“双元制”培养模式下的PLC项目教学1573.docx

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1、无心外园磨床自动上料装置的PLC控制摘要：针对对汽门杆无无心外园磨磨床需要人人工送料，没没有工件计计量和测量量提示报警警，也不能能对螺杆和和滑板进行行自动加油油等情况。在在这里介绍绍我们已设设计开发好好的自动上上料装置，并并重点分析析PLC控控制系统程程序设计的的过程和要要求。目前前上料装置置已成功地地实现了自自动化单机机生产，并并在实际应应用中取得得良好的经经济效益。关键词：汽汽门杆；无无心外园磨床；自动上料料装置；电磁阀；PLC控控制 1 前言汽门是发动动机的重要要组成部件件，让空气气或混合气气进入的称称为进气汽汽门，让燃烧后的废气气排出的称称为排气汽汽门。汽门门加工质量量的好坏，直直接影

2、响发发动机的性性能，而汽汽门杆无心心外园磨床床是汽门加加工的专用用设备之一一，它负责责研磨汽门门的细杆部部分，汽门门彩图如图一一。因为该磨床床是半自动动设备，需需要人工送送料，没有有自动报警警和自动计计量等系统统，操作人人员的劳动动强度大，并存在较较大的无法法避免的操操作安全隐患，而且且操作人员员的素质决决定了日产产量和工件件的研磨质质量，因此，对磨磨床进行自自动化改造造势在必行行。这样不不但可以彻彻底解决以以上问题，还还可以提高高生产效率率，创造更更好的经济济效益。2 改造前前磨床的结结构和工作作过程 磨床的的结构示意意图及实物物彩图见图一，其工作过过程是：首先启动研研磨砂轮，延延时后自动动

3、开启磨削液，研磨磨进刀系统解锁锁。按下进进刀启动按按钮，经可调调的延时后后，进给压轮开始始快速进刀（在这个个时间段里里，操作人人员必须完完成用手拿着汽门门装夹位把把其放进磨磨床），碰到减速弹簧后，变变为磨削工工件的研磨磨加工慢速速行程，进给压压轮进刀完完成后，压压下行程开开关，启动时间继继电器计时时（可调，为为最后研磨磨），图一到点后，则则要快速退刀刀，回到原原点，压下下行程开关，排排料杆顶出出后用弹簧簧力复位。等待数秒（可调）后后，无论操操作人员是是否放置工工件，机器器都自动进进入第二个个工作周期期，如此不不断地循环环工作，直直到人工干干预停止，整整个控制过过程原设计计为继电器器控制。从上面

4、的操操作流程可可以看出：加工工件件的数量与与质量完全全由操作员员的素质决决定，而且且必须每人人操作一台台机，操作作人员注意意力要高度度集中，稍稍有疏忽就就会造成工工件不合格格甚至引起起生产安全全问题。3 无心外外园磨床的的自动化改造造3.1 改改造方案图二在操作员站站立侧加装装代替人手手的能旋转转180的机械放料料手，其示示意和实物物图见图二二。(1)加装装的自动上料料装置，必必须有三种种控制模式式：手动调试模模式：用于于手动测试试各执行机机构能否单单独正常工作，能否否正确地完完成工件的的传送过程程，保证工工件准确地地放置到相相应位置。半自动加工工模式：为为了满足工件小小量生产或或是样板工工件

5、的加工工要求，保保留了半自动加加工模式，这这是极少使用的加工工模式。全自动加工工模式：全全自动加工工模式是关关键所在，是是工厂正常常生产与工工件加工质质量和数量量的根本保保证，这是是机器长期期工作的加加工模式。(2)改装装后的无心心外园磨床电气控控制分为两两大部分：第一大部部分是砂轮轮转动控制制系统，采采用三菱MMR-J22S-2000A伺服服放大器和和HC-SSFS2003伺服电电机，使用用速度控制制模式工作作，用电位位器调整砂砂轮转速。它它是独立系系统，与PPLC控制制无关。第二二部分是自自动上料装装置的控制制，其控制制构成的方方式是：以以PLC为为控制中心心，以电磁磁阀的控制制线圈为PP

6、LC的输输出执行元元件，再由由电磁阀控控制气缸和和油缸为最最终执行元元件，以及及控制CLL电机的正正、反转继继电器和灯灯光报警器器等形成了了整个按PPLC程序序去执行相相应动作的的机构系统统，以达到到生产控制制要求，并并最终完成成生产任务务。(3) 改改造后的无无心外园磨磨床的工作作过程如下下：操作员把工工件放满导导入槽 在在自动模式式下按启动动按钮 料料架检测有有无工件 工件无无 报警 操作员员放入工件件后，自动动转到进料料工步 工件有有 进料 工件固固定1 PPA夹持工工件向下转转 工件转转移到CLL转臂并进进行固定22 PA放出出工件后向向上返回 返回到原原点后等待待下一周期期或复位CL

7、夹持工工件进 CL夹持持工件在中中间位 CCL夹持工工件再进 CCL在前端端放下工件件 CL退退回原点等等待下一周周期 LB进进刀 LBB退刀 排排料 排料料确认并返返回原点等等待下一周周期3.2 PLC控控制系统的的输入/输输出分配本系统选用用FX1NN-40MMR可编程程控制器，II/O分配配图如图三三。SB1是是自动和半半自动加工工时的启动动按钮，也也是测量位位暂停，工工件经测量量合格后，再再次启动工工作的启动动按钮。SSB2是自自动和半自自动加工时时的停止按按钮，工件件处于加工工过程中按按下，机器器则必须完完成本次加加工后才能能停止。X55X155的是手动动调试开关关，X166X277

8、的是分布布机器各检检测位置的传感器器，Y1Y66及Y155Y177接电磁阀的的线圈YAA1YAA9，均使使用2200V交流电电，Y100、Y111、Y133接220VV的继电器器，Y122、Y144接220VV的红色、黄黄色灯光报报警器。图三图三图四3.3 PLC控控制程序设设计程序设计的的关键在于于自动/半半自动/手手动的程序序结构设计计、全自动动控制的顺顺序功能图图设计、半半自动顺序序功能图设设计，具体体见图四和和图五。但但由于全自自动控制程程序必要的的互锁和运运动机构执执行的先后后顺序锁定定比较复杂杂，在编程程时，除了考虑顺序序功能图中中的注解事事项外，还还要解决以下下的问题：（1）在进

9、进行模式控控制转换时时，因S00S9999都是保保持用，因因此每次模模式转换都都要对用到到的状态继继电器S、计数器C复位。（2）启动动按钮SBB1的锁定定要求，在在半自动和和全自动加加工模式下下，当系统统已处于加加工过程，此此时，尽管管再次按动动SB1，系系统不受任任何影响。也也就是必须须让SB11按下一次次启动程序序后就立即即无效，只只有停止按按钮SB22和模式转转换按钮SSA1才能能解除。（3）PAA转臂向下下转的条件件是只有在在CL转臂臂到位和固固定2气缸缸缩回后，PPA转臂才才能夹着工工件向下转转，把工件件转送给CCL转臂。图四（4）CLL转臂转动动位置与转转动的条件件是程序设设计的重

10、点点与难点所所在。首先先CL转臂臂在A位把把PA转臂臂送来的工工件用固定定2气缸压压紧后，CCL转臂则则顺时针转转动，如果果是第一个个工件则直直接送到CC处的磨削削加工位，从从第二个工工件开始，则则会停留在在B位，等等待LB磨磨削前一个个工件完成成并在排料料和出料都都已确认后后，再从BB位转到CC位，在CC位放下工工件后回到到A位取件件。在CLL转臂转到到B位的过过程中，PPA转臂则则往上返回回，进行工工件的装夹夹，完成后后等待CLL转臂回到到A位取件件，如此不不断循环。而CL转臂臂从B位向向C位转动动，第一个工工件用C00常闭直接接转移，从从第二个开开始则要满满足以下条条件：无料报警警不动作

11、。在LB退退刀到位后后，排料杆杆弹出并得得到确认。如果工件被弹出则要碰到出料确认板，从而实现出料确认条件。测量暂停/连续工作选择开关SA2要在连续工作位。四个条件确认CL转臂则带着工件从B向C运动并在C处放下工件，然后返回A位装夹工件。 另外，测测量暂停位位的作用是是：磨削一一定数量的的工件后，由由于砂轮直直径尺寸变变小，则需需要测量工工件的加工工尺寸是否否合格，因因此，在这这里要设置置测量暂停停/连续工工作选择开开关SA22，当选择择测量暂停停位时，CCL转臂停停在B位，这这时对上一一次加工的的工件进行行测量，调调整好进给给压轮后，把把SA2打到连连续工作位位，再按下下启动按钮钮SB1，则则

12、CL转臂臂带着工件件从B向CC运动并在在C处放下下工件，然然后返回AA位装夹工工件。由于以上几几个条件确确认的时间间不可能也也不应该同同时发生，所所以必须设设计转换电电路将已产产生过的条条件记忆，等等待所有条条件满足后后则转步。（5）LBB进刀的条条件，在CL转转臂带着工工件从B向向C运动并并在C处放放下工件，然然后返回AA位装夹工工件的过程程中，LBB进刀要在在CL转臂臂离开C位位返回A位位的中途经经过B位时时启动，这这是LB进进刀必须满满足的条件件，为的是是防止LBB进给压轮轮压到CLL转臂上而而发生安全全事故。（6）排料料时间的要要求，排料时间间不能太短短也不能太太长，时间间太短，则则排

13、料动作作不充分，使使工件弹出出不到位，不不能完成出出料确认。时时间太长，则则排料针未未复位CLL已拿着工工件到达，造造成工件放放不下去，经过调试应控制在0.10.3秒内为佳。由于篇幅所限，具体程序略。4 结束语语磨床加装自自动上料装装置并实际际投入运行行后该技术术革新给生生产带来的的巨大变化化已得到证证明，不但但使单机日日产量数倍倍提高，同同时大幅减减小了机器器操作员人人数，由原原来的一人人一机的操操作模式变变为一人四四机的监控控模式，操操作者只需需完成加料料、测量、进进刀调节等等机器报警警提示的间间歇性任务务，大大地地降低了操操作者的劳劳动强度，彻彻底消除安安全生产隐隐患。该装装置具有调调试

14、简单、操操作方便、使使用安全、运运行可靠、效效率高、故故障率低、工工件加工效效果好等特特点，同时时由于软硬硬件均采用用合理化结结构和布局局，方便了了工程技术术人员的安安装、调试试和维修，为为工厂带来来了良好的的经济效益益，也为同同类型设备备的自动化化改造提供供范例。参考文献1三菱菱电机. FXX1S，FFX1N，FFX2N，FFX2NCC编程手册册 22002.2三菱菱电机. FXX1N系列列微型可编编程控制器器使用手册册 20000.3中华华人民共和和国国家标标准. 电电气制图S. 北京：中中国标准出出版社，11987.4廖常常初. PPLC基础础及应用M. 北京： 机械工业业出版社. 20003.图五5