PLC在三面铣组合机床控制系统的应用（上交）.doc

计算机控制技术课程设计 题目：PLC在三面铣组合机床控制系统的应用 学生姓名： 刘永涛 班级： 自动化073班 学号： 20074460310 指导老师： 洪镇南 2010年12月25日 引言 三面铣组合机床概述 三面铣组合机床是用来对 Z512W 型台式钻床主轴箱的Ф80、Ф90 孔端面及定位面进行铣销加工的一种自动加工设备。机床主要由底座、床身、铣削动力头、液压动力滑台、液压站、工作台、工件松紧油缸等组成。机床底座上安放有床身，床身上一头安装有液压动力滑台，工件及夹紧装置放于滑台上。床身的两边各安装有一台铣销头，上方有立铣头，液压站在机床附近。 加工过程 三面铣组合机床的加工过程如图（一）所示。操作者将要加工的零件放在工作台的夹具中，在其他准备工作就绪后，发出加工指令。工件夹紧后压力继电器动作，液压动力滑台（工作台）开始快进，到位转工进，同时起动左和右 1 铣头开始加工，加工到某一位置，立铣头开始加工，加工又过一定位置右 1 铣头停止，右2 铣头开始加工，加工到终点三台电机同时停止。待电机完全停止后，滑台快退回原位，工件松开，一个自动工作循环结束。操作者取下加工好的工件，再放上未加工的零件，重新发出加工指令重复上述工作过程。 图（一）三面铣组合机床加工过程 液压系统 三面铣组合机床中液压动力滑台的运动和工件松紧是由液压系统实现的。其液压元件动作情况如表（二）所示。 工序 元件 YV1 YV2 YV3 YV4 YV5 BP1 BP2 原位 — （+） — — — — — 夹紧 + — — — — — + 快进 (+) — + — — — + 工进 (+) — + — + — + 快退 (+) — — + — — + 松开 — + — — — — — 表（二）液压元件动作表 三面铣组合机床的控制要求 有单循环自动工作、单铣头自动循环工作、点动三种工作方式； 单循环自动工作过程如图（一）所示，油泵电机在自动加工一个循环后不停机。 单铣头自动循环工作包括：左铣头单循环工作、右 1铣头单循环工作、右 2铣头单循环工作、立头单循环工作。单铣头自动循环工作时，要考虑各铣头的加工区间。 点动工作包括：四台主轴电机均能点动对刀、滑台快速（快进、快退）点动调整、松紧油缸的调整（手动松开与手动夹紧）。 五台电机均为单向旋转。 要求有电源、油泵工作、工件夹紧、加工等信号指示。 要求有照明电路和必要的联锁环节与保护环节。  系统总体方案设计 系统硬件配置及组成原理 本设计采用CJ1M（CPU22）PLC。三面铣组合机床控制系统的操作面板分布图如图（三）所示，有手动（点动）、单周期、单铣头自动循环三种工作方式，用开关SA进行选择。 （1）手动：选择手动工作方式时，用SB5、SB6、SB7、SB8、SB9、SB10、SB11、SB12各按钮来点动执行相应的动作。 （2）单周期：选择单周期时，在滑动台处于原位时，按下启动按钮，自动执行一个周期后回到原位。按下停止按钮时，整个系统处于停机状态。 （3）单铣头自动循环：选择单铣头循环时，使用SB13、SB14、SB15、SB16来启动各铣头的自动循环。加工完毕，铣头电机会自动停止。在使用单铣头自动循环前，可用手动进行点动对刀后再启动单铣头自动循环。 （4）此外，电源和急停按钮没有接入PLC，而是放在输出端作为电源的控制，这样可以减少系统的输入点。考虑到出现故障的紧急情况下，能及时切断电源，在电源端设置了交流接触器KM，如图外部接线图图（五）所示。按下“电源”按钮SB1时，KM线圈得电并自锁，使输出设备接通电源；按下“急停”按钮SB2时，KM触点断开，及时切断电源与输出设备的连接，起到保护作用。 图（三）操作面板分布图 系统I/O变量定义及分配表 本系统共有24个输入设备，18个输出设备，其中有2个输入设备和一个输出设备未接入PLC。共占用PLC的22个输入点和17个输出点。具体I/O分配表如表（四）所示。 分组 功能 分配点 分组 功能 分配点 系统输入 选择开关 手动 2.00 系统输出 液压系统工作 YV1 1.00 单周期 2.01 YV2 1.01 单铣头循环 2.02 YV3 1.02 系统按钮 停止SB3 0.00 YV4 1.03 启动SB4 0.01 YV5 1.04 限位开关 原位SQ0 0.02 BP2 1.06 工进位SQ1 0.03 继电器 油泵KM1 1.07 立铣头起始位SQ2 0.04 左铣头KM2 1.08 右2起始位SQ3 0.05