四工位臥式鏜銑組合機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【3張CAD圖紙+畢業(yè)論文+任務(wù)書(shū)】,3張CAD圖紙+畢業(yè)論文+任務(wù)書(shū),四工位,臥式,組合,機(jī)床,控制系統(tǒng),設(shè)計(jì),CAD,圖紙,畢業(yè)論文,任務(wù)書(shū) PLC梯形圖 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 學(xué) 院 機(jī)械學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 班級(jí)學(xué)號(hào) 課程設(shè)計(jì)題目 四工位臥式鏜銑組合機(jī)床控制系統(tǒng) 實(shí)踐教學(xué)要求與任務(wù): 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1）完成《課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》所要求的控制循環(huán)。 2）按停止按鈕，完成當(dāng)前循環(huán)后再停。 3）要求可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、單周期、連續(xù)控制。 設(shè)計(jì)要求： 1）畫(huà)出端子分配圖和順序功能圖 2）設(shè)計(jì)并調(diào)試PLC控制梯形圖 3）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 工作計(jì)劃與進(jìn)度安排: 進(jìn)度安排： 1）理解題目要求，查閱資料，確定設(shè)計(jì)方案 1天 2）PLC梯形圖設(shè)計(jì)與調(diào)試 3天 3）說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě) 0.5天 4）答辯 0.5天 課程設(shè)計(jì)（論文） 題目： 四工位臥式鏜銑組合 機(jī)床控制系統(tǒng)課設(shè) 設(shè)計(jì)名稱：機(jī)電傳動(dòng)控制 班級(jí)學(xué)號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 成 績(jī) 評(píng) 定 表 學(xué)生姓名 班級(jí)學(xué)號(hào) 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化 課程設(shè)計(jì)題目 四工位臥式鏜銑組合機(jī)床控制系統(tǒng) 評(píng) 語(yǔ) 組長(zhǎng)簽字： 成績(jī) 日期 目錄 0． 前言 4 1． 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求 5 1.1 課程設(shè)計(jì)的任務(wù) 5 1.2 課程設(shè)計(jì)的基本要求 6 2． 總體設(shè)計(jì) 7 2.1 PLC選型 7 2.2 PLC端子接線 9 3． PLC程序設(shè)計(jì) 12 3.1 設(shè)計(jì)思想 12 3.2 順序功能圖 13 3.3 PLC梯形圖 14 4． 程序調(diào)試說(shuō)明 24 5． 結(jié)束語(yǔ) 25 6．參考文獻(xiàn) 25 0． 前言 本次課程設(shè)計(jì)的目的是掌握機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的基本原理、PLC控制電路的設(shè)計(jì)方法以及繼電器—接觸器控制電路的PLC改造方法。掌握機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中繼電器—接觸器控制和PLC控制的基本原理、設(shè)計(jì)方法及兩者的關(guān)系。掌握常用電器元件的選擇方法。具備一定的控制電路的分析能力與設(shè)計(jì)能力。 德國(guó)西門(mén)子（SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國(guó)的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。西門(mén)子（SIEMENS）公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，HMI人機(jī)界面，工業(yè)軟件等。 西門(mén)子S7系列PLC體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性更高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC（如S7-200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。 SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制等。S7-200 PLC的強(qiáng)大功能使其無(wú)論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。 S7-200PLC可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)與8種CPU可供選擇使用。 1． 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求 1.1 課程設(shè)計(jì)的任務(wù) 該機(jī)床有四個(gè)工位，三個(gè)動(dòng)力頭。第一工位是裝卸工位，第二到第四工位的三個(gè)動(dòng)力頭可以同時(shí)對(duì)相應(yīng)工位夾具上的工件進(jìn)行加工。工作臺(tái)每次轉(zhuǎn)位90度，轉(zhuǎn)過(guò)360度完成一個(gè)工件的所有加工。機(jī)床的動(dòng)作包括：工作臺(tái)的抬起、回轉(zhuǎn)、落下夾緊；夾具的夾緊、松開(kāi)；三個(gè)滑臺(tái)各自的向前切削、向后退回。流程圖如圖1所示。 圖1 機(jī)床總控流程圖 1.2 課程設(shè)計(jì)的基本要求 （1）要求有三種工作方式：手動(dòng)、單周期、連續(xù)。 （2）連續(xù)時(shí)，循環(huán)3次結(jié)束，聲光間斷報(bào)警5秒。 （3）畫(huà)出端子分配圖和順序功能圖。 （4）設(shè)計(jì)并試調(diào)PLC控制梯形圖。 （5）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2． 總體設(shè)計(jì) 2.1 PLC選型 ＰＬＣ主機(jī)：選擇西門(mén)子Ｓ７－２００系列ＰＬＣ作為系統(tǒng)的工作主機(jī)。 根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)來(lái)確定PLC型號(hào)，為滿足控制要求該系統(tǒng)需要有33輸入點(diǎn)，16個(gè)輸出點(diǎn)。因此采用S7-200 CPU 226 AC/DC/繼電器型（圖2）工作主機(jī)。 其基本參數(shù)如下： 本機(jī)數(shù)字輸入：24路數(shù)字量輸入 本機(jī)數(shù)字輸出：16路數(shù)字量輸出 內(nèi)部存儲(chǔ)器位：256位 定時(shí)器總數(shù)：256定時(shí)器 計(jì)數(shù)器總數(shù)：256計(jì)數(shù)器 電源電壓允許范圍：AC85~264V 輸入電流僅CPU/最大負(fù)載：40/160 mA,AC240V 電壓范圍：DC20.4~28.8V 電流限制：約1.5A 由于該系統(tǒng)要求33個(gè)輸入點(diǎn)16個(gè)輸出點(diǎn)S7-200 CPU226不能滿足點(diǎn)數(shù)要求，因此采用EM223DI8/DO8×DC24/繼電器型和EM221DI8×DC24/繼電器型擴(kuò)展模塊增加輸入輸出點(diǎn)數(shù)。CPU總I/O點(diǎn)數(shù)為64點(diǎn)，系統(tǒng)要求的I/O總點(diǎn)為49點(diǎn)。CPU總I/O點(diǎn)數(shù)=（1.1~1.3）系統(tǒng)要求的I/O總點(diǎn)數(shù)。所以滿足設(shè)計(jì)要求。 圖2 CPU 226 AC/DC/繼電器端子連接器 按照工作要求及工作條件選用三相異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V，Y132M-6型，額定功率4KW，同步轉(zhuǎn)速為1000r/min,滿載轉(zhuǎn)速為960r/min，額定電流9.4A。接觸器型號(hào)CJX2-32,額定電流32A。熱繼電器型號(hào)JR20-63,32-47A熱繼電器。熔斷器型號(hào)RT14-32,適用與交流50HZ，額定電壓交流380V，額定電流至32A的配電線路中，作過(guò)載和短路保護(hù)。 圖3 正反轉(zhuǎn)電機(jī) 2.2 PLC端子接線 表1 I/O端子分配 輸入 輸出 功能 地址 功能 地址 手動(dòng) I0.0 工件夾緊 Q0.0 單周期 I0.1 工件松開(kāi) Q0.1 連續(xù) I0.2 工作臺(tái)夾緊 Q0.2 啟動(dòng) I0.3 工作臺(tái)松開(kāi) Q0.3 停止 I0.4 工作臺(tái)上升 Q0.4 工件夾緊限位 I0.5 工作臺(tái)下降 Q0.5 工件松開(kāi)限位 I0.6 工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)90度 Q0.6 工作臺(tái)夾緊限位 I0.7 1滑臺(tái)向前切削 Q1.0 工作臺(tái)松開(kāi)限位 I1.0 1滑臺(tái)退后 Q1.1 工作臺(tái)上升限位 I1.1 2滑臺(tái)向前切削 Q1.2 工作臺(tái)下降限位 I1.2 2滑臺(tái)后退 Q1.3 工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)限位 I1.3 3滑臺(tái)向前切削 Q1.4 1滑臺(tái)前進(jìn)限位 I1.4 3滑臺(tái)后退 Q1.5 1滑臺(tái)后退限位 I1.5 3個(gè)動(dòng)力頭轉(zhuǎn)動(dòng) Q1.6 2滑臺(tái)前進(jìn)限位 I1.6 放工件 Q1.7 2滑臺(tái)后退限位 I1.7 取工件 Q2.0 3滑臺(tái)前進(jìn)限位 I2.0 聲報(bào)警 Q2.1 3滑臺(tái)后退限位 I2.1 光報(bào)警 Q2.2 手動(dòng)工件夾緊 I2.2 手動(dòng)工件松開(kāi) I2.3 手動(dòng)工作臺(tái)夾緊 I2.4 手動(dòng)工作臺(tái)松開(kāi) I2.5 機(jī)械手下限位 I2.6 機(jī)械手上限位 I2.7 1滑臺(tái)手動(dòng)前進(jìn) I3.0 1滑臺(tái)手動(dòng)后退 I3.1 2滑臺(tái)手動(dòng)前進(jìn) I3.2 2滑臺(tái)手動(dòng)后退 I3.3 3滑臺(tái)手動(dòng)前進(jìn) I3.4 3滑臺(tái)手動(dòng)后退 I3.5 手動(dòng)工作臺(tái)上升 I3.6 手動(dòng)工作臺(tái)下降 I3.7 復(fù)位 I4.0 圖4 I/O端子分配圖 3． PLC程序設(shè)計(jì) 3.1 設(shè)計(jì)思想 由于本次課設(shè)的設(shè)計(jì)題目是：四工位臥式鏜銑組合機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以由題意與機(jī)床總控制流程圖設(shè)計(jì)。根據(jù)題目可知，該控制系統(tǒng)的機(jī)床有四個(gè)工位，三個(gè)動(dòng)力頭。第一個(gè)工位為裝卸工位，其余三個(gè)工位為加工工位。機(jī)床的操作流程為機(jī)械手將加工原件放入裝卸工位，工件夾緊到位后，工作臺(tái)松開(kāi)，松開(kāi)到位后，工作臺(tái)上升，直到碰到限位開(kāi)關(guān)，然后工作臺(tái)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)90度，延時(shí)2s后，工作臺(tái)下降并夾緊，加工原件就到第二個(gè)加工工位，同時(shí)第一個(gè)裝卸工位又放入加工原件，夾緊到位后，工作臺(tái)向前滑，同時(shí)三個(gè)動(dòng)力頭同時(shí)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行加工，然后松開(kāi)工作臺(tái)，上升旋轉(zhuǎn)，重復(fù)以上的步驟， 當(dāng)工作臺(tái)轉(zhuǎn)過(guò)360度時(shí)，工件就加工完畢。首先根據(jù)題意畫(huà)出順序流程圖，然后通過(guò)順序流程圖再進(jìn)行I/O端口的分配，選出合適的PLC型號(hào)和具體端口。然后編寫(xiě)程序，模擬以及修改。 3.2 順序功能圖 圖5 順序流程圖 3.3 PLC梯形圖 圖6 梯形圖 4． 程序調(diào)試說(shuō)明 圖7 操作版面示意圖 上圖為四工位臥式鏜銑組合機(jī)床控制系統(tǒng)的操作版面示意圖，操作改系統(tǒng)前，需選擇為手動(dòng)，或者單周期或者連續(xù)。若調(diào)到手動(dòng)擋，點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕后便可依照下面的按鈕進(jìn)行單步運(yùn)行。如果調(diào)到單周期擋，該系統(tǒng)運(yùn)行加工完畢一個(gè)工件則停止。如果調(diào)到連續(xù)擋，點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕后，該系統(tǒng)加工完三個(gè)周期后就結(jié)束并進(jìn)行聲光報(bào)警。 本次課設(shè)的程序通過(guò)模擬的方式進(jìn)行，有33個(gè)輸入端口，18個(gè)輸出，在仿真軟件S7-200中需添加ME233 16I/16Q 和ME221 8I兩個(gè)模塊。要注意的是S7-200仿真軟件的限位感應(yīng)器需要手動(dòng)輸入。 5． 結(jié)束語(yǔ) 簡(jiǎn)述課程設(shè)計(jì)的收獲、體會(huì)以及對(duì)本教學(xué)環(huán)節(jié)的意見(jiàn)和建議 這次課程設(shè)計(jì)結(jié)束了。我學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。而且通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正的學(xué)到知識(shí)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)實(shí)踐，我學(xué)會(huì)了PLC的基本編程方法，對(duì)PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對(duì)理論的運(yùn)用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒(méi)有做實(shí)踐設(shè)計(jì)以前，我們對(duì)知道的撐握都是思想上的，對(duì)一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我們把自己想出來(lái)的程序與到PLC中的時(shí)候，問(wèn)題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行，就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過(guò)解決一個(gè)個(gè)在調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題，我們對(duì)PLC 的理解得到加強(qiáng)，看到了實(shí)踐與理論的差距。 經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì)我學(xué)到很多很多的的東西，既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實(shí)際，又讓我們懂得了在實(shí)踐中遇到的問(wèn)題怎樣用理論去解決。使我進(jìn)一步提高了自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。為我以后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，使我受益匪淺！ 6．參考文獻(xiàn) [1] 陳白寧，段智敏，劉文波. 機(jī)床電氣與PLC實(shí)訓(xùn)基礎(chǔ). 沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社，2008. 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