沖床控制系統(tǒng)

1、天津廣播電視大學(xué)（武清）機電一體化系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)專題報告題目沖床控制系統(tǒng)班級機械本2015秋姓名王成學(xué) 號1512001252734一、沖床控制系統(tǒng)的PLC設(shè)計說明 1二、沖床的機械原理 1（一）沖床機械系統(tǒng)的主要特點 1（二）沖床的控制原理 1三、PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 3（一）沖床輸入地址分配 3（二）沖床輸出地址分配 4（三）接線圖 （見附圖3） 5（四）沖床控制程序 6四、模擬運行與調(diào)試 8（一）主軸電機起停 8（二）主軸箱松開、夾緊 9（三）工件的移動控制 9（四）系統(tǒng)運行情況 9五、參考文獻： 9PLC 設(shè)計說明沖床控制系統(tǒng)的PLC課程設(shè)計是我們學(xué)完了電大的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及

2、大部分專業(yè)課之后進行的 . 這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí) , 也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練, 因此 , 它在我們?nèi)甑拇髮W(xué)生活中占有重要的地位。就我個人而言， 我希望能通過這次課程設(shè)計對自己從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練， 從 中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。二、沖床的機械原理沖床適用于在重大型零件上沖孔工作。（一）沖床機械系統(tǒng)的主要特點1. 該沖床的工件移動系統(tǒng)采用電機控制2. 沖床系統(tǒng)中，采用了進油和回油路的雙重節(jié)流調(diào)速回路，并以回油節(jié)流調(diào)速為主，因此，工作臺的運動平穩(wěn)，且可減小工作臺啟動時的前沖現(xiàn)象。3. 具有卸荷回路，機床不工作時，可使系統(tǒng)卸荷，以減

3、少功率損失和減少油液發(fā)熱。（二）沖床的控制原理1. 控制線路特點（ 1）電路、控制線路、信號指示燈電路及機床照明均采用自動空氣斷路器作為電源引入開關(guān)。 自動空氣斷路器中的電磁脫扣裝置作為短路保護電器而取代熔斷器。 另外， 此斷路器 也具有零壓保護和欠壓保護作用。（ 2）由于各臺電動機的容量不同，在起動時須區(qū)別對待。主軸電動機容量較大，為降低起動電流，采用了Y起動控制線路。其它五臺電動機采用接觸器直接起動控制線路或開關(guān)直接起動控制線路。（ 3）控制線路裝有總起動與總停止按鈕，便于操作和在發(fā)生事故時緊急停車。（ 4）沖床的上升運動和下降運動有嚴格的動作順序，由限位開關(guān)SQ3給以保證。（ 5）每一個

4、主要動作均有指示燈做出指示，便于操作和進行電氣維修。（ 6）主軸的夾緊與松開單獨用一臺電動機拖動，使控制更為靈活。（ 7）沖壓頭的上升運動和下降運動可以用主軸箱上的十字開關(guān)操作，也可以裝在立柱下部的控制按鈕操作，屬于兩地控制線路。（ 8）立柱與主軸箱的松開與夾緊可以同時進行操作，也可以單獨進行。（ 9）控制線路采取了可靠的電氣聯(lián)鎖措施，以防止發(fā)生電源短路事故。2. 電氣線路概述主電路由六臺三相交流異步電動機及其有關(guān)的電氣元件組成。 主軸電動機只有一個旋轉(zhuǎn)方向，因為功率較大，所以采用Y起動控制線路。冷卻泵電動機也只有一個旋轉(zhuǎn)方向，采用開關(guān)直接起動控制線路。 其它四臺交流電動機都有兩個旋轉(zhuǎn)方向，

5、采用交流接觸器起動控制線路。M1為主電動機，由交流接觸器 KM! KM2和KM3進彳T Y一起動，KM1和KM3也是M1的 停止電器。M1的短路保護電器是總電源引入開關(guān)一一自動空氣斷路器QF1中的電磁脫扣裝置。熱繼電器FR1是M1的過載保護電器。M2是沖壓頭升降電動機。 交流接觸器KM4g制M2的正向起動與停止。M2的反向起動與 停止由反向交流接觸器 KM5控制。M2的短路保護電器也是自動空氣斷路器 QF1中的電磁脫 扣裝置。因為M2是短時間工作，所以不設(shè)過載保護電器。M3是沖壓頭和主軸箱松開與夾緊電動機，它實質(zhì)上是液壓油泵電動機，為沖壓頭與主軸箱的松開與夾緊提供壓力油。交流接觸器KM6控制M

6、3的正向起動與停止。M3反向轉(zhuǎn)動的起動與停止由交流接觸器 KM7控制。自動空氣斷路器 QF4中的電磁脫扣裝置是 M3的短路保 護器。雖然沖壓頭與主軸箱的松開與夾緊是短時間的調(diào)整工作，M3并不長期運轉(zhuǎn)，但液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障或行程開關(guān)調(diào)整不當(dāng)時，M3也會處于長時間過載狀態(tài)而造成事故，所以在電路中裝設(shè)了熱繼電器 FR2。M4是立柱的松開與夾緊電動機，也是液壓油泵電動機，專供立柱松開與夾緊用的壓力油。M4的正反向起動與停止分別由正向交流接觸器KM8與反向交流接觸器 KM9控制。M4的短路保護電器是自動空氣斷路QF4的電磁脫扣裝置。由于 M4不是長期運行的電動機，所以不設(shè)過載保護電器。M5是主軸箱水平移動

7、電動機，有兩個旋轉(zhuǎn)方向，由交流接觸器KM10和KM11分別控制其起動與停止。短路保護電器仍為自動空氣斷路器 QF4中的電磁脫扣裝置。由于短時間工作， 所以不設(shè)過載保護電器。M6是冷卻泵電動機，功率很小，雖然長時間工作，也不設(shè)過載保電器。由自動空氣斷路器QF2控制其起動和停止，并兼作短路保護電器?？刂凭€路中裝設(shè)了三臺時間繼電器，其中KT1為通電延時型、KT2和KT3為斷電延時型在主軸箱水平移動控制線路中，主軸箱與電動機之間接入了直流電磁離合器YC1 ,使控制更為可靠。表1沖床的電氣元件目錄表符號名稱及用途符號名稱及用途M1主軸電動機QF5整流電路電源自動空氣斷路器M2沖壓頭升降電動機QF6照明電

8、路電源自動空氣斷路器M3主軸箱和沖壓頭松開與夾緊電動機QF7控制線路電源自動空氣斷路器M4立柱松開與夾緊電動機QF8信號燈電路電源自動空氣斷路器M5主軸箱水平移動電動機YA1主軸箱、沖壓頭松開與夾緊電磁鐵M6冷卻泵電動機KA1總起動中間繼電器KM主軸電動機起動與停止接觸器KA2沖壓頭上升中間繼電器KM2主軸電動機定子繞組 Y形接法接觸器KA3沖壓頭下降中間繼電器KM3主軸電動機定子繞組形接法接觸器SA1控制時十字開關(guān)KM4沖壓頭上升接觸器SA2主軸箱、立柱松開與夾緊轉(zhuǎn)換開關(guān)KM5沖壓頭下降接觸器SA3照明燈開關(guān)KM6主軸箱及沖壓頭松開接觸器FR1主軸電動機過載保護熱繼電器KM7主軸箱及沖壓頭夾

9、緊接觸器FR2主軸箱松開與夾緊電動機過載保護熱繼電 器KM8立柱松開接觸器TC1整流變壓器KM9立柱夾緊接觸器TC2控制變壓器KM10主軸箱向右移動接觸器SB1總起動按鈕KM11主軸箱1可左移動接觸器SB2主軸電動機起動按鈕KT1主軸電動機Y-起動時間繼電器SB3沖壓頭上升起動按鈕KT2主軸箱和沖壓頭夾緊時間繼電器SB4沖壓頭下降起動按鈕KT3主軸箱和沖壓頭松開時間繼電器SB5主軸箱與立柱松開按鈕SQ1沖壓頭上升極限限位開關(guān)SB6主軸箱與立柱夾緊按鈕SQ2沖壓頭下降極限限位開關(guān)SB7總停止按鈕SQ3沖壓頭松開限位開關(guān)SB8主軸電動機停止按鈕SQ4沖壓頭夾緊限位開關(guān)EL1, EL2機床照明燈SQ

10、5主軸箱松開限位開關(guān)HL1HL4工作狀態(tài)指示燈SQ6指示燈轉(zhuǎn)換開關(guān)VC1硅整流橋QF1總電源自動空氣斷路器YC1主軸箱水平移動電磁離合器QF2冷卻泵電源自動空氣斷路器XS外接照明燈電源插座QF3沖壓頭升降電動機電源自動空氣斷路 器R可調(diào)電阻QF4主軸箱及沖壓頭松緊電動機、立柱松緊 電動機、主軸箱移動電動機電源自動空 氣斷路器三、PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計（一）沖床輸入地址分配X0(SB12)主軸電動機停止按鈕X1(SB1)總起動按鈕X2(SB2)主軸電動機起動按鈕X3(SB3)沖壓頭上升起動按鈕X4(SB4)沖壓頭下降起動按鈕X5(SB5)主軸箱與立柱松開按鈕X6(SB6)主軸箱與立柱夾緊按鈕X7

11、(SB11)總停止按鈕X10(SQ2)沖壓頭下降極限限位開關(guān)X11(SQ3)沖壓頭松開限位開關(guān)X12(SQ4)沖壓頭夾緊限位開關(guān)X13(SQ5)主軸箱松開限位開關(guān)X14(SQ6)指示燈轉(zhuǎn)換開關(guān)X15(SQ1)沖壓頭上升極限限位開關(guān)X16(SA2)主軸箱、立柱松緊轉(zhuǎn)換開關(guān)（中間位置）X17(SA2)主軸箱、立柱松緊轉(zhuǎn)換開關(guān)X20(SA2)主軸箱、立柱松緊轉(zhuǎn)換開關(guān)X21(SA3)照明等開關(guān)X22(SA1)沖壓頭上升X23(SA1)沖壓頭下降X24(SA1)主軸箱右移X25(SA1)主軸箱左移( 左位置 )( 右位置 )(二)沖床輸出地址分配Y0 (YA1)主軸箱、沖壓頭松開與夾緊斷路器Y 1 (K

12、M1)主軸電動機起動與停止接觸器Y 2 (KM2)主軸電動機定子繞組 Y 形接法接觸器Y 3 (KM3)主軸電動機定子繞組形接法接觸器Y 4 (KM4)沖壓頭上升接觸器Y 5 (KM5)沖壓頭下降接觸器Y 6 (KM6)主軸箱及沖壓頭松開接觸器Y7 (KM7)主軸箱及沖壓頭夾緊接觸器Y10 (KM8)立柱松開接觸器Y11 (KM9)立柱夾緊接觸器Y12 (KM10)主軸箱向右移動接觸器Y13 (KM11)主軸箱向左移動接觸器Y14 (HL1)工作狀態(tài)指示燈Y15 (HL2)工作狀態(tài)指示燈Y16 (HL3)工作狀態(tài)指示燈Y17 (HL4)工作狀態(tài)指示燈Y20 (KA1) 總起動中間繼電器（三）接

13、線圖 （見附圖3）SB12XOOGX051X002K08嵬MYOOOY00】YOO2Y003YOO4YAI主軸電動機停止掂田生軸切捏相沿開與其法時睛輻總起動旅擔(dān)主軸電動機起動按由M上頭上升起動搐鈕百壓渣F隆起動攝鈿主軸箱與立柱松開指鈕5B11KM1龜動機停止主軸電動機起動與恃止接觸室主軸等力機定子舞組Y影僚觸器主軸電動機走子攜組訓(xùn)棱觸器g正頭上利格陋器111眠一-KM21_1SB3口 11KM3SWKAI4SB5 一 _1生軸箱與立隹夷緊我困總僖止技包珅壓頭下降吸蝎眼應(yīng)開關(guān)總壓頭檜開限位開關(guān)南5頭非宰眼位開關(guān)二軸箱松開隔位開關(guān)指示燈轉(zhuǎn)抵開美湖壓唉上升眼闌眼后開關(guān)主軸稻立柱松堂轉(zhuǎn)推開美（中旬位置

14、3丁一團（右位置）XuO?X006X007X010XO11X012X013X014X015XU 16X017KO 20XO21YOO5Y006Y007¥010F YOU 孑 ¥012 § YOBY014YO15KX右中珞下降接觸器主軸碉與桂雪松開接觸器主軸造與桂目夾菜掙觸甚立桂松開接觸器立柱夾翼翻觸劉主軸宿向右移動攜觸器主軸箱向左移動括觸器工作狀森指示燈工作1蟋指示燈S 由1. 1 1 1SB1LKAI61 1SQ2KMT11押七二kKMS明4TKM9KM 10N 七牙餐KAfllsmSA2 r廠-HU_R-J Y A"2 y_LwGJSA2 1 1 1

15、1/C"> HL3SA3 q-b_照明燈開關(guān)網(wǎng)星美上升：壓勢不降主犧指右移主軸柏左移X022x(mYO16V 1工作狀痛指示仃SAI 一WKOUX025COM¥017V020814HL4工作狀麻棺示燈總起動中回施電苕SAI 工_-L_< v十-r"KAISAI 1lSAI II J，, L一 1 _r-電涉圖3接線圖（四）沖床控制程序主軸啟停76ANI X777AND M178ANI X5程序號程序79ANI X60LD X180OUT T31OR M181K302ANI X782OUT M53OUT M183LDI M34LD X284OR M45O

16、R Y185ANI X76ANI X186AND M17AND M187OUT Y08ANI X0主軸箱水平移動9OUT T110K5012OUT Y1程序號程序13ANI T188LDI X714ANI Y389AND M115OUT Y290AND X1316LD X291AND X2417OR Y192ANI Y1318ANI X193OUT Y1219AND M194LDI X720ANI X095AND M121AND T196AND X1322ANI Y297AND X2523OUT Y398ANI Y12沖壓頭升降99OUT Y13主軸箱松開夾緊100LD X7程序號程序101A

17、ND M124LD X3102AND X2025OR X22103AND X526ANI X7104ANI X727AND M1105OUT Y628ANI X15106LD X729ANI M3107AND M130OUT M2108AND X2031LD X4109AND X632OR X23110ANI M233ANI X7111ANI M334AND M1112AND T235ANI X10113ANI Y636ANI M2114OUT Y737OUT M3115LD X738LD M2116AND M139OR M3117AND X1740ANI X7118AND X541AND M

18、1119ANI Y1142OUT M4120OUT Y1043OUT T2121LD X744K30122AND M145ANI X11123AND X1746AND M5124AND X647ANI Y7125ANI Y1048OUT Y6126OUT Y1149LD M2127LD X750OR M3128ANDM151ANI X7129ANDX1652AND M1130ANDX553AND X11131ANIY754AND M2132OUTY655ANI Y5133LDX756OUT Y4134ANDM157LD M2135ANDX1658OR M3136ANDX559ANI X7137

19、ANIY1160AND M1138OUTY1061AND X11139LDX762AND M3140ANDM163ANI Y4141ANDX664OUT Y5142ANIM265LD X12143ANIM366OR T2144ANDT267ANI X7145ANIY668AND M1146OUTY769ANI M2147LDX770ANI M3148ANDM171ANI T2149ANDX1672ANI Y6150ANDX673OUT Y7151ANIY1074LD X12152OUTY1175OR T2END程序語句表設(shè)計好以后，繪制相應(yīng)的梯形圖及接線圖。四、程序模擬運行調(diào)試系統(tǒng)程序調(diào)試主要就是對主軸電機起停、沖壓頭升降、主軸箱松開、夾緊、主軸箱水平移動等一系列動作要求能否實現(xiàn)的調(diào)試。（一）主軸電機起停按下X1,按下X2,看Y2指示燈有無點亮，如果亮則說明主軸電動機開始起動；起動 5 秒后，觀察Y3指示燈可否點亮，Y2可否熄滅，如果 Y3指示燈亮且Y