1、機電工程學院PLC課程設計箱體加工組合機床的電氣控制系統院 系 機電工程學院班 級 機電0932學 號 姓 名 指導老師 時 間 2021年12月25日目 錄1緒論.12設計方案.22.1 左、右兩動力頭進給電機.2主軸電機.3照明及信號指示.42.4PLC的選擇.52.5 程序的設計.53I/O分配.84外部接線圖.84.1 PLC I/O接線圖.85 梯形圖96 系統調試.117設計心得.128參考文獻.131緒論對于機械電氣結合控制的組合機床，電氣控制系統起著重要的神經中樞作用。傳統的組合機床采用的繼電器接觸器控制系統，接線復雜、故障率高、調試和維護困難。隨著PLC控制技術日益成熟并得到

2、越來越廣泛的應用，利用原有的繼電器接觸器控制電路設計PLC控制系統，或直接進行PLC控制系統的設計，都能很好地滿足組合機床自動化控制的要求。本次設計的要求如下：組合機床的結構如以下圖所示：該機床專門用于加工箱體的兩個側壁，采用兩個動力頭從兩個側面分別加工，左、右動力頭的電動機均為2.2kw，進給系統和工件夾緊都用液壓系統驅動，液壓泵電動機的功率為3kw，動力頭和夾緊裝置的動作由電磁閥控制。機床的工作循環步驟如下在工件夾緊、動力頭快進、動力頭快退以及電源接通時均有電信號指示：1 按下起動按鈕，夾緊裝置將被加工的工件夾緊，夾緊后發出訊號；2 左右動力頭同時快進，并同時啟動主軸；3 到達工件附近，接

3、受到行程開關的信號后，動力頭由快進轉為工進，進行切削加工；4 加工完成后，左右動力頭暫停2秒，然后快速退回原位，夾緊裝置松開被加工工件；5 停止主軸至此，一個工作循環完成，準備下一個工作循環開始。其中，在工件夾緊、動力頭快進、動力頭快退以及電源接通時均有電信號指示。電磁閥的動作順序表如下：左動力頭右動力頭夾緊裝置YV1YV2YV3YV4YV5YV6YV7上、下料OFFOFFOFFOFFOFFOFFOFF快進ONOFFOFFONOFFOFFON工進ONONOFFONONOFFON停留OFFOFFOFFOFFOFFOFFON快退OFFOFFONOFFOFFONOFF注：ON表示給電磁鐵通電；OFF

4、電磁鐵處于斷電狀態。2設計方案2.1 左、右兩動力頭進給電機根據設計要求知左、右兩動力頭均要求快進工進快退的工作循環，并且左、右兩動力頭可以同時工作，也可進行單獨調整。所以就要求快速電機M5、M6能夠正反轉，工作進給電機為M3、M4能夠正轉即可。其主電路如以下圖2-1。 圖2-1 M3、M4、M5、M6的接線電路圖因為這4個功率都較小，所以可以直接啟動。M3、M4只要接觸器KM3、KM4的線圈得電就會吸合，就能正轉；M5、M6分別當接觸器KM5、KM6線圈得電時正轉，當接觸器KM7、KM8分別得電就反轉。主軸電機工作方式有兩種：正轉、反轉。根據不同的工作要求，主軸電機的轉向不同。因主軸電機的功

5、率較小，故可以直接啟動。其主電路圖如下2-2。圖2-2 主軸電機的接線圖當KM1、KM2的線圈得電吸合分別使電機M1、M2正轉；當KM9、KM10的線圈得電吸合分別是電機M1、M2反轉。通過plc的輸出就可以使不同的接觸器線圈得電，從而使電機的轉向不同。 當機床工作時，為了警告旁人不要誤動作，故要有信號指示說明，告訴別人正在進行工作，不要誤動作。信號指示也能顯示機床是否是在正常工作、有無問題。有時候需要晚上工作，所以需要必要的照明。圖2-3 指示信號燈如圖2-3，其指示著組合機床的工作狀態，指示燈分別與與之對應的接觸器的常開觸點連接，當接觸器的線圈得電，其常開觸點閉合，通過6.3V電壓使之亮。

6、KM1、KM9分別是控制M1的正反轉的接觸器；KM2、KM10分別是控制M2的正反轉的接觸器；KM3、KM4分別是控制左右工進電機正轉的接觸器；KM5、KM7，KM6、KM8分別是左右快進快退電機。這樣就可以把所有的電機的狀態顯示出來。照明燈如以下圖2-4。圖2-4 照明燈2.4 PLC的選擇統計組合機床PLC輸入元器件、執行元器件及I/O點數：輸入局部輸入局部 點數動力頭工作方式選擇按鈕SB6冷卻泵選擇開關SA2行程開關SQ6按鈕SB 4總計 18輸出局部輸出局部點數接觸器12 總計 12注：照明不需要接入PLC，只需要選擇開關就可以。所以選用FX2N32MR加擴展單元FX2N32ER，FX

7、2N32MR含有32個I/O點16入，16出，FX2N32ER為含有32點擴展單元。2.5 程序的設計根據要求知需使左、右兩動力頭均要求快進工進快退的工作循環和可使左、右兩動力頭同時工作，也可進行單獨調整。故設計的流程圖如以下圖2-5。 圖2-5 程序流程圖3 I/O分配因采用PLC控制，需分配其I/O點，它決定著系統如何工作。輸入地址號信號名稱輸出地址號 信號名稱開始主軸SQ1YV1SQ2YV2SQ3YV3SQ4YV4SQ5YV5X6SQ6YV6夾緊表3-1 I/O口地址分配表4 PLC I/O接線圖5 梯形圖6 系統調試安裝GX Developer和西門子的仿真軟件，建立一個新工程，將梯形

8、圖輸入到工程中，完成后將其轉換。再啟動梯形圖邏輯測試，選擇軟元件測試，輸入不同的軟元件，改變其狀態，觀察輸出的改變。軟元件的改變輸出的改變X0=1,X1=0Y0=1X0=0,X1=1Y1=1X2=0Y0=0,Y1=0X3=1Y5=1X3=0Y5=0X7=1,X0=1,X1=0/X7=1, X0=0,X1=1Y0=1,Y3=1/Y1=1,Y3=1X4=1Y2=1,Y3=0X5=1Y2=0,Y4=1,Y0=0/Y1=0X6=0Y4=0X10=1Y4=1X11=1,X12=0Y6=1X11=0,X12=1Y7=1X13=1Y6=0,Y7=0X14=1Y13=1X20=1,X11=1,X12=0/X2

9、0=1,X11=0,X12=1Y11=1,Y6=1/Y11=1,Y7=1X15=1Y10=1,Y11=0X16=1Y10=0,Y12=1,Y6=0/Y7=0X17=0Y12=0X21=1Y12=1 表6-1調試表格7 設計心得通過這次PLC課程設計，我知道：使機床與PLC結合，可以輕松的完成規定的工作，這可以很大程度的減小工人的工作和減小危險。因為這一切都是有程序控制的，能夠使機器嚴格按規律執行，而人工作的時候總會有一些錯誤發生，這些錯誤有可能引發危險。和學別的學科一樣，在學完PLC理論課程后我們做了課程設計，此次設計以分組的方式進行，每組有一個題目。我做的是組合機床的組合機床的電氣控制系統。

10、由于平時大家都是學理論，沒有過實際開發設計的經驗，拿到的時候都不知道怎么做。但通過各方面的查資料并學習。我根本學會了PLC設計的步聚和根本方法。 通過這次設計實踐。我學會了PLC的根本編程方法，對PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運用中，提高了我們的工程素質，在沒有做實踐設計以前，我對知道的撐握都是思想上的，對一些細節不加重視，當我把自己想出來的程序與到PLC中的時候，問題出現了，不是不能運行，就是運行的結果和要求的結果不相符合。能過解決一個個在調試中出現的問題，我對PLC 的理解得到加強，看到了實踐與理論的差距。 通過此次課設，讓我了解了plc梯形圖、指令表、順序功能圖有了更好的了解，也讓我了解了關于PLC設計原理。有很多設計理念來源于實際，從中找出最適合的設計方法。最后，非常感謝老師的指導和同學們的幫助！8 參考文獻1黃鶴汀金屬切削機床上冊北京：機械工業出版社，2000.5；2揚州惠樂機械裝備揚州組