基于S7200的榫齿铣削加工自动化控制

1、基于西门子S7-200的榫齿铣削加工自动化控制一 工艺流程图1表示榫齿铣削加工的动作循环。长挡铁压SQ1起动快进工进放SQ1快进压SQ2停手动快退压SQ3图1 动作循环图工件长挡铁2长挡铁1铣刀主轴电动机M1在整个加工过程中保持通电状态。先启动铣刀架快进拖动电动机M3，工件从原始位置向前快进，如图2所示当工件前端的长挡铁1压合行程开关SQ1时，关闭M3，启动铣刀架工进拖动电动机M2，工件向前工进；当长挡铁1脱离行程开关SQ1时，关闭M2，启动M3，工件又向前快进；当工件后端的长挡铁2压合行程开关SQ2时，关闭M2和M3，工件停止前进，等待一段时间，待铣削加工完成后，手动启动M3，并使M3反转，

2、工件开始快退，当长挡铁2压合行程开关SQ3时，关闭M3，工件停在原始位置。图2 工作台示意图二 PLC选型和I/O点分配1 I/O点分配输入点：l PLC控制系统的启动/停止控制（2个）l 控制方式的连动循环/单机点动的选择（2个）l 单机电动中的快进、工进、快退、停转指令选择（4个）l 行程开关SQ1、SQ2、SQ3的输入信号（3个）输出点：l 铣刀主轴电动机M1、铣刀架工进拖动电动机M2、铣刀架快进拖动电动机M3正转、铣刀架快进拖动电动机M3反转、冷却泵电动机M4对应的4个继电器的控制信号（5个）l 照明灯的控制（1个）2PLC选型综上所述，此控制系统的I/O点数为11I/6O，只有数字输

3、入/输出量，无模拟输入/输出量，属于小型控制系统，所以可以选用近年来在国内普遍应用的西门子S7-200PLC。S7-200是整体是结构的、具有很高的性能/价格比的小型可编程控制器，根据控制规模的大小（机输入/输出点数的多少），可以选择相应的CPU主机。根据此控制系统的I/O点数及类型，可以选择CPU224作为S7-200的主机模块。CPU224拥有14输入/10输出共24个数字量I/O点，13KB的程序和数据存储区空间，1个RS485通信/编程口，同时支持MPI/PPI通信协议，完全可以胜任此控制系统的开发需求。三 I/O电路设计该控制系统采用的PLC是德国西门子公司生产的S7-200 CPU

4、224，图3是S7-200 CPU224输入/输出电路设计图。该控制系统共使用了11个输入点，6个输出点。I/O端子分配分为以下几个部分：l I0.0/I0.4：控制系统的启动/停止位l I0.1，I0.2，I0.3：行程开关SQ1,SQ2,SQ3的输入端子l I0.5/I0.6：控制系统工作方式的选择位，连动循环/单机点动l I0.7，I1.0，I1.1，I1.2：工作台加载方式的选择位，工进、快进、快退或停止电机旋转l Q0.0，Q0.1，Q0.2，Q0.3，Q0.4：电机M1、M2、M3、M4启停及M2反转的控制位l Q0.4：照明灯的控制位图3 I/O电路设计图图四 控制面板设计图4

5、控制面板图控制面板图分成三个部分：最下方的启动/停止按钮，控制整个系统的启停；右边的工作方式选择区，用来选择整个系统的控制方式，连动循环或者单机点动；左边的加载选择区，用来选择单机点动模式下工作台的运行模式。五 梯形图设计1 主程序设计主程序完成的工作有：（1）按下启动按钮，电机M1和M4启动，照明灯开始工作；按下停止按钮，电机M1和M4停止运行，照明灯停止工作。（2）按下连动按钮，程序进入连动循环子程序；按下点动按钮，程序进入单机点动子程序。主程序的梯形图截图如下：图5 主程序梯形图2连动循环子程序设计连动循环程序的流程设计如下所述：工件从原始位置出发。控制Q0.2得电，电机M3启动，工件向

6、前快进。当长挡铁1压合行程开关SQ1时，I0.1得电，控制Q0.2失电，Q0.1得电，电机M3停止，电机M2启动，工件向前工进。当长挡铁1脱离行程开关SQ1时，控制Q0.2得电，Q0.1失电，电机M3启动，电机M2停止，工件向前快进。当长挡铁2压合行程开关SQ2时，I0.2得电，控制Q0.2失电，电机M3停止，对工件的位置进行手动调节。手动调节完成后，按下加载选择中的“快退”按钮，控制Q0.4得电，电机M2反转，工件快退。当长挡铁2压合行程开关SQ3时，I0.3得电，控制Q0.4失电，工件回到原始位置，等待下一步操作。需要说明的是，在进行程序设计时，引入了电气联锁保护程序，以防止工进电机与快进电机同时运行而出现事故。连动循环子程序截图如下：图6 连动循环子程序梯形图3单机点动子程序设计单机点动程序的流程设计如下所述：按下工进按钮，I0.7得电，控制Q0.1得电，电机M2启动，工件向前工进。按下快进按钮，I1.0得电，控制Q0.2得电，电机