基于plc控制的自動(dòng)打孔機(jī)【畢業(yè)論文】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p>　　論文題目 基于PLC控制的自動(dòng)打孔機(jī)</p><p>　　(英文) PLC Controlled Automatic </p><p>　　Punching Machine </p><p>　　所在學(xué)院 電子信息學(xué)院 </p&

2、gt;<p>　　專業(yè)班級(jí) 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 日</p><p><

3、;b>　　摘 要</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)打孔機(jī)是基于PLC控制的自動(dòng)打孔機(jī)，該打孔機(jī)能實(shí)現(xiàn)精確打孔操作，并具有可調(diào)速功能。該打孔機(jī)是基于PLC、步進(jìn)電機(jī)、觸摸屏等技術(shù)控制，由于PLC可靠性好，抗干擾性強(qiáng)，編程簡(jiǎn)單，維護(hù)方便等。步進(jìn)電機(jī)定位準(zhǔn)確，能夠達(dá)到精確打孔，非常適合用于打孔機(jī)的定位控制并且價(jià)格合理等優(yōu)點(diǎn)。觸摸屏可由管理員修改相應(yīng)的數(shù)據(jù)參數(shù)，方便快捷，界面清晰。該打孔機(jī)可

4、用于加工各種軸承及有角度偏轉(zhuǎn)的打孔規(guī)律性打孔。它解決了傳統(tǒng)的半自動(dòng)半手動(dòng)打孔機(jī)效率低下，精度不高等缺點(diǎn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 自動(dòng)打孔機(jī)； PLC； 步進(jìn)電機(jī)； 觸摸屏</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Automatic punching machine of this design is b

5、ased on PLC controlled automatic punching machine, the punch function for precise punch operations, and has the speed control function.The punching machine is control by the PLC, stepper motor, touch screen technology, P

6、LC reliability, strong anti-interference, simple programming and easy maintenance. Stepper motor positioning is accurate, able to achieve precise punch well suited for the position control of the punching machine and rea

7、sonable price </p><p>　　Key Words : Automatic punching machine; PLC; Stepper motor; Touch screen</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 引言1</b></p>

8、<p>　　2自動(dòng)打孔機(jī)的組成與工作原理3</p><p>　　2.1整個(gè)系統(tǒng)的組成：3</p><p>　　2.1.1 鉆頭打孔部分3</p><p>　　2.1.2 工件夾持部分3</p><p>　　2.1.3 軸向移動(dòng)部分4</p><p>　　2.1.4 分度旋轉(zhuǎn)部分4</p>

9、;<p>　　2.2實(shí)現(xiàn)的功能4</p><p>　　2.3工作流程圖4</p><p><b>　　3 硬件設(shè)計(jì)6</b></p><p>　　3.1硬件的選擇6</p><p>　　3.1.1 PLC的選擇6</p><p>　　3.1.2 觸摸屏的選擇6</p

10、><p>　　3.1.3 步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器的選擇6</p><p>　　3.1.4電磁閥的選擇7</p><p><b>　　3.2硬件接線7</b></p><p>　　3.2.1系統(tǒng)總接線7</p><p>　　3.2.2強(qiáng)電部分接線8</p><p>　　3.2

11、.3 PLC步進(jìn)輸出部分接線9</p><p>　　3.2.4打孔+冷卻部分接線9</p><p>　　3.2.5升降與夾緊部分接線10</p><p>　　3.2.6步進(jìn)電機(jī)部分接線圖11</p><p><b>　　4 軟件設(shè)計(jì)12</b></p><p>　　4.1 總體流程圖1

12、2</p><p>　　4.2 脈沖計(jì)算13</p><p>　　4.2.1自動(dòng)部分脈沖計(jì)算13</p><p>　　4.2.2 手動(dòng)部分脈沖14</p><p>　　4.3觸摸屏部分16</p><p>　　4.3.1界面介紹16</p><p>　　4.3.2 觸摸屏地址18&l

13、t;/p><p><b>　　5 系統(tǒng)調(diào)試19</b></p><p>　　5.1 硬件調(diào)試19</p><p>　　5.2軟件調(diào)試19</p><p>　　5.2.1調(diào)試準(zhǔn)備19</p><p>　　5.2.2手動(dòng)部分調(diào)試19</p><p>　　5.2.3自動(dòng)部分

14、調(diào)試20</p><p><b>　　6總結(jié)21</b></p><p><b>　　致謝22</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)23</b></p><p>　　附錄1 實(shí)物圖24</p><p>　　附錄2 程序梯形圖25<

15、;/p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的許多領(lǐng)域中，為了滿足人類的需要，機(jī)電一體化起著愈來愈重要的作用，并且，隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化的技術(shù)水平也越來越高[1]。目前，滾珠軸承采用人工打孔、開孔、擴(kuò)孔等操作，工作效率低下，精確度不高，在這種情況下，如何提高生產(chǎn)效率和精確度，減少材料的浪費(fèi)是一個(gè)急需解決的問題。在當(dāng)今節(jié)能

16、減排的大環(huán)境下，自動(dòng)打孔機(jī)將在特定的行業(yè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。</p><p>　　目前市場(chǎng)上有供應(yīng)自動(dòng)打孔機(jī)，該類打孔機(jī)由電機(jī)帶動(dòng)在金屬材料上加工出孔的自動(dòng)化設(shè)備。有自動(dòng)鉆孔機(jī)、自動(dòng)擴(kuò)孔機(jī)、自動(dòng)銑孔機(jī)等幾種[2]。該類自動(dòng)打孔機(jī)由加工工作臺(tái)，控制電腦，旋轉(zhuǎn)電機(jī)，振動(dòng)電機(jī)，加工工具頭，氣動(dòng)裝置，自動(dòng)轉(zhuǎn)盤，固定夾具等組成。 主要用于鋁制材料，不銹鋼合金等材料，但不針對(duì)滾珠軸承的，正在研究自動(dòng)打孔機(jī)的有天津市工業(yè)自

17、動(dòng)化儀表研究所、深圳市長(zhǎng)亞科技有限公司、深圳科毅達(dá)電子科技有限公司等。每個(gè)公司研制的核心重點(diǎn)都不同，各有各的特色。深圳科毅達(dá)電子科技有限公司研究的重點(diǎn)是以工控機(jī)為核心控制器，價(jià)格比較昂貴。自動(dòng)打孔機(jī)是適應(yīng)制造業(yè)應(yīng)用自動(dòng)化設(shè)備替代人手的趨勢(shì)而發(fā)展起來的，用來解決傳統(tǒng)打孔、鉆孔、擴(kuò)孔、銑孔等加工環(huán)節(jié)中的人手打孔問題。隨著自動(dòng)化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展及應(yīng)用，自動(dòng)打孔機(jī)逐漸趨向無人值守和遠(yuǎn)程控制等方面的發(fā)展。</p><p

18、>　　本設(shè)計(jì)基于PLC控制的自動(dòng)打孔機(jī)系統(tǒng)就是采用機(jī)電一體化應(yīng)用技術(shù)來實(shí)現(xiàn)功能的。機(jī)電一體化控制技術(shù)是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)[3]。它把一個(gè)本來

19、由人來判斷和手動(dòng)操作的環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械自動(dòng)化。形成一個(gè)整體系統(tǒng)構(gòu)架，并且認(rèn)真整理相應(yīng)的資料，統(tǒng)籌方案，選擇出最優(yōu)化合理的方案。研發(fā)出的機(jī)械設(shè)備就大大提高了生產(chǎn)的效率，大大降低了人工量的投入，同時(shí)減少了人工成本，而且生產(chǎn)加工整個(gè)過程速度快、精度高、安全穩(wěn)定、報(bào)廢率低，節(jié)約了鋼材等原材料[4]。使機(jī)電控制技術(shù)在該領(lǐng)域又進(jìn)一步深化發(fā)展。</p><p>　　2自動(dòng)打孔機(jī)的組成與工作原理</p><p&

20、gt;　　2.1整個(gè)系統(tǒng)的組成：</p><p>　　圖2-1 系統(tǒng)組成示意圖</p><p>　　2.1.1 鉆頭打孔部分</p><p>　　由氣泵、電磁閥、氣缸、氣管、節(jié)流閥、鉆頭組成，PLC控制繼電器吸合與斷開，進(jìn)而控制電磁閥線圈吸合與斷開。氣泵與電磁閥的進(jìn)氣孔連接，電磁閥的一個(gè)正動(dòng)作氣孔與一個(gè)反動(dòng)作氣孔分別與氣缸的兩個(gè)口連接，使氣缸完成上下運(yùn)動(dòng)整個(gè)過程，

21、氣管是連接氣泵、電磁閥、氣缸的，用節(jié)流閥可以控制氣缸進(jìn)氣的大小[5]。</p><p>　　2.1.2 工件夾持部分</p><p>　　由電磁閥、氣管、氣缸、機(jī)械夾頭組成，PLC控制繼電器吸合與斷開，進(jìn)而控制電磁閥線圈吸合與斷開，當(dāng)電磁閥線圈通電時(shí)，氣泵中的氣通過氣管給氣缸充氣，氣缸推動(dòng)機(jī)械夾頭，使工件被夾緊[6]。</p><p>　　2.1.3 軸向移動(dòng)部分&

22、lt;/p><p>　　由軸進(jìn)步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、螺旋軸、組成，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在PLC的控制下，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按固定的步距角旋轉(zhuǎn)，步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)之后，開始帶動(dòng)螺旋軸旋轉(zhuǎn)，由于鉆孔臺(tái)與螺旋軸耦合，所以工作臺(tái)也隨著螺旋軸轉(zhuǎn)動(dòng)而移動(dòng)。</p><p>　　2.1.4 分度旋轉(zhuǎn)部分</p><p>　　由分度步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、皮帶、傳動(dòng)齒輪組成，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在PLC

23、的控制下，驅(qū)動(dòng)分度步進(jìn)電機(jī)按固定的步距角旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)下傳動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，從而通過皮帶帶動(dòng)上齒輪旋轉(zhuǎn)，由于上傳動(dòng)齒輪裝在機(jī)械夾頭上，機(jī)械夾頭也隨著旋轉(zhuǎn)，最終使固定在機(jī)械夾頭上的工件旋轉(zhuǎn)，從而完成分度的過程。</p><p><b>　　2.2實(shí)現(xiàn)的功能</b></p><p>　　手動(dòng)自動(dòng)可轉(zhuǎn)換；能完成整個(gè)自動(dòng)打孔的循環(huán)過程；工件每圈孔位數(shù)可賦值，每排孔位數(shù)可賦值；軸進(jìn)步進(jìn)電

24、機(jī)進(jìn)給速度可調(diào)節(jié)，分度步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)分度可調(diào)節(jié)；主軸頭分為可旋轉(zhuǎn)和分度復(fù)合，都有抱閘功能；鉆頭部分可調(diào)速，行程可調(diào)，進(jìn)給速度可調(diào)；尾座頂針可調(diào)，可對(duì)各種長(zhǎng)度和直徑的工件進(jìn)行加工；平面部分鉆孔可用鉆頭不動(dòng)工件動(dòng)，與雕刻機(jī)相反的方式；能自行設(shè)置和調(diào)節(jié)工件零位和機(jī)器零位的位置；在加工過程中可以用觸摸屏進(jìn)行監(jiān)控。</p><p><b>　　2.3工作流程圖</b></p><p&

25、gt;　　本次設(shè)計(jì)主要完成的是自動(dòng)打孔的過程，需要的主要步驟是，參數(shù)的設(shè)定，分度步進(jìn)電機(jī)按固定的步距角旋轉(zhuǎn)，軸進(jìn)步進(jìn)電機(jī)按固定的步距角進(jìn)給與后退，鉆頭的上升和下降，完成打孔的整個(gè)過程。參數(shù)的設(shè)定中需要設(shè)定產(chǎn)品零位、每圈孔數(shù)、排數(shù)、進(jìn)給距離、后退距離、偏角度數(shù)，加工的工件先進(jìn)行零位加工，之后完成一圈的打孔，每排孔之間有個(gè)偏轉(zhuǎn)角度，在一圈孔打完后需要一個(gè)偏角判定，之后進(jìn)行軸進(jìn)的移動(dòng)，在軸進(jìn)移動(dòng)后繼續(xù)下一圈孔的加工，當(dāng)軸進(jìn)完成后，表示整個(gè)零件

26、加工完成。最后鉆孔臺(tái)后退到初始狀態(tài)，方便工人取下工件，當(dāng)換好下個(gè)加工的工件后，繼續(xù)完成上面的循環(huán)，如下圖所示：</p><p>　　圖2-2 工作流程圖</p><p><b>　　3 硬件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1硬件的選擇</b></p><p>　　3.1.1 PLC的

27、選擇</p><p>　　三菱FX2N-32MT-001 PLC外部結(jié)構(gòu)美觀、體積小、功能強(qiáng)、內(nèi)部資源豐富、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、通用性強(qiáng)、控制程序可變、使用方便、適應(yīng)面廣、編程簡(jiǎn)單、容易掌握、減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工的工作量、維護(hù)方便等特點(diǎn)[7]。其I/O點(diǎn)最大可擴(kuò)展到256點(diǎn)。它有27條基本指令，其基本指令的執(zhí)行速度超過了很多大型PLC。并且有多種RS-232C/RS-422/RS-485串行通訊模塊。價(jià)

28、格合理，性價(jià)比較高。該型號(hào)的PLC符合本設(shè)計(jì)中對(duì)PLC的要求。故選擇三菱FX2N-32MT-001 PLC。</p><p>　　3.1.2 觸摸屏的選擇</p><p>　　觸摸屏有操作方便，可以代替按鈕開關(guān)及鍵盤等，可以通過觸摸屏設(shè)定參數(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控等特點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)需要對(duì)工件的參數(shù)設(shè)置等，需要用觸摸屏完成。臺(tái)達(dá)DOP-B05S100觸摸屏有易于使用、堅(jiān)固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間等特

29、點(diǎn) 其價(jià)格低，性能穩(wěn)定，相對(duì)于其他品牌的觸摸屏來說性價(jià)比較高[8]。該型號(hào)的滿足本設(shè)計(jì)對(duì)觸摸屏的要求，故選擇臺(tái)達(dá)DOP-B05S100觸摸屏。</p><p>　　3.1.3 步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器的選擇</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信

30、號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)固定角度即步距角。它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的[9]。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī)，利用其沒有積累誤差的特點(diǎn)。FHB311112三相混合式步進(jìn)電機(jī)采用稀土永磁材料制造，與反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)相比具有電磁損耗小、轉(zhuǎn)換效率高、動(dòng)態(tài)性能好等優(yōu)點(diǎn)。該型號(hào)的步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行時(shí)相對(duì)平穩(wěn)，噪聲小

31、、輸出力矩大且不易失步。該步進(jìn)電機(jī)能夠滿足本設(shè)計(jì)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的要求。故采用FHB311112三相混合式步進(jìn)電機(jī)。根據(jù)FHB31112產(chǎn)品說明可知，選擇GSKDY3E-30步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。</p><p>　　3.1.4電磁閥的選擇</p><p>　　電磁閥是用于控制氣泵給氣缸充氣推動(dòng)鉆頭打孔的器件，電磁閥是由PLC控制其通斷的，本設(shè)計(jì)的電磁閥線圈電壓等級(jí)是選用直流24v型，需要外接一個(gè)24

32、V直流電壓。UNID 4V210-08型號(hào)的電磁閥符合本設(shè)計(jì)的需求，故選UNID 4V210-08型號(hào)的電磁閥。</p><p><b>　　3.2硬件接線</b></p><p>　　3.2.1系統(tǒng)總接線</p><p>　　380v的三相電，接入一個(gè)三相空氣開關(guān)，即總電源開關(guān)。為了安全考慮并聯(lián)上一個(gè)接觸器和急停按鈕，便于突發(fā)情況下的急停操作

33、。之后接一個(gè)380v-220v的變壓器把380v的電壓轉(zhuǎn)換成220v接步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的L和N端，用于給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器供電。在變壓器的220v端后，接一個(gè)單相空氣開關(guān)接到PLC的L和N兩端，給PLC供電。直流24V是用于給接近開關(guān)供電，保證接近開關(guān)能夠正常的工作，PLC的輸出的負(fù)載均采用直流24V供電。如圖3-1為系統(tǒng)總接線圖。</p><p>　　圖3-1 系統(tǒng)總接線圖</p><p>

34、　　3.2.2強(qiáng)電部分接線</p><p>　　三相電源通過空氣開關(guān)—380-220V變壓器—熔斷器--連接到三相混合型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器一定要接地，以免金屬外殼的驅(qū)動(dòng)器帶電。如圖3-2為強(qiáng)電部分接線圖。</p><p>　　圖3-2 強(qiáng)電部分接線圖</p><p>　　3.2.3 PLC步進(jìn)輸出部分接線</p><p>　　P

35、LC的輸出端，通過電阻R連接到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的脈沖出入端通過PLC的脈沖輸出控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，使步進(jìn)電機(jī)按固定的步距角選轉(zhuǎn)，電阻R是起到限流的作用。如圖3-3為PLC步進(jìn)輸出接線圖。</p><p>　　圖3-3 PLC步進(jìn)輸出接線圖</p><p>　　3.2.4打孔+冷卻部分接線</p><p>　　如圖3-4為鉆孔正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、冷卻泵的接線圖，當(dāng)PLC的Y1

36、0輸出為“1” 時(shí)，鉆頭正轉(zhuǎn)，當(dāng)PLC的Y11輸出為“1”時(shí)，鉆頭反轉(zhuǎn)。</p><p>　　圖3-4 打孔冷卻部分接線圖</p><p>　　3.2.5升降與夾緊部分接線</p><p>　　PLC的Y14端接電磁閥的線圈,當(dāng)PLC的Y14輸出為“1”時(shí)，電磁閥的線圈吸合，電磁閥開，給氣缸充氣，完成夾緊的工作。如圖3-5所示。</p><p&

37、gt;　　圖3-5 升降與夾緊部分接線圖</p><p>　　3.2.6步進(jìn)電機(jī)部分接線圖</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出端接步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接受PLC輸出的脈沖后，控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)。其中Y0為分度脈沖輸出，Y1為軸進(jìn)脈沖輸出；Y2為分度方向，Y4為軸進(jìn)方向；Y3為分度使能，Y5為軸進(jìn)使能。使能端一定要為“1”，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器才能工作[10]。如圖3-6所示。</p&

38、gt;<p>　　圖3-6 步進(jìn)電機(jī)接線圖</p><p><b>　　4 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1 總體流程圖</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)自動(dòng)部分采用步進(jìn)控制，步進(jìn)控制是設(shè)計(jì)PLC順序控制程序的一種有力工具，并且狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖具有直觀、簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。如圖4-1為步進(jìn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

39、。</p><p>　　圖4-1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖</p><p><b>　　4.2 脈沖計(jì)算</b></p><p>　　4.2.1自動(dòng)部分脈沖計(jì)算</p><p><b>　　1、孔間脈沖</b></p><p>　　分度細(xì)分設(shè)置為0.06°步距角，360/0.0

40、6°計(jì)算出分度步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一圈需要6000個(gè)脈沖，夾持部分上下傳動(dòng)齒輪比為26/18[11]，所以，工件轉(zhuǎn)動(dòng)需要脈沖為8666個(gè)脈沖,D408定義為一圈的孔數(shù)，K8666/D408為每個(gè)孔之間分度需要的脈沖數(shù)，即為孔間脈沖數(shù)，定義D200為孔間脈沖數(shù)。如圖4-2所示。</p><p>　　圖4-2 孔間脈沖</p><p><b>　　2、偏角脈沖</b>

41、</p><p>　　分度細(xì)分設(shè)置為0.06°步距角，上下傳動(dòng)齒輪比為26/18，18/26*0.06=0.0415°即真正的分度細(xì)分步距角。所以需要的脈沖應(yīng)該為設(shè)定分度/真正的細(xì)分 即D410/0.0415也就是D415偏度數(shù)*10000/415=D204偏角脈沖。其中定義D410為偏度數(shù)，定義D204為偏角脈沖。如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3 偏角

42、脈沖</p><p><b>　　3、進(jìn)給脈沖</b></p><p>　　因?yàn)槁菪龡U螺距為5mm，進(jìn)給細(xì)分設(shè)置為0.6°步距角，所以旋轉(zhuǎn)一圈的脈沖數(shù)為360/0.6=600個(gè)。所以進(jìn)給所需的脈沖=進(jìn)給距離（mm）/5（mm）*600，即為D412進(jìn)給距離*600/5=D210進(jìn)給脈沖。其中定義D412為進(jìn)給距離，D210為進(jìn)給脈沖。如圖4-4所示。<

43、/p><p>　　圖4-4 進(jìn)給脈沖</p><p><b>　　4、零位脈沖</b></p><p>　　零位移動(dòng)是軸進(jìn)方向移動(dòng)，由于螺旋桿為5mm，進(jìn)給細(xì)分設(shè)置為0.6°步距角，所以零位脈沖應(yīng)該為零位距離（mm）/5（mm）*600。即D416零點(diǎn)設(shè)定*600/5=D214零位脈沖。其中定義D416為零位設(shè)定，D214零位脈沖。如圖

44、4-5所示。</p><p>　　圖4-5 零點(diǎn)脈沖</p><p>　　4.2.2 手動(dòng)部分脈沖</p><p>　　1、手動(dòng)距離反饋脈沖</p><p>　　在手動(dòng)控制左移或右移之后，會(huì)啟動(dòng)計(jì)算，因?yàn)槭謩?dòng)距離可能為小數(shù)，所以需要十進(jìn)制到二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換，DFLT D2轉(zhuǎn)換成D100中把360/0.06*0.5=120變成二進(jìn)制，由于DFLT

45、指令不能對(duì)數(shù)值直接轉(zhuǎn)換，所以把K120賦值給D102，DFL D102即120轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)D104。手動(dòng)距離反饋脈沖=D2/120,也就是D100/D104=D84手動(dòng)距離反饋脈沖。其中定義D2為手動(dòng)距離，定義D84為手動(dòng)距離反饋脈沖。如圖4-6所示。</p><p>　　圖4-6 手動(dòng)距離反饋脈沖</p><p><b>　　2、手動(dòng)距離顯示</b></p

46、><p>　　當(dāng)左移M2為“1”時(shí)，計(jì)數(shù)器C202開始計(jì)數(shù)，并進(jìn)行自加運(yùn)算，D244=0+D84+D84+D84+……當(dāng)右移M3為“1”時(shí)，計(jì)數(shù)器C202開始計(jì)算，并進(jìn)行自減運(yùn)算D244=0-D84-D84-D84-……其中定義D244為手動(dòng)距離顯示。如圖4-7所示。</p><p>　　圖4-7 手動(dòng)距離顯示</p><p><b>　　3、自定義脈沖&l

47、t;/b></p><p>　　PLC通電，M8000接通，定時(shí)器T127工作，定時(shí)器計(jì)數(shù)為“1”時(shí)，T127觸點(diǎn)動(dòng)作，在上升源的瞬間，計(jì)數(shù)器C10計(jì)數(shù)，1次后C10閉合，輸出M500，使得上面M500的常閉觸點(diǎn)斷開，M500得電閉合后，常開觸點(diǎn)閉合，使C10計(jì)數(shù)器清零，0.005s完成一個(gè)周期，即200hz的自定義脈沖。如圖4-8所示。</p><p>　　圖4-8 自定義脈沖&

48、lt;/p><p><b>　　4、高速脈沖</b></p><p>　　當(dāng)M200分度狀態(tài)為“1”，或M201偏角狀態(tài)為“1”時(shí)，左右限位開關(guān)M40和M41為“0”時(shí)，步進(jìn)禁止M1040為“0”，暫停開關(guān)M103為“0”的情況下，高速脈沖輸出指令PLSR輸出D350分度脈沖變量中的脈沖數(shù)[12]。</p><p>　　當(dāng)M202進(jìn)給狀態(tài)為“1”或

49、M204產(chǎn)品零位狀態(tài)為“1”時(shí)，左右限位開關(guān)M40和M41為“0”時(shí)，步進(jìn)禁止M1040為“0”，暫停開關(guān)M103為“0”的情況下，高速脈沖輸出指令PLSR輸出D360軸進(jìn)脈沖變量中的脈沖數(shù)。如圖4-9所示。</p><p>　　圖4-9 高速脈沖</p><p><b>　　4.3觸摸屏部分</b></p><p><b>　　4

50、.3.1界面介紹</b></p><p><b>　　1、主界面</b></p><p>　　主界面由自動(dòng)運(yùn)行、手動(dòng)調(diào)整、手動(dòng)測(cè)試、參數(shù)設(shè)置4個(gè)按鈕組成，主界面主要起到換頁的功能，觸摸屏剛開啟時(shí)，就顯示主界面。如圖4-10所示。</p><p>　　圖4-10 主界面</p><p><b>　　

51、2、自動(dòng)運(yùn)行界面</b></p><p>　　自動(dòng)運(yùn)行界面由啟動(dòng)、暫停、計(jì)數(shù)清零、返回按鈕以及孔數(shù)、排數(shù)、產(chǎn)量數(shù)值顯示組成。在觸摸屏上點(diǎn)擊啟動(dòng)，打孔機(jī)就開始運(yùn)行自動(dòng)打孔操作；暫停按鈕能使打孔機(jī)在自動(dòng)打孔的過程中能夠按照操作人員的控制，對(duì)其進(jìn)行中斷。計(jì)數(shù)清零是給計(jì)數(shù)器C0、C1；數(shù)值顯示中，孔數(shù)、排數(shù)、產(chǎn)量都是可以設(shè)置的，操作員可以按照工件的要求自行設(shè)置[13]。如圖4-11所示。</p>

52、<p>　　圖4-11 自動(dòng)運(yùn)行界面</p><p><b>　　3、手動(dòng)調(diào)整界面</b></p><p>　　手動(dòng)調(diào)整界面由分度進(jìn)、鉆頭正轉(zhuǎn)、鉆頭反轉(zhuǎn)、工件松夾、軸進(jìn)、軸退、鉆頭進(jìn)、鉆頭退、復(fù)位返回按鈕組成。利用這些按鈕能夠完成對(duì)工件的手動(dòng)調(diào)整。如圖4-12所示。</p><p>　　圖4-12 手動(dòng)調(diào)整界面</p>

53、;<p><b>　　4、手動(dòng)測(cè)試界面</b></p><p>　　手動(dòng)測(cè)試界面包含按鈕、指示燈、數(shù)值輸入、數(shù)值顯示。其中按鈕有軸向增、軸向減、分度增、分度減、存入、開啟、返回等；指示燈有零位指示燈；數(shù)值輸入有軸向設(shè)置、分度設(shè)置；數(shù)值顯示有軸向監(jiān)視、分度監(jiān)視、存入顯示組成。如圖4-13所示。</p><p>　　圖4-13 手動(dòng)測(cè)試界面</p&g

54、t;<p><b>　　5、參數(shù)設(shè)置界面</b></p><p>　　如圖為參數(shù)設(shè)置界面在這個(gè)界面主要用來設(shè)置產(chǎn)品所需的參數(shù)，包括：每圈孔數(shù)、偏角度數(shù)、后退距離、進(jìn)給距離、排數(shù)、產(chǎn)品零位六個(gè)參數(shù)。每個(gè)參數(shù)對(duì)不同的工件設(shè)值是不同的。如圖4-14所示。</p><p>　　圖4-14 參數(shù)設(shè)置界面</p><p>　　4.3.2 觸

55、摸屏地址</p><p>　　如表4-15所示，是在觸摸屏中設(shè)置的所有元件的地址，把自動(dòng)運(yùn)行、手動(dòng)調(diào)整、手動(dòng)測(cè)試、參數(shù)設(shè)置中的地址欄都分開，便于查看與核對(duì)。每個(gè)元件的地址都是不同的，都是不能重復(fù)的。</p><p>　　表4-1 觸摸屏地址 </p><p><b>　　5 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p><b

56、>　　5.1 硬件調(diào)試</b></p><p>　　在硬件接線完成后，首先用手拉下各個(gè)接線頭，檢查是否有虛接的情況；用萬用表檢測(cè)各條線路是否都導(dǎo)通；把空氣開關(guān)都打到OFF的位置，在熔斷器中加入合適的熔體，插上電源，拉上總電源的空氣開關(guān)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器應(yīng)該馬上啟動(dòng)，并有風(fēng)扇聲發(fā)出；等待幾分鐘，檢查變壓器與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是否有異常發(fā)熱的現(xiàn)象；上拉PLC電源，檢查PLC是否有異常發(fā)熱的現(xiàn)象；按動(dòng)各個(gè)按

57、鈕開關(guān)，檢查按鈕開關(guān)與PLC連接是否正常；觸動(dòng)接近開關(guān)，檢查與PLC之間的連接是否正常；按下急停開關(guān)，檢查急停開關(guān)是否有效；檢查觸摸屏與PLC的通訊是否正常；檢查電磁閥工作是否正常。</p><p><b>　　5.2軟件調(diào)試</b></p><p><b>　　5.2.1調(diào)試準(zhǔn)備</b></p><p>　　1、插上電源

58、，把各個(gè)空氣開關(guān)都上拉。</p><p>　　2、插上PLC與電腦的通訊線，打開三菱編程軟件把電腦上的PLC程序下載到PLC中。</p><p>　　3、插上電腦與觸摸屏的通訊線，打開臺(tái)達(dá)觸摸屏軟件把電腦上的觸摸屏界面下載到觸摸屏中。</p><p>　　4、接上觸摸屏與PLC的通訊線。</p><p>　　5.2.2手動(dòng)部分調(diào)試</p

59、><p>　　1、控制柜上選擇手動(dòng)狀態(tài)，按控制柜上各個(gè)按鈕“左移”、“右移”、“分度”、“夾持”，檢查是否有相應(yīng)的動(dòng)作。</p><p>　　2、分別按控制柜的“左移”和“右移”按鈕，使機(jī)器處于限位位置，檢查左右限位是否有效。</p><p>　　3、在觸摸屏主界面上選擇手動(dòng)調(diào)整，按動(dòng)觸摸屏手動(dòng)調(diào)整界面的各個(gè)按鈕，檢查是否都有相應(yīng)的動(dòng)作。</p><

60、p>　　4、在觸摸屏主界面選擇手動(dòng)測(cè)試，在軸向設(shè)置上，設(shè)置為1.00mm分度設(shè)置為10°。點(diǎn)擊軸向“加”“減”按鈕，檢查機(jī)器運(yùn)動(dòng)方向是否正確，查看軸向監(jiān)視計(jì)算顯示是否正確；點(diǎn)擊分度“增”“減”按鈕，檢查機(jī)器是否分度正確，查看分度監(jiān)視計(jì)算顯示是否正確。</p><p>　　5、點(diǎn)擊機(jī)械零位時(shí)，查看機(jī)器是否正確歸零，并且查看指示燈是否亮起。</p><p>　　6、點(diǎn)擊存入按鈕

61、，檢查存入數(shù)值顯示是否正確。</p><p>　　5.2.3自動(dòng)部分調(diào)試</p><p>　　1、控制柜上選擇自動(dòng)狀態(tài)，觸摸屏主界面點(diǎn)擊參數(shù)設(shè)置，設(shè)置每圈孔數(shù)15 ，偏角度數(shù) 6°，后退距離 15mm，進(jìn)給距離 6mm，排數(shù)9，產(chǎn)品零位5mm。</p><p>　　2、在觸摸屏的主界面選擇自動(dòng)運(yùn)行，點(diǎn)擊觸摸屏或者控制柜的“啟動(dòng)”按鈕，看機(jī)器是否啟動(dòng)，測(cè)量鉆

62、頭當(dāng)前位置是否與機(jī)械零位時(shí)相差是否為5mm。</p><p>　　3、鉆頭打孔之后，檢測(cè)分度是否正確，查看觸摸屏“孔數(shù)”顯示是否為1。</p><p>　　4、當(dāng)15個(gè)孔完成后，在觸動(dòng)上下限位。檢查是否有偏角，測(cè)量偏角是否為5°</p><p>　　5、查看軸向進(jìn)給，檢查進(jìn)給距離是否為5mm，觸摸屏上“排數(shù)”顯示是否為1。</p><p

63、>　　6、當(dāng)完成第9排，第15個(gè)打孔后，查看是否有后退距離，測(cè)量后退距離是否為15cm。</p><p>　　7、按觸摸屏或者控制柜的“啟動(dòng)”按鈕，檢查機(jī)器是否繼續(xù)歸零，開始下個(gè)工件的加工。</p><p>　　8、按住“暫停”按鈕，觸動(dòng)上下限位，機(jī)器應(yīng)不能繼續(xù)工作，放開后，機(jī)器繼續(xù)正常工作。</p><p><b>　　6總結(jié)</b>&

64、lt;/p><p>　　經(jīng)過了長(zhǎng)達(dá)一個(gè)多月努力，本人圓滿完成了自動(dòng)打孔機(jī)的設(shè)計(jì)。通過這次設(shè)計(jì)，我接觸到了一個(gè)系統(tǒng)性的知識(shí)，讓我學(xué)到了很多知識(shí)點(diǎn)，對(duì)三菱PLC有了進(jìn)一步的了解，PLC的編程能力有了一定的提高。通過這次實(shí)戰(zhàn)，我在調(diào)試方面積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，我也深深感受到自己對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，在以后的工作中仍需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)，只有不斷的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，才能使自己有更深一層的認(rèn)識(shí)與了解。</p><

65、;p>　　本次PLC編程中用到了一些平時(shí)沒有接觸到的功能指令，通過這次設(shè)計(jì)，讓我掌握了這些功能指令。也讓我知道了平時(shí)一定要熟悉這些功能指令的用法。編程思想很重要，這個(gè)需要不斷的實(shí)踐才會(huì)不斷的提高，開始設(shè)計(jì)時(shí)，不能過于草率，一定要有一個(gè)清晰的整體思想上，再開始編程，這樣會(huì)起到事半功倍的效果。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本人在做設(shè)

66、計(jì)期間，得到了指導(dǎo)老師肖老師點(diǎn)撥與指導(dǎo)，在論文書寫的格式上面也給我一定的幫助。肖老師學(xué)識(shí)淵博，經(jīng)驗(yàn)豐富，做事認(rèn)真，在此我表示衷心的感謝。其次，我需要感謝童老師和汪老師，在這次設(shè)計(jì)中童老師從一開始的方案制定、硬件選擇，到最后的軟件編程、整體調(diào)試這整個(gè)過程中都給了我很大的指導(dǎo)，是他的悉心指導(dǎo)和合理的進(jìn)程排，讓我能夠順利的完成。同時(shí)老師的博學(xué)，對(duì)理論知識(shí)的運(yùn)用技巧，和對(duì)產(chǎn)品工藝的了解，都讓我學(xué)到了很多的知識(shí)。汪老師，學(xué)識(shí)淵博，在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面十

67、分熟悉，并且經(jīng)驗(yàn)豐富，幫助了我解決了機(jī)械結(jié)構(gòu)方面的重要難題。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]楊黎明.機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2007,8.</p><p>　　[2]中國(guó)打孔機(jī)市場(chǎng)研究報(bào)告(2009年).[J].2009,8.</p><p>　　[3]巫莉

68、.電氣控制與PLC應(yīng)用[M].中國(guó)電力出版社,2008，5.</p><p>　　[4]高安邦.三菱PLC工程應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2011,1.</p><p>　　[5]付敬奇.執(zhí)行器及其應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2009,4.</p><p>　　[6]曹玉平，閻祥安.氣壓傳動(dòng)與控制[M].天津大學(xué)出版社，2010,9.</p>&l

69、t;p>　　[7]郁漢琪等，電氣控制與可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M].南京：東南大學(xué)出版社， 2009,9.</p><p>　　[8]薛迎成，PLC與觸摸屏控制技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2008.</p><p>　　[9]廣州數(shù)控DY3E三相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器使用手冊(cè)[Z].</p><p>　　[10]Jia Guxi. Automatic met

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