气动半自动落料机床程序控制系统课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,气动半自动落料机床程序控制系统,项目要求,执行元件工况要求：金属棒料先放在有滚轮的导轨上，后进行机械手抓紧,.,送料,.,夹紧,.,进刀,.,退刀等动作。,要求每分钟落料,7,个工件（,8.57s/,工件）对各气缸要求如下：,名称 抓料缸 送料缸 夹紧缸 进刀缸,输出力,(daN)40 40 150,行程（,mm,）,40 70 20 60,工作环境为室内加工无特殊要求。,要求切割时进刀动作平稳。,其他要求：系统工作可靠，造价低，易于操作,主要工作,（,1,）设计气动控制回路,（,2,）选择气动元件和设计气源,（,3,）绘制气压系统原理图,（,4,）编写,PLC,控制程序,（,5,）绘制气缸装配图，活塞零件图,摘 要,对半自动落料机床多缸多往复程序控制系统分别设计采用了纯气动控制系统，电气控制系统，及,PLC,程序控制系统，并各自完成了模拟实验。,关键词,纯气动控制 电气控制,PLC,控制 系统设计,电路设计 程序编写 模拟实现,课题背景,在一些生成过程中，需要将金属棒料按要求切成一定长度再进行加工或获得成品，这一过程即为落料。落料的自动化过程可通过多种方式实现，气动技术即为其中一种。而气动的自动化控制又可以通过多种方式实现，如气控，电控，,PLC,程序控制。其中，每一种控制方式都有各自的特点及优缺点,。,落料机床气控回路设计,1.,工作程序及控制要求,工作时首先由人工将金属棒材放在带有滚轮的导轨上，再由机械手抓料，送料，夹紧，松料，送料退回，进刀，退刀，松夹等完成一次工作循环。为提高工作效率，在保证加工顺序的前提下对前面讲述的工序作如下调整。,图,1,工序图,返回,X/D,线图,根据控制要求（每分钟落料,7,个工件（,8.57s/,工件）,对各气缸运动时间要求如下：,图,2,工序时间图,2.,选择系统压力确定执行元件,1.,本系统为一般的气动系统，故选择系统压力为,0.4Mpa,。,2.,根据要求计算并选择气缸，如下表：,表,1,气缸选型结果,送料缸的设计图,图,3,送料缸,活塞,3.,拟定系统原理图,根据装置所在的工作环境和系统的动作要求，考虑用气控行程顺序控制方式，为此：,（,1,）列出气动执行元件的动作程序及程序循环图（,图,1,）：,（,2,）画,X-D,状态线图,图,4 X-D,线图,（,3,）得到逻辑原理图如图,5,图,5,逻辑原理图,（,4,）根据工作要求用可通过的行程阀（短信号阀）做,D,缸回到终端的信号阀，以消除,I,型障碍。,在工作中应工件的变化，常要调整机床的刀具和夹具，因此系统中要有手动调整。在工作循环结束时，可通过式行程阀处在释放状态，为了再次启动的需要，要把启动信号和,C0,相“与”控制第一节拍动作,A1,。可得到变动后的 各执行元件动作的逻辑表达式为,A1=C0q;C0=d0;B1=a1;,A0=b1;C1=b1+SKC1;B0=c1b1;D1=c1b1;D0=d1+SKD0,根据上述各执行元件动作的逻辑表达式画出落料气控回路图图,6,（,4,）画气动系统原理图如图,6,图,6,气动系统原理图,4.,元件选择,（,1,）空压机的选择,经计算知一台设备四汽缸的自由空气耗气量,QV=0.62 m3/min,，今选用,W-0.9/7A,型压缩机,（,2,）阀类元件和辅助元件的选择如下：,表,2,元件列表,5.,确定管道直径、验算压力损失,（,1,）确定管道直径,按管道直径与气动元件通径相一致的原则，确定主回路,8mm,，控制回路,3mm,（,2,）验算压力损失,系统压力损失可以为压缩机接受，一般也为规定值所允许。如要精确知道管路系统压力损失，则可在确定管道布局的基础上，计算管系的沿程损失、局部损失，从而计算出包括元、辅件在内的系统压力损失。,图,7,搭建气控回路实验台,电气控制系统设计,1.,电控气动原理图,图,8,气动原理图,2.,电路设计,图,9,控制电路图,设置初始状态为：抓料松开，送料退回，夹紧缸松夹，进刀缸退回,1.,总开关,SA,闭合，线圈,KA1,得电，,KA1,动合触点闭合，电磁阀,YA1,得电（抓料），同时,KA1,动断触点断开，使线圈,KA6,不能在线圈,KA3,得电之前得电；,2.,抓料完成，,SQ1,动合触点闭合，线圈,KA2,得电并自锁，,KA2,动合触点闭合，电磁阀,YA2,得电（送料）；,3.,送料完成，,SQ2,动合触点闭合，线圈,KA3,得电并自锁，,KA3,动合触点闭合，电磁阀,YA3,得电,(,夹紧,),，同时，,KA3,动断触点断开，线圈,KA1,失电，电磁阀,YA1,断电（抓料缸退回）；,4.,夹紧完成，,SQ3,动合触点闭合，线圈,KA4,得电并自锁，,KA4,动合触点闭合，电磁阀,YA4,得电（进刀），同时，,KA4,动断触点断开，线圈,KA2,失电，电磁阀,YA2,断电（送料缸退回）；,5.,进刀终点，,SQ5,动合触点闭合，线圈,KA5,得电并自锁，同时,KA5,动断触点断开，线圈,KA4,失电（退刀），同时,KA5,动合触点闭合；,电磁控制工作过程如下：,6.,退刀终点，,SQ4,动合触点闭合，线圈,KA6,得电并自锁，,KA6,动断触点断开，线圈,KA3,失电，,KA3,各触点复位，电磁阀,YA3,断电（夹紧缸退回），线圈,KA5,失电，同时，执行第,1,步，,依次循环动作,。,注：,1.,工作过程中，转动总开关,SA,，控制线路完成当前循环后结束；,2.,若要进行刀具调整，按下刀具调整按钮,SKD0,，线圈,KA4,失电，电磁阀,YA4,失电，刀具一直处于退刀状态；,3.,若要进行夹具调整，先按下刀具调整按钮,SKD0,，使刀具不能进刀，在按下夹具调整按钮,SKC1,，使线圈,KA3,一直处于得电状态，即电磁阀,YA3,得电，夹具一直夹紧。,图,10,搭建的电控回路试验台,PLC,控制系统设计,图,11,配置说明,气动半自动落料机床的功能图如下：,图,12,更能图,IX0.0,退刀行程开关,IX0.1,抓料行程开关,IX0.2,送料行程开关,IX0.3,夹紧行程开关,IX0.4,进刀行程开关,IX0.5,夹具调整开关,IX0.6,刀具调整开关,IX0.7,总开关开关,QX0.1,电磁阀,1,QX0.2,电磁阀,2,QX0.3,电磁阀,3,S1,抓料，夹具松,S2,送料,S3,夹紧，抓料松,S4,进刀,S5,退刀,PLC,使用说明,1.,首先打开应用程序（如图,13,）；,2.,选择文件,-,新建,-,工程；,3.,将,L20,的模块拖到新建的工程中（图,14,）,图,13,图,14,4.,出现如图,15,的对话框，依次继续,图,15,5.,点击新建，选择图示设备（如图,16,）,图,16,6.,将图示,IP,地址改为（如图,17,）,图,17,7.,点击结束，完成（如 图,18,）,8.,打开,L20-DP,打开,logic,（如图,19,）,图,18,图,19,9.,选择,LD,梯形图（图,20,）,10.,定义步的名称，进行编程（绿色文字为注释）（图,21,、,22,）,图,20,图,21,图,22,PLC,气动原理图,图,23 PLC,气动原理图,I/O,地址分配,表,3 I/O,地址分配表,外部接线图,梯形图程序,PROGRAM PLC_PRG,VAR,Step_0:BOOL:=TRUE;(*,空操作*,),Step_A1C0:BOOL;(*,抓料松夹*,),Step_B1:BOOL;(*,送料*,),Step_C1A0:BOOL;(*,夹紧抓料松*,),Step_D1:BOOL;(*,进刀*,),Step_B0:BOOL;(*,送料退*,),Step_D0:BOOL;(*,退刀*,),(*0.0,SQ4*),(*0.1,SQ1*),(*0.2,SQ2*),(*0.3,SQ3*),(*0.4,SQ5*),(*0.5,夹具调整*,),(*0.6,刀具调整*,),(*0.7,总开关*,),(*1.0,退刀调整后进入循环*,),(*QX0.1,，抓料夹紧控制阀*,),(*QX0.2,送料控制阀*,),(*QX0.3,，刀具控制阀*,),END_VAR,结论,气动回路速度很快，要实现气缸速度的控制需在排气侧安装单向节流阀，按设计要求对气缸进行调速；,气控回路搭接方便，用机控行程开关容易实现对回路的顺序控制，但容易产生有干涉的控制信号，为了消除障碍信号，我们使用的方法是选择别的控制信号作为制约信号，如,B0=c1b1,，若要使抓料缸退回，必须在送料至终点和夹紧缸夹紧棒料都满足的情况下才能实现。这种控制回路造价低，属经济型；,电控回路使用的气控元件少，控制精度高，但在电路的设计上比较复杂，用到的气缸多时，需要实现的互锁也随之增多，如对电磁阀,4,的得电与否有两个互锁，而且电路的接线较复杂；,PLC,控制，简单方便，逻辑清晰易懂，但,PLC,设备较贵，要视具体情况而选。,在实验过程中，无论搭建哪种控制回路都需要大家协调互助，体现团队精神。每次在确定回路正确，正式工作之前都应对回路进行仔细检查，防止错误的回路运行损坏控制元器件,内容总结,气动半自动落料机床程序控制系统。经计算知一台设备四汽缸的自由空气耗气量QV=0.62 m3/min，今选用W-0.9/7A型压缩机。（2）阀类元件和辅助元件的选择如下：。系统压力损失可以为压缩机接受，一般也为规定值所允许。8.打开L20-DP,打开logic（如图19）。表3 I/O地址分配表。(*空操作*)。(*抓料松夹*)。(*夹紧抓料松*)。(*0.5,夹具调整*)。(*0.6,刀具调整*)。(*0.7,总开关*)。(*1.0,退刀调整后进入循环*)。(*QX0.1，抓料夹紧控制阀*)。(*QX0.2,送料控制阀*)。(*QX0.3，刀具控制阀*)。这种控制回路造价低，属经济型,