3位旋转工作台的设计-plc控制

内容摘要 本次课程设计的主要内容是设计一款3工位旋转工作台，3个工位能分别完成上料、钻孔和卸料。 它的特点是须要用选择开关来确定限制系统的全自动运行、半自动运行和手动调整方式。手动调整采纳按钮点动的限制方式；系统处于半自动运行时，每执行完成一个工作循环，用一个启动按钮来限制进入下一次循环；系统处于全自动运行方式时，可实现自动往复地循环执行。上料器、夹紧装置、卸料器、钻头上下运动由液压缸驱动。夹紧力由压力继电器检测限制。钻头旋转、工作台旋转由电动机驱动。 该课程设计的创新点在于他能够通过选择开关来实现全自动、半自动和手动三种运行模式，并且手动调整时能够实现按钮点动，同时应当保证该工作台能够依次稳定运行且具有断电爱护功能。 关键词3工位；工作台；上料；钻孔；卸料 目 录 第1章 引言1 1.1 动作特性1 1.2 限制要求1 1.3总体设计思路2 第2章 PLC限制系统设计3 2.1 主电路设计3 2.2 液压限制系统设计3 2.3 PLC类型的选择4 2.4 I/O点的安排4 2.5 I/O接线图的绘制5 2.6 限制流程图的绘制7 2.7 限制程序的编制9 2.8限制程序的调试14 结论22 设计总结23 谢辞24 附录25 参考文献29 第1章 引言 3工位旋转工作台在机械加工数控装备中得到了广泛的应用，其中钻孔加工3工位旋转工作台由上料、钻孔和卸料三个部分组成，工作台每旋转120完成一个工位，各工位同时动作完成相应工作。 1.1 动作特性 其工作示意如图1-1所示。3个工位分别完成上料、钻孔和卸料。 工位1工作台旋转到工位1后上料器推动，料到位后退回等待。 工位2工工作台旋转到工位2后，夹紧装置将料加紧，钻头向下进给钻孔，下钻到位后退回，退回到位后工件松开，放松完成后等待。 工位3工作台旋转到工位3后，卸料器向前将加工完成的工件推出，推出到位后退回，退回到位后等待。 图1-1 三工位旋转工作台系统示意图 1.2 限制要求 1.用选择开关来确定限制系统的全自动、半自动运行和手动调整方式。 2.手动调整采纳按钮点动的限制方式。包括上料进、退操作、工件夹紧、放松操作，钻头下降、上升操作，卸料进、退操作，工作台旋转操作。 3.系统处于半自动工作方式时，每执行完成一个工作循环，用一个启动按钮来限制进入下一次循环。 4.系统处于全自动运行方式时，可实现自动往复地循环执行。 5.上料器、夹紧装置、卸料器、钻头上下运动由液压缸驱动。夹紧力由压力继电器检测限制。钻头旋转、工作台旋转由电动机驱动。 1.3总体设计思路 用选择开关来调整限制系统的全自动、半自动和手动三种运行模式；手动调整时，采纳点动限制，限制各种动作的继电器和电磁阀线圈不能自锁；系统半自动运行时，一个循环后，工作台旋转到位，限制系统必需停止，此时通过添加一个启动按钮来确定是否进入下一循环；系统全自动运行时，要能够实现往复地循环执行，即工作台旋转到位后马上进入下一循环。自动限制可以用行程开关来实现，工作台旋转只须要一个行程开关。 这三种运行模式中，全自动和半自动运行动作相近，只有一个启动按钮的差别。但手动调整与两者的限制形式差别很大，在思路上须要做比较大的调整，不仅须要实现点动，而且须要用行程开关来限制手动调整的范围。 上料器、夹紧装置、卸料器、钻头上下运动由液压缸驱动，所以必需有液压限制部分。应留意工件夹紧时没有加进到位形成开关，而是由压力继电器取代。 主电路限制部分很简洁，主要有两台电动机工作台旋转限制电动机和钻头旋转限制电动机。 第2章 PLC限制系统设计 2.1 主电路设计 通过对动作特性的分析，结合限制要求，须要两台电动机分别限制工作台旋转和钻头旋转，所以主电路并不困难，但应留意各种爱护装置的安装。主电路如图2-1所示。 图2-1 主电路图 2.2 液压限制系统设计 上料器、夹紧装置、卸料器、钻头上下运动由液压缸驱动，可以选择三位四通电磁阀对四个单杆液压缸进行限制。整个液压系统须要溢流阀来限制压力。上料器、钻头上下、和卸料器的前进、后退范围可以由行程开关来限制；夹紧装置的放松可以用行程开关限制，但夹紧限制需用压力继电器实现。液压限制原理图如图2-2所示。 图2-2 液压限制原理图 2.3 PLC类型的选择 通过对限制要求的分析，模式选择开关、手动限制开关、压力继电器和行程开关为输入信号，各种动作的电磁阀和电动机为输出信号。不难发觉，该限制系统有22个输入、10个输出。在S7-200系列PLC中，只有CPU226符合要求。但是，CPU226有24个输入接口、16个输出接口，输入输出接口不能充分利用造成资源奢侈，而且CPU226价格较高。所以，可以考虑用CPU22414DI/10DO外加一个扩展模块EM221（8DI）来满意接口要求。 PLC输入回路中，信号电源由PLC和扩展模块本身的24V直流电源供应；输出回路采纳继电器输出，每个输出点额定限制容量为AC220V，2A。 2.4 I/O点的安排 依据所选用的PLC和扩展模块类型，I/O安排表如表2-1所示。 表2-1 I/O安排表 输入信号名称 外部元件 内部地址 输出信号名称 外部元件 内部地址 手动运行开关 SA3-1 I0.0 上料推动电磁阀 1YA Q0.0 半自动运行开关 SA3-2 I0.1 上料退回电磁阀 2YA Q0.1 全自动运行开关 SA3-3 I0.2 工件夹紧电磁阀 3YA Q0.2 上料推动按钮 SB1 I0.3 工件放松电磁阀 4YA Q0.3 上料退回按钮 SB2 I0.4 钻头下钻电磁阀 5YA Q0.4 工件夹紧按钮 SB3 I0.5 钻头上升电磁阀 6YA Q0.5 工件放松按钮 SB4 I0.6 卸料推动电磁阀 7YA Q0.6 钻头下钻按钮 SB5 I0.7 卸料退回电磁阀 8YA Q0.7 钻头上升按钮 SB6 I1.0 工作台旋转电动机接触器 KM1 Q1.0 卸料器推动按钮 SB7 I1.1 钻头旋转电动机接触器 KM2 Q1.1 卸料器退回按钮 SB8 I1.2 工作台旋转按钮 SB9 I1.3 半自动循环启动按钮 SB10 I1.4 上料器推动行程开关 SQ1 I1.5 上料器退回行程开关 SQ2 I2.0 钻头下钻行程开关 SQ3 I2.1 钻头上升行程开关 SQ4 I2.2 卸料器推动行程开关 SQ5 I2.3 卸料器退回行程开关 SQ6 I2.4 工作台旋转行程开关 SQ7 I2.5 工件放松行程开关 SQ8 I2.6