去毛刺专用机床控制系统设计文档格式.docx
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（3）撰写设计说明书
三、上交材料
说明书一份
四、进度安排
（1）第一周在老师的帮助下定题目，查阅资料设计系统的硬件部分。
（2）第二周主要做系统的软件设计。
（3）第三周撰写整个说明书。
五、指导教师评语
成绩：
指导教师
日 期
摘 要
各种形式毛刺的存在给机械零件的再加工及装配带来困难，并影响产品的性能、外观和使用寿命，因此去毛刺过程的必要性很明显。
现在美国、日本等一些国家都已经提出了“毛刺工程”的概念，为了保证产品的高质量，去毛刺技术会越来越受到世界的重视。
本次设计的去毛刺机床控制系统主要依靠工业控制计算机——可编程控制器（PLC）来实现自动控制，通过控制油泵电机、主轴电机、冷却电机三个电磁阀的程序动作来实现各种零件的去毛刺操作。
Abstract
Variousformsofburrsmakeitdifficulttofurtherprocessingandassemblyprocessformechanicalparts,andaffectproductperformance,appearanceandlife.Therefore,itisnecessarytothedeburringstep.NowtheUnitedStates,Japanandsomeothercountrieshaveproposedtheconceptof"
glitchesproject"
inordertoensureproductquality,thedeburringtechnologydrawmoreandmoreworldattention.
Thedesignofthedeburringmachinecontrolsystemsmainlyrelyontheindustrialcontrolcomputer-ProgrammableLogicController（PLC）inthispaper.Throughitscontrolofthreesolenoidvalvesmovementsofthepumpmotor,spindlemotor,thecoolingmotortoachievedeburringprocess.
Keywords：
Deburring、PLC、Sequencecontrol
目录
摘要3
Abstract4
1可编程控制器6
1.1可编程控制器概述6
1.2可编程控制器的定义以及特点6
2机床控制系统设计7
2.1去毛刺机床自动控制工艺流程7
2.2确定I/O设备9
2.3选择PLC型号9
2.4外部接线图10
2.5工作方式和梯形图10
3总结与体会14
4参考文献15
1可编程控制器
1.1可编程控制器概述
随着微处理器、计算机和数字通信技术的发展，计算机控制已经广泛地应用在所有的工业领域。
现代社会要求制造业对市场需求做出迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品，为满足这一要求，生产设备和自动生产线的控制系统必须具有极高的可靠性和灵活性，可编程控制器（ProgrammableLogicController,PLC）正是顺应这一要求出现的，它是以微处理器为基础的通用工业控制装置。
PLC是微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物，是一种以核心的用作数字控制的特殊计算机。
它的硬件配置与一般微机装置类似，主要由中央处理单元（CPU）、输入单元、输出单元、编程器、电源和特殊输入输出单元等组成，如图1.1所示。
编程器
其他智能设备
现场用户设备
存储器
通信模块
特殊I/O模块
I/O模块
CPU模块
电源模块
总线
图1.1PLC系统配置结构图
1.2可编程控制器的定义以及特点
1）PLC的定义
1985年1月，国际电工委员会（IEC）颁布了PLC标准草案第二稿，对PLC作了如下定义：
“PLC是一种数字式运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
”
2）PLC的特点
a.高可靠性和强抗干扰能力
b.丰富的I/O接口模块
c.灵活性好
d.编程简单易学
e.系统安装简单，维修方便
正是因为PLC有这么多的特点，本次设计去毛刺专用机床的自动控制部分选择PLC来实现，也是系统简单易懂，比起用继电器控制来讲，用到的机械触点较少，连线少，这样就减少了由于磨损而造成的故障。
此外，PLC还有自检和监督功能，能检查出本身的故障，并随时显示给操作人员，还能动态监视控制程序的执行情况，为现场调试和维护提供了方便。
2机床控制系统设计
2.1去毛刺机床自动控制工艺流程
首先将工件装入夹具，按下起动按钮，夹紧工件后，压力继电器X0变为ON，此时插刀前进，插刀到达限位开关X2时停止，去刺刀前进，遇到限位开关X4时停止，去刺完毕后，去刺刀后退，遇到限位开关X5时停止，接着插刀后退，遇到限位开关X3时停止，然后松开工件，（刀具工作示意图如图2.1所示）取出已经去毛刺的工件，至此完成一个循环，再次按下起动按钮，重复以上整个过程。
工艺流程图如下图2.2所示
图2.1刀具工作示意图
图2.2工艺流程图
2.2确定I/O设备
a.限位开关：
相较于机械式开关，这种开关反应更加灵敏，准确，因此选用此开关。
b.按钮:
手动操作中各动作的执行都需要按钮来控制，还有泵的启动，停止。
选用一般按钮，红色和绿色，型号：
LA18-22
c.旋钮开关：
选择自动和手动控制时需要用到旋钮开关，型号：
LA37-E1D211K，颜色：
绿色，二档位。
d.电磁阀：
作为输出设备使用。
2.3选择PLC型号
首先计算总的I/O点数，由表1-1得知，总点数为24个，本设计中输出点采用共点式，不需要考虑输出信号间的隔离。
负载动作不是很频繁，可以选择优点较多的继电器输出型的PLC，以上，选择三菱公司生产的FX1N-40MR-001输入点：
24点，输出点16点。
表1-1I/O点数分配表
表1-1I/O点数分配表（续）
2.4外部接线图
错误！
未找到引用源。
2.5工作方式和梯形图
a.公共程序
公共程序部分设有手动自动选择，批量对动作清零等程序。
当按下泵启动按钮时，X7常开触点闭合，定时器开始计时，2秒计时时间到后，Y0线圈得电，液压机降压启动。
PLC上电后，批量清零步S20-S25和线圈Y1-Y6的动作，激活S0步。
图2.4公共程序梯形图
b.手动程序
手动方式主要用于系统监测情况下，设计了夹紧，松开，进退插刀，进退去刺等按钮实现相应操作。
当工作方式旋钮旋到“手动”时，转换条件满足，执行手动控制程序。
当按下定位夹紧按钮时，X12常开触点闭合，线圈Y1得电，工件被夹紧。
当按下拔销松夹按钮时，X13常开触点闭合，线圈Y2得电，工件松开。
同理当按下插刀进按钮时，X14常开触点闭合，线圈Y3得电，插刀前进。
当按下插刀退按钮时，X15常开触点闭合，线圈Y4得电，插刀后退。
当按下去刺进按钮时，X16常开触点闭合，线圈Y5得电，进行去刺工作。
当按下去刺退按钮时，X17常开触点闭合，线圈Y6得电，去刺刀后退。
为了避免各个动作行为过度，比如插刀前进的时候超过了预定的位置，程序中设计了串联限位开关的常闭触点，以确保适度的施力和行动。
此外，在每步中添加互锁环节，可以防止定位夹紧和松开，插刀前进和后退，去刺前进和后退同时进行。
还有在定位夹紧步之后都设计了串联Y1的常开触点，保证后面的每步都是在工件被夹紧的情况下进行的。
图2.5手动程序梯形图
c.自动程序
自动控制部分采用顺序控制梯形图法编程，按照去毛刺工艺流程要求编写程序，画出梯形图（如图2.6）顺序功能图（如图2.7所示）。
当旋钮开关旋转到自动时，常开触点X10闭合，按下起动按钮，X6常开触点闭合，激活S20步，复位S0步，复位Y2，自动程序开始，夹紧插刀进去刺去刺完成去刺刀退插刀退
松开，完成这个过程一个循环就完成了，再次按下起动按钮，进行下一个循环。
图2.6自动程序梯形图
图2.6自动程序梯形图（续）
指令表如下：
指令表（续）
3总结与体会
经过三周的努力，把课程设计完成了，虽然我的设计还有很多的鄙陋，但是整个设计过程我都是认真的查资料，查书完成的，时间知识水平有限，没办法。
我按照PLC控制系统设计的主要内容和基本步骤，完成本次设计和书写说明书，通过分析去毛刺机床的基本机构和工艺流程，计算输入输出接口数量，估算PLC容量，选择PLC型号。
画出外部接线图，熟悉了软件的一些用法。
学习运用GX编程软件编写程序，并用仿真软件仿真调试。
通过这次课程设计的锻炼，学会了几个软件，锻炼了查阅资料总结资料的能力，分析问题解决问题的能力，我有信心做好下学期的毕业设计。
4参考文献
[1]廖常初.FX系列PLC编程及应用第2版[M].机械工业出版社.2012
[2]张进秋.陈永利.张中民.可编程控制器原理及应用实例[M].机械工业出版社.2004
[3]邓定凉.姚英.袁森.李刚.基于功能分析的齿轮去毛刺机床创新设计[J].重庆工学院学报.2002.06
[4]三菱.FX1N系列可编程控制器使用手册[M].2007
[5]程周主.电气控制与PLC原理及应用[M].电子工业出版社.2003
[6]PLC
Control
system
and
Equipment
interfaces
of
CIAE-30
Cyclotron[J].2003
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