多工位组合机床控制系统的PLC改造.pdf

务l 匐 似 多工位组合机床控制系统的P L C 改造 PL C t r an s f or m at i on of t he con t r ol l i ng s y st em f or m ul t i - s t at i on as sem bl y m achi n e 王晓瑜 WANG Xi a o y u 1 ,2 1 ． 西安外事学院 工学院，西安 7 1 0 0 7 1 ；2 ． 西安建筑科技大学 机电工程学院，西安 7 1 0 0 7 7 摘要 介绍了用西门子s 7 2 0 0 系 U P L C 对多工位组合机床 电气控制系统的改造，介绍了系统的工 艺流程 ，给出改造后P L C 端子接线图和主程序。实践结果证明改造后控制系统工作可靠， 操作方便直观，故障率低， 提高了工效。 关键词 组合机床；PL C；梯形图 中囝分类号T G5 0 2 文献标识码B 文章编号1 0 0 9 -0 1 3 4 2 0 1 2 2 下 一 0 0 8 8 - 0 3 D o i 1 0 ． 3 9 6 9 } ／ J ． i s s n ． 1 0 0 9 -0 1 3 4 ． 2 0 1 2 ． 2 下 ． 2 8 0 引言 多工位组合机床作为一种高效 自动化机加工 设备 ，可对大批量 的零件进行钻 、铣、镗、铰等 多种工艺加工。但传统的多工位组合机 床，其继 电一 接触器逻 辑控制 系统 ，存在电路复杂、可靠 性差、故 障诊断与排除 困难、维修任务较大等缺 点。为 解决上述 问题 ，采用西 门子公 司的 S 7 2 0 0 系列 P L C对其电气控制系统进行改造。 1 多工位组合机床电气控制线路要求 组合机床 电气控制 系统主 回路 中，共有 3台 电动机 ，其 中 M1为气泵 电动机 ，M2 、M3分别 为 1 号和 2号动力头电动机 ，l号和 2号动力头可 实现手动操作和 自动 操作，同时增添手动操作工 位过程的 L E D显示。 机床上 电后 ，启动液压系统，送料臂将工件 推入机床 的上料部位，由夹具加紧。按下启动按 钮 S A1 ，进行手动 ／ 自动控制模式选择 S B1 手动 ／ S B 2自动 。当送料臂退回时，加紧装置工作实现 工件的可靠夹紧； 1号和 2号动力头开始完成各 自 的快进和工作进给加工过程，在对应工位加工 完 毕后 ，两个动力头、上料臂 、卸料臂完全退回时 ， 成 品将 同时被松开和转走。组合机床的工作流程 如图 1 所示 叫。 l 号和 2号动力头的进给动作 由电磁铁 Y A1 一 Y A 7控制 ，而电磁 铁通断则由行程 开关 L S 1 L S 8 1 号工作台 2 号工作 台 图l 多工位组合机床的工作流程图 控制，在机床主轴的进给与后退过程 中，分布在 各处的挡铁碰撞相应 的行程开关 ．发 出相应 的动 作命令。电磁铁工作状态见表 1 。 表1 电磁铁工作状态 工 序 Y 1 Y A 2 Y A3 Y A 4 YA 5 Y A6 Y A 7 原位停止 夹紧 快进 工进 死 挡铁停 留 快退 松 开 2 电气系统的改进措施 2 ． 1 P L C 的选型嘲 和I／ 0 地址分配 控制 系统 中，其 主回路部 分不变 ，对控制 回 路进行改造。改造后 ，动力头启动 ／ 停止按钮、限 位开关等为 P L C输入控制的开关量信号 ；接触器、 电磁阀、行程开关、指示灯等为 P L C输 出控制 的 收稿日期2 0 1 1 - 0 8 - 2 0 作者简介王晓瑜 1 9 7 4 一，女，陕西西安人，高级工程师，博士研究生，主要从事机械电子工程教学与科研工作。 【 8 8 】 第3 4 卷第2 期2 0 1 2 2 下 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 开关量信号。经 I ／ O点数分配得 ，该 系统有 1 4点 输入 和 1 0点输出。因此选用 S I E ME NS的 S 7 2 0 0 C P U2 2 6 AC ／ R E L A Y 1 6点 输 入 ，1 0点输 出 型 P L C。I ／ O地址分配见表 2和表 3 。 表 2 输入信号地址分配表 功能 元件 地址 手动／ 自动选择 S A1 1 0 ．0 手动调整按钮 S B1 1 0 ． 1 系统自动运行启动按钮 S B 2 1 0 -2 系统 停止按钮 S B3 1 0 _ 3 手动 选择调 整项 S B5 1 0 _4 工件松 开到位 L S 7 I O ．5 工件加 紧到位 L S 8 I O ．6 1 号动 力头 工进 L S 5 1 0 ．7 1 号动力头快 进 L S 3 I 1 ．O 1 号动力头快 退 L S 1 I 1 ． 1 2 号动力头 工进 L S 6 I 1 ． 2 2 号动力头 快进 L S 4 I 1 - 3 2 号动力头 快退 L S 2 I 1 4 自动连续按钮 S B 4 I 1 ．5 表 3 输出信号地址分配表 功能 元件 地址 1 号动 力头快进 电磁 阀 Y A1 Q O ．O 1 号动 力头工进 电磁 阀 Y A2 Q o ． 1 1 号动 力头快退 电磁 阀 Y A3 Q O ． 2 2 号动 力头快进 电磁 阀 Y A4 Q o ． 3 2 号动 力头工进 电磁 阀 Y A5 Q o ． 4 2 号动 力头快退 电磁 阀 搦 6 Q o ． 5 夹 紧工件 电磁 阀 搦 7 Q O ． 6 气泵 电机 KMl Q O ． 7 l 号动力头电机 启动 KM2 Q1 _0 2 号动力头 电机 启动 KM3 Q1 ． 1 2 ． 2 P L C 端子接线图 图 2 P L C 端 子接 线图 显示单元 Q 1 - 0 Q 1 ． 1 阀 图 3 梯形图 【 下转第1 2 0 页】 第3 4 卷第2 期2 0 1 2 - 2 下 1 S O l 自 珐船． 船 锚 一 骗搬嚣醯 端艘貅瑟 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 骞 、l 訇 似 报警设备 过载保护电路 l l 门开关位鬟电路 传赙器一 ’ { 放大电路 存 储设 备 图4 系统结构 图 驱动电路 4 结束语 本 文对公 交客车车 门的调速和防夹系统 进行 探讨及 系统设计。主要完成 的功能是更好的控制 车 门开启及关闭的速度及防止乘客夹伤及物 品被 车 门夹住拖带造成的严重后果。提 出了一种车 门 控制及驱动 以及车 门防夹的二合一设计方案。可 以比较方便的对现有公交车辆进行改进。该 系统 工作稳定、可靠，能满足安全要求。 参考文献 [ 1 】谢新民， 丁锋．自适应控制系统【 M】 ． 清华大学出版社． 2 0 02． 【 2 ]魏连荣 ， 朱益江 ． 交直流调速 系统【 M】 ． 北京 师范 大学 出 版 社 ， 2 0 0 8 ． 赢‘ 蠡‘ 赢‘ 岛‘ j蠡‘ 矗‘ 矗‘ 童‘ 矗‘ ． t ‘ ‘ ． 矗‘ 矗● {国‘ 毒童‘ 蠡‘ 矗● {童‘ ． 盘‘ ●童● 蠡‘ 童‘ 【 上接第8 9 页】 2 ． 3 梯形图设计 根据组合机 床 的控 制要求 ，结合 P L C的 I ／ O 地址分配 ，编制梯形图 ，共有三部分主程序 其 中主程序 网络 1 为主程 序工作模式选择 ，网络 2 为机床输 出单元，网络 3为手动模式显示单元 ； 子程序 1手动模式和子程序 2自动模式 略 。 3 结束语 改造后的多工位组合机床，电气线路简化 ，故 障率低， 可靠性高，机床运转良好 因有L E D显示， 故手动过程操作的选择 与输 出更为直观有效 ，电 工 日常维护工作量低 ，提高设备的生产效率。 参考文献 [ 1 ]王晓瑜， DU 组合机床单机液压回转台控制系统的P L C 改 造 [ J 1 ． 煤矿机械， 2 0 1 1 ， 3 0 6 ． 【 2 】赵华． 用P L C改造三面铣组合机床控制系统【 J J ． 现代机 械 ， 2 0 1 0 ， 3 O 3 1 2 1 3 ． 【 3 ]罗麦 风， 等． 三面铣组合机 床的P L C改造， 煤 矿机械 【 J 】 ， 2 0 0 9， 3 0 8 1 5 7 1 5 8 ． 【 4 】王永华， 等． 现代电气控制技术及P L C 应用技术【 M】 ． 北 京航 空航天大学 出版社， 2 0 0 3 ． 【 5 】西 f q y- 公司S 7 2 0 0 系列P L C 软 ． 硬件手册[ M】 ． 2 0 0 3 ． {童‘ 蠡● 矗I 童‘ 矗● 矗● ＆‘ 盘‘ 矗‘ ． 出． 重‘ 童‘ 盘‘ j矗‘ {矗● {蠡‘ 矗‘ 蠡‘ {蠡I 蠡‘ {矗● 鑫● ●● 盘● 上海思博机械电气有限公司 柯马 机器 人 北京微达电子技术有限责任公司 施迈赛工业开关制造 上海有限公司 厦门字电自动化科技有限公司 [ 1 2 0 1 第3 4 卷第2 期2 0 1 2 2 下 广告索引 刊花 施耐德电气 封面 新虹润精密仪器有限公司 封二 正泰电器 封三 中创国技 北京科技发展有限公司 封底 前彩1 前彩2 前彩3 前彩4 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m