三面铣组合机床机电控制系统设计解析

1、目录一、课程设计的目的 1二、课程设计内容概述 11、三面铳组合机床概述 1(1) 基本结构 1(2) 液压系统 1(3) 机械动力滑台 2(4) 工件的加工过程 2(5) 主要电气参数 32、三面铳组合机床的控制要求 3三、课程设计的任务和要求 3四、课程设计的具体内容 3(一) 硬件设计 3(1) I/O分配表 4(2) PLC外部接线图 5(3) 电器元件一览表 6(4) 主电路及照明电路 6(二) 程序设计 71、单循环自动工作 7(1) 单循环功能表图 7(2) 单循环工作梯形图 82、 左铣单循环工作 9(1) 左铣头功能表图 9(2) 左铣头工作梯形图 103、立铣头单循环工作

2、11(1) 立铣头功能表图 11(2) 立铣头工作梯形图 124、公用程序 135、回原位程序 136、手动程序 137、PLC梯形图总体结构图 148面板设计 14(三) 调试过程及模拟调试电路 151、实际点与代替点关系图 152、调试总结 15五、课程设计的心得体会 15六、参考资料 15课程设计的目的1、步巩固本课程所学知识。2、一般生产机械PLC控制系统的设计与调试方法。3、一般生产机械电气线路的施工设计。4、养查阅图书资料、工具书的能力。5、养工程绘图、书写技术报告的能力。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 80、90孔端面及定

3、 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。(1)基本结构三面铣组合机床主要由床座、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。(2)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X#W1BPL* +开（3）机械动力滑台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。快速进给电动机用来拖动滑台快进和快退运动， 工进电动机拖动滑台工作 进给运动，在工进时，只允

4、许工进电机单独工作，快速进给电机由控制器制动。 滑台的自动工作循环是靠传动装置将动力传递给丝杆来实现的。（4）工件的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指令松开起动停止夹|左铳头t快进 王举.梓快退终点紧11原位I壬I起动停止右1锐头 右2铳头 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。 工件夹紧后压力继电器动作， 液压动力滑台 （工作台）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

5、。 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。 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 。（5）主要电器参数电机、滑台、电磁阀参数如下： 左、右 2 铣削头电动机：J02-41-4,4.0KW,1440r/min,380V,8.4A； 立、右 1 铣削头电动机：J02-32-4,3.0kW,1430r/mi n,380V,6.5A； 液压泵电动机： J02-22-4,1.5KW,1410r/min,380V,3.49A； 机械动力滑台的电机： J02-22-4,1.5KW,1410r/min,380V,3.49A； 电磁阀：二

6、位四通阀Z24 DW-25,直流24V,0.6A,14.4W。2、三面铣组合机床的控制要求 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。 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。 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。 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。 五台电动机均能单向旋转。 要求有电源、液压泵工作、工件夹紧、加工等信号指示。 要求有照明电路和必要的连锁环节与保护环节。三、课程设

7、计的任务和要求（1）确定输入/输出设备，选择PLC分析确定系统方案，设计合理 PLC控制系 统；（2）绘制PLC外部接线图；（ 3）根据三面铣组合机床的控制要求，画出系统的功能表图；（4）编制PLC梯形图程序并调试；（ 5）正确计算选择电器元件，列出电器元件一览表；（ 6）绘制电气接线图，接线并调试；（ 7）整理技术资料，编写使用说明书。四、课程设计的具体内容一） 硬件设计(1) I/O分配表I/O编号功能符号xoo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SA2-3X05右2铳头单循环SA2-4X06立铣头单循环SA2-5X0

8、7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终占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KM7Y03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

9、号灯HL2Y13工件夹紧指示灯HL3Y14加工工件指示灯HL4Y15终点指示灯HL5Y16液压泵工作KM5Y17制动器YA(2) PLC外部接线图AC 110V自动手动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铣头单循环启动-SA20o工件夹紧原位左、右1铣/工进立铣右2铣起、右1铣停终占乙八、工件松开滑台快进滑台快退停止液压泵工作回原位SB3SB4 LdSQ1NSQ2SQ3SQ4”SQ5SB5SB6 1SB7 1SB8 1YSB9 1xTSB10 1X00X01X02X03X04X05X06X07X10X11KMCOM2Y00Y01X1YoSB24,LLISB1LLJ

10、KM” QSm I FU1KMYV1夹紧工件YV2松开工件KM7滑台快进左铣头电平B1*sb12jSB!右1铣头点动立铣头点动右2铣头点动SB11KMFU23 4 5 6 7X1X1X1X1X1X20XXXX27R MS4 - NZXF心0405Y Y Y06Yoo 1Y1Y12 3Y1Y14 5 6 7Y1Y1Y1Y1KM6滑台工进 KM8滑台快退KM1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eg HL1原位指示灯 ,2 HL2液压泵工作指 严3工件夹紧指示 gHL4加工工件指示HL5终点指示 KM5液压泵启动YA制动器示灯(3)电器元件一览表电气符号型号SBOSBI

11、ILA2-11KSQ1 飞 Q5LX32-1QSA1LW6-2SA2LW6-5KMKM8CJ2O-1O/3FRCFR9JR16-20flTfui 1RLS1-10(4)主电路及照明电路QSFU -汁L.fu1 |fu| | fuH I fu9I II II我 dd KM1 .KM3._Jl_ KM2一JV kmJi聖-KM6 7 ;t V t VFU：KM5I II 11 FUFR1FR5VJMi2X I fM624V I FU7液压泵电机左铳头立铳头右铳头电动机电动机电动机、iiiKM7 KM8电源指照明示灯FR右铣头 工进电机快速电机电动机(二)程序设计1、单循环自动工作(1)单循环功能表

12、图(2)单循环工作梯形图M1CDXD02X007C miuu ：M1QIZU2G313C4251byrOM1QIM1Q2Ml 02Ml 03M1Q2卄c MIDI血TYODIfSEIYO0OSETYQ13CTOK50、XD12MH CMC MI02 J Y002 3 MI03 JMP5M1G4XD14MIC5HFMICBS|M1M1Tmitmi MI04 ：匚 MI0& 1C YDlD ：C MI06 0C TO15 :CT1K5U:CMI07:CY004: CMioa: GETYQDI:?STYOMjl?STYQI3CYQlI 】CT2K50JCYvoa:VT 12、左铣头循环工作(1)左铣

13、头功能表图(2)左铣头工作梯形图加03、立铣头循环工作(1)立铣头功能表图M800-XOQRSTY01SETYOUSETY13TOXD5-X07Y04M300M301TOYOEMeSO3 Y03XL3M3O4YO3YO7X15M305Y15n71M30&XIIM307T2SETYD1RSIYOORSIY13YllT2(2)立铣头工作梯形图4、公用程序X02I X01ITOOiS和22IIIIII-XOIO&11-n)i612_- HSET5ETSETRST问RST RSTgSETRSTW1Q0roooTO13Y001YOOl 丫 013VQOOroicTO12Y016TO12(5) 回原位程序

14、M4002IIX0111卜tSETM4QQ住ETYOOi!STY0040?TY001jliSTH400(6) 手动程序X001 0-X007X021Y016X017X0I5 X02OX020X011HIX017卄X410 X0I6HIX016 X0I0HIX425 融 14HIX02GX015000IIII-brt Y002 j 004 J YQOO ) 001 3 roos D Y006 】 YffiW j roio )P0PlP2(8)控制面板範环稅左HL2HL3HL4HL5HL10液压泵工作立娩使用说明书：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，用各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。（三）调试过程及模拟调试电路1、实际点与代替点关系图输入点实际点代替点输出点实际点代替点X00SA1自动/手动Y00工件夹紧L1X03SA2X轴Y02滑台快进L2X07SB3启动Y03滑台工进L3X12SQ2复位Y05左铣工作L4X15SQ5正向Y04滑台快退L5X11SQ1反向Y01工件