电气控制与PLC课程设计指导书.docx

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1、陕西航空职业技术学院毕业设计（论文）毕业设计（或毕业论文）题目分度盘磨铳专用机床PLC控制系统设计机电工程系机电一体化技术专业学生姓名崔青坡班级学号1154207指导教师王晓慧2013年IL月30日毕业设计任务书机电工程系机电一体化技术专业学生姓名崔青坡学号11542-07一、毕业设计题目：分度盘磨铳专用机床PLC控制系统设计二、毕业设计时间二13年10月20日至2013年11月里日三、毕业设计地点：陕西航空职业技术学院四、毕业设计的内容要求：1、系统的电路原理图。2、元器件的明细表。3、毕业设计说明书包含工作原理、系统结构、控制过程、控制流程图机控制程序等，字数不少于6000字。4、设计格式

2、按照要求完成。指导教师王晓慧2013年10月30日摘要磨铳机床是组合机床的一种，应用较为广泛。磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加工，磨床能加工硬度较高的材料，如淬硬钢、硬质合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花岗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能进行高效率的磨削，如强力磨削等。而铳床系则是主要用铳刀在工件上加工各种表面的机床。通常铳刀旋转运动为主运动，工件（和）铳刀的移动为进给运动。它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等。铳床除能铳削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能

3、加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。而磨铳机床则是磨床和铳床结合而产生的复合机床，它同时具有磨合铳的功能和特性，其中进行铳削是它用铳头进行加工，除了要考虑到磨铳兼顾要用到风度盘作为工作台外，具有铳床的所有特性和功能。当进行磨削时则换用磨头砂轮用来加工工件，同时也具有磨床的特性和功能，但考虑到磨和铳的复合本机床主要进行平面和内圆磨，而不主要进行内外圆磨。关键字：组合机床、磨铳机床、PLC控制系统目录摘要1第一章绪论31.1 组合机床概述31.2 组合机床特点31.3 磨铳机床的意义41.4 磨铳机床的应用4第二章磨铳机床电气控制系统设计任务书61 .1设备概况介绍

4、62 .2控制系统设计要求63 .3控制系统设计内容7第三章分度盘磨铳机床PLC控制系统总体设计过程84 .1总体方案说明84.2 分度盘磨铳机床PLC电气控制原理图设计84.3 控制系统的I/O点及地址分配U4.4 制定电气元件目录表143 .5PLC系统选型16第四章机床PLC设定174 .1绘制PLC控制接线图175 .2PLC控制程序设计176 .3磨铳机床PLC控制流程图197 .4磨铳机床PLC梯形图208 .5磨铳机床PLC控制主程序21第五章结论22第六章参考资料24第七章致谢25第一章绪论1.1组合机床概述1.11组合机床发展史二十世纪70年代以来，随着可转位刀具、密齿铳刀、

5、链孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。铳削平面的平面度可达0.05毫米/1000毫米，表面粗糙度可低达2.50.63微米；键孔精度可达IT76级，孔距精度可达0.030.02微米。专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。最早的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车零件。初期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的互换性，便于用户使用和维修，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定各部

6、件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。1.12组合机床部件分类通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有动力箱、切削头和动力滑台支承部件是用以安装动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部件，有侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等。输送部件是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件，主要有分度回转工作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往复移动工作台等。控制部件是用以控制机床的自动工作循环的部件，有液压站、电气柜和操纵台等。辅助部件有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。1.2组合机床的特点组合机床是用按系

7、列化标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。组合机车是由万能机床和专用机床发展来的，它既有专用机床、结构简单的特点，又有万能机床能够重新调整，以适应新工件加工的特点。组成组合机床的通用部件有如下几类：动力部件一一动力头，动力滑台和动力箱；工件运送部件回转工作台，移动工作台和回转鼓轮；支承部件立柱，床身，底座和滑座等。控制系统有通用的液压传动装置，电气柜，操纵台等。与万能机床和专用机床相比，有如下特点：（1）组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件总量的7080%,因此设计和制造的周期短，投资少，经济效果好。（2）由于组合机床采用多刀加工，并

8、且自动化程度高，因此比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。（3）组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有厂成批制造，因此结构稳定、工作可靠，使用和维修方便。（4）在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺装备保证，对操作工人水平要求不高。（5）当被加工产品更新时，采用其它类型的专用机床时，其大部分件要报废。用组合机床时，其通用部件和标准零件可以重复利用，不必另行设计和制造。（6）组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模的生产需要。机身、立柱、中间底座等是组合机床的支承部件，起着机床的基础骨架作用。组合机床的刚度和部件之间的精度保持

9、性，主要是由这些部件保证。1. 3磨铳机床的意义磨铳机床则是磨床和铳床结合而产生的复合机床，它同时具有磨合铳的功能和特性，其中进行铳削是它用铳头进行加工，除了要考虑到磨铳兼顾要用到风度盘作为工作台外，具有铳床的所有特性和功能。磨铳机床填补了大型复合机床中磨铳结合的空白，他开创性的将大型磨床和铳床结合应用到一起，同时分度盘的引入应用也使得磨铳机床的功能更加的丰富多样，从此磨铳机床不仅可以加工四方体零件也可以加工回转体的零件，在磨和铳的联合加工下因为减少了搬动装夹的过程从而降低了系统的误差提高了机械加工的精度，为机械加工提供了更丰富多样的选择，同时他对复合机床的发展也起到了承前继后的作用，他在小型

10、磨铳机床的基础上引入分度盘的概念，使分度盘和机床成为一体而不是辅具不仅方便了磨铳连续加工而且对机床的多样性设计提供选择的先例，对更多的优良复合机床的诞生起到了推动的作用。1.4磨铳机床的应用磨铳机床除了具有磨床和铳床的所有特性和功能主要用与平面和孔的铳磨加工，如铳平面，铳孔，磨平面，磨孔等外，还可用于一些铳和磨联合加工的工件，并能满足所需要的工艺要求。第二章磨铳机床电气控制系统设计任务书2.1设备概况介绍分度盘磨铳机床是一种磨铳兼并的组合机床，用于各种特殊要求型面孔面的铳削磨削加工，具有立式铳床和立式磨床的所有特点及功能。但又有区别与磨床和铳床。磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。大多

11、数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加工，磨床能加工硬度较高的材料，如淬硬钢、硬质合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花岗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能进行高效率的磨削，如强力磨削等。而铳床系则是主要用铳刀在工件上加工各种表面的机床。通常铳刀旋转运动为主运动，工件（和）铳刀的移动为进给运动。它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等。磨铳机床则是磨床和铳床结合而产生的复合机床，它同时具有磨合铳的功能和特性，其中进行铳削是它用铳头进行加工，除了要考虑到磨铳兼顾要用到风度盘作为工作台外，具有铳床的所有特性和功能。当进行磨削时则

12、换用磨头砂轮用来加工工件，同时也具有磨床的特性和功能，但考虑到磨和铳的复合本机床主要进行平面和内圆磨，而不主要进行外圆磨。当进行磨削加工时在主动力输出轴上换用砂轮，工件将由电磁吸盘吸附固定，磨削过程中砂轮架不动,砂轮高速旋转，工作台左右运动同时分度盘以与砂轮旋转方向相反的方向低速旋转进行磨削加工，加工完毕后退磁取下工件；当进行铳削加工时在输出主动力轴上安装铳头进行铳削加工，工件将利用分度盘上的T型槽使用拉杆进行拉压固定，由铳头旋转来铳削加工零件达到需要的尺寸及形状。机床有四台电动机拖动，主轴电动机拖动铳头和砂轮高速旋转；分度盘拖动电动机带动分度盘旋转以及上下左右前后移动；磨铳头电动机带动磨铳头

13、上下移动；油泵电动机为冷却油系统提供动力。2. 2控制系统设计要求D油泵电动机、磨铳头旋转电动机、磨铳头升降电动机、分度盘旋转和工进位移电动机由电动机MAI、MA2、MA3、MA4拖动2）应该有专门的开关区分磨和铳两个状态，在磨削时时分度盘上下运动将被锁死，在铳削时分度盘旋转将被锁死，而且电磁装置一直处于停车状态。3）为调整铳头和砂轮位置，磨铳头升降采用点动控制。为了停位准确，应有制动控制（采用能耗制动）。上下极限位置应有位置保护。在铳削和磨削加工中应保证磨铳头刀架不能升降移动。4）在磨削时磨头砂轮运转与电磁吸盘之间，应有电气连锁环节，其要求是：只有在电磁吸盘通电并处于充磁吸着工件时，才能启动

14、砂轮电动机。磨削中，一旦发生失磁，砂轮电动机应自动停止运转，以确保安全。为了修整砂轮，在吸盘不通电时，应能单独启动砂轮电动机。5）采用热继电器实现过载保护，用以完成各个电动机系统的过载保护。6）主电路用断路器，各负载回路和控制回路以及PLC控制回路采用熔断器，实现短路保护。7）电控箱设置在控制室内。控制面板与电控箱内的电器板用BVR型铜导线连接，电控箱与执行装置之间采用端子板连接。8）在铳削时应确保各个方向的互锁，保证不出现多向走刀的现象。9）要有照明和必要的灯光显示并设置必要电气保护限位与联锁。2.3控制系统设计内容D总体方案说明，大体选择电动机，制动方式，保护装置，联锁机构以及PLC大致选

15、型等。2）控制系统电器原理图的设计，主要包括主电路的设计和选择，电器原理图的设计以及一些主要参数的计算等。3）编制控制系统的PLC输入功能接口表和输出功能接口表。4）选择控制系统所需要的电器元件，编制所需要的电器元件目录表，将所有需要的电器元件以表格的形式制作罗列出来。5）根据以上要求和需要对PLC具体选型。6）根据上述硬件选型及工艺要求，绘制PLC控制电路原理图，并且绘制PLC控制电路。7）根据控制要求和个控制元件的控制顺序结合实际条件编写出PLC控制系统的控制程序。8）根据以上工作和设计要求在计算机上应用相关软件绘制出系统的梯形图，并且应用相关软件生成系统的控制主程序。第三章分度盘磨铳机床PLC控制系统总体设计过程3.1 总体方案说明D油泵电动机、磨铳头旋转电动机、磨铳头升降电动机、分度盘旋转和工进位移电动机由电动机MAl、MA2、MA3、MA4拖动。2）砂轮和铳刀位置调整，磨铳头升降采用点动控制。为了停位准确，应有采用能耗制动。3）磨铳头上下极限位置应有位置保护,在磨削加工中应保证其不能升降移动。4）采用热继电器实现过载保护，用以完成各个电动机系统的过载保护。5）分度盘上下前后左右移动也应该设有限位装置，防止超程造成机床损坏。6）在铳削时分度盘旋转将被锁死，各