1、华东交通大学理工学院课程设计说明书题 目： 基于 PLC 自 动换刀系统设计姓 名： 学 号： 班 级: 专 业: 机械电子工程 指导教师: 1目 录一、摘要.3 二、自动换刀系统机械设计.4 2.1 数控卧式铣床的结构.42.2 最优方案设计.42.2.1 刀库横移装置42.2.2 刀库分度装置4 2.3 刀库结构组成.52.3.1 刀库装置主要技术参数.52.3.2 刀库容量的确定.52.4 刀库驱动转矩的计算.6 2.4.1 刀库分传动设计及计算.62.4.2 旋转部件转动惯量计算.82.4.3 刀库驱动转矩计算.82.5 选择电动机容量.82.6 刀库驱动转矩的校核.92.7 直齿圆锥
2、齿轮传动设计102.7.1 齿轮疲劳强度设计102.8 气缸设计和选择112.8.1 气缸的选择要点112.8.2 气缸初选1122.8.3 驱动力校核12 2.9 丝杠传动工作台总体设计方案122.9.1 工作台的尺寸设计.122.9.2 导轨类型设计.122.9.3 电机的选择.122.9.4 减速器的选择122.9.5 联轴器和轴承的选择132.10 工作台的设计132.10.1 工作台外形尺寸及重量初步估计132.10.2 工作台简图132.11 导轨的设计132.11.1 导轨材料和类型选择.132.11.2 导轨额定载荷的预算 142.12 丝杠的设计14三、PLC 控制硬件设计.
3、163.1 PLC简介163.2 自动换刀控制系统要求.163.3 PLC 型号的选择163.4 系统控制元件列表173.5 PLC 的 I/O 地址的分配183.6 PLC 程序梯形图1833.7 程序的调试19四、心得体会20五、参考文献21一、摘 要随着数控车床的发展，数控刀架开始向快速换刀、 电液组合驱动和伺服驱动刀库方向发展。 电动刀架是数控 车床重要的传统结构，合理地选配电动刀架，并正确 实施控制，能够有效的提高劳动 生产率， 缩短生产准备时间 ，消除人 为误差，提高加工精度与加工精度的一致性等.本设计采用电气组合驱动，主要完成了八工位卧式刀架的机械结构设计和利用三菱 FX2N 可
4、编 程控制器（PLC ）对自动换刀系统的控制系统进行设计。其自动换刀的形式为无机械手换刀，换刀过 程中刀盘需要横向移动到合适的位置，使机床主轴便于与刀库交换刀具。刀库的选刀方式为任意选刀， 换刀过 程中，刀 盘需要转动从而进行选刀，这就需要刀库分度装置 对装有刀具的刀盘进行分度，并且利用接触传感器对刀具进行计数，并把所得的电信号 传递给数控系统，从而实现刀具的快速准确选择。在本设计中，刀 库横移装置的设计 利用的是气压传动机构来实现刀库的横移运动；而刀库分度装置的设计利用的是槽轮机构对刀盘进行分度。机械设计主要包括分度机构及定位机构的选择和刀架主轴， 电机的选择，工作台和 丝 杆，气缸等 设计
5、。控制部分为自动换刀工作方式。4关键词：数控刀架，PLC 控制，电机，横移装置，分度装置，刀库二、自动换刀系统机械设计2.1 数控卧式铣床的结构数控立卧式铣床主要由机床床身、机床数控系统，刀库装置， 进给电机，单气缸等零部件组成。从数字控制技术特点看由于效控机床采用了 伺服电机， 应用数字技术实现了对机床执行部件工作顺序和运动位移的直接控制，传统机床的变速箱结构被取消或部分取消了，因而机械结构也大大简化了。数字控制还要求机械系统有较高的传动刚度和无传动间隙，以确保控制指令的执行和控制品质的实现。同时由于 计算机水平和控制能力的不断提高，同一台机床上允许更多功能部件同时执行所需要的各种辅助功能已
6、成为可能，因而数控机床的机械结掏比传统机床具有更高的集成化功能要求。2.2 最优方案设计2.2.1 刀库横移装置利用气压传动机构。气缸类型为双作用气缸，气压缸固定安装在刀库介面支架上，活塞杆则与刀库固定连接。通过气源的供给，可以使刀库沿着导轨轴作往复横向移动。这种方案比较直接，而且气缸所占用的空间要比使用电机要小许多，而且通过磁环开5关的控制，能够较为精准地控制刀库的横向移动。2.2.2 刀库分度装置通过圆锥齿轮机构来实现。其工作原理如下：刀盘与锥齿轮同轴固定连接，电动机通过联轴器与锥齿轮固定连接，这样就可以通过锥齿轮机构的传动来实现刀盘的旋转运动，完成 选刀工作。这种机构可以较好的实现选到工
7、作，锥齿轮机构可以将电动机的高转速转化成刀盘的低转速旋转运动。本设计的自动换刀装置，其刀库横移装置采用气压传动，而刀库分度装置则采用槽轮机构来实现。最终设计最优方案如下效果图：图 1 整体效果图2.3 刀库结构组成：刀库结构组成如下图所示：图 2 结构图2.3.1 刀库装置主要技术参数刀库装置技术参数表主轴鼻端 BT40 刀库规格 BT40-T10刀具容量 10 马达规格 M6IK200-A6刀具换刀时间 8Sec 气缸规格 63290 行程气压管线 8 气动压力 0.50.6Mpa刀具最大长度 250mm 刀具最大重量 8Kg刀具最大外径 90mm（满刀状 态);150 （临空刀状态)2.3
8、.2 刀库容量的确定在确定刀库容量时，要进行大量的分析调查，同 时要考虑工艺需要及使用场合。一般来说，需要承担多个工件的切削任务时，需要配备的刀库容量较大。 换句话来说，配备的刀具愈多，机床能加工工件的比率也越高，但它 们并不是成正比例关系。 图 3.1为刀库容量与机床能加工工件的比率统计曲线。图 3 刀具数量统计刀库的刀具并不是越多越好，太大的容量会增和占地面积和刀库的尺寸，使选刀时间增长；储存量过小，则不能满足复杂零件的加工要求。因此，刀 库容量应在经济合理的条件下，力图将一组类似的零件所需的全部刀具装入刀库，以缩短每次装刀所需的装调时间。对图 3-1 进行分析可知， 5 把刀可完成加工工
9、件的 95左右的铣削工艺，15 把孔加工刀具可完成 80的钻削工艺， 20 把刀的容量就可完成 90以上工件的钻铣工艺。本文设计的刀库如需能达到加工 90以上的工件要求，那刀库就需要有 20把刀具的容量，故可将本刀库的容量设定为 10。2.4 刀库驱动转矩的 计算2.4.1 刀库分传动设计 及计算下图为刀库效果图：7图 4 刀库实物效果图刀库在换刀前，首先需要选刀。 选刀的过程，就是使刀库轮毂满足一个周向间歇运动，也就是分度盘在分度 过程中， 转位开始与转位 结束位置上的瞬时角速度 =0。在图 3.3 中得出，为了使圆 柱滚子能顺利进入和脱出分度盘上的径向槽，在槽口的瞬时位置时，必须使转臂中心
10、 线 PQ 与分度槽的中心 线 OQ 相垂直，即OQP=90。在 圆柱滚子从进入至脱离径向槽的过程中，这位法兰的转动角度为 162，而刀盘转动的角度则为 18。设电 机负载时 ，法兰盘上的滚子以 1 的角速度转动，转速为 n1，此时分度盘以 3 的角速度 转动， 转 速为 n3；而电机空转时以 n2=1.25n1转动，在滚子拨动分度盘一次的一个周期内的分度时间为 t1，间歇时间为 t2。图 5 刀库分度装置运动分析简图t1 =16260(360n 1) ；8121cos（ ）（ ）221sinco（ ）（ ）t2 = 19860(360n 2 )；t 总 = t1 + t2 ；本设计刀库最大刀
11、容量为 10，分度槽数量亦为 10，选刀时分度盘按最近原则选刀，选到最远处刀具所需的时间为 T2 (令 T2为 3 秒）则：T2 = 10 t 总 = 3 Sec ；综合以上各式并代入数据可得：n1 = 178 rmin，t 1 = 0.152 ；1 = 2n160=18.6 rads ；圆柱滚子从进入至脱离径向槽这个过程，定位法兰的转角为 21=162，分度盘的转角为 23=2/z=18，（z 为分度盘的槽数）。在直角三角形 PQO 中，根据正切函数，3=arctansin1(1-cos 1) ，式中 =R1a=sin 3。分度机构在转位过程中，定位法 兰以匀角速度 1转动，分度盘以角速度反
12、向转动，分度盘每次分度转过的角度与槽数 z有严格的对应关系（2 3=2/z），分度 盘的角速度 3为 3对时间的导数：3 = = dt3分度盘的角加速度为： =dt3代入数据得：-54.8 rad s 2 。2.4.2 旋转部件转动惯量计算刀具最大重量为 8Kg；分度盘与刀库轮毂质量估计为 15Kg；刀盘及圆盘罩盖等总质量估计为 7Kg；故刀库旋转部件的总质量 M=30Kg；将整个旋转部件等效为质量均匀、半径 R 为 300mm 的圆盘，则其转动惯量J = 0.5MR2 = 1.35 Kgm2；2.4.3 刀库驱动转矩计算T = J=1.3554.8Nm 74 Nm2.5 选择电动机容量(1)
13、计算电动机 输出功率 Pd9按常用机械传动效率简表确定各部分效率为滚动轴承效率 2=0.99，圆锥齿轮传动效率 3=0.95，弹性联轴 器效率 4=0.99，卷筒 轴滑动效率 5=0.96，卷筒效率6=0.96。传动 装置总效率 为： =223456 =0. 9920.950.990.960.96=0.85得出电动机输出功率：Pd=1.10.850.93KW（2）所需的驱动功率刀盘的转速为 n1 = 178 rmin 均角速度：=2n60 ，t1 = 18(180 )=0.152；可得到转位过程中，分度盘的平均转速：n= 19.7 rmin；分度盘所需的驱动功率：950minTPTmi= =5
14、0.136Nm ；1min950P所选电机的输出许用转矩 T 应该大于 Tmiin .（3）确定电动机的转速输送机卷筒转速：n w= = 121.02r/minDv106309.1一般可选用同步转速 1000r/min 或 1500r/min 的电动机作为原动机。单级缘锥齿轮的传动比范围 i2=23， 则电动机转速可选范围为nd=nw i1 i2=121.02(2243)=484.081452.24r/min符合这一同步转速范围的有 750r/min,1000r/min,1500r/min。选用 750r/min 同步转速电机，则电机重量大、价格昂贵；1000r/min,1500r/min 电
15、机从重量、价格及 传动比等方面考虑，选用 TY90S-4 型电动 机。其相关参数如下：100.189523950Pn（4）计算传动装置总传动比i 总 = = =12.39wmn02.152.6 刀库驱动转矩的校核刀库驱动转矩最小应为 T = 74 Nm；电机空转转速为 n2=200 rmin；假设传动效率为 90%，则负载时电机输出转速为：n1=20090 rmin=180 rmin；一个周期内的转位时间为：t1=16260(360n 1) = 0.15 Sec ；一个周期内的电机空转时间;t2 = 19860(360n 2 ) =0.165 Sec；又 3=2n360 ，t1 = 18180
16、 ；故此时分度盘的转速为:n3= 20 rmin ；减速电机传递到分度盘上的功率为:P1 = 0.2 90 =0.18 Kw；0减速电机传递到分度盘上的转矩:T1 = = =86Nm74 Nm；所以，刀库的驱动转矩满足要求。2.7 直齿圆锥齿轮传动设计型号 额定功率满载转速 额 定 转 矩起 动 转 矩 额 定 转 矩最 大 转 矩 轴径 中心 高TY90S-4 1.1KW 1500r/min 3.0 3.0 42mm 160mm11锥齿轮是圆锥齿轮的简称，它用来实现两相交轴之间的传动,两轴交角 S 称为轴角，其值 可根据传动需要确定，一般多采用 90。如下图：图 6 锥齿轮啮合图2.7.1
17、齿轮疲劳强度设计查表，取载荷系数 K=1.1，推荐齿宽系数 R=0.250.3,取 R=0.3。小齿轮上的转矩:T1= = =1.7297105Nmm13095nP3.2856095（1）计算分度圆锥角1=arctan = arctan =69.7221Z4672=90-1=90-69.72=20.28（2）计算当量齿数Zv1= = =18.121cos28.07Zv2= = =132.7127.694（3）计算模数查的 YF1=3.02, YF2=2.16 因为 = =0.023， = =0.0111FY0.32FY1956.12 ，故将 代入计算。 1FY21FYmm = =3.43)5.
18、0(421213FRZuKT12973.0167.2).5(943 （4）计算大端模数m = = =4.04R5.03.04查表取 m=4.5（5）计算分度圆直径： d1=mZ1=4.517=76.50mmd2=mZ2=4.546=207.00mm(6)计算外锥距R= = =109.16mm12uZ1673.5.42(7)计算齿宽： b=RR=0.3109.16=32.75mm取 b1=b2=35mm(8)计算齿轮的 圆周速度齿宽中点处直径：d m1=d1(1-R)=76.50(1-0.50.3)=65.025mm则圆周速度 ：v = = =1.10m/s06nm1063.25.由表可知，选择
19、 8 级精度合适。（9）验算轮齿弯曲疲劳强度F1= = =95.38Mpa12ZbmYKTF175.4302.329.F1=129Mpa, F1 F1，故安全。2.8 气缸设计和选择2.8.1 气缸的选择要点根据工件机构所需力的大小，考虑气缸载荷率确定活塞杆上的推力与压力，从而确定气缸内径。气缸由于其工作压力较小（0.50.6Mpa），一般在 10000N 以内，输出力过134大其体积会太大，因此在 气动设备上，应尽量采用扩力机构，以减小气缸尺寸。2.8.2 气缸初选初选气缸类型为 10A-5 系列气缸，气缸内径 D= 63，活塞杆直径 d= 25，气缸行程 L=290，气源气压 p=0.5M
20、pa，工作 频率较高，载 荷率 取 0.3。2.8.3 驱动力校核 向左推力 P = d2p = 6320.50.3 = 467N向右拉力 Q = （D2-d2）p=394N4估计刀库总重量 M=70Kg，则横向往复运动所需的驱动力F =Mg =0.17010N=70N其中， 是导轨摩擦系数，取 0.1；g 是重力加速度，取 10NKg 。PF 且 QF，所以驱动力方面 满足设计要求2.9 丝杠传动工作台总体设计方案丝杠传动工作台总体设计方案的内容包括工作台尺寸设计、导轨设计、减速器的选择、联轴器和轴承的选择 以及直流电机的选择。图 7 丝杠传动工作台图2.9.1 工作台的尺寸设计14由于所要
21、承受的负载的重量较小，并且导轨的行程比较小，所以根据负载的重量可设计矩形工作台。2.9.2 导轨类型设计由于工作台的运动部件重量和工作载荷不大，故设计滑动直线导轨副，从而减小工作台的摩擦系数，提高运动稳定性。2.9.3 电机的选择根据负载和工作台及零部件的重量较小，所以选用的电机的功率较小，可选用普通的直流电机，结合丝杠的转 矩可选择所需的电机。2.9.4 减速器的选择因为工作台的水平行程比较小，丝杠的转速比较小，结合电机的转速较大，需 选择传动比较大的减速器，又因 为所需功率较小， 则可选 用同轴圆柱齿轮减速器。2.9.5 联轴器和轴承的选择根据所选用的电机的转轴的尺寸和减速器的蜗轮和蜗杆的
22、尺寸，可以选择合适的联轴器。由于在转动过程中，所受的轴向力比较小，主要承受径向力，所以可选择角接触轴承。实物图如下图 8 所示： 结构件图如图 9 所示：2.10 工作台的设计152.10.1 工作台外形尺寸及重量初步估计工作台的相关参数设定为：材料：灰铸铁 HT200，密度 =7.0g/cm3长度宽度厚度：506010+5035102=30000+35000=65000mm 3工作台质量：m=V=7.0 6500010 -6=0.455kg G=4.55N工作台最大载荷：F=15N2.10.2 工作台简图根据给定的有效行程，画出工作台简图。取两道轨的中心距为 50mm，设计工作台简图如下：图
23、 10 工作台简图2.11 导轨的设计2.11.1 导轨材料和类型选择滑动摩擦导轨的运动件与承导件直接接触，优点：结构简单、接触刚度大，缺点：摩擦阻力大、磨损快、低速时易产生爬行现象。在此我们选择滑动三角形导轨。导轨简图如图 2-4 所示16图 11 导轨简图材料： 用于导轨的材料，应具有耐磨性好，摩擦因数小，并具有良好的加工和热处理性质。本设计导轨材料 应选用 HT200，它具有较好的耐磨性，灰 铸铁密度为=7.0g/cm3。此灰铸铁导轨 的硬度一般为 180200HBW。为了提高导轨表面硬度，采用表明淬火工艺，表面硬度可达 55HRC，导轨的耐磨性可提高 13 倍。2.11.2 导轨额定载
24、荷的预算 工作台重量 G=4.55N，工作台最大载荷 F=15N，因此导轨额定静载荷为 F 静=F+G=4.55+15=19.55N2.12 丝杠的设计滚珠螺旋的特点：摩擦阻力小， 传动效率高；磨损小、寿命长、工作可靠性好；具有运动的可逆性，应设防逆动装置；轴向刚度较高，抗冲击性能较差；结构复杂，加工制造较难；预紧后得到很高的定位精度（约达 5um/300）和重复定位精度（可达 12um）。参照设计要求发现，滑动螺旋和滚动螺旋均可满足要求。拟选定滚动螺旋传动方式。滚动螺旋的工作原理如图 2-5 所示，丝杠 4 和螺母 1 的螺纹滚道间置有滚珠 2，当丝杠或螺母转动时，滚珠 2 沿螺纹滚道滚动，
25、 则丝 杠与螺母之间相对运动时产生滚动摩擦， 为防止滚珠从滚道中 滚出，在螺母的螺旋槽两端设有回程引导装置 3，如 图 2-5a 所示的反向器和 图 2-5b 所示的挡珠器，它 们与螺 纹滚道形成循环回路，使 滚珠在17螺母滚道内循环。图 12 滚珠丝杠副(1)滚珠丝杆副的 选用与校核计算导轨摩擦力 Fu=u(m1+m2)g=2.874N ；其中 m1 =1.5移动负载；m2 =0.455工作台质量和滑块质量；u=0.15导轨与支撑之间的摩擦系数 u 查下表： 常用材料的滑动摩擦系数静摩擦系数 us 动摩擦系数 u摩擦副材料无润滑 有润滑 无润滑 有润滑钢- 钢 0.15 0.10.12 0.
26、1 0.050.1钢-青铜 0.10.15 0.150.18 0.07(2)轴向载荷 Fxmax 和等效轴向载荷 Fm 的计算Fxmax=kFx+u(Fz+G)+( m1+ m2)a=12.08N 其中负载移动阻力系数 k=1.15 ; Fx负载移 动阻力； Fz= m2g; G= m1 g; a=v/t=5mm/s2; Fxmax=Fm=12.08N;(3)预设滚动丝杆基本参数螺纹公称直径d 0=10 ； 导程P h=2.5；钢球直径D w=1.488mm; 圈数列数 ik=2.51；18螺杆滚道曲率r s=0.52 Dw; 转速 n=V/Ph=120r/min;(4)计算动载荷 CaCa=
27、khKFKHKlFm/kn=69.54N 寿命系数 Kh =(Ln/500)1/3由于是普通丝杆传动，选 Lh =15000h；由知： 载荷系数 KF=1.2；动载荷硬度系数 KH=1.0;转速系数 Kn=（33.3/n）1/3,其中 n 是丝杆转速； 短行程系数 KL=1.0。(5)螺旋导程角 =arctan Ph/d0= arctan0.417=4.6o（6）基本额定载荷校核 CaCa=fc（icosa）0.7Z2/3Dwwtana=281.8Nfc= KFKHKA Fm=14.533其中 fc：与滚珠丝杆副滚道的几何形状制造精度和材料有关的系数一圈螺纹滚道内的钢球数量 Z=d0/Dw；
28、钢球滚到便面在接触点处的公法线与螺纹轴线的垂直线间的夹角 a=45 o由上可知：C a 大于 Ca（7）基本静载荷 Coa计算 Coa=KFKHF=6.6N*1.2=7.92NF 轴 向载荷 取 F=6.6N;基本额定静载荷 Coa =focizDw2sina=5261N当 a=45 o时，r s/ Dw=0.52, foc=63.7Coa小于 Coa，所以符合要求。（8）驱动转矩 TT=(F* d0/2)tan（+）=6.6*5* tan（+）=13.8N*mm当量摩擦角 ； 由旋动运动变为直线运动时 tan=0.002519三、PLC 控制硬件 设计3.1 PLC简介可编程控制器是一种数字
29、运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定 时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。3.2 自动换刀控制系统要求针对自动换刀系统，PLC 控制系统的重点和关键是接受来自数控系统的换刀指令即 T 指令，然后检测当前所在的刀位与 T 指令进行比较。具体要求如下：换刀系统可以实现手动和自动换刀功能： 手动换刀当转换开关旋到手动档时，按一下点动换刀开关，刀盘就转一个刀位； 自动换刀1）当转换开关旋到自动档时，换刀系统接受来自数控系统的换刀指令进行自动换刀。设当前的刀号为
30、m 号刀，这时 T 指令要求换 n 号刀，如果 m 与 n 不相等则 PLC 通过比较选择近的路线进行换刀；2）如果 m 与 n 相等则不换刀；3.3 PLC 型号的 选择兼顾系统中应用到的能信功能，在众多市面上的 PLC 产品中 FX 系列可编程控制器是当今国内外最新，最具特色、最具代表性的微型 PLC。在 FX 系列 PLC 中设置通信功能，扩大了 PLC 的应 用领域。本系 统选择了 FX2N32MR001 型 PLC（输入为16 点， 输出为 16 点）。由 PLC 型号主回路 电压 AC（100240）V；输入端参数为电压 DC24V，电流5/7mA；继电器输出端电压 AC150V，
31、DC30V 以内。本系统选用直流输出方式。 PLC 外接电气元件选择1）开关的选择本控制系统为 PLC 控制，各种开关的容量要求不高，普通的开关足已，主要考虑输入参数要求。对手动和停止开关，选择普通按钮开关 LA 系。手 动开关为 LA2（绿色），停止开关为 LA2（红色）。本控制系统还要求有自动和手动控制之分，所以还要选择一个转换 开关 LA18-22X3 二位转换 开关一个。2）熔断器的选择对于经济型控制系统，对 PLC 的保护选用快速熔断器 FU。对应于所选的 PLC 型20号最大输入电流 3A，选择 型号 RC13 的熔断器。该熔断器额定电流为 3A。PLC 继电器输出时，每一个输出点
32、为 2A，输出点控制为 5 点，所以选额定电流为 3A，型号为 RC110 的熔断器。3）整流器的选择为降低电压的波动对控制系统的不良影响，选择把交流变为低压直流供电。因此，选择型号为 ZBA-10/24 型整流器，它的 输入电压为 交流 220V，输出电压为直流024V， 额定 电流 10A。4）对输入输出口保护选择对 PLC 输入端 电阻分析，自带电阻为 3k 欧,对于 DC24V 的电流为标准电流， 对输入口保护不需做特别处理。 输出为直流感性负载时，需在负载两端并联续流二极管或齐纳二极管加以抑制。查 有关资料时，在直流感性负载输出时可选电流为 1A 左右的二极管，电阻约为 50 欧左右
33、。本系统中选二极管 为 2AK3 型。5）抗电气噪声干扰的措施不正确的接地和电气控制柜走线不合理，均会导致 PLC 受电气噪声干扰而不能正常工作。为避免此类故障的发生，要注意以下几点：a. 系统应正确、良好地接地；b. 低电压信号电缆与高压电动力电缆应独立走线；c. 将 PLC 上 24VDC 传感电源的负端接地；d. I/O 分配时输入输出模块各应可能相对集中地安排，防止输出信号对输入信号的干扰，并做到便于布线；e. 当对输入信号 检测频 率要求不高时，可以将 输 入点的输入信号滤波时间延长；3.4 系统控制元件列表自动换刀系统控制元件列表如下：表 3.1 系统控制元件表序号 符号 名称 型
34、号 规格1 SB1 手动开头 LA2 绿色2 SB2 停止开关 LA2 红色3 PRS 接近开关 LB08-2K M54 SA 转换开关 LA18-22X3 DC24V续表 3.15 FU PLC 主回路熔断器 RC1106 FU PLC 输出回路熔断器 RC1147 PLC 输出端整流器 ZBA-10/24 DC24V218 PLC 型号 FX2N32MR0019 马达 MFB510 三位四通换向阀 4WE5M5/OFA11 VD 续流二极管 2AK3 1A3.5 PLC 的 I/O 地址的分配通过对 PLC 选择时对输入输出信号分析。已知 输入信号有手动开关、停止开关、接近开关、压力继电器
35、等，输出信号控制对象是换向 阀。其 I/O 地址见下表所示。表 3.2 输入口地址分配输入地址 对应的外部设配X001 启动按钮X002 停止按钮3.6 PLC 程序梯形 图在选择用三菱 FX2N32MR001 型 PLC 情况下，我们自然是选择三菱公司为其生产的 PLC 而开发的编 程软件 SWOPC-FXGP/WIN-C。结合以上的程序段和控制各种要求，对控制对象进行 综合分析，得到梯形 图：输出地址 对应的外部设配Y000 刀盘（刀库转动 45 度)Y001 刀盘（刀库转动 90 度）Y002 电磁阀 YA1（刀库装置前移到位）Y003 电磁阀 YA2（刀库装置后移到位）Y004 电磁阀
36、 YA3（松开刀动作）Y005 电磁阀 YA4（夹紧刀动作）Y006 工作台后移到位Y007 工作台前移到位22指令表：3.7 程序的调试23控制程序是控制整个系统工作的软件，是保证系统工作正常、安全、可靠的关 键。因此，控制系统的设计必须经过反复调试、修改。程序一般在实验室进行模拟调试，实际的输入信号可采用三菱专用编程软件根据流程图将程序编制好编译无误后再传入 PLC，各 输 出量的通断状态用发光二极管来显示，一般不用接 PLC 实际 的负载（如电磁阀器等），实际的反馈信号（如接近开关的接通等）。在调试时应充分考虑各种可能的情况。系统和各种不同的工作方式，选择流程图中的每一条支路，各种可能的
37、进展路线，都 应逐一检查 ，不能 遗漏。发现问题后及时修改程序，直到在各种可能的情况下输入量与输出量之间的关系完全符合要求四、心得体会和学别的学科一样，在学完 PLC 理论课程后我们做了课程设计，此次 设计以分组的方式进行，每组有一个题 目。我 们做的是自动换刀的 PLC 控制系统。由于平时大家都是学理论，没有过实际开 发设计的经验，拿到的 时 候都不知道怎么做。但通 过各方面的查资料并学习。我们基本学会了 PLC 设计的步聚和基本方法。分组工作的方式给了我与同学合作的机会，提高了与人合作的意识与能力。通过这次设计实践。我学会了 PLC 的基本编程方法，对 PLC 的工作原理和使用方法也有了更
38、深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做 实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的， 对一些 细节不加重视，当我 们把自己想出来的程序与到 PLC 中的 时候， 问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对 PLC 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。通过合作，我们的合作意识得到加强。合作能力得到提高。上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计 的过程中，我 们用了分工与合作的方式，每个人 负责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家发言，和提出意见，同时我们还向别的
39、同学请教。在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积极向同学 说明自己的想法。能 过比 较选出最好的方案。在 这过程也提高了我们的表过能力。通过此次课设，让我了解了 PLC 梯形图、指令表、 顺 序功能图有了更好的了解，也让我了解了关于 PLC 设计 原理。有很多 设计理念来源于实际，从中找出最适合的 设计方法。虽然本次课程设计是要求自己独立完成，但是，彼此还是脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流，多和同学讨论。我 们 在做课程设计的过程中要不停的24讨论问题，这样，我们可以尽可能的统一思想， 这样 就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计合在一起。 讨论不仅
40、是一些思想的问题， 还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请 教或向同学讨论是一个很好的方法。五、参考文献1 文怀兴，夏田.数控机床系统设计M.化学工业出版社， 2005.2 陈婵娟. 数控车床设计M.化学工业出版社， 2006.3 恽达明. 金属切削机床M.机械工业出版社， 2005.4 苟萁.数控 车床自动换刀装置研究J.青岛大学学报，2005， 35-38 .5 陈是曜. 金属切削原理M. 北京：机械工业出版社， 2002.6 濮良贵，纪名刚. 机械设计M. 北京：高等教育出版社，2001.
