设计一个3工位旋转工作台的控制系统设计

任务书

课题十二、设计一个3工位旋转工作台的控制系统

1.动作特性

其工作示意如图所示。三个工位分别完成上料、钻孔和卸件。

工位1：上料器推进，料到位后退回等待。

工位2：将料夹紧后，钻头向下进给钻孔，下钻到位后退回，退回到位后，工件松开，放松完成后等待。

工位3：卸料器向前将加工完成的工件推出，推出到位后退回，退回到位后等待。

2.控制要求

工位2

工作台示意图

1）用选择开关来决定控制系统的全自动、半自动运行和手动调整方式。

2）手动调整采用按钮点动的控制方式。

3）系统处于半自动工作方式时，每执行完成一个工作循环，用一个起动按钮来控制进入下一次循环。

4）系统处于全自动运行方式时，可实现自动往复地循环执行。

5）系统运动不很复杂，采用4台电机。

6）对于部分与顺序控制和工作循环过程无关的主令部件和控制部件，采用不进入PLC的方法以节省I/O点数。

7）由于点数不多，所以用中小型PLC可以实现。

3.时间安排

第1-2天：根据设计任务查阅相关文献；

第3-6天：选择一种合适的设计方法，制定详细的设计方案，设计出满足要求的电器控制系统并验证其正确性；

第7-8天：编写课程设计报告；绘制相关电气图纸。

第9-10天：提交课程设计报告；进行课程设计答辩。

4.所需提交的材料

1）编写输入输出对照表。包括信号名称、外部元件号、内部继电器号

2）绘制PLC外部接线图

3）绘制功能流程图；

4）编写、调试梯形图或语句表程序

目录

任务书 0

第1章课程设计任务说明 (1)

1.1 课题简介 (1)

1.2 系统总体方案设计概述 (1)

第2章课程设计任务分析 (2)

2.1 设备机构组成分析 (2)

2.2 设备工作过程分析 (2)

第3章控制方案设计 (3)

3.1 总体方案设计 (3)

3.2 电气系统设计 (4)

3.3 电气控制系统设计 (4)

3.3.1 系统控制与信号分析 (4)

3.3.2 I/O分配表 (5)

3.3.3 I/O端子接线图 (6)

第4章控制流程分析 (7)

4.1 功能图 (7)

4.2 梯形图 (8)

4.3 语句表 (11)

课程设计心得 (14)

参考文献 (15)

第1章课程设计任务说明

1.1课题简介

随着信息技术的普及和发展，尤其是跨入2000年后，红外技术得到了迅猛发展，机械加工的方法和手段也逐渐变得丰富起来，各种先进技术被人们引入机械行业中来形成各种新兴学科。三工位工作台旋转机床设备在机加工等自动化机床设备中得到广泛引用，通过控制工作台旋转，可以实现在加工过程中同时完成上料和卸料工作，并能实现流水作业，大大提高了工作效率,降低工人劳动强度。

ＰＬＣ的处理器速度和功能在不断增加，已发展成具有逻辑控制功能过程控制功能运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能等的多功能控制器，加上它的价格低廉、操作简便、改变功能灵活易用、维护工作量小等优势，使PLC在工业生产过程自动化中获得广泛应用。

目前ＰＬＣ已经在工业生产过程中得到广泛应用，它具有结构简单易于编程、性能优越、可靠性能高、维修方便和使用方便的一系列优点。

1.2系统总体方案设计概述

本设计应用以西门子S7-200系列PLC来实现控制钻床三工位工作台旋转控制设计。在上料和卸料工位设计合适的机械手，从而实现无人上料和卸料工作。钻床加工三工位工作台是由送料、钻孔、卸载三部分组成。工作台每旋转120°完成一个工位，循环运行。来实现工件的快速送料、钻孔、卸载的流水作业系统。

第2章课程设计任务分析

2.1设备机构组成分析

该3工位旋转工作台控制系统的设计是由PLC系统控制电路、电源电路、红外发射与接收电路、电机驱动电路、显示电路和外壳等组成。

2.2设备工作过程分析

基于PLC的3工位旋转工作台控制系统主要由送料、钻孔、卸载三部分组成。工作台每旋转120°完成一个工位，循环运行，来实现工件的快速送料、钻孔、卸载的流水作业系统。

三个工位如下：

工位1：工作台旋转到工位1后上料器推进，料到位后退回等待。

工位2：工工作台旋转到工位2后，夹紧装置将料加紧，钻头向下进给钻孔，下钻到位后退回，退回到位后工件松开，放松完成后等待。

工位3：工作台旋转到工位3后，卸料器向前将加工完成的工件推出，推出到位后退回，退回到位后等待。

工作台可以实现手动、半自动和全自动控制运行，以适应不同的生产要求，工作过程中工作台每旋转120°，相应位置的机械手依次完成送料、钻孔、卸载三个主过程。

第3章控制方案设计

3.1总体方案设计

基于PLC的3工位旋转工作台控制系统的设计是通过PLC技术编写出必要的软件程序进行控制。

3.1.1 控制要求

（1）用选择开关来决定控制系统的全自动、半自动运行和手动调整方式。

（2）手动调整采用按钮点动的控制方式。包括上料进、退操作、工件夹紧、放松操作，钻头下降、上升操作，卸料进、退操作，工作台旋转操作。

（3）系统处于半自动工作方式时，每执行完成一个工作循环，用一个启动按钮来控制进入下一次循环。

（4）系统处于全自动运行方式时，可实现自动往复地循环执行。

（5）上料器、夹紧装置、卸料器、钻头上下运动由液压缸驱动。夹紧力由压力继电器检测控制。钻头旋转、工作台旋转由电动机驱动。

3.1.2 制定控制方案

（1）用选择开关来决定控制系统的全自动、半自动运行和手动调整方式。

（2）手动调整采用按钮点动的控制方式。

（3）系统处于半自动工作方式时，每执行完成一个工作循环，用一个启动按钮来控制进入下一次循环。