机电传动课程设计.docx
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机电传动课程设计
“机电传动与控制”课程设计
车镗专机机电控制系统的设计
学部:
机械与电气工程学部
专业:
机械设计制造及其自动化
学号:
110302031103
姓名:
杨逍潇
指导老师:
陈艳
时间:
2014.03.03-2014.03.16
目录
一、课程设计的目的
二、课程设计内容概述
1、车镗专机概述
（1）基本结构
（2）液压系统
（3）机械动力
（4）工件加工过程
（5）主要电气参数
2、车镗专机机电控制系统的控制要求
3、设计的任务及要求
三、具体设计
1、硬件设计
（1）确定控制系统的I/O设备和选择PLC的型号
（2）PLC的I/O分配表
（3）PLC外部接线图
（4）电器元件表
（5）电器接线总图
2、程序设计
3、调试过程及模拟调试电路
四、控制面板及使用说明
五、课程设计的新的体会
六、参考文献
一、课程设计的目的
1．进一步巩固本课程所学知识；
2．掌握一般生产机械PLC控制系统的设计与调试方法；
3．掌握一般生产机械电气线路的施工设计；
4．培养查阅图书资料、工具书的能力；
5．培养工程绘图、书写技术报告的能力。
二、课程设计内同概述
1、车镗专机的基本组成
车镗专机是用来对台式钻床的立柱进行镗孔加工，同时对孔的右端面进行车销加工的一种自动加工设备，加工工件如图1-1所示。
图1-1
车镗专机的基本组成如图1-2所示，有工作台、左右动力头、液压站、控制柜等部分。
（1）、车镗专机床身介绍：
左右机械动力头各有三台电机（快进电机、工进电机、主轴电机）；
工作台的移动及工件的夹紧和松开由液压系统驱动
液压站由一台电机拖动
（2）、工件加工过程
加工过程如图1-3所示，操作者将要加工的工件放在工作台上的夹具中，在其他准备工作就绪后，发出加工指令（按下按钮）。
工件自动夹紧，压力继电器动作，左右动力头同时开始镗削加工，左动力头快进，工进到终点后，快退回原位；而右动力头快进、工进至终点后还应进行右端面的车削加工（车刀横进、横退）后才快退。
当两动力头都退回原位，此时I工位的粗加工结束，工作台移到II工位，开始进行精镗加工。
左右动力头重新启动，快进、工进到终点延时5s后快退回原位，II工位加工结束，工作台退回到I工位，松开工件，一个自动工作循环结束。
（3）、液压系统
（4）、主要电气参数
2、车镗专机的控制要求
3、设计任务及要求
1）根据设备工艺要求，制定合理的设计方案。
2）确定输入/输出设备，选择PLC；
2）PLCI/O点分配，绘制PLC外部接线图以及其他外部硬件接线图
3）根据车镗专机的控制要求，设计程序总体结构
4）编制PLC梯形图程序并调试
5）正确计算选择电器元件，列出电器元件一览表；
6）绘制电气接线图，接线并调试；
7）整理技术资料，编写使用说明书。
三、具体设计
1、硬件设计
（1）、确定I/O设备
输入设备；转换开关（有手/自动转换，全自动/I工位自动/II工位循环/）；按钮（点动/启动/夹紧/松开/回原位/快进/快退）；限位开关（原位/终点/快进工进转换点）；压力传感器。
输出设备：
线圈（KM1-KM9，夹紧YA1/松开YA2）；指示灯（原位/夹紧/加工/终点灯）。
PLC型号：
根据输入/输出设备的数量，再加上PLC的点数要有10％—20％的裕量故选点数为64；基本单元M，继电器输出R（交/直流都可以）即PLC的型号为FX2N64MR
（2）、PLC的I/O分配表
输入
输出
输入点编号
输入元件
名称
输入点编号
输出元件
名称
X00
KP1
油压信号
Y00
KM1
启动油泵
X01
KP2
加紧型号
Y01
KM2
右主轴旋转
X02
SQ5
I工位
Y02
KM3
右工进
X03
SQ6
II工位
Y03
KM4
右快进
X04
SQ8
左原点
Y04
KM5
右快退
X05
SQ1
右原点
Y05
KM6
左主轴旋转
X06
SQ9
左快进转工进
Y06
KM7
左工进
X07
SQ2
右快进转工进
Y07
KM8
左快进
X10
SQ7
横刀终位
Y10
KM9
左快退
X11
SQ4
横刀原点
Y11
YV2
加紧
X12
SQ10
左工进转快退
Y12
YV3
向I工位
X13
SQ3
右工进转快退
Y13
YV4
向II工位
X14
SB4
左点动
Y14
YV5
横进
X15
SB5
右点动
Y15
YV6
横退
X16
SB6
左快进
Y16
YW1
工作指示灯
X17
SB7
左快退
Y17
YW2
原位指示灯
X20
SB8
右快进
X21
SB9
右快退
X22
SA1
自动/手动转换
X23
SB1
启动
X24
SB2
手动I到II
X25
SB3
手动II到I
X26
SA2
I工位自动循环
X27
SA2
II工位自动循环
X30
SB10
左主轴启动
X31
SB11
右主轴启动
X32
SB12
回原位
（3）、主电路及PLC外部接线图
见附图
（4）、电器元件一览表
接触器
接触器
主触点数
额定工作电压/V
额定工作电流/A
额定功率/W
型号
KM2
KM6
3
660
16
7.5
CJ20-16
KM1
KM3
3
660
10
2.2
CJ20-10
KM4
KM5
KM7
KM8
KM9
熔断器
熔断器
主触点数
额定工作电压/V
额定分段能力/KA
型号
FU14
500
63
50
CJ20-16
FU1
FU2
FU3
500
25
50
CJ20-16
FU4
FU5
FU6
FU7
FU8
FU9
FU10
FU11
FU12
FU13
热继电器
热继电器
型号
热元件代号
额定电流范围/A
FR2
FR5
TR20-10
15R
8.6～10～11.6
FR4
FR7
TR20-10
12R
5～6～7
FR3
FR6
TR20-10
11R
4～5～6
FR1
行程开关
LX19-001
按钮
LA19-ZDH
2、程序设计
（1）主程序
（2）全自动程序
（3）I工位循环自动程序
（4）II工位循环自动程序
（5）手动程序
（6）回原位程序
3、调试过程及模拟调试电路
（1）、实际点与代替点关系图
输入点
实际点
代替点
输出点
实际点
代替点
X22
SA1
自动/点动
Y11
工件夹紧
L1
X02\X03
SA2
轴选择
Y13
向II工位
L6
X23
SB1
启动
Y07
左快进
L2
X04\X05
SB2
复位
Y06
左工进
L3
X16\X17
SB3
正向
Y10
左快退
L4
X12\X13
SB4
反向
Y06
左主轴旋转
L5
2、调试总结
在实验室调试时，调试的是左II工位循环程序。
先听老师讲解了模拟调试的过程以及目的后，我们把自己编写好的程序通过u盘拷到实验室的电脑中。
随后我们根据PLC的实际电路接线图画出模拟调试的电路图，并接好先后让老师检查。
在老师检查后把先前编好的程序调出开始调试。
在调试过程中发现主程序在调用子程序时有两个是同时调用的，这就导致了双线圈的输入，没有达到预期效果。
在第二次调试时发现，左快进未写入程序中，导致没有达到预期效果。
第三次调试的时，当程序第二次运行时，灯没有反应。
在老师的帮助下我们发现在第一次运行后最后的RST语句一直处于活动状态。
但我们修改了它的结束条件后，程序运行正常，达到预期效果，调试完成，实验成功
四、控制面板及使用说明
使用说明书：
车镗专机机电控制系统的设计介绍：
具有全自动、I工位循环、II工位循环、手动、回原位5种工作方式，用转换开关进行控制。
手动方式时，用各操作按钮来点动执行相应的动作，在执行全自动、I工位循环、II工位循环时首先机床应先回原位，再按下启动按钮就会执行，换回原位工作方式时，按下“回原位”按钮工件自动回到原位状态。
五、课程设计的新的体会
1、复习了上学期《机电传动与控制》《可编程控制器》两门课的知识点。
2、对PLC的应用有了进一步的认识，把PLC与实际生活的事物可以联系起来。
3、对于用PLC控制电气设备的设计方法有了进一步的了解。
4、通过本次课程设计，提升了我通过查阅相关资料选择低压电器的能力，对今后的学习和工作有一定的帮助。
六、参考文献
1、《可编程序控制器原理与应用》程宪平主编化学工业出版社
2、《机电传动与控制》程宪平主编华中科技大学出版社
3、《PLC机电控制系统应用设计技术》鲁远栋主编电子工业出版社
4、《常用低压电器手册》杨国福主编化学工业出版社
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