專用機(jī)床PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)論文

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1、專用機(jī)床ＰＬＣ控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 根據(jù)用戶零件的加工工藝，用可編程序控制的專用機(jī)床可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動化。它結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，運(yùn)行可靠，生產(chǎn)率高。用ＰＬＣ控制的專用機(jī)床，工作臺循環(huán)為六種方式，快進(jìn)→工進(jìn)→快返等，通過限位開關(guān)采集信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換控制，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，易于使用和維護(hù)。 １控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)采用進(jìn)口—ＳＳＤ１５１２Ｃ／１６驅(qū)動器，控制進(jìn)給電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)及高、低速。為確保進(jìn)給驅(qū)動器不受電網(wǎng)電源以及外圍強(qiáng)電、電弧等的干擾，在電源輸入端加一隔離變壓器ＴＣ３。由于Ｉ／Ｏ點(diǎn)數(shù)為２１／８，并根據(jù)用戶要求留有一定余量，我們選用三菱ＦＸＩＮ—４０ＭＲ可編程序控制器。為防止電網(wǎng)電

2、源對可編程控制器的干擾，在其輸入端也加了一個(gè)隔離變壓器ＴＣ１（系統(tǒng)硬件接線圖如圖１）。 限位開關(guān)選用五點(diǎn)位控制的行程開關(guān)ＳＱ１作為位置檢測，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位（限位開關(guān)往返控制），輸入端采用內(nèi)部２４Ｖ直流電壓，用－２Ａ的熔斷器保護(hù)，輸出端繼電器部分用交流１１０Ｖ電壓，每個(gè)繼電器線圈的兩端都并聯(lián)一阻容吸收電路，防止感應(yīng)負(fù)載斷開時(shí)產(chǎn)生很高的感應(yīng)電動勢或浪涌電流對ＰＬＣ輸出點(diǎn)的沖擊（控制操作面板如圖２）。ＳＡ６控制主軸正、停、反轉(zhuǎn)，ＳＡ２控制主軸的啟動、停止，ＳＡ１控制冷卻開關(guān)，ＳＡ３控制進(jìn)給正、停、反轉(zhuǎn)，ＳＡ４選擇快進(jìn)、停、工進(jìn)，ＳＡ５六種方式選擇，選用數(shù)字式波段開關(guān)、二進(jìn)制碼，其輸入配線減少，只

3、需三個(gè)輸入點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為３０°，－ＲＰ１進(jìn)給速度選擇，ＳＢ１急停，ＳＢ３循環(huán)啟動（在小面板上）。 ２控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 整體的設(shè)計(jì)思路，有手動與自動循環(huán)兩種。在ＰＬＣ梯形圖中手動與自動循環(huán)分別控制，自動循環(huán)時(shí)，手動無效。手動與自動循環(huán)都設(shè)有互鎖。 （１） 手動操作設(shè)計(jì)：手動針對機(jī)床調(diào)整，工件對刀。直接用面板上的按鈕與旋鈕開關(guān)操作。進(jìn)行主軸正轉(zhuǎn)，停，反轉(zhuǎn)。工作臺的左進(jìn)，右進(jìn)，停（正轉(zhuǎn)，停，反轉(zhuǎn)）。工作臺的快進(jìn)，工進(jìn)，停的操作。機(jī)床調(diào)整完畢，各限位開關(guān)擋塊．應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)需要進(jìn)行位置固定。固定后機(jī)床即可進(jìn)入自動循環(huán)操作。自動循環(huán)操作時(shí)，主軸置于正轉(zhuǎn)位置。進(jìn)給應(yīng)旋在停的位置。

4、 （２） 自動循環(huán)控制設(shè)計(jì)：六種自動循環(huán)方式主要針對六種類型加工，各方式動作順序如圖４，在做自動循環(huán)梯圖時(shí)，首先考慮整個(gè)循環(huán)的生產(chǎn)節(jié)拍為２０－２６ｓ，電機(jī)、繼電器工作頻繁，進(jìn)給電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)，都要在轉(zhuǎn)換好后，經(jīng)延時(shí)，再給系統(tǒng)上電，這樣可避免強(qiáng)電切換時(shí)引起拉弧，以提高繼電器的使用壽命。 在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)床處于自動循環(huán)操作模式，方式選擇旋鈕總在選擇的一個(gè)位置上，當(dāng)自動循環(huán)方式選擇在（二）時(shí)（如圖３），上電后經(jīng)延時(shí)１ｓ，Ｙ０１０得電，斷制動。當(dāng)按下↓ＳＢ３循環(huán)啟動按鈕后，→進(jìn)給電機(jī)正轉(zhuǎn)→主軸轉(zhuǎn)，→機(jī)床快速進(jìn)給→快進(jìn)，壓下限位開關(guān)Ｘ０１３，→快進(jìn)停，→制動（能耗制動）→斷開制動，→機(jī)床

5、工進(jìn)（銑工件），當(dāng)工進(jìn)壓下限位開關(guān)Ｘ０１４時(shí)，→工進(jìn)停，→主軸停，→正轉(zhuǎn)停，→進(jìn)給反轉(zhuǎn)，→快速反向進(jìn)給，這時(shí)計(jì)數(shù)器開始工作。ＣＮＴ１５記憶Ｘ０１３限位開關(guān)采集到的信號，ＣＮＴ１６記憶Ｘ０１２限位開關(guān)采集的信號，當(dāng)開關(guān)采集到第一次的Ｘ０１２信號時(shí)，→主軸正轉(zhuǎn)，當(dāng)ＣＮＴ１５采集到Ｘ０１３限位開關(guān)的二次信號后，→反向快進(jìn)停，→能耗制動，經(jīng)延時(shí)，→斷制動，→反向工進(jìn)（銑工件），當(dāng)工進(jìn)壓下Ｘ０１４限位開關(guān)時(shí)→反向工進(jìn)停止，計(jì)數(shù)器ＣＮＴ０１５被清“０”，→進(jìn)給電機(jī)反轉(zhuǎn)停，→主軸停?！M(jìn)給電機(jī)正轉(zhuǎn)，→快速正向進(jìn)給當(dāng)壓下Ｘ１０限位開關(guān)，ＣＮＴ０６采集到二次信號后動作，→快進(jìn)停，→能耗制動，經(jīng)延時(shí)，→斷制動（機(jī)

6、床停在原始點(diǎn)Ｘ０１２上），為下次循環(huán)作準(zhǔn)備，自動循環(huán)結(jié)束。這是典型的專用機(jī)床按順序動作的步進(jìn)控制系統(tǒng)，采用ＰＬＣ的步進(jìn)指令編程。 其他五種自動循環(huán)動作順序如圖４。這六種自動循環(huán)動作順序，在ＰＬＣ梯形圖中都有互鎖與自鎖，選定其中一種方式后，一旦按下自動循環(huán)按鈕鎖定該方式，直到自動循環(huán)結(jié)束。需要中斷則按急停。 ３結(jié)束語 用可編程控制器設(shè)計(jì)的專用機(jī)床電氣控制系統(tǒng)，線路簡單，操作方便，造價(jià)低廉。系統(tǒng)可靠性高，功能強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定、準(zhǔn)確，方便維修與方式的更改。 參考文獻(xiàn)： １三菱微型可編程控制。ＦＸ１Ｎ編程手冊［Ｋ］．手冊編號：ＪＹ９９２Ｄ６２００１． ２劉金琪．機(jī)床電氣自動控制［Ｍ］．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，２０００．