位旋转工作台的设计plc控制.doc

内容摘要 本次课程设计的主要内容是设计一款3工位旋转工作台，3个工位能分别完成上料、钻孔和卸料。 它的特点是需要用选择开关来决定控制系统的全自动运行、半自动运行和手动调整方式。手动调整采用按钮点动的控制方式；系统处于半自动运行时，每执行完成一个工作循环，用一个启动按钮来控制进入下一次循环；系统处于全自动运行方式时，可实现自动往复地循环执行。上料器、夹紧装置、卸料器、钻头上下运动由液压缸驱动。夹紧力由压力继电器检测控制。钻头旋转、工作台旋转由电动机驱动。 该课程设计的创新点在于他能够通过选择开关来实现全自动、半自动和手动三种运行模式，并且手动调整时能够实现按钮点动，同时应该保证该工作台能够顺序稳定运行且具有断电保护功能。 关键词：3工位；工作台；上料；钻孔；卸料  目 录 第1章 引言 1 1.1 动作特性 1 1.2 控制要求 1 1.3总体设计思路 2 第2章 PLC控制系统设计 3 2.1 主电路设计 3 2.2 液压控制系统设计 3 2.3 PLC类型的选择 4 2.4 I/O点的分配 4 2.5 I/O接线图的绘制 5 2.6 控制流程图的绘制 7 2.7 控制程序的编制 9 2.8控制程序的调试 14 结论 22 设计总结 23 谢辞 24 附录 25 参考文献 29 第1章 引言 3工位旋转工作台在机械加工数控装备中得到了广泛的应用，其中钻孔加工3工位旋转工作台由上料、钻孔和卸料三个部分组成，工作台每旋转120°完成一个工位，各工位同时动作完成相应工作。 1.1 动作特性 其工作示意如图1-1所示。3个工位分别完成上料、钻孔和卸料。 工位1：工作台旋转到工位1后上料器推进，料到位后退回等待。 工位2：工工作台旋转到工位2后，夹紧装置将料加紧，钻头向下进给钻孔，下钻到位后退回，退回到位后工件松开，放松完成后等待。 工位3：工作台旋转到工位3后，卸料器向前将加工完成的工件推出，推出到位后退回，退回到位后等待。 图1-1 三工位旋转工作台系统示意图 1.2 控制要求 1.用选择开关来决定控制系统的全自动、半自动运行和手动调整方式。 2.手动调整采用按钮点动的控制方式。包括上料进、退操作、工件夹紧、放松操作，钻头下降、上升操作，卸料进、退操作，工作台旋转操作。 3.系统处于半自动工作方式时，每执行完成一个工作循环，用一个启动按钮来控制进入下一次循环。 4.系统处于全自动运行方式时，可实现自动往复地循环执行。 5.上料器、夹紧装置、卸料器、钻头上下运动由液压缸驱动。夹紧力由压力继电器检测控制。钻头旋转、工作台旋转由电动机驱动。 1.3总体设计思路 用选择开关来调整控制系统的全自动、半自动和手动三种运行模式；手动调整时，采用点动控制，控制各种动作的继电器和电磁阀线圈不能自锁；系统半自动运行时，一个循环后，工作台旋转到位，控制系统必须停止，此时通过添加一个启动按钮来决定是否进入下一循环；系统全自动运行时，要能够实现往复地循环执行，即工作台旋转到位后立即进入下一循环。自动控制可以用行程开关来实现，工作台旋转只需要一个行程开关。 这三种运行模式中，全自动和半自动运行动作相近，只有一个启动按钮的差别。但手动调整与两者的控制形式差别很大，在思路上需要做比较大的调整，不仅需要实现点动，而且需要用行程开关来控制手动调整的范围。 上料器、夹紧装置、卸料器、钻头上下运动由液压缸驱动，所以必须有液压控制部分。应注意工件夹紧时没有加进到位形成开关，而是由压力继电器取代。 主电路控制部分很简单，主要有两台电动机：工作台旋转控制电动机和钻头旋转控制电动机。 第2章 PLC控制系统设计 2.1 主电路设计 通过对动作特性的分析，结合控制要求，需要两台电动机分别控制工作台旋转和钻头旋转，所以主电路并不复杂，但应注意各种保护装置的安装。主电路如图2-1所示。 图2-1 主电路图 2.2 液压控制系统设计 上料器、夹紧装置、卸料器、钻头上下运动由液压缸驱动，可以选择三位四通电磁阀对四个单杆液压缸进行控制。整个液压系统需要溢流阀来控制压力。上料器、钻头上下、和卸料器的前进、后退范围可以由行程开关来控制；夹紧装置的放松可以用行程开关控制，但夹紧控制需用压力继电器实现。液压控制原理图如图2-2所示。 图2-2 液压控制原理图 2.3 PLC类型的选择 通过对控制要求的分析，模式选择开关、手动控制开关、压力继电器和行程开关为输入信号，各种动作的电磁阀和电动机为输出信号。不难发现，该控制系统有22个输入、10个输出。在S7-200系列PLC中，只有CPU226符合要求。但是，CPU226有24个输入接口、16个输出接口，输入输出接口不能充分利用造成资源浪费，而且CPU226价格较高。