畢業(yè)設(shè)計---m7120型磨床控制系統(tǒng)plc改造

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　1．磨床的作用……………………………………………………………3</p><p>　　2. 課題意義…………………………………………

2、……………………4</p><p>　　第1章 系統(tǒng)功能介紹</p><p>　　1.1 磨床結(jié)構(gòu)圖…………………………………………………………6</p><p>　　1.2 磨床的組成及功能…………………………………………………7</p><p>　　第2章 磨床控制系統(tǒng)改造</p><p>　　2.1 磨床的原理圖

3、分析…………………………………………………7</p><p>　　2.2 磨床的主電路圖……………………………………………………9</p><p>　　2.3可編程控制器在磨床中的應(yīng)作用………………………………10</p><p>　　2.4 磨床的I/O分配圖…………………………………………………11</p><p>　　2.5 磨床的外部

4、接線圖…………………………………………………12</p><p>　　2.6 磨床的控制梯形圖…………………………………………………13</p><p>　　2.7 磨床的指令語句表…………………………………………………15</p><p>　　結(jié)束語…………………………………………………………………………… 16</p><p>　　致謝…

5、………………………………………………………………………………17</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………18</p><p>　　M7120型磨床控制系統(tǒng)PLC改造</p><p>　　【摘 要】 由于工廠企業(yè)中很多磨床年代已久，其工作已遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到現(xiàn)在生產(chǎn)的要求。因此有必要對舊式的機(jī)床進(jìn)行技術(shù)改造，以可編程控制器取代常

6、規(guī)的繼電器，以達(dá)到磨床的自動化控制。本文介紹了用可編程序控制器來對磨床控制系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)代化改造。改造后的磨床工作安全可靠，系統(tǒng)運行情況良好，磨削精度更高，實現(xiàn)了磨床啟動、停止、故障停止、緊急停止的功能。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】 可編程序控制器 磨床 改造</p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　1.

7、 磨床的作用</b></p><p>　　磨床是利用磨具對工件表面進(jìn)行磨削加工的機(jī)床。磨床能加工硬度較高的材料，如淬硬鋼、硬質(zhì)合金等，也能加工脆性材料，如玻璃、花崗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能進(jìn)行高效率的磨削，如強(qiáng)力磨削等。大多數(shù)的磨床是使用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪進(jìn)行磨削加工，少數(shù)的是使用油石，砂帶等其他磨具和游離磨料進(jìn)行加工。如超精加工機(jī)床、砂帶磨床、研磨機(jī)和拋光機(jī)等。</p>

8、<p><b>　　2.課題意義</b></p><p>　　由于老式磨床的電氣線路都是用繼電器作為邏輯控制，其觸點多相對的故障也多，給生產(chǎn)帶來諸多不便。例如：</p><p>　?。?）電動機(jī)不能啟動；</p><p>　?。?）電磁吸盤YH沒有吸力，等等。</p><p>　　而現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中，中、小批

9、量零件的生產(chǎn)占產(chǎn)品數(shù)量的比例越來越高，零件的復(fù)雜性和精度要求迅速提高，以繼電器線路的傳統(tǒng)普通磨床已經(jīng)越來越難以適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，制造業(yè)的競爭已從早期降低勞動力成本、產(chǎn)品成本、提高企業(yè)整體效率和質(zhì)量的競爭，發(fā)展到全面顧客要求、積極開發(fā)新產(chǎn)品的競爭，將面臨知識，技術(shù)產(chǎn)品的更新周期越來越短，產(chǎn)品批量越來越小，面對質(zhì)量、性能的要求更高。同時社會對環(huán)境保護(hù)、綠色制造的意識不斷加強(qiáng)。因此敏捷先進(jìn)的制造技術(shù)將成為企業(yè)贏得競爭和生存、發(fā)展的主要手段

10、。但新機(jī)床購置費用高，且生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長。因此對原有機(jī)床的現(xiàn)代化改造顯得尤為重要。同時用PLC改造老機(jī)床有很多的優(yōu)點：</p><p>　　（1）節(jié)省資金，減少投資額，交貨期短。機(jī)床的PLC改造，可大大減少資金的投入，同購置新機(jī)床相比，一般可節(jié)省60%-80%的費用，改造費用低。特別是大型、特殊設(shè)備尤為明顯。一般大型機(jī)床改造，只需花新機(jī)床購置費得1/3。即使將原機(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行徹底改造升級，也只需花費購買新機(jī)床60%

11、的價格。可以充分利用現(xiàn)有地基，不必像購入新設(shè)備那樣重新購筑基地。</p><p>　　（2）性能穩(wěn)定可靠，因原機(jī)床各基礎(chǔ)件經(jīng)過長期時效，幾乎不會產(chǎn)生應(yīng)力變形而影響精度，且各部件已經(jīng)長期磨合，使改造后的機(jī)床性能穩(wěn)定可靠，質(zhì)量好可作為新設(shè)備繼續(xù)長期使用。</p><p>　?。?）有利于使用和維護(hù)，由于改造前機(jī)床已使用多年，操作者對機(jī)床的特性早已了解，在操作使用和維修方面培訓(xùn)時間短、見效快。改

12、造的機(jī)床一經(jīng)安裝好，就可以實現(xiàn)全負(fù)荷運轉(zhuǎn)。</p><p>　　（4）可以采用最新的控制技術(shù)，提高生產(chǎn)效率?？筛鶕?jù)技術(shù)革新的發(fā)展速度，及時地提高生產(chǎn)設(shè)備的自動化水平和效率，提高設(shè)備質(zhì)量和檔次，將舊機(jī)床改成當(dāng)今水平的機(jī)床。機(jī)床經(jīng)改造后，即可實現(xiàn)加工的自動化，效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高3至7倍。對復(fù)雜零件而言，難度越高，功能提高的越多。且可以不用或少用工裝，不僅節(jié)約了費用，而且可以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低廢品率

13、，零件的加工精度高，尺寸分散度小，使裝配方便靈活。</p><p>　　第1章 磨床功能介紹</p><p><b>　　1.1磨床結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　1.2磨床的組成及功能</p><p>　　M7120磨床主要結(jié)構(gòu)由床身、工作臺、磨頭、立柱、拖板、行程檔塊、砂輪修正器、驅(qū)動工作臺手輪、垂直進(jìn)給手輪、橫

14、向進(jìn)給手輪等組成。 </p><p>　　立柱——支承滑座及砂輪架。</p><p>　　垂直進(jìn)給手輪——砂輪向工件深度方向移動。</p><p>　　橫向進(jìn)給手輪

15、——砂輪沿其軸線間隙運動。</p><p>　　床身——用于支承和連接磨床各個部件。為提高機(jī)車剛度，磨床床身一般為箱型結(jié)構(gòu)，內(nèi)部裝有液壓傳動裝置，上部有縱向和橫向兩組導(dǎo)軌以安裝工作臺和砂輪架。</p><p>　　工作臺——由上下兩層組成，上工作臺可相對于下工作臺偏轉(zhuǎn)一定角度，以便磨削錐面；下工作臺下裝有活塞，可通過液壓機(jī)構(gòu)使工作臺往復(fù)運動。</p><p>　　尾

16、架——安裝在工作臺右端，尾架套筒內(nèi)裝有頂尖，可與頂尖一起支承工件。它在工作臺上的位置可根據(jù)工件長度任意調(diào)整。</p><p>　　第2章 磨床控制系統(tǒng)改造 </p><p>　　2.1磨床原理圖分析</p><p>　　M7120型平面磨床的電氣控制線路分為主電路、控制電路、電磁工作臺控制電路及照明與指示燈電路四部分</p><

17、;p>　　1.主電路分析 主電路共有四臺電動機(jī)，其中M1液壓泵電動機(jī)實現(xiàn)工作臺的往復(fù)遠(yuǎn)動；M2是砂輪電動機(jī)，帶動砂輪旋轉(zhuǎn)磨削加工工件；M3是冷卻電動機(jī)，為砂輪磨削工件時輸送冷卻液；M4是砂輪升降電動機(jī)，用以調(diào)整砂輪與工件的位置。其中砂輪M4可以正反轉(zhuǎn)。</p><p>　　四臺電動機(jī)的工作要求是：M1、M2和M3只需正轉(zhuǎn)控制；M4需要正反轉(zhuǎn)控制；冷卻泵電動機(jī)M3卻需在M2正轉(zhuǎn)后才能運轉(zhuǎn)</p>

18、;<p>　　四臺電動機(jī)的具有短路、 電壓和失電壓保護(hù)，分別由熔斷器FUI和接觸器KM1、km3、和km4來執(zhí)行除M4外，其余三臺電動機(jī)分別由熱繼電器FR1、FR2和FR3進(jìn)行過載保護(hù)</p><p><b>　　2.控制電路分析</b></p><p>　?。?）液壓電動機(jī)的控制 合上電源總開關(guān)QS,18壓繼電器KVT通電閉合，7區(qū)電壓繼電器KV常

19、開觸點閉合接通控制電路的電源當(dāng)按下液壓泵M1啟動按鈕SB2時接觸器KM1通電閉合并自鎖，液壓電動機(jī)KM1啟動運轉(zhuǎn)；當(dāng)按下液壓泵電動機(jī)M1的停止按鈕SB1時，液壓泵電動機(jī)M1停轉(zhuǎn)</p><p>　　（2）砂輪電動機(jī)M2的控制 當(dāng)按下砂輪電動機(jī)M2啟動按鈕SB4時，接觸器KM2通電閉合并自鎖，砂輪電動機(jī)M2啟動運轉(zhuǎn)；當(dāng)按下砂輪電動機(jī)M2停止按鈕sb3時，砂輪電機(jī)M2停止運轉(zhuǎn)</p><p>

20、;　?。?）冷卻泵電動機(jī)M3的控制 冷卻泵電動機(jī)M3的控制是在砂輪M2啟動運行后，通過插件XS2的插入和拔出控制其運行停止的。</p><p>　?。?）砂輪升降機(jī)的控制 砂輪升降電動機(jī)M4由按鈕SB5和SB1電動控制其正反轉(zhuǎn)。</p><p>　?。?）電磁吸盤YH的控制 電磁吸盤YH按鈕SB7.SB8.SB9控制其充磁和去磁，按下按鈕SB8，接觸器KM5閉合。電磁吸盤YH充

21、磁。按下按鈕SB7電磁吸盤YH停止吸磁，按下按鈕SB9。接觸器KM6閉合，電磁吸盤YH點動去磁。</p><p>　　2.2磨床的主電路圖</p><p>　　M7120磨床主電路中有四臺電動機(jī).M1是液壓泵電動機(jī)，實現(xiàn)工作臺的往復(fù)運動；M2是砂輪電動機(jī)，帶動砂輪旋轉(zhuǎn)對工件進(jìn)行磨削加工；M3是冷卻泵電動機(jī)，為砂輪磨削工件時輸送冷卻液；M4是砂輪升降電動機(jī)，用于磨削過程中調(diào)整砂輪與工件之間

22、的位置。</p><p>　　2.3可編程控制器在磨床中的應(yīng)作用</p><p>　　在磨床的電器線路改造中，我打算用日本生產(chǎn)的小型可編程控制器。這是因為日本小型可編程控制器最具特色，某些需要用歐美的中型機(jī)或大型機(jī)才能實現(xiàn)的控制，日本的小型機(jī)就可以解決。在開發(fā)較復(fù)雜的控制系統(tǒng)方面明顯優(yōu)于歐美的小型機(jī)，所以十分受用戶歡迎。日本有許多PLC制造商，如三菱、歐姆龍、松下、富士、日立、東芝等，在世

23、界上小型PLC市場上，日本很多產(chǎn)品約占有70%的份額。</p><p>　　三菱公司的PLC是最早進(jìn)入中國市場的產(chǎn)品。其小型機(jī)F1/F2系列的升級產(chǎn)品，早期在我國的銷量也不小。F1/F2系列加強(qiáng)了指令系統(tǒng)，增加了特殊功能單元和通信功能，比F系列有了更強(qiáng)的控制能力。20世紀(jì)80年代末三菱公司又推出FX系列，在容量、速度、特殊功能、網(wǎng)絡(luò)功能等方面都有了全面加強(qiáng)。FX2系列是在90年代開發(fā)的整體式高功能小型機(jī)，它配有各

24、種通信適配器和特殊功能單元。FX2N系列是最近幾年推出的高功能整體式小型機(jī)。它是FX2系列的換代產(chǎn)品。近年來三菱公司還不斷推出了滿足不同要求的微型PLC，如FX0S\ FX1S\ FX1N及a等系列產(chǎn)品。</p><p>　　鑒于上述理由，我選擇三菱公司FXon系列的可編程即可滿足設(shè)計要求。</p><p>　　2.4 M7120磨床的I/O分配表</p><p>

25、　　2.5磨床的外部接線圖</p><p>　　2.6磨床的控制梯形圖</p><p>　　其控制過程： 按下按鈕X2（液壓泵啟動按鈕），Y0（液壓泵控制）得電自鎖，Y7（液壓信號燈）得電接通；按下X1（液壓泵停止按鈕），Y0（液壓泵控制）失電斷開，Y7（液壓信號燈）斷開。按下按鈕X4（砂輪冷卻啟動按鈕），Y1（砂輪冷卻）得電自鎖，Y10（砂輪信號燈）得電接通；按下X3（砂輪冷卻停止按鈕）

26、，Y1（砂輪冷卻）失電斷開，Y10（砂輪信號燈）斷開。按下按鈕X5（砂輪上升啟動按鈕），Y2（砂輪上升）得電自鎖，Y11（砂輪升降信號燈）得電接通。按下按鈕X6（砂輪下降啟動按鈕），Y3（砂輪下降）得電自鎖，Y11（砂輪升降信號燈）得電接通。按下按鈕X7（充磁啟動按鈕）,Y4（充磁）得電自鎖，Y12（點磁盤工作信號燈）得電接通；X7（充磁啟動按鈕）復(fù)位，Y4（充磁）失電電磁吸盤去磁，按下按鈕X13（照明燈啟動按鈕），Y13（照明燈）得電

27、。Y6（電源信號燈）自動接通，按下X0（總停止），除了Y6（電源信號燈），剩余全部斷開。</p><p>　　2.7 磨床的指令語句表</p><p>　　LD X2 ANI X0 LD Y2</p><p>　　OR Y0 OUT Y3 OR

28、 Y3 </p><p>　　AND X12 LDI X7 OUT Y11</p><p>　　ANI X0 OR Y4 LD Y4</p><p>　　ANI X1

29、 ANI Y5 OUT Y12</p><p>　　OUT Y0 ANI X10 END</p><p>　　LD X4 ANI X0</p><p>　　OR Y1 OUT Y4</p>

30、<p>　　AND X12 LD X11</p><p>　　AND X12 ANI Y4</p><p>　　ANI X0 ANI X10</p><p>　　ANI X3 OUT Y5</p><p>　　OU

31、T Y1 LD X13LD X5 OUT Y13</p><p>　　ANI Y3 OUT Y6</p><p>　　ANI X0 LD Y0</p><p>　　OUT Y2 OUT Y7</p>

32、<p>　　LD X6 LD Y1</p><p>　　ANI Y2 OUT Y10</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計對我來說是一個挑戰(zhàn)，雖然我不愛學(xué)習(xí)，一開始沒做，但我嚴(yán)重的錯了，因為時間緊迫，所以我要認(rèn)真的飛快的把它完成，不

33、知道的我到網(wǎng)上搜索跟向指導(dǎo)老師.同學(xué)問，請他們告訴我怎么做~！老師教我一個課題一個課題的做，做錯了教我怎么改，那時我就又了很多想法，我發(fā)現(xiàn)我很多不足之處！等認(rèn)真做完畢業(yè)設(shè)計以后.我希望這次經(jīng)歷能讓我以后的工作學(xué)習(xí)中激勵我進(jìn)步，以后一定要認(rèn)真對待每一件事，做好每一件事。</p><p>　　設(shè)計中難免有不足之處，望老師和同學(xué)多多指正！</p><p><b>　　致謝</b&

34、gt;</p><p>　　在畢業(yè)設(shè)計期間，無論是確定工作方案，收集資料還是寫論文，我都得到了xx老師的全力幫助和耐心指導(dǎo)，xx老師學(xué)識淵博，教學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，平易近人，xx老師在百忙之中給予了細(xì)心的指導(dǎo)和耐心的指導(dǎo)，是我們學(xué)習(xí)的榜樣，在此我特向xx老師表示最崇高的敬意和感謝。他在學(xué)術(shù)上精益求精，一絲不茍的精神和工作嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)給了我深刻的印象。我還要感謝機(jī)械系的全體老師幾年來對我的指導(dǎo)和幫助。因外在設(shè)計中還得到了設(shè)計小組

35、成員的大力幫助，在此表示感謝。</p><p>　　最后再次感謝母校和各位老師對我四年的培養(yǎng)和幫助。</p><p><b>　　【參考文獻(xiàn)】</b></p><p>　　[1]劉光起. PLC技術(shù)應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.</p><p>　　[2]孫振強(qiáng).可編程控制原理及應(yīng)用教程[M].北京：清華大

36、學(xué)出版社，2005.</p><p>　　[3]王阿根.電器可編程原理與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007.</p><p>　　[4]張連花.電器—PLC控制技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　[5]張浩.案例解說PLC、觸摸屏及變頻器[M].北京：中國電力出版社，2007.</p><p>