四工位卧式镗铣组合机床控制系统

课程设计（论文）题目：四工位卧式镗铣组合机床控制系统课设设计名称：机电传动控制班级学号：1001011107学生姓名：华明亚指导教师：李岩2012年12月24日沈阳理工大学课程设计专用纸No沈阳理工大学1成绩评定表学生姓名蔡佳威班级学号1001011107专业机械设计及自动化课程设计题目四工位卧式镗铣组合机床控制系统评语组长签字：成绩日期年月日沈阳理工大学课程设计专用纸No沈阳理工大学2课程设计任务书学院机械学院专业机械设计及其自动化学生姓名蔡佳威班级学号1001011107课程设计题目四工位卧式镗铣组合机床控制系统实践教学要求与任务:设计内容：1）完成《课程设计指导书》所要求的控制循环。2）按停止按钮，完成当前循环后再停。3）要求可以实现手动、单周期、连续控制。设计要求：1）画出端子分配图和顺序功能图2）设计并调试PLC控制梯形图3）设计说明书工作计划与进度安排:进度安排：1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案1天2）PLC梯形图设计与调试3天3）说明书撰写0.5天4）答辩0.5天指导教师：2012年11月27日专业负责人：2012年11月27日学院教学副院长：201年月日沈阳理工大学课程设计专用纸No沈阳理工大学3课程设计任务书第七组1．设计题目：四工位卧式镗铣组合机床控制系统设计2．设计内容：1）完成《课程设计指导书》所要求的控制循环。2）按停止按钮，立即停。3）按复位按钮，所有滑台回原位，动力头电动机停止。4）要求可以实现手动、自动。3．设计要求：1）画出端子分配图和顺序功能图2）设计并调试PLC控制梯形图3）设计说明书4．进度安排：1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案1天2）PLC梯形图设计与调试3天3）说明书撰写0.5天4）答辩0.5天指导教师：专业负责人：主管院长：2012年12月24日沈阳理工大学课程设计专用纸No沈阳理工大学4课程设计任务书目录0．前言...........................................................................................................................................51．课程设计的任务和要求...........................................................................................................61.1、课程设计的任务.......................................................................................................61.2、课程设计的基本要求...............................................................................................72．总体设计...................................................................................................................................82.1、PLC选型.......................................................................................................................82.2、PLC端子接线........................................................................................................103．PLC程序设计........................................................................................................................133.1、设计思想......................................................................................................................133.2、顺序功能图..................................................................................................................143.3、PLC梯形图.................................................................................................................154．程序调试说明.........................................................................................................................255．结束语.....................................................................................................................................266．参考文献...................................................................................................................................26沈阳理工大学课程设计专用纸No沈阳理工大学50．前言本次课程设计的目的是掌握机电传动控制系统的基本原理、PLC控制电路的设计方法以及继电器—接触器控制电路的PLC改造方法。掌握机电传动控制系统中继电器—接触器控制和PLC控制的基本原理、设计方法及两者的关系。掌握常用电器元件的选择方法。具备一定的控制电路的分析能力与设计能力。德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子（SIEMENS）公司的PLC产品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工业网络，HMI人机界面，工业软件等。西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性更高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。SIMATICS7-200PLCS7-200PLC是超小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200PLC的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。沈阳理工大学课程设计专用纸No沈阳理工大学61．课程设计的任务和要求1.1、课程设计的任务该机床有四个工位，三个动力头。第一工位是装卸工位，第二到第四工位的三个动力头可以同时对相应工位夹具上的工件进行加工。工作台每次转位90度，转过360度完成一个工件的所有加工。机床的动作包括：工作台的抬起、回转、落下夹紧；夹具的夹紧、松开；三个滑台各自的向前切削、向后退回。流程图如图1所示。图1机床总控流程图沈阳理工大学课程设计专用纸No沈阳理工大学71.2、课程设计的基本要求（1）要求有三种工作方式：手动、单周期、连续。（2）连续时，循环3次结束，声光间断报警5秒。（3）画出端子分配图和顺序功能图。（4）设计并试调PLC控制梯形图。（5）设计说明书沈阳理工大学课程设计专用纸No沈阳理工大学82．总体设计2.1、PLC选型ＰＬＣ主机：选择西门子Ｓ７－２００系列ＰＬＣ作为系统的工作主机。根据I/O点数来确定PLC型号，为满足控制要求该系统需要有33输入点，16个输出点。因此采用S7-200CPU226AC/DC/继电器型（图2）工作主机。其基本参数如下：本机数字输入：24路数字量输入本机数字输出：16路数字量输出内部存储器位：256位定时器总数：256定时器计数器总数：256计数器电源电压允许范围：AC85~264V输入电流仅CPU/最大负载：40/160mA,AC240V电压范围：DC20.4~28.8V电流限制：约1.5A由于该系统要求33个输入点16个输出点S7-200CPU226不能满足点数要求，因此采用EM223DI8/DO8×DC24/继电器型和EM221DI8×DC24/继电器型扩展模块增加输入输出点数。CPU总I/O点数为64点，系统要求的I/O总点为49点。CPU总I/O点数=（1.1~1.3）系统要求的I/O总点数。所以满足设计要求。图2CPU226AC/DC/继电器端子连接器沈阳理工大学课程设计专用纸No沈阳理工大学9按照工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y132M-6型，额定功率4KW，同步转速为1000r/min,满载转速为960r/min，额定电流9.4A。接触器型号CJX2-32,额定电流32A。热继电器型号JR20-63,32-47A热继电器。熔断器型号RT14-32,适用与交流50HZ，额定电压交流380V，额定电流至32A的配电线路中，作过载和短路保护。~MFRKM1KM2QSL1L2L3FU图3正反转电机沈阳理工大学课程设计专用纸No沈阳理工大学102.2、PLC端子接线表1I/O端子分配输入输出功能地址功能地址手动I0.0工件夹紧Q0.0单周期I0.1工件松开Q0.1连续I0.2工作台夹紧Q0.2启动I0.3工作台松开Q0.3停止I0.4工作台上升Q0.4工件夹紧限位I0.5工作台下降Q0.5工件松开限位I0.6工作台旋转90度Q0.6工作台夹紧限位I0.71滑台向前切削Q1.0工作台松开限位I1.01滑台退后Q1.1工作台上升限位I1.12滑台向前切削Q1.2工作台下降限位I1.22滑台后退Q1.3工作台旋转限位I1.33滑台向前切削Q1.41滑台前进限位I1.43滑台后退Q1.51滑台后退限位I1.53个动力头转动Q1.62滑台前进限位I1.6放工件Q1.72滑台后退限位I1.7取工件Q2.03滑台前进限位I2.0声报警Q2.13滑台后退限位I2.1光报警Q2.2手动工件夹紧I2.2手动工件松开I2.3手动工作台夹紧I2.4手动工作台松开I2.5沈阳理工大学课程设计专用纸No沈阳理工大学11机械手下限位I2.6机械手上限位I2.71滑台手动前进I3.01滑台手动后退I3.12滑台手动前进I3.22滑台手动后退I3.33滑台手动前进I3.43滑台手动后退I3.5手动工作台上升I3.6手动工作台下降I3.7复位I4.0沈阳理工大学课程设计专用纸No沈阳理工大学12图4I/O端子分配图沈阳理工大学课程设计专用纸No沈阳理工大学133．PLC程序设计3.1、设计思想由于本次课设的设计题目是：四工位卧式镗铣组合机床控制系统设计，可以由题意与机床总控制流程图设计。根据题目可知，该控制系统的机床有四个工位，三个动力头。第一个工位为装卸工位，其余三个工位为加工工位。机床的操作流程为机械手将加工原件放入装卸工位，工件夹紧到位后，工作台松开，松开到位后，工作台上升，直到碰到限位开关，然后工作台进行旋转90度，延时2s后，工作台下降并夹紧，加工原件