千斤頂液壓缸加工機(jī)床電氣控制

1、電氣控制與PLC課程設(shè)計題 目: 千斤頂液壓缸加工機(jī)床電氣控制院系名稱： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： # 教師職稱： 講 師 起止日期： 地 點: 2#211 指導(dǎo)教師評語： 簽名： 年 月 日I目 錄1 機(jī)床概況12 機(jī)床結(jié)構(gòu)及工作循環(huán)13 控制要求34 設(shè)計分析44.1 I/O點數(shù)確定及PLC機(jī)型選擇：44.2 I/O分配表44.3 加工過程的設(shè)計45 電路設(shè)計55.1 主電路55.2 硬件接線圖65.3 程序流程圖76 程序設(shè)計86.1 程序梯形圖86.2 程序的實現(xiàn)107 電氣元件的選擇11結(jié) 論12致 謝13參 考 文 獻(xiàn)141 機(jī)床概況本機(jī)床用于千斤

2、頂液壓缸兩個端面的加工，采用裝在動力滑臺上的左、右兩個動力頭同時進(jìn)行切削。動力頭的快進(jìn)、工進(jìn)及快退由液壓缸驅(qū)動。液壓系統(tǒng)采用兩位四通電磁閥控制，并用調(diào)整死擋鐵的方法實現(xiàn)位置控制。機(jī)床的工作程序是：(1) 工件定位 人工將零件裝入夾具后，定位液壓缸動作，工件定位。(2) 工件夾緊 零件定位后，延時15s，夾緊液壓缸動作使零件固定在夾具內(nèi)，同時定位液壓缸退出以保證滑臺入位。(3) 滑臺入位 滑臺帶動動力頭一起快速進(jìn)入加工位置。(4) 加工零件 左右動力頭進(jìn)行兩端面切削加工，動力頭到達(dá)加工終點位置即停止工進(jìn)，延時30s后停轉(zhuǎn)，快速退回原位。(5) 滑臺復(fù)位 左右動力頭退回原位后，滑臺復(fù)位。(6) 夾

3、具松開 當(dāng)滑臺復(fù)位后夾具松開，取出零件。以上各種動作由電磁閥控制，電磁閥動作要求見表1。表1 電磁閥動作要求YV1YV2YV3YV4YV5定位夾緊入位工進(jìn)退位復(fù)位放松注：“+”號表示電磁閥得電。2 機(jī)床結(jié)構(gòu)及工作循環(huán)千斤頂液壓缸兩端面的加工，采用裝在動力滑臺的左、右兩動力頭同時進(jìn)行加工切削，機(jī)床屬于雙面單工位組合機(jī)床。千斤頂液壓缸兩端面加工機(jī)床由兩個液壓滑臺、動力箱、固定式夾具、底座、床身和液壓站等部件組成。千斤頂液壓缸兩端面加工的工作循環(huán)如圖1所示，加工時，將工件放在工作臺上并加緊，當(dāng)工件加緊后發(fā)出加工命令，左、右滑臺開始快進(jìn)，當(dāng)接近加工位置時，左、右滑臺變?yōu)楣みM(jìn)進(jìn)給，直到加工完成后再快退返

4、回。至原來左、右滑臺分別停止，并將工件放松取下，工作循環(huán)結(jié)束。即工作循環(huán)如下：工件定位 工件夾緊 滑臺入位 加工零件 滑臺復(fù)位 夾具松開。加工機(jī)床液壓系統(tǒng)示意圖圖1 機(jī)床工作循環(huán)示意圖3 控制要求(1) 左右動力頭旋轉(zhuǎn)切削由電動機(jī)M1集中傳動，切削時冷卻泵電動機(jī)同時運轉(zhuǎn)。(2) 只有在液壓泵電動機(jī)M3工作，油壓達(dá)到一定壓力（壓力繼電器檢測）后，才能進(jìn)行其他的控制。(3) 機(jī)床即能半自動循環(huán)工作，又能對各個動作單獨進(jìn)行調(diào)整。(4) 要求有必要的電氣連鎖與保護(hù)，還有顯示與安全照明。(5) 控制信號說明如表2所示。表2 控制信號說明輸 入輸 出文字符號說 明文字符號說 明SA1-1機(jī)床半自動循環(huán)控制

5、轉(zhuǎn)換開關(guān)KM1動力頭M1、冷卻泵M2接觸器SA2-1手動定位控制轉(zhuǎn)換開關(guān)KM2液壓泵M3接觸器SA3-1手動入位控制轉(zhuǎn)換開關(guān)YV11#電磁閥SA3-2手動工進(jìn)控制轉(zhuǎn)換開關(guān)YV22#電磁閥SA3-3手動退位控制轉(zhuǎn)換開關(guān)YV33#電磁閥SB1動力頭M1、冷卻泵M2起動按鈕YV44#電磁閥SB2動力頭M1、冷卻泵M2停止按鈕YV55#電磁閥SB3液壓泵M3起動按鈕HL1動力頭M1、冷卻泵M2運行指示SB4液壓泵M3停止按鈕HL2液壓泵M3運行指示KM1動力頭M1、冷卻泵M2運行信號HL3半自動循環(huán)工作指示KM2液壓泵M3運行信號HL4定位指示FR1動力頭M1、冷卻泵M2過載信號HL5入位指示KP壓力

6、繼電器油壓檢測信號HL6工進(jìn)指示SQ動力頭工進(jìn)終點位置檢測信號HL7退位指示HL8故障指示4 設(shè)計分析4.1 I/O點數(shù)確定及PLC機(jī)型選擇： 由上述控制要求可知系統(tǒng)可采用自動工作方式，也可以采用手動工作方式.輸入有14點，輸出有15點，并考慮裕量要求，因此系統(tǒng)采用16輸入，16輸出的PLC.由此系統(tǒng)屬于小型控制系統(tǒng)，其中PLC的選型范圍較寬，現(xiàn)選用三菱公司的FX232MR型PLC. 所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=（輸入+輸出）×10=（16+16）×10=320個 4.2 I/O分配表 輸入備注 輸出備注SB1X0常開KM1Y0通有效SB2X1常開KM2Y1通有效SB3X2常開YV1Y2

7、通有效SB4X3常開YV2Y3通有效FR1X4常開YV3Y4通有效SA1-1X5常開YV4Y5通有效SA2-1X6常開YV5Y6通有效SA3-1X7常開HL1Y7通有效SA3-2X10常開HL2Y10通有效SA3-3X11常開HL3Y11通有效KPX12常開HL4Y12通有效SQ1X13常開HL5Y13通有效SQ2X14常開HL6Y14通有效HL7Y15通有效HL8Y16通有效4.3 加工過程的設(shè)計1、工件的定位和加緊是靠電動機(jī)、液壓系統(tǒng)和電磁閥來完成的。 通過三者的配合將工件定位和加緊。2、滑臺的入位和復(fù)位是靠電動機(jī)的拖動和電磁閥來完成的，在滑臺入位的過程中，電動機(jī)要能夠根據(jù)滑臺的實際位置來

8、實現(xiàn)加速、減速、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，電磁閥也要能夠相應(yīng)的得電和斷電，從而實現(xiàn)滑臺的準(zhǔn)確入位和精確加工。3、在加工過程中，根據(jù)具體的控制要求使電動機(jī)的工作過程、電磁閥的通斷電符合控制要求。避免加工過程中的錯誤。如在工件定位的過程中，電磁閥YV1得電，其它的電磁閥都不能得電，并且只有在工件定位結(jié)束后夾緊液壓缸才允許動作。4、在整個工作過程中，能夠根據(jù)所給出的輔助電路，判斷出現(xiàn)在的工作環(huán)節(jié)。當(dāng)電路產(chǎn)生故障時可以通過輔助電路判斷出故障可能發(fā)生在哪個環(huán)節(jié)。如HL1是動力頭M1、冷卻泵M2的運行指示，當(dāng)HL1亮?xí)r說明動力頭M1、冷卻泵M2正在運行。5 電路設(shè)計5.1 主電路其中M1帶動動力頭，M2帶動冷卻泵，M3

9、帶動液壓泵。KM1為M1，M2的接觸器。KM2為M3的接觸器5.2 硬件接線圖5.3 程序流程圖當(dāng)夾具松開之后，若再來一個零件則重新定位，開始循環(huán)。若需要手動調(diào)節(jié)，則在每步動作時按下相應(yīng)的轉(zhuǎn)換開關(guān)，執(zhí)行相應(yīng)的工序。6 程序設(shè)計6.1 程序梯形圖工件定位工件加緊啟動M3動力頭動作滑臺入位滑臺工進(jìn)停止工進(jìn)停轉(zhuǎn)滑臺退位工件松開手動控制6.2 程序的實現(xiàn) （1）.將零件裝入夾具中，按下液壓泵M3的啟動按鈕X2啟動電機(jī)M3，接觸器KM2得電，Y1閉合，然后按下循環(huán)控制按鈕X5，循環(huán)工作指示燈Y11和M3工作指示燈Y10亮。 （2）.當(dāng)壓力達(dá)到一定值之后，X12閉合，定位轉(zhuǎn)換開關(guān)X6閉合，從而使電磁閥Y2

10、得電閉合，定位指示燈Y12亮，工件開始定位. （3）.零件定位之后，開始延時，延時15S之后電磁閥Y3開始得電，加緊液壓缸動作使零件固定在夾具里，同時定位液壓缸退出以保證滑臺入位. (4).然后按下動力頭M1，冷卻泵M2的啟動按鈕X0啟動，接觸器KM1得電，指示燈Y7亮，同時入位轉(zhuǎn)換開關(guān)X7閉合，電磁閥Y5，Y6得電，滑臺帶動動力頭一起快速進(jìn)入加工位置,入位指示燈Y13亮. （5）.入位之后，當(dāng)工進(jìn)轉(zhuǎn)換開關(guān)X10得電時，電磁閥Y5置位，同時工進(jìn)指示燈Y14亮，左右動力頭開始進(jìn)行兩端面切削加工.當(dāng)動力頭到達(dá)加工終點位置即停止工進(jìn)，此時檢測開關(guān)X13得電閉合使Y5復(fù)位斷電，延時30S后復(fù)位Y0停轉(zhuǎn)

11、.（6）.退位轉(zhuǎn)換開關(guān)X11閉合，退位電磁閥Y4得電動作，同時退位指示燈Y15亮，動力頭開始退回原位。 （7）. 左右動力頭退回原位后，滑臺復(fù)位，原位檢測信號開關(guān)X14動作，復(fù)位接觸器Y3，使夾具松開，取出零件。 （8）復(fù)位之后既可以實現(xiàn)循環(huán)工作，也可以重新是轉(zhuǎn)換開關(guān)X5，X6，X7，X10，X11分別得電，從而實現(xiàn)單獨工作。7 電氣元件的選擇動力頭電動機(jī)M1Y100L-61.5 kWAC380V4.0A冷卻泵電動機(jī)M2JCB-220.15kWAC380V0.43A液壓泵電動機(jī)M3Y801-40.55kWAC380V1.6A電磁閥YV134E2-1025WAC220V100mA電磁閥YV234

12、E2-1025WAC220V100mA電磁閥YV334E2-1025WAC220V100mA電磁閥YV434E2-1025WAC220V100mA電磁閥YV534E2-1025WAC220V100mA指示燈HL16.3V10WDC24V10mA指示燈HL26.3V10WDC24V10mA指示燈HL36.3V10WDC24V10mA指示燈HL46.3V10WDC24V10mA指示燈HL56.3V10WDC24V10mA指示燈HL66.3V10WDC24V10mA指示燈HL76.3V10WDC24V10mA指示燈HL86.3V10WDC24V10mA結(jié) 論本次課程設(shè)計是實現(xiàn)液壓缸加工機(jī)床的電氣控制，通過電動機(jī)帶動動力頭進(jìn)行切削加工，由液壓缸驅(qū)動快進(jìn)，工進(jìn)及快退。通過此次設(shè)計，了解到了液壓缸的原理和工作過程，同時掌握了PLC的設(shè)計和編程方法。這不僅使對知識的掌握更加熟練，同時也學(xué)會了一種分析問題，解決問題的方法。 同時在此次設(shè)計中還發(fā)現(xiàn)一些不足之處：如對已經(jīng)學(xué)過的知識掌握不牢固，不能很好的把知識運用到實際中去。感謝李智強老師對此次課程設(shè)計的指導(dǎo)和幫助，讓我從中不僅掌握了PLC的設(shè)計與編程方法，同時學(xué)到了