了，不是不能運行，就是運行的結(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 理解得到加強，看到了實踐與理論的差距。 （ 2）陳亮總結(jié) 通過本次設(shè)計，讓我很好的鍛 煉了理論聯(lián)系實際，與具體項目、課題相結(jié)合開發(fā)、設(shè)計產(chǎn)品的能力。既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實際，又讓我們懂得了在實踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。在本次設(shè)計中，我們還需要大量的以前沒有學(xué)到過的知識，通過對 練的掌握了 學(xué)會了組態(tài)王軟件的運用。不知不覺中我們查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉。我們學(xué)習(xí)的知識是有限的，在以后的工作中我們肯定會遇到許多未知的領(lǐng)域，這方面的能力便會使我們受益匪淺。 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 22 7 參考文獻 [1]李建興 《可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)》機械工業(yè)出版社 2]周波 《 可編程序控制器原理與應(yīng)用 》 國防工業(yè)出版社 3]王萬麗 《三菱系列 民郵電出版社 4]楊青杰 《 三菱 機械工業(yè)出版社 5] 杜從商 《 程應(yīng)用基礎(chǔ) （三菱） 》 機械工業(yè)出版社 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 23 附錄 1 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 24 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 25 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 26 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 27 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 28 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 29 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 30 2 組態(tài)程序 if(1){\\本站點 \油壓標(biāo)志 =1;} \\本站點 \油壓標(biāo)志 =0;} //檢測油壓信號 \本站點 \1&&\\本 站點 \油壓標(biāo)志 ==1){ \\本站點 \; \\本站點 \; } \本站點 \1&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0&&\\本站點 \油壓標(biāo)志 ==1){ \\本站點 \; \\本站點 \; } \本站點 \1&&\\本站點 \1&&\\本站點 \油壓標(biāo)志 ==1){ \\本站點 \; \\本站點 \; \\本站點 \; \\本站點 \; \\本站點 \; } \本站點 \1&&\\本站點 \油壓標(biāo)志 ==1){ \\本站點 \; \\本站點 \; \\本站點 \; } \本站點 \1&&\\本站點 \油壓標(biāo)志 ==1){ \\本站點 \; } \本站點 \1&&\\本站點 \0&&\\本站點 \油壓標(biāo)志 ==1){ \\本站點 \; \\本站點 \; } 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 31 \本站點 \1&&\\本站點 \油壓標(biāo)志 ==1){ \\本站點 \; \\本站點 \; } \本站點 \1&&\\本站點 \1&&\\本站點 \油壓標(biāo)志 ==1){ \\本站點 \; \\本站點 \; } \本站點 \1&&\\本站點 \油壓標(biāo)志 ==1){ \\本站點 \; //\本站點 \1&&\\本站點 \1&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0&&\\本站點 \油壓標(biāo)志 ==1){ \\本站點 \; \本站點 \1&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0&&\\本站點 \油壓標(biāo)志 ==1){ \\本站點 \; \\本站點 \; \\本站點 \; \\本站點 \; } //設(shè)置 \\本站點 \; \\本站點 \;} } \\本站點 \;} } \本站點 \1&&\\本站點 \1&&\\本站點 \1){ \\本站點 \; \\本站點 \; \\本站點 \; \\本站點 \; } 車鏜專機 制系統(tǒng)設(shè)計 32 \本站點 \1&&\\本站點 \1){ \\本站點 \; \\本站點 \; } \本站點 \1&&\\本站點 \1){ \\本站點 \; \本站點 \50){\\本站點 \;\\本站點 \;\\本站點 \;} \\本站點 \\本站點 \0;} } \本站點 \1&&\\本站點 \1&&\\本站點 \1){ \\本站點 \; \\本站點 \; \\本站點 \;} //\本站點 \1&&\\本站點 \1&&\\本站點 \1&&\\本站點 \0&&\\本站點 \1){ \\本站點 \; \本站點 \1&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0&&\\本站點 \0){ \\本站點 \; \\本站點 \;}} if(1){ \\本站點 \左動畫 =\\本站點 \左動畫 +5;} if(1&&0){\\本站點 \左工進動畫 =\\本站點 \左工進動畫 +5;} if(0&&0&&1){ \\本站點 \左工進動畫 =\\本站點 \左工進動畫 \\本站點 \左動畫 =\\本站點 \左動畫 if(1){ \\本站點 \右動畫 =\\本站點 \右動畫 +5;} if(1&&0){\\本站點 \右工進動畫 =\\本站點 \右工進動畫 +5;} if(0&&0&&1){ \\本站點 \右工進動畫 =\\本站點 \右工進動畫 \\本站點 \右動畫 =\\本站點 \右動畫