机电传动控制课程设计-多工步机床的plc控制

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1、前言课程设计是一综合性的实践工作过程，需要依据给定设计任务，完成一系列的设计工作。这些设计工作的内容以课程设计任务的形式说明列出，同时完成的设计工作以设计成果的形式保留。我们第二小组的成员有。选择的是第二个课题：多工步加工专用机床控制。全套图纸加11第一章课程设计任务说明第一节课题简介专用机床根据特定工件规定的加工工艺要求而设计制造的一种高效率自动化专用加工设备。常采用多刀（多轴）、多面、多工位、同时进行钻、扩、铰、镗、铣等加工工件，并且具有自动工作循环的功能，在机械制造业的成批和大量产品的生产中得到了

2、广泛的应用。多工步加工专用机床采用7把刀具按7个工步的要求依次对工件进行加工。机床由转塔刀架，主轴箱及主轴，和走刀机构组成，电动机驱动主轴带动工件旋转，液压系统驱动走刀机构，带动刀架完成进给运动，刀架回转完成换到操作。机床采用行程开关检测走刀机构是否到达预定位置，机床结构及运动部件工作循环如图所示。图1多工步加工专用机床结构与动力部件工作循环图第二节课程设计的目的11《机电传动控制》课程设计为该课程的实践环节，在本课程设计的过程中，通过课程设计实践环节巩固和加强<机电传动控制>课程所学习的知识，掌握课程

3、知识实际应用的能力。使学生能够运用机电传动控制的原理和分析问题，解决问题的方法，并能综合已学知识，进行简单控制系统设计，PLC控制程序设计，增强编程软件使用的能力。第二章课程设计任务分析第一节设备机构组成分析图2多工步加工专用机床结构与动力部件工作循环图第二节设备工作过程分析多工步加工专用机床自动加工零件的工艺过程如图所示，由人工将工件防止在主轴端卡盘内夹紧，启动自动加工过程。自动加工中，首先走刀机构带动刀架快速接近工件，然后转为工件慢速进给钻孔，加工完成后快速退回原位，结束一个工步的加工；紧接着刀架夹

4、紧装置松开，刀架转到下一刀具位置，夹紧装置夹紧刀架后，开始第二工步加工，当6把刀具依次完成加工后，人工取出完成加工的零件，结束一次加工循环过程。11图3多工步加工专用机床加工零件工艺过程11第三章控制方案设计第一节任务分析机床的控制要求，是通过满足机床的工作要求形成的，控制系统的功能必须满足机床所有的工作要求。多工步加工专用机床的工作要求包含三个方面，工作方式要求，工作过程要求，安全稳定工作要求。1、机床工作方式要求为保证多工步加工专用机床能够处于正常工作，要求机床具备二种工作方式：（1）走到进给部件能

5、够点动向前调整，以及进给部件不在原位时能够快速复位；（2）走刀机构和刀机能够分别实现自动循环调整过程；（也称半自动循环）（3）整机全自动工作循环加工工作2、机床工作过程要求机床工作过程是机床在正常加工时整机全自动循环的工作过程，加工过程需要满足如下工作要求：（1）按下启动按钮，液压系统驱动夹紧装置夹紧刀架，夹紧后压力继电器发出夹紧信号；（2）走刀机构快进，并同时启动主轴电机；（3）走刀机构快进到达工件附近后，由快进转为共进，进行钻削加工；（4）加工完毕后，走刀机构停留2秒后，快速退回原位；（5）夹紧装置

6、松开刀架，液压系统驱动刀架转动换刀，同时；（6）刀架夹紧装置夹紧刀架，开始下一工步加工；（7）所有加工工步完成，走刀机构退回原位，主轴电机停。3、多工步加工专用机床的主轴电机为2.2KW，液压站液压泵电动机为3KW，走刀机构及夹紧装置动作方向通过电磁阀控制。自动循环工作时，所有工作状态切换由行程开关控制。4、多工步加工专用机床安全稳定工作要求（1）具有运动部件间安全工作的联锁功能；（2）具有位置保护功能（如极限位、越位、相对位置保护）；（3）电气控制系统具有短路，电动机过载等保护功能；（4）具有应急操作

7、功能；（5）具有照明，指示灯辅助功能。第二节设计主电路11图4主电路第三节PLC选型设计电器元件信号与PLC通道分配的目的是为了每一个需要PLC处理的设备信号获得进入PLC的通道和存放信号状态的地址。依据控制方案选定三菱FX2n系列PLC产品。第四节I/O分配表输入输出元件通道地址说明元件通道地址说明SB1X001总停按钮KM1Y000主轴电机起动接触器SB2X002开始工作按钮YV1Y001控制走刀机构电磁阀电磁铁SB3X003走刀进给部件点动前进按钮YV2Y002控制走刀机构电磁阀电磁铁SB4X00

8、4进给部件快速复位按钮YV3Y003控制走刀机构电磁阀电磁铁SA1X011自动手动工作选择开关YV4Y004控制刀架及夹紧机构电磁阀电磁铁SA2X012走刀进给部件工作选择开关YV5Y005控制刀架及夹紧机构电磁阀电磁铁SA3X013YV6Y00611夹紧装置夹紧选择开关控制刀架及夹紧机构电磁阀电磁铁SA4X014夹紧装置放松换刀选择开关HL2Y012主轴电机工作状态指示灯SQ1X021走刀进给部件原位行程开关HL3Y013刀架夹紧工作状态