变轴成型加工单元

1、课程设计说明书（2014 /2015学年第 一 学期） 课程名称 工业监控系统工程设计课程设计 题 目 ：变频主轴成型加工单元（绝对位置）专业班级 ： 学生姓名 ： 学 号： 指导教师 ： 设计周数 ： 2周 设计成绩 ： 2015年 1月14日1、目的及要求 1.1、原始数据及主要任务本装置集成PLC技术、位置控制、传感器技术、PLC编程、步进电机、电磁阀开关量与时序逻辑控制技术，实现机械手对执行机构行程范围内物体抓取、搬运等操作。变频主轴成型加工本体部分包括电主轴加工装置、加工台面、90机械搬运手、传送带4部分组成。手爪采用气动结构，用电磁阀的得电和失电来控制气缸的动作，从而来控制手爪的张

2、开和夹紧。通过步进电机和手爪的组合来实现实验样件的夹取和搬运等动作。操作人员可以通过触摸屏来给PLC发送各种指令，包括复位、启动、停止，手动控制部分的运动，同时监控实训模型的实时运行状态，所以在运行之前，要保证触摸屏和PLC之间的通讯正常。动作要求：传送带上传感器检测到有工件通过时，阻拦杆放下，拦截，等待机械手搬运。机械手从传送带上把工件放到台钻的卡位中，卡位卡紧，收回到钻头位置，开始钻头向下加工，加工完毕，恢复到初始位置，卡位放开，机械手把加工好的工件重新放置到传送带上。1.2、技术要求：1、 按照动作要求编写PLC程序2、 按照设备形状和动作画出监控画面以及动作同步3、 实现力控和PLC的

3、通信，达到画面与实际动作同步2、正文 2.1、变频主轴成型加工单元流程 电源键打开，传送带开始工作放置加工元件，传送带上传感器检测到工件通过，阻拦杆放下，拦截，等待机械手搬运机械手下降夹取元件，放到台钻的卡位上机械手逆时针旋转90，把元件放置加工平台卡位卡紧收回到钻头位置加工钻头工作，加工完毕后复位卡位放开机械手夹取元件放回传送带 2.2、变频主轴成型加工本体结构的布局图变频主轴成型加工本体结构布局图 2.3、各部件名称和作用介绍如下:M1：步进电机，90搬运机械手水平转动；M2：步进电机，加工轴升降运动；M3：直流电机，传送带运动；M4：交流电机，加工主轴电机；SQ1：磁性开关，气动夹具单杆

4、气缸缩回位置；SQ2：磁性开关，气动夹具单杆气缸伸出位置；SQ3：磁性开关，气动夹具双杆气缸缩回位置；SQ4：磁性开关，气动夹具双杆气缸伸出位置；ELP1：光电开关，90机械手爪正向限位检测；ELN1：光电开关，90机械手爪负向限位检测；ELP2：机械微动开关，加工轴正向限位检测；ELN2：光电开关，加工轴负向限位检测；SEN1：对射开关，传送带工件输入检测SEN2：对射开关，传送带工件输出检测；SEN3：反射开关，气动夹具工件检测；YV1：90搬运机械手垂直升降电磁阀；YV2：90搬运机械手手爪电磁阀；YV3：传送带气挡电磁阀；YV4：气动夹具双杆气缸电磁阀；YV5：气动夹具单杆气缸电磁阀

5、2.4、PLC硬件地址配置表PLC硬件地址配置表项 目 号SZBS-Y13031项目名称柔性生产线控制教学系统单元名称变频主轴成型加工单元PLC型号CPU224XP + EM277 + CP 243 + EM 223 + HMI(TPC1062KX)硬件厂商西门子 昆仑通态从站号4通讯协议Profibus-DP输入点信号说 明输入状态ONOFFI0.0MSTART单机启动有效无效I0.1MSTOP单机停止有效无效I0.2CEMG紧急停止有效无效I0.3M/A单/联机有效无效I0.4PWR-ON单元启动有效无效I0.51EL+90搬运机械手一正向限位机械开关（加工侧）有效无效I0.61EL-90

6、搬运机械手一负向限位机械开关（皮带机侧）有效无效I1.02EL+电主轴加工升降装置正向限位机械开关（下）有效无效I1.12EL-电主轴加工升降装置负向限位光电开关（上）有效无效I1.2SEN1传送带工件输入对射光电开关有效无效I1.3SEN2传送带工件输出对射光电开关有效无效I1.4SEN3加工工位工件检测反射光电开关有效无效I2.0SQ1加工工位伸缩缩回位置磁性开关（)有效无效I2.1SQ2加工工位伸缩伸出位置磁性开关（复位位)有效无效I2.2SQ3工件夹紧缩回位置磁性开关（复位位）有效无效I2.3SQ4工件夹紧伸出位置磁性开关（有工件时）有效无效输出点信号说 明输出状态ONOFFQ0.01

7、CP90搬运机械手步进电机脉冲信号(细分6400)Q0.12CP加工电主轴升降步进电机脉冲信号（细分6400）Q0.21DIR90搬运机械手步进电机脉冲方向信号有效无效Q0.32DIR加工电主轴升降步进电机脉冲方向信号有效无效Q0.5ASTART联机启动有效无效Q0.6HLALM报警指示灯有效无效Q0.7M4皮带机电机有效无效Q3.0YV190搬运机械手垂直升降电磁阀Q3.1YV290搬运机械手手爪电磁阀有效无效Q3.2YV3传送带气挡电磁阀有效无效Q3.3YV4气动夹具双杆气缸电磁阀有效无效Q3.4YV5气动夹具单杆气缸电磁阀有效无效Q4.0U1X1加工电主轴多段速频率1有效无效Q4.1U1

8、X2加工电主轴多段速频率2有效无效Q4.2U1X3加工电主轴多段速频率32.5、PLC程序 2.6、力控图2.6.1力控程序图IF k=1 &g=0 THEN yj=yj-70; IF yj =-220 THEN yj=-220; n=1; ELSE ENDIFELSEENDIF IF n=1;THEN yj1=yj1-40; jixiebi=jixiebi-30;ELSEENDIF3、 心得体会通过本次课程设计，发现自己对知识的掌握很不熟练，对监控组态和可编程序控制器学习的不够深，在课设中遇到了很多困难与问题，在和同学老师讨论学习中把所学理论知识和生产实际很好的联系起来,真正做到了学以致用，方才觉着自己几年毕竟没白学，能切切实实的解决一些实际问题了。从设计之初的模糊、困惑到设计完成之后的豁然开朗。通过设计才认识到之前的观念是片面的。4、 参考文献 1 殷洪义.可编程序控制器选择、设计与维护/