南京工程学院课程设计说明书（论文）1目目 录录引引 言言2 第一章第一章 课程设计任务说课程设计任务说 明明3 第一节 课程简介3第二节 课程设计的目的3 第二章第二章 课程设计任务分课程设计任务分 析析4第一节 设备机构组成分析4第二节 设备工作过程分析5 第三章第三章 控制方案设控制方案设 计计6 第一节 任务分析6第二节 设计主电路6第三节 PLC 选型设计8南京工程学院课程设计说明书（论文）2第四节 I/O 分配表9第五节 I/O 端子接线图10 第四章第四章 控制流程分析控制流程分析 11第一节 流程图 11第二节 梯形图12第三节 指令表 14 第五章第五章 课程设计总课程设计总 结结15 第六章第六章 参考文参考文 献献16南京工程学院课程设计说明书（论文）3引引 言言机电传动控制机电传动控制课程设计为该课程的实践环节，在本课程设计课程设计为该课程的实践环节，在本课程设计 的过程中，通过课程设计环节巩固和加强了的过程中，通过课程设计环节巩固和加强了机电传动控制机电传动控制的所的所 学的知识，掌握课程知识实际应用的能力。我们分配的是课题学的知识，掌握课程知识实际应用的能力。我们分配的是课题 2 2： 多工步加工专用机床控制。多工步加工专用机床控制。 专用机床根据特定工件规定的加工工艺要求而要求设计制造的专用机床根据特定工件规定的加工工艺要求而要求设计制造的 一种高效率自动化专用加工设备。常采用多刀、多面、多工位同时一种高效率自动化专用加工设备。常采用多刀、多面、多工位同时 进行钻、扩、铰、镗、铣等加工工作，并且具有自动工作循环的功进行钻、扩、铰、镗、铣等加工工作，并且具有自动工作循环的功 能，在机械制造业的成批和大量产品的生产中得到广泛的应用。能，在机械制造业的成批和大量产品的生产中得到广泛的应用。 第二组的成员有：第二组的成员有：XXXX，XXXX，XXXXXX。经过我们网络搜索、查阅参考。经过我们网络搜索、查阅参考 资料等，逐渐完成课程设计。由于我们水平有限，设计中的错误和资料等，逐渐完成课程设计。由于我们水平有限，设计中的错误和 不妥之处必然存在，恳请老师批评指正。不妥之处必然存在，恳请老师批评指正。南京工程学院课程设计说明书（论文）4第一章第一章 课程设计任务说明课程设计任务说明第一节第一节 课程简介课程简介机床由转刀架、主轴箱及主轴和走刀机构组成，电动机驱动主轴带动工件 旋转，液压系统驱动走刀机构，带动刀架完成进给运动，刀架回转完成换刀工 作。多工步加工专用机床的工艺过程如图 3 所示，由人工将工件放置在主轴端 卡盘内夹紧，起动自动加工过程。自动加工中，首先走刀机构带动刀架快速接 近工件，然后转为工进满是进给钻孔，加工完后退回原位，结束一个工步加工。 紧接着刀架夹紧装置松开，刀架转入下一个刀具位置，开始第二步加工当 6 把刀具依次加工完成后，人工取出加工的零件，结束一次加工循环过程。第二节第二节课程设计目的课程设计目的机电传动控制课程设计为该课程的实践环节，在本课程设计的过程中， 通过课程设计环节巩固和加强了机电传动控制的所学的知识，掌握课程知 识实际应用的能力。学会运用机电控制原理解决和分析问题的方法。同时在设 计过程中，综合已学知识，完成简单完整的控制系统设计，以增强控制系统设 计能力；完成 PLC 控制程序设计，增强编程软件使用的能力，并在联机程序调 试过程中，增强实际操作能力。南京工程学院课程设计说明书（论文）5第二章第二章 课程设计任务分析课程设计任务分析第一节第一节 设备机构组成设备机构组成多工步加工专用机床采用 7 把刀具按 7 个工步要求依次对工件进行加工。机床由转刀架、主轴箱及主轴和走刀机构组成，电动机驱动主轴带动工件旋转，液压系统驱动走刀机构，带动刀架完成进给运动，刀架回转完成换刀工作。机床结构如图 11 所示，带动部件工作循环图如图 12 所示：图 11 多工步加工专用机床结构图南京工程学院课程设计说明书（论文）6图 12 多工步加工专用机床工作循环图第二节第二节 设备工作过程分析设备工作过程分析多工步加工专用机床的工艺过程如图 13 所示，由人工将工件放置在主轴 端卡盘内夹紧，起动自动加工过程。自动加工中，首先走刀机构带动刀架快速 接近工件，然后转为工进满是进给钻孔，加工完后退回原位，结束一个工步加 工。紧接着刀架夹紧装置松开，刀架转入下一个刀具位置，开始第二步加 工当 6 把刀具依次加工完成后，人工取出加工的零件，结束一次加工循环 过程。图 13 多工步加工专用机床加工零件工艺过程南京工程学院课程设计说明书（论文）7第三章第三章 控制方案设计控制方案设计第一节第一节 任务分析任务分析1)机床工作方式要求： 为保证多工步加工专用机床能够处于正常工作状态，要求机床具备二种工作 方式： （1） 走刀进给部件能够点动向前调整，以及进给部件不在原位时能够快速复位；（2） 走刀机构和刀机能够分别实现自动循环调整过程； （3） 整机全自动工作循环加工工作。a) 机床工作过程要求： 机床工作过程是机床在正常加工时整机全自动循环的工作过程，加工过程 需要满足如下工作要求 （1） 按下启动按钮，液压系统驱动夹紧装置夹紧刀架，夹紧后继电器发出夹紧 信号； （2） 走刀机构快进，并同时启动主轴电机； （3） 走刀机构快进到达工件附近后，有快进转为工进，进行钻削加工； （4） 加工完毕后，走到机构停留 2 秒，快速退回原位； （5） 夹紧装置松开刀架，液压系统驱动刀架转动换刀； （6） 刀架夹紧装置夹紧刀架，开始下一步加工； （7） 所有加工工步完成，走刀机构退回原位，主轴电机停。第二节第二节 设计主电路设计主电路 多工步加工专用机床的电气控制系统主要有两部分组成，即电动机驱动系 统（主电路）和由 PLC 设备构成的控制部分，驱动系统通过交流接触器主触点 控制电动机电路的断开与接通，采用熔断器和热继电器进行短路和过载保护， 同时采用控制变压器和整流器，系统电路图如图 14 所示，电器元件明细表如 表 1 所示：南京工程学院课程设计说明书（论文）8图 14 多工步加工专用机床电气控制系统电路图表表 1 1 电器元件明细表电器元件明细表符号符号名称及用途名称及用途符号符号名称及用途名称及用途M1主轴电动机HL4刀架放松指示灯M2液压泵电动机HL5换刀指示灯KM1主轴电机起动接 触器SP到位压力继电器KM2液压泵电机起动 接触器QFPLC 电源空气开关SQ1走刀进给部件原 位行程开关QS电源隔离开关SQ2快进结束行程开 关TC控制变压器SQ3工进结束行程开 关FU1FU6熔断器SQ4刀架转位行程开 关SB1总停按钮SQ5刀架夹紧到位行 程开关SB2启动开关南京工程学院课程设计说明书（论文）9YV1、YV2、YV3控制走刀机构电 磁阀电磁铁SB3进给部件点动前 进按钮YV4、YV5、YV6控制刀架及夹紧 机构电磁阀电磁 铁SB4进给部件快速复 位按钮SA1自动手动工作选 择开关SB5液压泵电机启动 按钮SA2走刀进给部件工 作选择开关SB6液压泵电机停止 按钮SA3夹紧装置夹紧选 择开关FR1、FR2、FR3热过载保护继电 器SA4夹紧装置放松换 刀选择开关VC整流器SA5照明电路选择开 关PLCFX2N-32MR-D 型号继 电器输出 PLCHL1液压系统指示灯HL2电机工作指示灯HL3刀架夹紧工作指 示灯第三节第三节 PLC 选型设计选型设计由于 PLC 控制部分有 16 个输入通道，13 个输出通道，故选择三菱 FX2n 系列的型号产品。按照下列型号选择 FX2N-48MR-D 型。FX2N 系列 PLC 主机 FX2N-128MR-001 输入点： 64，64 继电器输出 FX2N-80MR-001 输入点： 40，40 继电器输出 FX2N-64MR-001 输入点： 32，32 继电器输出 FX2N-48MR-001 输入点： 24，24 继电器输出 FX2N-32MR-001 输入点： 16，16 继电器输出 FX2N-16MR-001 输入点： 8，8 继电器输出 FX2N-80MR-D 输入点： 40，40 继电器输出 （直流供电） FX2N-64MR-D 输入点： 32，32 继电器输出 （直流供电） FX2N-48MR-D 输入点： 24，24 继电器输出 （直流供电） FX2N-32MR-D 输入点： 16，16 继电器输出 （直流供电）南京工程学院课程设计说明书（论文）10第四节第四节 I/O 分配表分配表表表 2 电器元件信号与电器元件信号与 PLC 连接的通道分配表连接的通道分配表输入输入输出输出元件元件通道地址通道地址说明说明元件元件通道地址通道地址说明说明SB1X001总停按钮KM1Y000主轴电机起动接 触器SB2X002开始工作按钮YV1Y001控制走刀机构电 磁阀电磁铁SB3X003走刀进给部件点 动前进按钮YV2Y002控制走刀机构电 磁阀电磁铁SB4X004进给部件快速复 位按钮YV3Y003控制走刀机构电 磁阀电磁铁SA1X011自动手动工作选 择开关YV4Y004控制刀架及夹紧 机构电磁阀电磁 铁SA2X012走刀进给部件工 作选择开关YV5Y005控制刀架及夹紧 机构电磁阀电磁 铁SA3X013夹紧装置夹紧选 择开关YV6Y006控制刀架及夹紧 机构电磁阀电磁 铁SA4X014夹紧装置放松换 刀选择开关HL2Y012主轴电机工作状 态指示灯SQ1X021走刀进给部件原 位行程开关HL3Y013刀架夹紧工作状 态指示灯SQ2X022走刀进给部件快 进到位开关HL4Y014刀架放松工作状 态指示灯SQ3X023走刀进给部件工 进到位开关HL5Y015换刀工作状态指 示灯SQ4X024刀架转动换刀到 位行程开关SQ5X025夹紧装置原位行 程开关SPX026夹紧到位行程开 关南京工程学院课