去毛刺机床电气控制分析与plc改造（终稿）—-毕业论文设计(2)

2 专业去毛刺机床电气控制线路分析

2.1 工艺过程

工件的定位夹紧装置的动作由二位四通电磁换向阀完成定位液压缸和夹紧缸动作，控制插刀液压缸和去刺液压缸活塞运动方向的切换电磁阀线圈三位四通电磁换向阀与三位四通电磁换向阀来完成。

去毛刺液压控制生产线的工艺流程具体说明如下：

（1）、定位夹紧缸工作：夹紧工件，工件被夹紧后，夹紧缸内压力达到压力继电器KP设定的值后停止工作，转到下一步工序。

（2）、插刀缸工作： 插刀前进，碰到工件后即触到限位开关2ST（SQ2）后停止。 （3）、去刺缸工作：去刺前进，去刺结束后，碰到限位开关4ST（SQ4）后停止。

（4）、去毛刺完毕后：去刺后腿，退回至碰到限位开关3ST（SQ3）后停止。 （5）、插刀后腿：碰到限位开关1ST（SQ1）即停止工作。

（6）、插刀完毕后：定位夹紧缸开始松夹停止，被去过毛刺好的工部件被取下来。 至此，整个取毛刺的过程完成了一个工作循环，再按下启动按钮，则开始下一个工件去毛刺的工作循环。

2.2 对主电路原理图的分析

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图2—1 电气原理图

主电路的电机是由接触器KM1、KM2、KM3分别控制，如图2—1所示。

机床的三相电源由电源引入开关QS引入，经熔断器FU1，实现对主电路的过流过压和短路保护。

主轴电动机M1，由接触器KM4控制运行，接触器KM1串联电阻R实现降压制动。同时采用过热继电器FR1实现过载保护，还有接地保护。另外用速度继电器KS来限制电机的最大转

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速。

进给电动机M2，由接触器KM2控制实现刀架的快速移动加工，有接地保护和过载保护——过热继电器FR2.

冷却电机M3，由接触器KM3来控制实现拖动冷却泵对工件进行冷却，有接地保护和过载保护——过热继电器FR3。

机床电气传动的特点及控制

(1) 机床主运动由电动机M1集中传动，旋转零件（满足零件加工要求）是靠主轴运动来完成。

(2) 主轴电动机M1制动采用接触器反接制动器。 (3) 刀架快速移动、加工由进给油泵电动机M2拖动。 (4) 冷却泵由电动机M3拖动。

(5) 进给运动的纵向左右运动，横向前后运动，以及快速移动、转动都由手动操纵。 电动机型号：( GB 755-81《电机基础技术要求》)

主轴电机M1：Y160M-4 11KW 380V 23.0A 1460r/min 进给电机M2：Y90S-4 1.1KW 380V 2.7A 1400r/min 冷却电机M3：JCB-22 0.15KW 380V 0.43A 2790r/min

2.3 电路控制分析

合上引入开关QS，按下开关SB4，继电器KM4锝电，电机M1运转，同时常开开关KM4闭合实现自锁。开关SB1是转换开关，按下SB1继电器KM4失电。当电机M1的转速小于速度继电器KS的设定值，电机M1直接停止工作。当电机M1的转速大于速度继电器KS的设定值，KS的常开开关就会闭合，继电器KM1得电，电机M1与R串联，电机电压降低，电机转速下降最后停止工作。

按下按钮SB2接通接触器KM2，KM2得电，常开开关KM2闭合自锁，按下SB5继电器KM2失电，电机停止工作。

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电机M3由继电器KM3控制 ，SB3为启动开关 ，SB5为停止开关。合上按钮SB4,中间继电器KA1得电，同时常开开关KA1闭合自锁。加紧汽缸开始工作，当缸内压力达到压力继电器KP的设定值后，常开开关KP闭合，KA2得电，开关KA2闭合自锁，同时KA1失电保持。插刀缸前进，碰到工件后即触动限为开关2ST（SQ2）后停止。限位开关SQ2闭合，中间继电器KA4得电，去刺缸前进，去刺结束后，碰到限位开关4ST（SQ4）后停止。限位开关SQ4闭合，中间继电器KA5得电，去刺后退，退回至碰到限为开关3ST（SQ3）后停止。限为开关SQ3闭合，中间继电器KA3得电，碰到限位开关1ST（SQ1）即停止工作。

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3 控制系统的PLC改进设计

3.1设计PLC控制系统

3.1.1控制要求

本生产线除装卸工部件外，整个工艺过程能自动运行。同时，定位夹紧缸、去刺缸、插刀缸均能进行自动化控制和手动控制，以便对设备进行调整和检修。采用了二位四通电磁换向阀完成定位液压缸和夹紧缸动作，控制插刀液压缸和去刺液压缸活塞运动方向的切换电磁

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阀线圈三位四通电磁换向阀与三位四通电磁换向阀来完成。

3.1.2 输入输出配置

根据机床工作的动作顺序，各个继电器与电机的得电顺序和各动作之间的互锁与联锁等输入信号分析：

（1） 输入信号

1）行程开关：用于定位加紧汽缸，插刀汽缸，去刺汽缸的位置检测和自锁每个汽缸采用4个接触式开关。

2）主令开关：泵的起停开关，手动和自动转换开关，急停按钮 。

（2） 电磁阀线圈：控制汽缸换向的电磁阀，共6个电磁阀线圈，还有一个泵控制线圈。 由此可见，本系统至少需要19个输入点和7个输出点。

3.1.3 PLC上的选用与I/O地址的分配

已知控制系统的输入输出的点数：输入点为19点；输出点为7点。选择日本三菱公司生产的F系列产品。因此选择了F2N-48MR型可编程控制器。其输入继电器编号为X0～X7，X10～X17，X20～X27共24点；输出继电器的编号为Y0～Y7和Y10～Y17，Y20～Y27共24点。

1）I/O分配见表3—1。

表3-1 I/O信号分配表

输 入 定位夹紧到位 定位夹紧后位 插刀到位 插刀后位 去刺到位 去刺后位 脚踏开关（开） 脚踏开关（关） 自动 手动 定位夹紧 拔销松夹 插刀进 插刀退 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X10 X11 X12 X13 X14 X15 输 出 建压 定位夹紧 拔销松夹 插刀进 插刀退 去刺进 去刺退 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 10