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1、湖南工程学院工程实践训练报告课题名称 机加工自动线控制系统 专业班级 自动化0981班 姓 名 宋才亚 学 号 200913110134 指导教师 赖指南 2013年1月11日目 录第1章 工程实践训练的任务和目的11.1 工程实践训练的目的11.2 工程实践训练的任务1第2章 机加工自动线的基本组成和工作原理22.1 机加工自动线的用途22.2 机加工自动线的基本组成和工作原理2 2.2.2.1 液压部分工作原理3 2.2.2.2 定位、夹紧机构液压部分工作原理4 2.2.2.3 扩孔动力头液压传动部分工作原理5第3章 自动线控制系统的基本组成及各电器元件的作用63.1机加工自动线控制系统的
2、基本组63.2 各电器元件的作用6第4章 机加工自动线控制系统的操作训练74.1 操作前的准备74.2 全线全自动方式下的操作74.3 全线半自动方式下的操作84.4 手动方式下的操作8第5章 机加工自动线控制系统的编程及其调试95.1 顺序功能图95.2 PLC源程序105.3 程序的调试145.4 程序的故障设置14结束语15附 录16实践训练评分表21第1章 工程实践训练的任务和目的1.1 工程实践训练的目的本次机加工自动线控制系统工程实践综合训练的目的是要将所学的电气控制与PLC课程的理论知识和技能运用到工程实践中去，解决工程实践中遇到的一些实际问题，以提高分析问题和解决问题的能力。通
3、过操作、调试、排障等工程实训，使学生熟悉机加工生产自动化的运行，掌握自动线PC控制系统的布线工艺、调试和维护方法，增强PC的工程应用能力，为将来从事PC应用方面的技术工作打下基础。1.2 工程实践训练的任务（1）了解机械加工生产自动线的组成。（2）了解自动线的传动部分，也即液压传动的原理。（3）了解和掌握PLC是如何控制各传动部分工作的。（4）自己动手编写一个传动工位的PLC程序，并通过模拟仿真验证自己的程序。（5）实践中一个重要的技能就是排查故障，在指导老师设置了一个故障后，学生能查出并排除该故障。（6）总结本次工程实践，是否有所收获。20第2章 机加工自动线的基本组成和工作原理2.1 机加
4、工自动线的用途机加工自动线可对工件进行铣端面、钻孔、检查、扩孔、镗孔、攻丝、转位、钻深孔等工序进行加工。由于机加工自动线各动力头具有“在线/离线”选择功能，故可对加工工件进行其中一种或几种甚至全部工序的加工，因此，机加工自动线适用的加工范围广泛。另外，机加工自动线拥有全线单周/连续循环、单机半自动/手动和全线自动回原点五种工作方式，用户可根据需要选择其中工作方式运行机加工自动线，这样就大大增加了对机加工自动线操作的灵活性。2.2 机加工自动线的基本组成和工作原理2.2.1 机械部分的基本组成和工作原理自动线由8个工位和上下料工位组成，单面加工，随行夹具传送工件、能完成铣端面、镗孔、钻孔、扩孔、
5、攻丝、钻深孔、检查与转位等功能。其工作状态有 5种 :全线全自动、全线半自动、全线回原位、单机自动和单机点动。采用分散控制方式 ,其信号传递布置示意图如下：铣端面 钻孔 检查 扩孔 镗孔 攻丝 转位 钻深孔图2- 2-1 机加工自动线平面布置图步进装置向前，把原料送入定位装置定位，夹紧机构夹紧，同时，步进装置后退。然后经过铣断面，镗孔、钻孔、检查、扩孔、攻丝、转位和深钻孔。2.2.2 液压部分的基本组成和工作原理2.2.2.1 液压部分工作原理当电磁阀YV1通电时，液压油通过左边油路进入大腔，小腔中的液压油经过右边油路流回油箱，推动活塞向右运动，同时带动传输带向前运动；当YV2通电时，液压油经
6、过左边油路进入小腔，大腔中的液压油经过左边油路流回油箱，推动活塞向左运动，同时带动传送带向后运动。 图2-2传送带液压部分工作原理图2.2.2.2 定位、夹紧机构液压部分工作原理 图2-3定位、夹紧机构液压部分工作原理图当电磁阀YV3通电时，液压油经过左边油路进入大腔，小腔中的液压油经过右边油路回到油箱，使活塞向上运动，也即定位；当电磁阀YV4通电时，液压油经过右边油路进入小腔，大腔中的液压油经过左边油路回到油箱，也即拔销。2.2.2.3 扩孔动力头液压传动部分工作原理快进：当YV51和YV53通电，YV52断电,油沿着管道从YV51的下端流入，从上端流出，然后流入油缸的大腔，推动活塞快速向前
7、，小腔的油沿着管道从YV53的上端流入，从下端流出，同时也从节流阀流出，最后流入油缸。工进：当活塞碰到行程开关SQ52时，YV53断电小腔中的油只能从节流阀中流出，活塞的向前的速度变慢，当活塞碰到行程开关SQ53时YV51断电，工进结束。快退:当YV52通电，YV53通电，YV51断电，油沿着管道从YV52的下端流入，从上端流出，然后流入油缸的小腔，推着活塞快速向后，大腔的油沿着管道从YV53的上端流入，从下端流出，同时也从节流阀流出，最后流入油缸。当活塞碰到行程开关SQ51时，YV52，YV53断电，快退结束。 图2-4 扩孔动力头液压传动部分原理图第3章 自动线控制系统组成及各电器元件的作
8、用3.1机加工自动线控制系统的基本组机加工自动线控制系统主要由PLC、接触器、行程开关、转换开关、按钮和相关保护电路组成。3.2 各电器元件的作用（1）PLC PLC是控制系统的核心，它接收各种信号，从而发出控制命令控制接触器动作，发出信号。（2）接触器通过接触器的断开闭合，使相关电路通断，达到控制要求。（3）行程开关行程开关的动作可以向PLC发出相关信号，使PLC发出相应控制指令转换开关当有几种不同的工作方式时，可以通过转换开关进行切换，使系统在要求下运行。（4）按钮发出各种控制信号（5）保护电路为了系统安全运行和PLC的安全，必须有相关保护电路，使系统稳定运行。第4章 机加工自动线控制系统
9、的操作训练4.1 操作前的准备（1）接通计算机电源，启动计算机。用鼠标双击“mics”快接图标，打开“自动线工艺流程及布置画面”窗口。单击该窗口的复位按钮，使画面中自动线的各单机都回到各自的原位。（2）依次闭合试验桌电源板上的刀开关QS、机加工自动线中央控制台内的自动开关QF1和QF2，以接通机加工自动线控制子系统的电源。（3）闭合接口装置的电源开关，以接通机加工自动线接口子系统电源，使之处于工作状态。（4）在中央控制台的操作面板上，按下PLC的电源启动按钮SB4和冷却电机。在完成上述准备工作后，即可对机加工自动线进行各种操作。4.2 全线全自动方式下的操作（1）根据自动线所要加工的工件件数m
10、，用编程器给PC的计术器C100设定K值，使K=m+9（2）根据工件所要进行的加工工序，确定应在线的动力头和应离线的动力头，将应在线的各动力头的“在线/离线”选择开关旋至“在线”位置，将应“离线”的各动力头的“在线/离线”选择开关旋至“离线”位置。最后将“模拟有料”开关旋至“有料”位置。（3）将自动线工作方式选择开关SA2旋至“回原点”位置，再将PLC运行开关SA1由“停止”位置旋至“运行”位置（4）将自动线工作方式选择开关SA2旋至“连续”位置。（5）启动运行：按下按钮SB1，电铃响后，按下启动按钮SB2，使机加工自动运行。（6）预停：按下预停按钮SB3，使自动线在完成了本次循环剩余的工作并
11、回到原点后自动停止运行。（7）紧急停止：按下紧急停止按钮SB4，使自动线立即停止运行。（8）按下急退/回原点按钮，可以使各动力头、检查头立即后退，退回原位后自动停止。4.3 全线半自动方式下的操作（1）将自动线工作方式选择开关SA2旋自“单周”位置。（2）根据自动线对工件加工工序的要求，将自动线各动力头的“在线/离线”选择开关旋自要求的位置。（3）将PC的运行开关SA1旋自“运行”位置。（4）此后，自动线的启动、紧急停止、紧急后退和自动回原点的操作方法与全线自动方式下的响应操作相同。4.4 手动方式下的操作（1）将自动线工作方式选择开关SA2旋至“手动”位置。（2）将单机选择开关SA3或SB4
12、旋至需要进行手动运行的单机的位置，以选中该单机。（3）将PLC运行开关旋至“运行”位置。（4）根据所要手动运行的某个步，按下手持式按钮盒上SB6-SB11中的控制步运行的某一按钮，所选单机即进行该步的运行；当松开该按钮是，所选单机将立即停止该步的运行；在未松开该按钮的情况下，若所选单机运行完该步，将自动停止运行。第5章 机加工自动线控制系统的编程及其调试5.1 顺序功能图程序功能图如下：机加工自动线扩孔动力头按单周方式运行的流程图5.2 PLC源程序根据上面的顺序功能图的机加工自动线扩孔单机运行的梯形图：指令表： 5.3 程序的调试（1）将程序写入PLC的内存中打开三菱编程软件，新建一个FX2
13、N文件，把梯形图程序输入文件中，再转换，选择PLC中的写出，选择范围，最后确定，程序已写入PLC的内存中。（2）程序的调试将程序写入PLC的内存后，打开监控。然后选择工作方式，按下启动按钮。监视程序的运行，看是否符合要求。通过程序调试，发现程序有很多漏洞，例如：（1）在编程时，由于粗心把输入写成重复的了导致程序不能正常运行；（2）考虑不充分，多输出没有单独写出来导致程序不完善；最后在老师的细心指导下完善了整个程序最终使得程序能够正常的进行仿真。5.4 程序的故障设置 在程序完全之后老师给我们设置了模拟故障，各个行程开关有三种状态：正常、常开和常闭。 本次赖老师给我个人设置的模拟故障是扩孔动力头
14、在物件夹紧后不工作，经过分析快进能够正常运行那么就只有输入SQ6、KP4有问题因为老师设置的故障只有输入开关有问题故只有SQ6处于常闭状态才导致动力头不能工进的问题，和懒老师说明后，更正故障，然后模拟运行图继续完全了一个单周期的运行。结束语对于这次工程实训我基本完成了赖老师交予的扩孔控制任务，控制系统的控制情况也达到要求，调试结果让我不是很满意，因为自己在编程的时候有很多的错误，不过在老师的指导下慢慢的修改过来，虽然不是很令人满意但是我学习到了更多。以前感觉什么设计都差不多像完成任务一样，不过这次真心认真的去学了也懂了很多。通过两周周的工程实训，使我对机加工自动线有了一个深刻的理解，知道了液压
15、传动系统及其工作原理，进一步加深了PLC认识，通过编程训练，使我学习到了三菱公司的PLC编程。工程实训的一个重要目的是锻炼学生的实践能力，通过调试程序和排查故障，提高了我们分析问题的能力和解决问题的能力，以及在赖老师的耐心指导下、同学的帮助下，我顺利的完成了程序的调试和故障排除，收获颇丰。 附 录120121122123124125126127110111112113114115116117100101102103104105106107COMNLSQ51SQ52SQ53SQ61SQ62SQ63SQ64SQ71SQ72SQ73SQ74SQ81SQ82SQ83FR1FR2FR3FR4FR5FR6
16、FR7FR8KP已快进扩孔原位原位原位已工进已快进已攻丝已退丝已左转已抬起已右转已放下已快进已工进油泵冷却泵铣端面镗孔钻孔扩孔攻丝深孔钻液压系统动力动力头头攻丝转位机构油泵冷却泵、各动力头主轴电机过载深孔钻动力头70717273747576656667SQ13SQ21SQ22SQ23SQ31SQ32SQ33SQ41SQ42SQ43原位原位原位已快进合格已工进已工进不合格镗孔动力头钻孔动力头检查机构点动/停止点动点动点动点动音响试验信号灯试验油泵运行冷却泵运行LNCOM0123456710111213141516172021222324252627303132333435363740414243
17、444546475051525354555657606162RUNSA2.SA1SA3SA4SA6SA7SA8SA9SA10SA11SA12SA4回原点单机全线全线自动输送带铣端面镗孔钻孔检查扩孔攻丝转位钻深孔PC运行作式择单机选择输送带铣端面镗孔钻孔检查扩孔攻丝转位钻深孔输送带、其它在线动力头及机构选择123456789101234567891012345678SQ3SQ4KP3SQ5SQ6KP4KP1KP2SQ1SQ2SQ7SQ8模拟有料预开启动预停急停急退/回原点点动/启动单机点动、半自动已卸料已装料已夹紧已夹紧已松开已定位已定位已拔销原位原位已向前已向前输送带步进装置、定位机构夹紧机构SA13SB1SB2SB3SB4SB5SB6SB7SB8SB9SB10SB11SB12SB13KM1KM277N67原位已快进铣端面动力头6364SQ11SQ12220VAC电源,来自图B.2 电动机电器控制线路原理图图4 机加工自动线控制系统PLC输入接线图压力过大N67220VAC电源,来自图B.2 电动机电器控制线路原理图工方选012345SA5全线自动单机手动半自动半自动离线.已快进已工进 图8界面图电气信息学院工程实践训练评分表项 目评 价硬件测试或软件调试情况 完成任务情况独立工作能力组织纪律性（出勤率）报告质量综合评分指导教师签名：_日 期：_21