机电系统控制技术实验-打齿机数控系统设计.doc

机电系统控制技术实验打齿机数控系统设计 姓 名： 班 级： 学 号： 指导老师： 提交时间：2014年4月17日目 录目录2第一章 绪论3 1.1 项目概述3 1.2 项目要求3第二章 打齿机数控系统总体分析4 2.1 数控系统硬件结构框图4 2.2 传感器及按键输入参数模块分析4 2.3 输出执行模块分析5 2.4 电源模块分析5 2.5 打齿机数控系统总体分析6 2.6 打齿机数控系统安全机构安全光幕6第三章 打齿机数控系统详细设计8 3.1 输入、输出地址编号表8 3.2 PLC控制系统接线图8 3.3 PLC控制程序梯形图9 3.4 PLC控制程序9第一章 绪论1.1 项目概述利用伺服电机的横向水平运动和气动执行机构的垂直运动完成对工件的打齿，同时要求对工况现场进行安全保护功能。1.2 项目要求1、刀头在行程中匀速运动，由伺服电机驱动；两个侧边安装限位开关；2、对打齿胶带能作压紧动作，共有2个压板机构，由压紧气压阀驱动。图1-1 压板机构3、压紧后的胶带可以打齿，打齿刀头由气动阀驱动定位气缸完成动作；气缸到位后泄气复位。4、机器两个侧边分别装光幕安全保护装置，以防系统在打齿过程中误伤操作人员；实例：新洲电器-安全光幕5、有打齿启动和停止两个功能按钮*注：系统供电为民用电：220V/50Hz第二章 打齿机数控系统总体分析2.1 数控系统硬件结构框图图2-1 数控系统硬件结构框图2.2 传感器及按键输入参数模块分析表2-1 传感器及按键输入参数模块2.3 输出执行模块分析表2-2 输出执行模块2.4 电源模块分析表2-3 电源模块2.5 打齿机数控系统总体分析自动打齿机控制系统主要由数控系统、执行模块、传感检测模块三部分组成。2.5.1 数控系统数控系统选择CP1H系列PLC控制器，负责接收传感检测模块和控制按钮的输入信号，经过用户的梯形图程序分析和处理信号，最后向执行模块输出控制信号。2.5.2 执行模块执行模块包括两部分，一部分是控制两个压板气缸和一个打齿气缸（冲击气缸）的三个电磁阀，另一部分是伺服电机驱动器，根据PLC输出的方向控制信号和脉冲信号驱动伺服电机带动丝杠传动实现打齿刀头的横向移动。2.5.3 传感检测模块传感检测模块包括左、右限位开关、刀头上、下限位光传感器以及自动打齿机左右两侧的安全光幕， 其中两个限位开关和两个限位传感器有序的动作是实现打齿机自动控制实现的基础。2.6 打齿机数控系统安全机构安全光幕2.6.1 安全光幕的简介安全光幕也就是光电安全保护装置，是经过安全认证的光幕产品，由投光器和受光器两部分组成。投光器发射出调制的红外光，由受光器接收，形成了一个保护网，当是有物体进入保护网，当从中有光线被物体挡住，通过内部控制线路，受光器电路马上作出反应，即在输出部分输出一个信号用于机床如冲床，压力机等紧急刹车。 光幕有着非常广泛的应用，比如在需要不断送取料的冲压设备上，如果安装接触式安全防护门，则需要操作人员频繁地开关防护门，这样不但增加了操作人员的工作量，而且降低了生产效率。在这种情况下，采用光栅和光幕就是最佳的选择。在操作人员送取料时，只要有身体的任何一部分遮断光线，就会导致机器进入安全状态而不会给操作人员带来伤害。 图2-2 安全光幕 光束的密度多少决定了体积多大的身体部分能通过光幕才被检测。按照人体工程学的数据，成年人的手指直径应不少于14mm,手掌厚度不少于30mm,手腕直径不少于40mm，举例：如果使用的光幕的光轴间距是40mm,光轴直径是20mm，它的分辨率是40+20=60mm，那么手值，手掌，手腕及手臂都有可能通过光幕而不会被发现。因此，如果想获得更高的安全性，便需使用较高分辨率的光幕。2.6.2 安全光幕的工作原理安全光幕运用红外线扫描探测技术。发射装置和接收装置安装于两侧，内部由单片机和微处理器进行数字程序控制，使红外线收发单元在高速扫描状态下，形成红外线光幕警戒屏障，当人和物体进入光幕屏障区内，控制系统迅速转换输出电平信号，使负载动作，当人和物体离开光幕警戒区域，则负载正常自动关闭，从而达到安全保护的目的。2.6.3 安全光幕的操作方法检查TB系列安全光幕是否牢固的固定在需装备的设备上，TB系列光幕传感器的发射器和接收器是否在一平面内，且以发射器和接收器为边界的保护区域应为该平面内的一个矩形。检查TB系列安全光幕的发射器和接收器，是否和各自的电缆准确的装配到位，以及电缆的接线端是否与电源和控制单元准确、牢固的连接。给TB系列安全光幕传感器接通电源，此时光幕传感器开始自检、同步及自校准，约1秒钟后，发射器黄色指示灯稳定，接收器指示灯全部熄灭，表示光幕传感器进入正常工作状态。第三章 打齿机数控系统详细设计3.1输入、输出地址编号表（I/O分配）表3-1 输入、输出地址编号表名称代码地址编码输入信号启动按钮SB10.00左限位开关SQ10.01右限位开关SQ20.02停止按钮SB20.03压板压紧按钮SB30.04压板松开按钮SB40.05安全光幕左SA10.06安全光幕右SA20.07刀头上限位光传感器SQ30.08刀头下限位光传感器SQ40.09输出信号打齿气缸电磁阀DC100.1压板气缸电磁阀1YB1100.2压板气缸电磁阀2YB2100.3电机转向信号SIGN2100.4电机脉冲信号PULS20000H3.2 PLC控制系统接线图3.3 PLC控制程序梯形图3.4 PLC控制程序PLC程序：LD 0.00OR 0000HOR 0.08AND NOT 0.01AND NOT 0.06AND NOT 0.07AND NOT T00OUT 000H 0 S LD 0.04AND NOT 0.05OUT 100.2OUT 100.3LD 0.00OR 100.4A