千斤顶液压缸加工机床电气控制.docx
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千斤顶液压缸加工机床电气控制
目录
1.机床概况-1-
2.控制要求-1-
3.工作过程分析-3-
4.PLC输入/输出分配表-4-
5.电路设计-5-
5.1.主电路-5-
5.2.PLC外部接线图-6-
6.程序设计-7-
6.1.半自动控制顺控简要状态图-7-
6.2.时序图-8-
6.3.手动控制工作方式下状态的连续转移-8-
6.4.工作故障分析-9-
6.5.梯形图-9-
6.6.指令表-11-
6.7.GTSimulator2仿真验证-13-
7.使用说明-14-
7.1.半自动循环工作方式说明-14-
7.2.手动调整工作方式说明-14-
心得体会………………………………………………………………………………………..-15-
参考文献-16-
1.机床概况
本机床用于千斤顶液压缸两个端面的加工，采用装在动力滑台上的左、右两个动力头同时进行切削。
动力头的快进、工进及快退由液压缸驱动。
液压系统采用两位四通电磁阀控制，并用调整死挡铁的方法实现位置控制。
机床的工作程序是：
（1）工件定位人工将零件装入夹具后，定位液压缸动作，工件定位。
（2）工件夹紧零件定位后，延时15s，夹紧液压缸动作使零件固定在夹具内，同时定位液压缸退出以保证滑台入位。
（3）滑台入位滑台带动动力头一起快速进入加工位置。
（4）加工零件左右动力头进行两端面切削加工，动力头到达加工终点位置即停止工进，延时30s后停转，快速退回原位。
（5）滑台复位左右动力头退回原位后，滑台复位。
（6）夹具松开当滑台复位后夹具松开，取出零件。
以上各种动作由电磁阀控制，电磁阀动作要求见表1。
表1电磁阀动作要求
YV1
YV2
YV3
YV4
YV5
定位
＋
夹紧
＋
入位
＋
＋
工进
＋
退位
＋
复位放松
注：
“+”号表示电磁阀得电。
2.控制要求
（1）左右动力头旋转切削由电动机M1集中传动，切削时冷却泵电动机同时运转。
（2）只有在液压泵电动机M3工作，油压达到一定压力（压力继电器检测）后，才能进行其他的控制。
（3）机床即能半自动循环工作，又能对各个动作单独进行调整。
（4）要求有必要的电气连锁与保护，还有显示与安全照明。
（5）控制信号说明如表2所示。
表2控制信号说明
输入
输出
文字符号
说明
文字符号
说明
SA1-1
机床半自动循环控制转换开关
KM1
动力头M1、冷却泵M2接触器
SA2-1
手动定位控制转换开关
KM2
液压泵M3接触器
SA3-1
手动入位控制转换开关
YV1
1#电磁阀
SA3-2
手动工进控制转换开关
YV2
2#电磁阀
SA3-3
手动退位控制转换开关
YV3
3#电磁阀
SB1
动力头M1、冷却泵M2起动按钮
YV4
4#电磁阀
SB2
动力头M1、冷却泵M2停止按钮
YV5
5#电磁阀
SB3
液压泵M3起动按钮
HL1
动力头M1、冷却泵M2运行指示
SB4
液压泵M3停止按钮
HL2
液压泵M3运行指示
KM1
动力头M1、冷却泵M2运行信号
HL3
半自动循环工作指示
KM2
液压泵M3运行信号
HL4
定位指示
FR1
动力头M1、冷却泵M2过载信号
HL5
入位指示
KP
压力继电器油压检测信号
HL6
工进指示
SQ
动力头工进终点位置检测信号
HL7
退位指示
HL8
故障指示
电气设备：
（1）动力头电动机M1：
Y100L-6,1.5kW,AC380V,4.0A;
（2）冷却泵电动机M2：
JCB-22，0.15KW,AC380V,0.43A;
（3）液压泵电动机M3Y801-4，0.55KW,AC380V,1.6A;
（4）电磁阀YVI~YV5：
100mA,AC220V;
（5）指示灯HL1~HL8：
100mA,DC24V;安全照明：
10W,6.3V.
3.工作过程分析
手动定位
自动定位
M1/M2起动
液压泵M3起动
如上图所示：
1.液压泵M3起动后，当油压到达一定值之后才能进行下一步工作。
2.工件装入后进行定位，可选择自动定位或手动定位。
3.定位完成后延时30s自动进行夹紧。
4.当检测到夹紧完成时，定位液压缸退出，同时，动力头M1、冷却泵M2起动，开始入位，可选择进行自动入位或手动入位。
5.当检测到到达入位终点后，开始工进，可选择进行自动工进或手动工进。
6.当检测到到达工进终点后，开始退位，可选择进行自动退位或手动退位。
7.当检测到到达退位终点后，夹具松开，取出工件。
8.放入工件后再次进行定位，如此循环工作。
4.PLC输入/输出分配表
输入
输出
文字
符号
说明
输入
地址
文字
符号
说明
输出
地址
SA1-1
机床半自动循环控制转换开关
X000
KM1
动力头M1、冷却泵M2接触器
Y000
SA2-1
手动定位控制转换开关
X001
KM2
液压泵M3接触器
Y001
SA3-1
手动入位控制转换开关
X002
YV1
1#电磁阀
Y002
SA3-2
手动工进控制转换开关
X003
YV2
2#电磁阀
Y003
SA3-3
手动退位控制转换开关
X004
YV3
3#电磁阀
Y004
SB1
动力头M1、冷却泵M2起动按钮
X005
YV4
4#电磁阀
Y005
SB2
动力头M1、冷却泵M2停止按钮
X006
YV5
5#电磁阀
Y006
SB3
液压泵M3起动按钮
X007
HL1
动力头M1、冷却泵M2运行指示
Y007
SB4
液压泵M3停止按钮
X010
HL2
液压泵M3运行指示
Y010
KM1
动力头M1、冷却泵M2运行信号
X011
HL3
半自动循环工作指示
Y011
KM2
液压泵M3运行信号
X012
HL4
定位指示
Y012
FR1
动力头M1、冷却泵M2过载信号
X013
HL5
入位指示
Y013
KP
压力继电器油压检测信号
X014
HL6
工进指示
Y014
SQ
动力头工进终点位置检测信号
X015
HL7
退位指示
Y015
入位终点控制信号
X016
HL8
故障指示
Y016
液压夹紧检测信号
X017
退位终点检测信号
X020
定位终点检测信号
X021
起动按钮
X022
5.电路设计
5.1.主电路
5.2.PLC外部接线图
6.程序设计
6.1.半自动控制顺控简要状态图
此加工过程必须严格按照“工件定位——工件夹紧——滑台入位——工进——退位”的顺序执行，现以S0表示工件定位状态、S1表示工件夹紧状态、S2表示滑台入位状态、S3表示工进状态、S4表示退位状态，根据对工作过程的分析，得到如下半自动控制顺控简要状态图：
T0
X20
X15
X16
X17
T1
6.2.时序图
6.3.手动控制工作方式下状态的连续转移
手动控制工作方式是利用机床半自动循环控制转换开关将自动循环电路断开，而采用手动的方式，实现工件定位状态S0、滑台入位状态S2、工进状态S3、退位状态S4的连续或部分顺序转移。
整个过程只使用一个起动按钮X22来实现不同状态之间的跳转。
为此，在手动控制的电路中设计了对X22的延时操作。
如下图所示：
当某个状态（如S0）未打开时，按下起动按钮X22是无效的，只有当S0打开5s以后对X22的操作才会有效，用来起动下一个状态（如S1）。
同理，只有在S1打开5s以后，才能按下起动按钮X22打开下一个状态（如S2），同时，对S0中的X22的操作是无效的，不会继续打开S1。
6.4.工作故障分析
针对机床的工作状态，主要可能出现以下几种故障情况：
1.动力头M1、冷却泵M2过载。
2.液压泵起动后未能运转。
3.动力头M1、冷却泵M2起动后未运转。
4.操作不当，使得半自动循环控制开关与手动控制转换开关同时打开。
6.5.梯形图
由于控制要求中有可对各个动作单独进行调整和电气的连锁与保护，根据半自动控制顺控简要状态图以及对工作过程的分析，考虑手动控制转换开关、实现电气的连锁与保护、故障指示得到如下的梯形图：
6.6.指令表
根据梯形图得到如下指令表：
0LDX007
1ORY001
2ANIX010
3ANIX013
4OUTY001
5LDX005
6ORM1
7ORY000
8ANIX006
9ANIM10
10OUTY000
11LDM20
12ORY003
13ANIM21
14OUTY003
15LDX013
16LDY000
17ANIX011
18ORB
19LDY000
20ANIX012
21ORB
22LDX001
23ORX002
24ORX003
25ORX004
26ANDX000
27ORB
28OUTY016
29LDX011
30OUTY007
31LDX012
32OUTY010
33LDX000
34OUTY011
35LDX014
36PLSM0
38LDM0
39ANIY016
40SETS0
42STLS0
43OUTY012
44LDX022
45ORY002
46ANIX001
47MPS
48ANIX017
49OUTY002
50MPP
51ANDX021
52OUTT0K150
55LDS0
56OUTT10K50
59LDT0
60LDX001
61ANDT10
62ANDX022
63ANIX000
64ORB
65ANIY016
66SETS1
68STLS1
69OUTM20
70LDX017
71ANIY016
72SETS2
74STLS2
75OUTY013
76LDIX002
77OUTM1
78OUTY005
79OUTY006
80LDX016
81ANIX002
82LDX002
83ANDX022
84ANIX000
85ORB
86ANIY016
87SETS3
89STLS3
90OUTY014
91LD
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