去毛刺机床电气控制分析与plc改造(终稿)-毕业论文.doc
《去毛刺机床电气控制分析与plc改造(终稿)-毕业论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《去毛刺机床电气控制分析与plc改造(终稿)-毕业论文.doc(19页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、 南通纺织职业技术学院毕业设计(论文)去毛刺机床电气控制分析与PLC改造卞国新 班 级 07机电四 专 业 机电一体化 教 学 系 机电系 指导教师 李智明 完成时间 年 月 日至 年 月 日 目 录1 概述-11.1去毛刺机的介绍与改造要求-11.2电气控制系统-21.3可编程序控制器-32 专业去毛刺机床电气控制线路分析-52.1工艺过程-52.2主电路原理图的分析-52.3控制电路的分析-63 程序的调试与PLC的使用- - -143.1基于PLC对机床控制电路进行改进-143.1.1控制要求-143.1.2输入输出配置-153.1.3工作方式与梯形图-163.1.4程序清单-183.2
2、调试与运行- -144结论-21个人小结谢辞参考文献附图摘 要:本次毕业论文是专用对去毛刺机床设备的介绍,工作原理与电气控制系统的分析,再对机床辅助电路控制系统进行PLC改造。主要进行了对电气控制系统的改进,在以前继电器控制系统产品的基础上,采用了工业控制专用计算机可编程控制器控制系统。在PLC及外部电气系统控制下,通过控制进给油泵电机、主轴电机、冷却电机、等三个电磁阀的逻辑程序动作,完成去除各类零件的毛刺任务。利用功能和优点较为齐全的可编程控制器(PLC)来对去毛刺电气控制系统进行控制及运行,以及机床电气控制对系统液压回路的控制来完成整个零件加工过程的动作要求,从而来完成整个操作过程中的各项
3、任务。关键词:主轴电机、专用去毛刺机床、PLC1 概 述随着生产和技术的发展,在以机械、电子技术为主的多门技术学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来一门新兴边缘技术学科。该设备名称为去毛刺专用机床。它是适用于各类零件毛刺去除。机床的有三个电机和三个汽缸,主轴电机,进给电机,冷却电机,定位夹紧缸,插刀缸,去刺缸,接触器,继电器等组成。1.1去毛刺机床的介绍与改造要求在现代化工业生产中,生产工艺要求的提升,使得在工业生产的各个过程中工作要求更加缜密,更加仔细。其中之一的对工厂加工部件的去毛刺机的这一过程就突显对生产工艺的要求之高。去毛刺机床是目前工业生产过程中对工部件表面进行抛光处理的一种
4、较为常用的系统设备。去毛刺机床可以去处各种工件生产加工时产生的毛刺。去毛刺机床主运动由电动机M1集中传动,旋转零件是靠主轴运动来完成。 主轴电动机M1制动采用接触器反接制动器。刀架快速移动、加工由进给油泵电动机M2拖动。 冷却泵由电动机M3拖动。进给运动的纵向左右运动,横向前后运动,以及快速移动、转动都由手动操纵。此次毕业设计,是根据生产机械的控制要求,完成电控装置在制造、使用和维护过程中所需的图样和资料,采用功能和优点较为齐全的可编程控制器(PLC)来对去毛刺电气控制系统进行控制及运行,以及机床液压回路的控制来完成整个零件加工过程的动作要求,从而来完成整个操作过程中的各项任务。任务是:将加工
5、出来的半成品零件在生产过程中所产生的毛刺进行去除。要求是:工件从定位夹紧插刀进去刺进去刺退插刀退松夹拨销。将操作方式由电气系统控制的手动控制操作改进为由可编程序控制器(PLC)控制的手动与自动控制操作。机床电机的控制仍是用继电器和接触器来控制。1.2 电气控制系统电气控制系统是由电气元件按照一定要求连接而成,是机床的重要组成部分。不但可对各台电动机的启动、制动、反转、停车等进行控制,还具有对各台电动机之间实行协调、联锁、顺序切换、显示工作状态的功能。但对生产过程比较复杂的系统使用继电器和接触器会产生一些问题,比如说接线复杂,维护费时费力。元器件多,故障点就多。接线完成后就只能实现一种特定的功能
6、。操作繁琐。1.3 可编程序控制器可编程序控制器(Programmable Logic Controller,习惯上简称为PLC)是以微处理器为核心的通用工业自动化装置。是20世纪60年代末在继电器控制系统的基础上开发出来的,它将传统的继电器控制技术与计算机技术和通信技术融为一体,具有结构简单、性能优越、可靠性高、灵活通用、易于编程、使用方便等优点。具体来说,PLC的特点表现为以下几个方面:硬件的可靠性高。PLC专业在工业环境的恶劣条件下应用而设计。一个设计良好的PLC能置于有很强电噪声、电磁干扰、机械振动、极端温度和湿度很大的环境中。在硬件设计方面,首先是选用优质器件,再就是采用合理的系统结
7、构,加固、简化安装,使它易于抗振冲击,对印刷电路板的设计、加工和焊接都采取了极为严格的工艺措施,而在电路、结构及工艺上采取了一些独特的方式。由于PLC本身具有很高的可靠性,所以在发生故障的部位大多集中在输入/输出的部位以及如传感器件、限位开关、光电开关、电磁阀、电机等外围装置上。编程简单,使用方便。用微机实现自动控制,常使用汇编语言编程,难于掌握,要求使用者具有一定水平的计算机硬件和软件知识。PLC采用面向控制过程、面向问题的编程方式,与目前微机控制常用的汇编语言相比,虽然在PLC内部增加了解释程序,增加了程序的执行时间,但对大多数的机电控制设备来说,这种损耗是微不足道的。接线简单,通用性好。
8、在电信号匹配的情况下,PLC的接线只需将输入信号的设备(按钮、开关等)与PLC输入端子连接,将接受输出信号执行控制任务的执行元件(接触器、电磁阀)与PLC输出端子连接。接线简单、工作量少,省去了传统的继电器控制系统的接线和拆线的麻烦。PLC的编程逻辑提供了能随要求而改变的逻辑关系,这样生产线的自动化过程就能随意改变。这种性能使PLC具有很高的经济效益。用于连接现场设备的硬件接口实际上已经设计成为PLC的组成部分,模块化的自诊断接口电路能指出故障,并易于排除故障与替换故障部件,这样的软硬件设计就使现场电气人员与技术人员易于使用。可连接为控制网络系统。PLC可连接成为功能很强的网络系统。一般PLC
9、网络可以分为两类:一类是低速网络,采用主从方式通信,传输速率从几千波特到上万波特,传输距离为5002500m;另一类为高速网络,采用令牌传送方式通信,通信速率1M10Mbps,传输距离为5001000m,网上结点达1024。这两类网络相连,可以兼容不同类型的可编程控制器和计算机,从而组成控制范围很大的局部网络。易于安装,便于维护。PLC安装简单而且功能强大,其相对小的体积使之能安装在通常继电器控制箱所需空间的一半的地方。在大型PLC系统的安装中,远程输入/输出安放在最优地点。远程I/O站通过同轴电缆或双轴线连向CPU,这种配置大大减少了物料和劳力,远程子系统方法也意味着系统不同部分可在到达安装
10、场地安装时间。从一开始,PLC便以易维护作为设计目标。由于几乎所有的器件都是模块化的,维护时只需要换模块级插入式部件,故障检测电路将诊断指示器嵌在每一部件中,能指示器件是否正常工作,借阻于编程设备可见输入/输出是ON还是OFF,还可写编程指令来报告故障。另外,PLC把自动化技术、计算机技术和通信技术融为一体,并且还可以完成以下功能:逻辑控制、定时控制、计数控制、步进控制、A/D和D/A转换、数据处理、通信联网、对控制系统监控。总的来说,PLC的推广应用已在世界范围内形成热潮,目前PLC发展方向主要是朝着小型化、廉价化、标准化、系列化、智能化、高速化、大容量化、网络化方面发展,这将使PLC功能更
11、强,可靠性更高,使用更方便,适用而更广。 因此,近年来在工业自动化控制、机电一体化、改造传统产业等方面广泛的应用。2 专业去毛刺机床电气控制线路分析2.1 工艺过程工件的定位夹紧装置的动作由二位四通电磁换向阀完成定位液压缸和夹紧缸动作,控制插刀液压缸和去刺液压缸活塞运动方向的切换电磁阀线圈三位四通电磁换向阀与三位四通电磁换向阀来完成。去毛刺液压控制生产线的工艺流程具体说明如下:(1)、定位夹紧缸工作:夹紧工件,工件被夹紧后,夹紧缸内压力达到压力继电器KP设定的值后停止工作,转到下一步工序。(2)、插刀缸工作: 插刀前进,碰到工件后即触到限位开关2ST(SQ2)后停止。(3)、去刺缸工作:去刺前
12、进,去刺结束后,碰到限位开关4ST(SQ4)后停止。(4)、去毛刺完毕后:去刺后腿,退回至碰到限位开关3ST(SQ3)后停止。(5)、插刀后腿:碰到限位开关1ST(SQ1)即停止工作。(6)、插刀完毕后:定位夹紧缸开始松夹停止,被去过毛刺好的工部件被取下来。至此,整个取毛刺的过程完成了一个工作循环,再按下启动按钮,则开始下一个工件去毛刺的工作循环。2.2 对主电路原理图的分析图21 电气原理图主电路的电机是由接触器KM1、KM2、KM3分别控制,如图21所示。 机床的三相电源由电源引入开关QS引入,经熔断器FU1,实现对主电路的过流过压和短路保护。主轴电动机M1,由接触器KM4控制运行,接触器
13、KM1串联电阻R实现降压制动。同时采用过热继电器FR1实现过载保护,还有接地保护。另外用速度继电器KS来限制电机的最大转速。进给电动机M2,由接触器KM2控制实现刀架的快速移动加工,有接地保护和过载保护过热继电器FR2.冷却电机M3,由接触器KM3来控制实现拖动冷却泵对工件进行冷却,有接地保护和过载保护过热继电器FR3。机床电气传动的特点及控制(1) 机床主运动由电动机M1集中传动,旋转零件(满足零件加工要求)是靠主轴运动来完成。(2) 主轴电动机M1制动采用接触器反接制动器。(3) 刀架快速移动、加工由进给油泵电动机M2拖动。 (4) 冷却泵由电动机M3拖动。(5) 进给运动的纵向左右运动,
14、横向前后运动,以及快速移动、转动都由手动操纵。电动机型号:( GB 755-81电机基础技术要求)主轴电机M1:Y160M-4 11KW 380V 23.0A 1460r/min进给电机M2:Y90S-4 1.1KW 380V 2.7A 1400r/min 冷却电机M3:JCB-22 0.15KW 380V 0.43A 2790r/min2.3 电路控制分析合上引入开关QS,按下开关SB4,继电器KM4锝电,电机M1运转,同时常开开关KM4闭合实现自锁。开关SB1是转换开关,按下SB1继电器KM4失电。当电机M1的转速小于速度继电器KS的设定值,电机M1直接停止工作。当电机M1的转速大于速度继
15、电器KS的设定值,KS的常开开关就会闭合,继电器KM1得电,电机M1与R串联,电机电压降低,电机转速下降最后停止工作。按下按钮SB2接通接触器KM2,KM2得电,常开开关KM2闭合自锁,按下SB5继电器KM2失电,电机停止工作。电机M3由继电器KM3控制 ,SB3为启动开关 ,SB5为停止开关。合上按钮SB4,中间继电器KA1得电,同时常开开关KA1闭合自锁。加紧汽缸开始工作,当缸内压力达到压力继电器KP的设定值后,常开开关KP闭合,KA2得电,开关KA2闭合自锁,同时KA1失电保持。插刀缸前进,碰到工件后即触动限为开关2ST(SQ2)后停止。限位开关SQ2闭合,中间继电器KA4得电,去刺缸前
16、进,去刺结束后,碰到限位开关4ST(SQ4)后停止。限位开关SQ4闭合,中间继电器KA5得电,去刺后退,退回至碰到限为开关3ST(SQ3)后停止。限为开关SQ3闭合,中间继电器KA3得电,碰到限位开关1ST(SQ1)即停止工作。2.43 控制系统的PLC改进设计3.1设计PLC控制系统3.1.1控制要求本生产线除装卸工部件外,整个工艺过程能自动运行。同时,定位夹紧缸、去刺缸、插刀缸均能进行自动化控制和手动控制,以便对设备进行调整和检修。采用了二位四通电磁换向阀完成定位液压缸和夹紧缸动作,控制插刀液压缸和去刺液压缸活塞运动方向的切换电磁阀线圈三位四通电磁换向阀与三位四通电磁换向阀来完成。3.1.
17、2 输入输出配置根据机床工作的动作顺序,各个继电器与电机的得电顺序和各动作之间的互锁与联锁等输入信号分析:(1) 输入信号1) 行程开关:用于定位加紧汽缸,插刀汽缸,去刺汽缸的位置检测和自锁每个汽缸采用4个接触式开关。2) 主令开关:泵的起停开关,手动和自动转换开关,急停按钮 。(2) 电磁阀线圈:控制汽缸换向的电磁阀,共6个电磁阀线圈,还有一个泵控制线圈。由此可见,本系统至少需要19个输入点和7个输出点。3.1.3 PLC上的选用与I/O地址的分配已知控制系统的输入输出的点数:输入点为19点;输出点为7点。选择日本三菱公司生产的F系列产品。因此选择了F2N-48MR型可编程控制器。其输入继电
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 毛刺 机床 电气控制 分析 plc 改造 终稿 毕业论文
限制150内