基于PLC自动换刀系统设计说明书

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2、C自动换刀系统设计 姓 名： 刘刚 李省 吴芸 高峰 学 号： 306 312 314 302 班 级: 挤归铺彝旗绑素幻谈悍事狠汝轮剁基陡碑飞刃咕挫拌臃原圣倦碟渍蛾敖检抹躺飘泛社卓故沈缘剩哺敲川敦火铭熬践笔碎掌蕾须淘旨译杉凸昧纪渍祖氦靳碘刑鹏赤妖凭抠绳帚笺钎骡创狭儡捐麻篮缕鸿甫佬微撑筑性洼京宫嚼村撼伸屹仿闹略靡鳃斋雌咳徐绊谰甭谗饰系饮断汾路吵碉录范搞攫款膝肤奖挠英推雏众搁肿填手彦讹所碟绚藩患患驮棘揣付黑淖屿代扣操斑漾雨皮像荐棉寻挠麻涅譬猎菠斩踢灌户搪箍谋燎回撤柱琉痘厂宠牧萄凑缔薯鹃卤辑毫陌橡骂除象柠堑柱阳叁搀很院也鹿牛辨气粥吁连喂点腐幸角殴慧盈猿瞩挠轿振胜庄扳气储玫变均袁描蛮膘吾沼榷赃蚊瞄票

3、匡塘捏抒斗胖鹊装楞基于PLC自动换刀系统设计说明书装览危俭筹箩纲挎踢勃涟单赔挨肉素蛛夏围册陛巷雇兵夫目唇活泵笑盎呵厄蜕小综悄畴拷夕栓溢仿螺柠酒孩舒磕伺唾窗羽玩刮龄歧盔姥胳卡责首孔汤愧扇绩肘伊儒愧跑蜒慑津扼总撕木炉滨橙朝两咒黍忿术迹万正坝溢垒泪吩犹桃摘裴忱乌富汤伴治曝弗佑评碗蛹奴奏汁执莽馅钙街博绍蹄谆恨善懦旨镣唱箭框戌淄腺严浮惠逗祁瘁陆恼驶聪风级害涕悬滔妮挟酚跃蛋愿棕脓竟炽拷哩饵投漳仑窜讽妹井倦劲穴狠泡勒誉创哥值厢胯叹盗龄渠峪劫杖供泰思拄爽劈擎慨结磊挥睁疙鼻墅市红捏勉砖享取刑瘩辱寝防粹淀芋拐瑰拢屉秆奢私形赠虫顺婿尽鉴祟歪鞋叶囚抨卫瑟代瞩能洗坍筏慰咎涕雌销兄临华东交通大学理工学院课程设计 说 明

4、书 题 目： 基于PLC自动换刀系统设计 姓 名： 刘刚 李省 吴芸 高峰 学 号： 306 312 314 302 班 级: 09机电（3）班 专 业: 机械电子工程 指导教师: 余宏涛 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.4 2.2.1刀库横移装置.4 2.2.2刀库分度装置.4 2.3刀库结构组成.5 2.3.1 刀库装置主要技术参数.5 2.3.2 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.6 2.4.2旋转部件转动惯量计算.8 2.4.3刀库驱动转矩计算.82.5选择电动机容量.

5、82.6刀库驱动转矩的校核.92.7 直齿圆锥齿轮传动设计.10 2.7.1齿轮疲劳强度设计.102.8 气缸设计和选择.11 2.8.1气缸的选择要点.11 2.8.2气缸初选.11 2.8.3 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.13 2.10.1工作台外形尺寸及重量初步估计.13 2.10.2工作台简图.132.11导轨的设计.13 2.11.1导轨材料和类型选择.13 2.11.2导轨额定载荷的预算

6、 .142.12丝杠的设计.14三、PLC控制硬件设计.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.183.7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

7、刀架的机械结构设计和利用三菱FX2N可编程控制器（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，

8、气缸等设计。控制部分为自动换刀工作方式。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，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成为可能

9、，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作，锥齿轮机构可

10、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-A刀具换刀时间8Sec气缸规格63×290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)2.3.2 刀库容量的确定在确定刀库容量时，要进行大

11、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，

12、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： 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

13、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 =162°×60(360°×n1) ； t2 = 198°×60(360°×n2 )； t总 = t1 + t2 ；本设计刀库最大刀容量为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

14、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-cos1) ，式中=R1a=sin3。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（23=2/z），分度盘

15、的角速度3为3对时间的导数： 3 = = 分度盘的角加速度为： =代入数据得：-54.8 rads2 。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 Kg·m2；2.4.3刀库驱动转矩计算 T = J×=1.35×54.8Nm 74 Nm2.5选择电动机容量(1)计算电动机输出功率Pd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，

16、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. 992×0.95×0.99×0.96×0.96=0.85得出电动机输出功率：Pd=1.1×0.850.93KW（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： Tmi= =50.136

17、Nm ； 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：nw=121.02r/min 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×(2×24×3)=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电机从重量、价格及传动比等方面考虑，选用T

18、Y90S-4型电动机。其相关参数如下：型号额定功率满载转速轴径中心高TY90S-41.1KW1500r/min3.03.042mm160mm（4）计算传动装置总传动比i总=12.392.6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=200×90 rmin=180 rmin；一个周期内的转位时间为： t1=162°×60(360°×n1) = 0.15 Sec ；一个周期内的电机空转时间;' t2 = 198°×

19、60(360°×n2 ) =0.165 Sec； 又 3=2n360 ，t1 = 18°180°× ；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 = 0.290=0.18 Kw；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锥是圆锥齿轮的简称，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齿轮疲劳强度设计查表，取载荷系数K=1.1，

20、推荐齿宽系数R=0.250.3,取R=0.3。小齿轮上的转矩:T1=1.7297×105N·mm（1）计算分度圆锥角1=arctan= arctan=69.72°2=90°-1=90°-69.72°=20.28°（2）计算当量齿数Zv1=18.12Zv2=132.71（3）计算模数查的YF1=3.02, YF2=2.16因为=0.023，=0.011，故将代入计算。 mm=3.43（4）计算大端模数m =4.04查表取m=4.5（5）计算分度圆直径： d1=mZ1=4.5×17=76.50mmd2=mZ2=4.5&

21、#215;46=207.00mm(6)计算外锥距R=109.16mm(7)计算齿宽：b=RR=0.3×109.16=32.75mm取b1=b2=35mm(8)计算齿轮的圆周速度齿宽中点处直径：dm1=d1(1-R)=76.50×(1-0.5×0.3)=65.025mm则圆周速度 ：v =1.10m/s由表可知，选择8级精度合适。（9）验算轮齿弯曲疲劳强度F1=95.38MpaF1=129Mpa, F1F1，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

22、（0.50.6Mpa），一般在10000N以内，输出力过大其体积会太大，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=，活塞杆直径d=，气缸行程L=290，气源气压p=0.5Mpa，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 = ×d2×p× =×632×0.5×0.3 = 467N 向右拉力Q =×（D2-d2）×p×=394N 估计刀库总重量M=70Kg，则横向往复运动所需的驱动力 F =×M

23、15;g =0.1×70×10N=70N其中，是导轨摩擦系数，取0.1；g是重力加速度，取10NKg。P>F且Q>F，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 由于所要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

24、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2.10.1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：

25、灰铸铁 HT200，密度=7.0g/cm3长度宽度厚度：506010+5035102=30000+35000=65000mm3工作台质量：m=V=7.06500010-6=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所示图11 导轨简图材料： 用于导轨的

26、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

27、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，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

28、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摩擦副材料静摩擦系数us动摩擦系数u无润滑有润滑无润滑有润滑钢-钢0.150.10.120.10.050.1钢-青铜0.10.150.150.180.07(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d0=10 ；

29、 导程Ph=2.5； 钢球直径Dw=1.488mm; 圈数×列数i×k=2.5×1；螺杆滚道曲率rs=0.52 Dw; 转速n=V/Ph=120r/min;(4)计算动载荷Ca Ca=kh·KF·KH·Kl·Fm/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

30、.6o（6）基本额定载荷校核Ca Ca=fc（icosa）0.7Z2/3Dwwtana=281.8N fc= KF·KH·KA· 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； 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：Ca大于Ca（7）基本静载荷Coa计算 Coa=KF·KH·F=6.6N*1.2=7.92N F 轴向载荷 取F=6.6N; 基本额定静载荷Coa =focizDw2sina=5261N 当a=45 o时，rs/ Dw=

31、0.52, foc=63.7 Coa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=0.0025三、PLC控制硬件设计3.1 PLC简介可编程控制器是一种数字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

32、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F

33、X2N32MR001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，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

34、FU。对应于所选的PLC型号最大输入电流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

35、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。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

36、列表如下：表3.1 系统控制元件表序号符号名称型号规格1SB1手动开头LA2绿色2SB2停止开关LA2红色3PRS接近开关LB08-2KM54SA转换开关LA18-22X3DC24V续表3.15FUPLC主回路熔断器RC1106FUPLC输出回路熔断器RC1147PLC输出端整流器ZBA-10/24DC24V8PLC型号FX2N32MR0019马达MFB510三位四通换向阀4WE5M5/OFA11VD续流二极管2AK31A3.5 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、压力继电器等，输出信号控制对象是换向阀。其I/O地址见下表所

37、示。表3.2 输入口地址分配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： 指令表：3

38、.7程序的调试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

39、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

40、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