多工步机床的PLC控制说明书11.docVIP

第二章 课程设计任务分析 第一节 设备机构组成分析 多工步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设备。常采用多刀（多轴）、多面、多工位同时进行钻、扩、铰、铣等加工工作，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广泛应用。 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，刀架回转完成换刀工作。机床结构如图1所示，运动部件工作循环图如图2所示： 图1 多工步加工专用机床结构图 图2 多工步加工专用机床工作循环图 第二节 设备工作过程分析 机床加工零件工艺过程 多工步加工专用机床的工艺过程如图3所示，由人工将工件放置在主轴端卡盘内夹紧，起动自动加工过程。自动加工中，首先走刀机构带动刀架快速接近工件，然后转为工进满是进给钻孔，加工完后退回原位，结束一个工步加工。紧接着刀架夹紧装置松开，刀架转入下一个刀具位置，开始第二步加工……当6把刀具依次加工完成后，人工取出加工的零件，结束一次加工循环过程。 图3 多工步加工专用机床加工零件工艺过程 多工步加工专用机床的控制要求 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含三方面，工作方式要求，工作过程要求，安全稳定工作有求。 第三章 控制方案设计 任务分析 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状态，要求机床具备二种工作方式： 走刀进给部件能够点动向前调整，以及进给部件不在原位时能够快速复位。 走刀机构和刀机能够分别实现自动循环调整过程。 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 按下启动按钮，液压系统驱动夹紧装置夹紧刀架，夹紧后继电器发出夹紧信号； 走刀机构快进，并同时启动主轴电机； 走刀机构快进到达工件附近后，有快进转为工进，进行钻削加工； 加工完毕后，走到机构停留2秒，快速退回原位； 夹紧装置松开刀架，液压系统驱动刀架转动换刀； 刀架夹紧装置夹紧刀架，开始下一步加工； 所有加工工步完成，走刀机构退回原位，主轴电机停 第二节 设计主电路 多工步加工专用机床的电气控制系统主要有两部分组成，即电动机驱动系统（主电路）和由PLC设备构成的控制部分，驱动系统通过交流接触器主触点控制电动机电路的断开与接通，采用熔断器和热继电器进行短路和过载保护，同时采用控制变压器和整流器，系统电路图如图4所示，电器元件明细表如表1所示： 图4 多工步加工专用机床电气控制系统电路图 表1 电器元件明细表 符号 名称及用途 符号 名称及用途 M1 主轴电机 SP 夹紧到位压力继电器 M2 液压泵电机 QF PLC电源开关 KM1 主轴电机起动接触器 QS 电源隔离开关 KM2 液压泵电机起动接触器 TC 控制变压器 SQ1、SQ2、SQ3 走刀进给部件行程开关 FU1~FU6 短路保护熔断器 SQ4、SQ5、SQ6 刀架及夹紧装置行程开关 SB1 总停按钮 YV1、YV2、YV3 控制走刀机构电磁阀电磁铁 SB2 启动开关 YV4、YV5、YV6 控制刀架及夹紧机构电磁阀电磁铁 SB3 走刀进给部件点动前进按钮 SA1 自动手动工作选择开关 SB4 进给部件快速复位按钮 SA2 走刀进给部件工作选择开关 SB5 液压泵电机启动按钮 SA3 夹紧装置夹紧选择开关 SB6 液压泵电机停止按钮 SA4 夹紧装置放松换刀选择开关 FR1、FR2、FR3 电路过载保护继电器 SA5 照明电路选择开关 VC 整流器 HL1 液压系统工作指示灯 PLC FX2N-48MR-D型号PLC HL2 电机工作状态指示灯 HL3 调整工作状态指示灯 第三节 PLC选型设计 由于PLC控制部分有16个输入通道，13个输出通道，故选择三菱FX2n系列的型号产品。按照下列型号选择FX2N-48MR-D型。 [FX2N系列PLC主机] FX2N-128MR-001 输入点： 64，64 继电器输出 FX2N-80MR-001 输入点： 40，40 继电器输出 FX2N-64MR-001 输入点： 32，32 继电器输出 FX2N-48MR-001 输入点： 24，24 继电器输出 FX2N-32MR-001 输入点： 16，16 继电器输出 FX2N-16MR-001 输入点： 8，8 继电器输出 FX2N-80MR-D 输入点： 40，40 继电器输出 （直流供电） FX2N-64MR-D 输入点： 3