三面銑組合機(jī)床機(jī)電控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、 課程設(shè)計(jì)的目的1、步鞏固本課程所學(xué)知識(shí)。2、一般生產(chǎn)機(jī)械PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試方法。3、一般生產(chǎn)機(jī)械電氣線路的施工設(shè)計(jì)。4、養(yǎng)查閱圖書資料、工具書的能力。5、養(yǎng)工程繪圖、書寫技術(shù)報(bào)告的能力。二、 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容概述1、三面銑組合機(jī)床概述三面銑組合機(jī)床是用來(lái)對(duì)Z512W型臺(tái)式鉆床主軸箱的80、90孔端面及定位面進(jìn)行銑削加工的一種自動(dòng)加工設(shè)備。下圖1為加工工件的示意圖。（1）基本結(jié)構(gòu) 三面銑組合機(jī)床主要由床座、床身、銑削動(dòng)力頭、液壓動(dòng)力滑臺(tái)、液壓站、工作臺(tái)、工件夾緊液壓缸等組成。機(jī)床底座上安放有床身，床身上安裝有液壓動(dòng)力滑臺(tái)，工件及夾緊裝置放于滑臺(tái)上。床身的兩安裝有一臺(tái)銑削頭，上方有立銑頭。（2）液壓系統(tǒng)三面銑組合機(jī)床中工件松緊是由液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。下圖2為液壓系統(tǒng)的原理圖。 圖2液壓系統(tǒng)原理圖 元 件工 序YV1YV2BP2原 位（+）夾 緊+快 進(jìn)（+）+工 進(jìn)（+）+快 退（+）+松 開+（3）機(jī)械動(dòng)力滑臺(tái) 機(jī)械動(dòng)力滑臺(tái)由滑臺(tái)、滑座和雙電機(jī)（快速及進(jìn)給電機(jī)）傳動(dòng)裝置三部分組成?？焖龠M(jìn)給電動(dòng)機(jī)用來(lái)拖動(dòng)滑臺(tái)快進(jìn)和快退運(yùn)動(dòng)，工進(jìn)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)滑臺(tái)工作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，在工進(jìn)時(shí)，只允許工進(jìn)電機(jī)單獨(dú)工作，快速進(jìn)給電機(jī)由控制器制動(dòng)?；_(tái)的自動(dòng)工作循環(huán)是靠傳動(dòng)裝置將動(dòng)力傳遞給絲桿來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（4）工件的加工過(guò)程 三面銑組合機(jī)床的加工過(guò)程操作者將要加工的零件放在工件臺(tái)的夾具中，在其它準(zhǔn)備工作就緒后，發(fā)出加工指令。工件夾緊后壓力繼電器動(dòng)作，液壓動(dòng)力滑臺(tái)（工作臺(tái)）開始快進(jìn)，到位轉(zhuǎn)工進(jìn)，同時(shí)啟動(dòng)左和右1銑頭開始加工，加工到某一位置，立銑頭開始加工，加工又過(guò)一定位置右1銑頭停止，右2銑頭開始加工，加工到終點(diǎn)三臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)停止。待加工完全停止后，滑臺(tái)快退回原位，工件松開，一個(gè)自動(dòng)工作循環(huán)結(jié)束。操作者取下加工好的工件，再放上未加工的零件，重新發(fā)出加工指令重復(fù)上述加工過(guò)程。（5）主要電器參數(shù)電機(jī)、滑臺(tái)、電磁閥參數(shù)如下：左、右2銑削頭電動(dòng)機(jī)：J02-41-4,4.0KW,1440r/min,380V,8.4A；立、右1銑削頭電動(dòng)機(jī)：J02-32-4,3.0kW,1430r/min,380V,6.5A；液壓泵電動(dòng)機(jī)：J02-22-4,1.5KW,1410r/min,380V,3.49A；機(jī)械動(dòng)力滑臺(tái)的電機(jī)：J02-22-4,1.5KW,1410r/min,380V,3.49A；電磁閥:二位四通閥Z24 DW-25,直流24V,0.6A,14.4W。2、三面銑組合機(jī)床的控制要求有單循環(huán)自動(dòng)工作、單銑頭自動(dòng)循環(huán)工作、點(diǎn)動(dòng)三種工作方式。單循環(huán)自動(dòng)工作過(guò)程如圖3所示，油泵電機(jī)在自動(dòng)工作一個(gè)循環(huán)后不停機(jī)。單銑頭自動(dòng)循環(huán)工作包括：左銑頭單循環(huán)工作，右1銑頭單循環(huán)工作，右2銑頭單循環(huán)工作，立銑頭單循環(huán)工作。單銑頭自動(dòng)循環(huán)工作時(shí)，要考慮各銑頭的加工區(qū)間。點(diǎn)動(dòng)工作包括：四臺(tái)主軸電動(dòng)機(jī)均能點(diǎn)動(dòng)對(duì)刀、滑臺(tái)快速點(diǎn)動(dòng)調(diào)整、松緊液壓缸的調(diào)整。五臺(tái)電動(dòng)機(jī)均能單向旋轉(zhuǎn)。要求有電源、液壓泵工作、工件夾緊、加工等信號(hào)指示。要求有照明電路和必要的連鎖環(huán)節(jié)與保護(hù)環(huán)節(jié)。三、 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求（1）確定輸入/輸出設(shè)備，選擇PLC；分析確定系統(tǒng)方案，設(shè)計(jì)合理PLC控制系統(tǒng)；（2）繪制PLC外部接線圖；（3）根據(jù)三面銑組合機(jī)床的控制要求，畫出系統(tǒng)的功能表圖；（4）編制PLC梯形圖程序并調(diào)試；（5）正確計(jì)算選擇電器元件，列出電器元件一覽表；（6）繪制電氣接線圖，接線并調(diào)試；（7）整理技術(shù)資料，編寫使用說(shuō)明書。四、 課程設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容（一） 硬件設(shè)計(jì)1、I/O分配表I/O編號(hào)功能符號(hào)X00自動(dòng)SA1-1X01手動(dòng)SA1-2X02單循環(huán)啟動(dòng)SA2-1X03左銑頭單循環(huán)SA2-2X04右1銑頭單循環(huán)SA2-3X06立銑頭單循環(huán)SA2-4X05右2銑頭單循環(huán)SA2-5X07啟動(dòng)SB1X10工件夾緊SB2X11原位SQ1X12左、右1銑/工進(jìn)SQ2X13立銑頭啟動(dòng)SQ3X14右1銑停/右2銑啟SQ4X15終點(diǎn)SQ5X16工件松開SB3X17滑臺(tái)快進(jìn)SB4X20滑臺(tái)快退SB5X22液壓泵啟動(dòng)SB7X23回原位SB8X24左銑頭點(diǎn)動(dòng)SB9X25右1銑頭點(diǎn)動(dòng)SB10X26立銑頭點(diǎn)動(dòng)SB11X27右2銑頭點(diǎn)動(dòng)SB12X21停止SB6Y02工作臺(tái)快進(jìn)KM7YO4工作臺(tái)快退KM8Y16液壓泵電機(jī)啟動(dòng)KM5Y10右2銑頭啟動(dòng)KM4Y07立銑頭啟動(dòng)KM3Y06右1銑頭啟動(dòng)KM2Y05左銑頭啟動(dòng)KM1Y03滑臺(tái)工進(jìn)KM6Y01工件松開YV2Y00工件夾緊YV1Y11液壓泵工作指示HL2Y12原位指示HL1Y15終點(diǎn)指示HL5Y13工件夾緊指示HL3Y14加工指示燈HL42、PLC外部接線圖3、電器元件一覽表電氣符號(hào)型號(hào)SB1SB12LA2-11KSQ1SQ5LX32-1QSA1/SA2LW6-2/LW6-5KM1KM8CJ20-10/3FRJR16-20FURLS1-10（1） 主電路及照明電路（二）程序設(shè)計(jì)1、單循環(huán)自動(dòng)工作（1） 單循環(huán)功能表圖（2）單循環(huán)工作梯形圖2、左銑單循環(huán)工作左銑單循環(huán)功能表左銑單循環(huán)梯形圖3、右一銑頭循環(huán)工作（1）右一銑頭功能表圖（2） 右一銑頭工作梯形圖4、立銑頭循環(huán)工作（1） 立銑頭功能表圖（2）立銑頭工作梯形圖5、右二銑單循環(huán)工作右二單循環(huán)功能表右二單循環(huán)梯形圖6、點(diǎn)動(dòng)工作流程圖（1）點(diǎn)動(dòng)功能表（2）點(diǎn)動(dòng)梯形圖4、公用程序（2） 回原位程序（3） 手動(dòng)程序（4） PLC梯形圖總體結(jié)構(gòu)圖（5） 控制面板使用說(shuō)明書：三面組合機(jī)床電控系統(tǒng)介紹：具有自動(dòng)、手動(dòng)、單循環(huán)啟動(dòng)、左銑頭單循環(huán)、右1銑頭單循環(huán)、立銑頭單循環(huán)、和右2銑頭單循環(huán)7種工作方式，用轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行控制。手動(dòng)方式時(shí)，用各操作按鈕來(lái)點(diǎn)動(dòng)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，單循環(huán)時(shí)，每按一次啟動(dòng)按鈕，向前執(zhí)行一個(gè)循環(huán)動(dòng)作，自動(dòng)時(shí)首先機(jī)床回原位，再按下啟動(dòng)按鈕就會(huì)執(zhí)行一個(gè)周期，換回原位工作方式時(shí)，按下“回原位”按鈕工件自動(dòng)回到原位狀態(tài)。（三）調(diào)試過(guò)程及模擬調(diào)試電路1、實(shí)際點(diǎn)與代替點(diǎn)關(guān)系圖輸入點(diǎn)實(shí)際點(diǎn)代替點(diǎn)輸出點(diǎn)實(shí)際點(diǎn)代替點(diǎn)X00SA1自動(dòng)/手動(dòng)Y00工件夾緊L1X03SA2X軸Y02滑臺(tái)快進(jìn)L2X07SB3啟動(dòng)Y03滑臺(tái)工進(jìn)L3X12SQ2復(fù)位Y05左銑工作L4X15SQ5正向Y04滑臺(tái)快退L5X11SQ1反向Y01工件松開L62、調(diào)試總結(jié) 在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試時(shí)，我調(diào)試的是左銑單循環(huán)程序。我先聽老師講解了調(diào)試的過(guò)程以及調(diào)試要達(dá)到的效果，然后我回到寢室將程序編好，寫在草稿紙上。星期三上午，我來(lái)到實(shí)驗(yàn)室，將線路按我事先畫好的外部接線圖接好，老師檢查后就開始實(shí)驗(yàn)。第一次試驗(yàn)沒(méi)有成功，可能是機(jī)器的原因M8002不能觸發(fā)初始脈沖，檢查重新啟動(dòng)plc之后，進(jìn)行第二次試驗(yàn)，這次試驗(yàn)相當(dāng)成功，達(dá)到了老師想要的效果，課程設(shè)計(jì)調(diào)試這一步驟圓滿結(jié)束。 通過(guò)這次試驗(yàn)，我懂得了做實(shí)驗(yàn)之前一定要把準(zhǔn)備工作做好，只有這樣，我們才能提高做實(shí)驗(yàn)的效率和準(zhǔn)確度。五、 課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì)課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程.隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，數(shù)控銑床已經(jīng)成為當(dāng)今機(jī)械加工行業(yè)中不可或缺的，占有重要地位的機(jī)床。因此作為二十一世紀(jì)機(jī)械專業(yè)的大學(xué)生來(lái)說(shuō)掌握數(shù)控銑床的構(gòu)造及原理是十分重要的?；仡櫰鸫舜握n程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從不知如何下手到最終的定稿，從程序的編寫到實(shí)際的調(diào)試，在整整兩星期的日子里，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說(shuō)熱繼電器的原理不是很懂，plc的選型，輔助繼電器的應(yīng)用通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新溫故，培養(yǎng)了一定的自學(xué)能力和獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。包括學(xué)會(huì)自己分析解決問(wèn)題的方法，對(duì)設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題，能通過(guò)獨(dú)立思考、查閱工具書、參考文獻(xiàn)，尋找解決方案。復(fù)習(xí)鞏固了機(jī)電傳動(dòng)控制的各方面內(nèi)容，對(duì)PLC設(shè)計(jì)的流程有了一定的了解。對(duì)PLC的應(yīng)用有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，把PLC與實(shí)際生活的事物可以聯(lián)系起來(lái)。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多編程問(wèn)題，最后在梁強(qiáng)老師的辛勤指導(dǎo)下，終于游逆而解。同時(shí)，在曾老師的身上我學(xué)得到很多實(shí)用的知識(shí)，在次我表示感謝！同時(shí)，對(duì)給過(guò)我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！六、參考資料可編程序控制器原理與應(yīng)用 程憲平主編 化學(xué)工業(yè)出版社機(jī)電傳動(dòng)與控制 程憲平主編 華中科技大學(xué)出版社22