三面铣组合机床机课程设计

1“机电传动与控制”课程设计三面铣组合机床机电控制系统的设计学部：机械与电气工程学部专业：08机械设计与制造学号：姓名：指导老师：陈艳时间：2010.12.13-2010.12.252目录一、课程设计的目的……………………………………4二、课程设计内容概述……………………………………41三面铣组合机床概述………………………………4⑴基本结构…………………………………………4⑵液压系统…………………………………………5⑶加工过程…………………………………………6⑷主要电器参数……………………………………62三面铣组合机床的控制要求………………………7三、课程设计的任务和要求……………………………7四、课程设计的具体内容………………………………8（1）机械动力滑台的设计……………………………8（2）I/O分配表………………………………………8（3）单循环自动工作…………………………………10ⅰ单循环自动工作循环图…………………………10ⅱ单循环自动工作功能表…………………………11ⅲ单循环自动工作梯形图…………………………12（4）左铣单循环工作…………………………………15ⅰ左铣单循环功能表………………………………15ⅱ左铣单循环梯形图……………………………16（5）右1铣单循环工作………………………………18右2铣单循环梯形图……………………………183（6）右2铣单循环工作……………………………20ⅰ右2铣单循环功能表…………………………20ⅱ右2铣单循环梯形图…………………………21（7）立铣单循环工作………………………………23i立铣单循环功能表……………………………23ii立铣单循环梯形图…………………………24（8）公用程序……………………………………26（9）回原位程序…………………………………26（10）手动程序……………………………………27（11）PLC梯形图总体结构图………………………27（12）电气接线图…………………………………28（13）主电路及照明电路…………………………29（14）面板设计……………………………………29五、实验调试与体会…………………………………30六、课程设计小结……………………………………304一、课程设计的目的进一步巩固本课程所学知识。掌握一般生产机械PLC控制系统的设计与调试方法。掌握一般生产机械电气线路的施工设计。培养查阅图书资料、工具书的能力。培养工程绘图、书写技术报告的能力。二、课程设计内容概述1三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Φ80、Φ90孔端面及定位面进行铣削加工的一种自动加工设备。下图1为加工工件的示意图。⑴基本结构机床主要由底座、床身、铣削动力头、液压动力滑台、液压站、工作台、工件夹紧液压缸等组成。机床底座上安放有床身，床身上安装有液压动力滑台，工件及夹紧装置放于滑台上。床身的两安装有一台铣削头，上方有立铣头、液压站在机床附近。5⑵液压系统三面铣组合机床中工件松紧是由液压系统实现的。下图2为液压系统的原理图。图2液压系统原理图6⑶加工过程三面铣组合机床的加工过程如图3所示。图3三面铣组合机床的加工过程ⅰ操作者将要加工的零件放在工件台的夹具中，在其它准备工作就绪后，发出加工指令。ⅱ工件夹紧后压力继电器动作，液压动力滑台开始快进，到位转工进，同时启动左和右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，加工到终点三台电动机同时停止。ⅲ待加工完全停止后，滑台快退回原位，工件松开，一个自动工作循环结束。ⅳ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加工过程。⑷主要电器参数电机、滑台、电磁阀参数如下：ⅰ左、右2铣削头电动机：J02-41-4,4KW,1440r/min,380V,8.4A;ⅱ立、右1铣削头电动机：J02-32-4,3kW,1430r/min,380V,6.5A;7ⅲ液压泵电动机：J02-22-4,1.5KW,1410r/min,380V,3.49A;ⅳ电磁阀:二位二通阀Z22DO-25,直流24V,0.6A,14.4W;二位四通阀Z24DW-25,直流24V,0.6A,14.4W；二位二通阀Z22DO-25,直流24V,0.6A,14.4W。2三面铣组合机床的控制要求ⅰ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。ⅱ单循环自动工作过程如图3所示，油泵电机在自动工作一个循环后不停机。ⅲ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，立铣头单循环工作。单铣头自动循环工作时，要考虑各铣头的加工区间。ⅳ点动工作包括：四台主轴电动机均能点动对刀、滑台快速点动调整、松紧液压缸的调整。ⅴ五台电动机均能单向旋转。ⅵ要求有电源、液压泵工作、工件夹紧、加工等信号指示。ⅶ要求有照明电路和必要的连锁环节与保护环节。三、课程设计的任务和要求⑴根据要求，画出工作循环图、工作流程图；⑵确定可编程控制器机型，画出输入/输出分配表；⑶绘制控制线路（主电路、控制电路、照明电路）；8⑷编制PLC梯形图（总体结构图、各功能表图、梯形图程序）；⑸正确选择电器元件，列出电器元件、设备清单；⑹绘制操作面板、电气接线图；⑺整理技术资料，编写使用说明书。四、课程设计的具体内容⑴机械动力滑台的设计ⅰ机械动力滑台由滑台、滑座和双电机（快速及进给电机）传动装置三部分组成。滑台的自动工作循环是靠传动装置将动力传递给丝杠来实现的。ⅱ机械滑台具有两台进给电动机，一台为快速进给电动机，用来拖动滑台快进和快退运动，由接触器控制快进和快退；ⅲ另一台为工进电动机，拖动滑台工作进给运动，由接触器控制接通。在工进时，只允许工进电机单独工作，快速进给电机由制动器制动。⑵I/O分配表I/O编号功能符号X00自动SA1-1X01手动SA1-2X02单循环启动SA2-1X03左铣头单循环SA2-2X04右1铣头单循环SA2-39X05右2铣头单循环SA2-4X06立铣头单循环SA2-5X07启动SB3X10工件夹紧SB4X11原位SQ1X12左、右1铣/工进SQ2X13立铣头电动机启动SQ3X14右1铣停/右2铣启SQ4X15终点SQ5X16松开工件SB5X17滑台快进SB6X20滑台快退SB7X21停止SB8X22液压泵启动SB9X23回原位SB10X24左铣头点动SB11X25右1铣头点动SB12X26立铣头点动SB13X27右2铣头点动SB14Y00夹紧工件YV1YO1松开工件YV2YO2滑台快进KM710Y03滑台工进KM6Y04滑台快退KM8Y05左铣头工作KM1Y06右1铣头工作KM2Y07立铣头工作KM3Y10右2铣头工作KM4Y11原位指示灯HL1Y12液压泵工作信号灯HL2Y13工件夹紧指示灯HL3Y14加工工件指示灯HL4Y15终点指示HL5Y16液压泵工作KM5⑶单循环自动工作ⅰ单循环自动工作循环图11ⅱ单循环自动工作功能表M0M100X00X02X07M101SETY0SETY13T0M102M103T0X12Y03Y05Y06M104Y03Y05Y06Y07M105Y03Y05Y07Y10M106Y15T1M107M108X13X14X15T1X11T2Y04Y11Y01T2Y02初始步夹紧夹紧指示快进工进左铣右1铣工进左铣右1铣立铣工进左铣右2铣立铣终点指示快退原位指示松开12ⅲ单循环自动工作梯形图131415⑷左铣单循环工作ⅰ左铣单循环功能表M200X00X03X07M201SETY0SETY13T0M202M203T0X12Y03Y05M204Y15T1M205M206X15T1X11T2Y04Y11Y01T2Y02初始步夹紧夹紧指示快进工进左铣终点指示快退原位指示松开SETRSTY00RSTY1316ⅱ左铣单循环梯形图1718（5）右1铣单循环工作右1铣单循环梯形图1920（6）右2铣单循环工作ⅰ右2铣单循环功能表21ⅱ右2铣单循环梯形图2223（7）立铣单循环工作i立铣单循环功能表24ii立铣单循环梯形图2526（8）公用程序（9）回原位程序27（10）手动程序（11）PLC梯形图总体结构图公用程序回原位程序自动程序手动程序CJP0CJP2CJP1X1X0X11ENDP0P1P2公用程序CALLP0CALLP1CALLP2X1X0X11...FENDSRET手动程序P0...SRET自动程序P1...SRET回原位程序P228（12）电气接线图手动回原位启动原位SB3SB4SQ1SQ2SQ3SQ4SB5SB6SB7SB8SB9SB10SB1X00Y01COM2COM1NLAC110VX12Y00Y02Y03Y04YV1夹紧工件YV2松开工件KM7滑台快进KM6滑台工进KM8滑台快退X01X02X03X04X05X06X07X10X11X13X14X15X16X17X20X21COM滑台快进滑台快退停止液压泵工作KMFU1FU2KMKMQSSB2KMFX2N-48MRSA2自动SA1单循环启动左铣头单循环右1铣头单循环立铣头单循环右2铣头单循环工件夹紧左、右1铣/工进立铣右2铣起、右1铣停SQ5终点工件松开X22X23X24X25X26X27SB11SB12SB13SB14左铣头电动右1铣头点动立铣头点动右2铣头点动Y05Y06Y07Y10Y11Y12Y13Y14Y15Y16Y17KM1左铣头启动KM2右1铣头启动KM3立铣头启动KM4右2铣头启动HL1原位指示灯HL2液压泵工作指示灯HL3工件夹紧指示HL4加工工件指示HL5终点指示KM5液压泵启动YA制动器29（13）主电路及照明电路QSFUM1FU1KM5FR1M2FU2KM1FR2M3FU3KM3FR3M4FU4KM2FR4M5FU5KM4FR5M6FU8KM6FR6M7FU9KM7KM8FR7液压泵电机左铣头电动机立铣头电动机右1铣头电动机右2铣头电动机工进电机快速电机24V6.3VFU6FU7SAELHL电源指示灯照明（14）面板设计30使用说明书：三面组合机床电控系统介绍：具有自动、手动、单循环启动、左铣头单循环、右1铣头单循环、立铣头单循环、和右2铣头单循环7种工作方式，用转换开关进行控制。手动方式时，用个操作按钮来点动执行相应的动作，单循环时，每按一次启动按钮，向前执行一个循环动作，自动时首先机床回原位，再按下启动按钮就会执行一个周期，换回原位工作方式时，按下“回原位”按钮工件自动回到原位状态。五、实验调试与体会本次试验调试了立铣单循环的试验。通过这次试验，我复习巩固了PLC软件的控制使用，对机械手操作面板的构造及连线了解加深，对三面铣组合机床的慨况有了更确切的理解，实际感受到PLC在机电控制中起到了重要的作用。六、课程设计小结1复习巩固了机电传动控制的各方面内容，对PLC设计的流程有了一定的了解。2对PLC的应用有了进一步的认识，把PLC与实际生活的事物可以联系起来。3本次设计内容需要在图书馆内查阅有关的知识，来丰富及完善自己的设计，并提高了书写报告的能力。