PLC在自动刀库系统中的应用

可编程控制器(PLC)是基于计算机技术的通用自动控制设备。功能强大称为现代工业自动化的主要支柱之一。在本设计中，利用西门子S7-200系列simpleprogramming,convenieusedinindustrialproduction,isregardedasoneofthemainpillarsofmodernf可编程控制器是用户的非接触式设备。可以通过更改程序来更改程序。所以，可以在初步设计阶段选择可编程控制器，并可以在实施阶段确定过程。另一方面，从制造可编程控制器的制造商的角度来看，没有必要在制造阶段根据用户的订购要求来设计控制器，这适合于批量生产。由于其可靠性高，编程简单，易于使用，控制系统简单等优点，可编程控制器正成为工业控制领域的主流控制设备，在世界范随着中国逐步进入国际市场阶段并即将加入世界贸易组织(WTO),国内竞争与国际竞争之间的界限将变得越来越模糊。中国经济的发展和国际一体化是大趋势，正在改变过去的生产方式，管理模式迫在眉睫。这种转变不仅适用于大型企业，也适用于中小型企业。所以我们要追求自动化生产。自动化生产保证了交货时间和产品的高质量。提高了生产效率带来了不错的经济效益，节约人工，最大程度上节约第1章研究方案 具。可编程控制(PLC),数字控制(NC)等可以自由更改。灵活适应工作循环控制②刀具重复定位精度高。(1)鼓(盘)式弹匣主轴箱圆盘式刀库主轴刀库中的刀具图1.1鼓式刀库图(2)链式刀库链式刀库如图2.2所示1图1.2链式刀库图(4)我们初步的设计框架组件分为固定部分和旋转部分，由铝型材和玻璃框架组成。立柱，弧形任何位置都可以密封；窗台玻璃由(3+3)夹层玻璃制成。或6mm厚的钢化玻璃，弧形壁玻璃一般采用(4+4)夹层玻璃，安全可靠。刀库结构简图如图2.3所示。图1.3刀库结构简图(3)控制系统：由可编程控制器PLC,变频器和功能开关组成。(5)安全系统：主要有接触式和非接触式安全传感器。旋转刀的入口柱配有传感器。如果按下挤压刀，它将立即停止运行。橡皮条恢复正常，并且刀自动旋转。每个吸水扒的内边缘均配有内置防撞传感器。当撞到物体或行人时，它会立第2章系统方案设计固定，工件旋转并加工成不成形的工件；另一个是通过车削工具(刀架)的水平和本设计中的刀库系统由六种刀具组成。六种工具的选择按钮由按钮SB1-SB6刀。5S工具更换完成后。换刀过程中另出，外围通信，浮点功能指令。FX系列PLC当前有128条功能命令。随着应用领调取当前刀时(图中为1号刀)刀盘不动作。机械手在1号位，调取5号和6号刀时，刀盘顺时针旋转调取刀具示意图如图机械手在1号位，调取2、3、4号刀时，刀盘逆时针旋转调取刀具如图3.2所图3.2刀盘逆转调取2.4刀30把刀具的装配图的原理与6把刀具的原理几乎相同，只是多了刀具的而已PLC可以对逻辑控制器进行编程。逻辑控制器是可编程的存储器，其存储可以执行面向用户的指令的程序，例如逻辑运算，序列控制，同步，计数和算术运算以及模拟运算。入口和出口控制各种类型的机器或生产过程。可编程逻辑控制器的功能在整个系统中起着重要作用。如果一个好的，可靠的电源系统不能正常工作，那么可编程逻辑控制器的制造商也将非常重视电源的设计和制造。通常，交流电压波动在+10%(+15%)的范围内，PLC可以直接连接到交流网络，而无需采取其他措施。PLC使用数字和模拟输入和输出来控制各种类型的机器或生产过程。PLC是微计算机技术和常规继电器触点控制技术的结合。克服了复杂的机械触点布线，继电器触点控制系统的低可靠性，高功耗，低通用性和低灵活性的问题，从而最大程度地发挥了微处理器的优势。3.1电机的确定根据机械设计中电机所需功率按下式计算：由电动机至转动轴的传动总效率为：取η₁=0.98,η₂=0.97,η₃=0.99,则总的传动效率为：n=0.98⁴×0.97³×0.99=0.则可以计算出电机的功率由于刀库还应能承受一定的风阻，以及旋转刀库周围无条件与曲壁刀库间的摩方案型号额定功率(KW)转矩同步转速满载转速总传动比齿轮传动比滅速器表3.2方案二电机参数表方案型号额定功率转矩同步转速满载转速总传动比齿轮传动比减速器2传动，可见方案2比较合适。即选用JXJ1-35-0.75摆线针轮减速器三相异步电机。通过分析旋转刀控制的要求，共有22个PLC控制输入信号和8个输出触点。根据保留的触点数量10%-20%,输入触点应至少为30,输出触点应至少为10。O触点的分析主要包括：开关的输入字节数：30×10=300切换输出字节数：10×8=80系统推断计时器/计数器字节数：8×2=16总共需要大约396字节的容量。再加上20%的预留空间，则1K程序容量就足系列中，安装了一个高计数器来中断来自特定输入继电器的高频脉冲，这扩大了PLC的范围。系统选择西门子系列作为SIMATIC-S7-200PLC。根据PLC模型，主电路电压为AC(110一220)V,输入电压参数为24V,电流为5/7mA,继电器的输出电压为150V,DC30V以下。表3-3控制系统电气元件表序号符号名称型号规格1电磁锁2急停开关3停止按钮开关4停止按钮开关5高速按钮开关6高速按钮开关7中速按钮开关8中速按钮开关9残疾按钮开关残疾按钮开关热继电器报警指示灯常速指示灯高速指示灯低速指示灯过载报警铃参数性能指标程序存储容量数据存储容量I/O点数256位指令类型149种指令基本指令执行时间扩展I/O模块数量7块记时/记数区256记时器/记数器且必须将交流电路连接到RC电路。RC电路的电阻可以是51到120欧姆，电容管可以选择为1A的管，其额定电压为电源电压的3倍。为了分析PLC输入端子的电阻，自治电阻为3kOhm。对于当前的DC24V,这是标准电流，并且输入端口保65欧姆。图如图3.1所示。为了保护电路(短路保护),需要保险丝FU。该选择基于以下事实：熔体的额定电流IR大于线路工作电流I(I=2A),因此选择RL1-15,熔体额定电流为4。红色(十字型)。如表3.5所示。表3.5输出地址分配表输出地址信号内容Q0.0上电及报警信号Q0.1电磁锁控制继电器Q0.2电动机启停(变频器智能端子FWD)Q0.3速度控制(变频器职能端子X2)速度控制(变频器职能端子X1)Q0.6直流制动(变频智能端子REV)Q0.7变频器复位(变频智能端子RESET)Q1.0常速运行状态Q1.1高速运行状态Q1.2低速运行状态数控装置通数控装置通指合代码Q1.3过载报警3.4加工中心PLC输入输出接线图在本设计中，使用换刀控制模式。在随机换刀控制中，换刀位置是随机的。刀具选择命令与刀具编号无关，并且会随机变化。此命令仅用于本机工具编号。卸下新刀后，可以将工具存储在原始道具中，而无需更换工具。即，一次完成换刀和换刀，从而减少了换刀时间。图3.3显示了刀架号的T功能处理。刀号符合判定回转指令刀号符合判定回转指令回转控制反馈军一个完整的PLC设计由I/O配置表、软件流程图、梯形图和指令表组成。本次表3.6是30把刀具的I/O及内部继电器元件分配表表3.6I/O及内部继电器元件分配表刀位检测指定当前值刀号指定设定值刀号复位按钮软件换刀命令用于设定D200和D201的值刀库正向回转刀库反向回转刀库减速回转刀库停转停转标志正转标志反转标志减速标志起动脉冲复位脉冲刀具检测脉冲差值内存当前值内存设定值内存十十位数个位数值号 —X15—X12X4KM4刀库停转KM3刀库减速KM2刀库反向回转回转刀位检测QsX03.5加工中心PLC控制的软件流程图为了更为简单的分析30把刀具的工作过程，我们通过软件流程图慢慢的进行N差值为负值?YYN差值>半数?Y差值小于半数处理N差值<=2?Y检测道具Y是正转?当前值>30?Y当前值>30?YN差值减1→差值内存停转标志有效?停转标志有效?N反转标志有效输出反转正转标志有效反转标志有效输出反转正转标志有效输出正转减速标志有效输出减速图3.4刀库转位控制流程图设：a通过X1按钮分配当前值，以模拟D200中的数先存储1,先在X10～X17中设置X10,然后按X1按钮);PLC接受CNC的T指令后，将设定值发送到D201,并由X2赋值(方法同上);换刀时，CNC发出换b.按下复位按钮X3,PLC产生复位脉冲M130,并将1#刀旋转到刀库的刀具0MOVK2X10D200当前值6MOX3复位按钮12PLSM120产生启动脉冲X4软件换刀21PLSM130产生复位脉冲24MOVK1D201设1#刀位为复位位置BOND0M12061M101D0>=15时置正转标志SUBSUBK30D0D0小于半数处理73M1x0刀具检测89PLSM140产生刀具检测脉冲图3.5刀库自动转位控制梯形图(a)Y0M140K30M6DD200D200>30时，1=D200D200D200=0时，30=D200每检测一刀套，M100D200=D201时置停转标志Y0刀库正转Y1刀库反转Y2刀库减速Y3刀库停转图3.6刀库自动转位控制梯形图(b)数据寄存器D201,X3或X4动作时，产生启动脉冲，并使M0-M13这个区间的辅首先将D201-D200存于D0中，再判断DO是否为负值，如果是负值，就将其补码存于D0中，与此同时，判断D0的值使换刀的最小旋转角小于180度，当M0小于2时要减速，这是为了提高定位精度。出大量的操作结果。在实际控制中，只需将控制程序中的I/O触点连接到相应的表3.7将9#刀转至取刀位的运行结果(刀库反转)步骤操作内容X17～X10状态(二进操作说明运行结果1PLC“RUN”亮2按动X1亮3按动X2亮4按动X4换刀命令亮55次按动X0亮6第6次按动7第8次按动点亮),并且D200中的刀具号为9。图3.8和图3.9为现实生活中所能见到的自动刀库的真实设备。图3.8自动刀库的实物图附录X3复位按钮12PLSM120产生启动脉冲X4软件换刀21PLSM130产生复位脉冲24MOVK1D201设1#刀位为复位位