家用缝纫机机加工组合机床实施PLC 控制.doc

开封大学 毕业设计说明书 题目：家用缝纫机加工组合机床PLC控制系统设计 专业： 机电一体化技术 学号：2009061310 姓名：谢愿 时间： 指导教师：陈艳红 论 文 摘 要: 对JB 型家用缝纫机机加工组合机床实施PLC 控制, 因机床的输入点较多, 对PLC 采用了输入公共端切换的方法来扩充输入点数, 机床正常控制的输入点置于一条公共线上, 机床点动调整控制的输入点通过组合开关切换到另一条公共线上。作为PLC 控制的应用实例, 本文对设计过程进行了较详细的阐述。 关键词: 组合机床; 控制; PLC; 输入点; 切换 目 录 绪 论 4 第1章 可编程控制器的特点及应用 5 1.1 可编程控制器发展历史 5 1.2 可编程控制器的特点及应用 5 1.3 PLC 编程简介 6 第2章 机床的简介 10 2.1机床的运动简介 10 2.2 机床的液压系统 11 第3章 控制要求 13 第4章 PLC的控制设计 16 4.1 PLC的选型 16 4.2 PLC的I/O分配表 16 4.3 PLC的I/O接线图 18 4.4 PLC的梯形图 18 4.5语句表 20 致 谢 25 参考文献 26  绪 论 本论文针对组合机床的控制线路进行PLC改造，该机床对JB 型家用缝纫机的机壳实施机械切削加工, 对机壳的针距大孔作钻削加工, 对夹线器孔作钻削加工, 对挑线杆行线槽作铣削加工。 传统的控制方案是采用继电器－接触器控制，由于运动方向多，且有快进、快退等多种进给速度的变换，控制系统较复杂，大量的硬件系统接线使系统的可靠性降低，也间接的降低了设备的工作效率，影响了设备的加工质量。 采用可编程控制器(PLC)可以较好的解决这一问题，可大大的减少系统的硬件接线，提高了工作可靠性。而且在加工工艺改变时，只需要修改程序，就可适应新的加工要求，大大的提高了工作效率。 第1章 可编程控制器的特点及应用 1.1 可编程控制器发展历史 早期的可编程序控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着计算机技术、通信技术和自动控制技术的迅速发展，可编程序控制器将传统的继电器控制技术与新兴的计算机技术和通信技术融为一体，具有可靠性高、功能强、应用灵活、编程简单、使用方便等一系列优点，以及良好的工业环境工作性能和自动控制目标实现性能，在工业生产中得到了广泛的应用。 1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出世界上第一台可编程控制器。早期的可编程控制器由分离元件和中小规模集成电路组成，主要功能是执行原先由继电器完成的顺序控制、定时等。70年代初期，体积小、功能强和价格便宜的微处理器被用于PLC，使得PLC的功能大大增强I/O模块各种特殊功能模块。在软件方面，除了保持原有的逻辑运算等功能以外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。80年代中、后期，由于超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得PLC所采用的微处理器的普遍提高。而且，为了进一步提高PLC的处理速度，各制造厂商还研制开发了专用逻辑处理芯片PLC软、硬件功能。PLC针对不同的工业现场信号，I/O模块与工业现场的器件或设备直接连接。机对话的接口模块为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块。PLC以外，绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件，包括CPU电源I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。PLC不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。 图1 动力头分布运动情况 图中动力头Ⅰ、Ⅲ分别用于针距大孔和夹线器孔的钻削加工,动力头!用于挑线杆行线槽的铣削加工。M 1, M 2和M3 均为2. 2kW 的三相异步电动机, 分别为ⅠⅡ和Ⅲ 动力头的切削主运动提供动力。三个动力头的进给、后退运动由液压系统提供动力。该机床的夹紧机构工作情况如图2 所示, 机壳的装夹过程是: 将机壳放于工作台上, 先由液压驱动后插销滑台上升, 再进行人工插销定位, 接着由液压驱动针孔杆插销定位, 最后是液压驱动夹具下压夹紧工件。工件的下卸过程正好与装夹过程相反。 图2 机床夹紧机构工作情况图 2.2 机床的液压系统 机床的三个动力头进、退由液压系统中的三个三位五通换向电磁阀分