四工位组合机床PLC设计说明书 

设计说明书

一、设计任务书

（一）、四工位组合机床基本情况介绍

该设备是为了提高工作效率，促进生产自动化和减轻劳动强度而设计制造的一种四工位组合机床。可同时对工件的四个面进行加工，由plc编程控制。四工位组合机床由工作滑台、夹具、上下料机械手、进料器、主轴等组成。

工艺要求为由上料机械手自动上料，机床的四个加工动力头同时对一个零件进行加工，一次 加工完成一个零件，通过下料机械手自动取走加工完成的零件。要求具有全自动、半自动、 手动三种工作方式。

（二）、组合机床全自动和半自动工作过程如下：按下启动按钮，上料

机械手前进，将零件送到夹具上，夹具夹紧零件。同时进料装置进料。之后上料机械手退回原位。加工时，一三工作滑台前进，两个加工动刀头同时对工件进行加工，到达各自位终点时退回。二四工位滑台在一三工位运行一秒后也同时开始前进对工件进行加工，加工完成后，各工作滑台退回原位。待四个工作台都返回原位下料器前进，到达终点时工件夹具松开，下料器抓紧加工好的工件退回原位。如果是自动工作方式，则自动开始下一工件的加工。如果是半自动的工作方式，则机床返回初始状态停止运行。

（三）、设计要求

1、控制装置要求有手动、半自动、自动三种工作方式。 2、四工位组合机床必须用plc进行控制。

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3、有急停、预停两种停止按钮。

4、滑台的进退，夹具的夹紧、松开以及上下料之间都进行互锁保护。 5、绘制电器原理图、选择电器元件、编制元件目录表。 6、绘制总接线图、控制面板布置图与接线图等工艺图样。 7、编制设计使用说明书。

8、设计用户程序，编写设计报告。

二、设计过程

（一）、总体方案选择说明

1、四工位组合机床四个主轴转动分别用M1~M4电机作为动力源。

2、四个滑台的进退以及夹具、上下料机械手和进料装置有一个液压系统进行控制，只需选用一个液压泵。而冷却装置单独用一个液压系统进行控制。

3、四个滑台上都设有行程开关，来保证主轴与工件的相对位置的准确性。 4、M1~M4为自动控制连续运转，采用热继电器实现过载保护

5、滑台的进退，夹具的夹紧、松开以及上下料之间都进行互锁保护。

6、主电路及控制电路采用熔断器实现短路保护。由限位开关实现滑台、上下料机械手以

及进料装置的极限保护。

（二）、控制方式选择

继电接触控制或plc控制方式均适合本装置控制需求，前者成本低，但硬件线路较复杂、程序选择不方便。后者线路简单、程序预选方便，成本较高。本设计采用后一种方式进行控制。

（三）、主电路设计

1、由接触器KM1~KM4分别控制电机M1~M4正转KM5和KM6分别控制液压泵和冷却泵。

2、M1~M4由热继电器FR1~FR4实现过载保护，液压泵和冷却泵则由 FR5和FR6实现过载保护。

3、M1~M6分别有FU1~FU6实现短路保护，并由隔离开关QS作为电源控制。 （四）、plc

设计

按下启动按钮后，电磁阀YV7通电，上料器进，碰到行程开关SQ10后电磁阀YV1\\YV16通电，夹具夹紧工件，并开始进料。当碰到行程开关SQ9时，电磁阀YV8、YV15通电。上料器退并放料。并且接触器KM5通电，冷却泵开始工作。接着电磁阀YV3、YV5通电，滑台I、III进，接触器KM1、KM3通电，I、III主轴转动。当碰到行程开关SQ1、SQ6时，电磁阀YV4、YV6通电，滑台I、III退。滑台II、IV和主轴II、IV均延迟滑台I、III和主轴I、III一秒后与I、III做相同的运动，碰到行程开关 SQ1、SQ3、SQ5、SQ7时，滑台回到原位。此后，电磁阀YV9通电，下料器进，碰到行程开关SQ12时，电磁阀YV2通电，夹具松开，电磁阀YV10通电，下料器退，冷却泵关闭，等待下一次循环。

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三、plc的I/O地址表

输入： 器件号 SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 SQ5 SQ6 SQ7 SQ8 SQ9 SQ10 SQ11 SQ12 YJ1 YJ2 YJ3 SB1 SB2 SA1 SB3

输出： 器件号 YV1 YV2 YV3 YV4 YV5 YV6 YV7 YV8 YV9 YV10 YV11 地址号 Y000 Y001 Y002 Y003 Y004 Y005 Y006 Y007 Y008 Y009 Y010 功能说明 夹紧 松开 滑台I进 滑台I退 滑台III进 滑台III退 上料进 上料退 下料进 下料退 滑台II进 - 3 -

地址号 X000 X001 X002 X003 X004 X005 X006 X007 X08 X011 X012 X013 X014 X015 X016 X021 X022 X023 X024 X025 X026 功能说明 滑台I原位 滑台I终点 滑台II原位 滑台II终点 滑台III原位 器件号 SB4 SB5 SB6 SB7 SB8 地址号 X027 X030 X031 X032 X033 X034 X035 X036 X037 X040 X041 X042 X043 X044 X045 X046 X047 X050 X051 X052 X053 功能说明 液压停 滑台I进 滑台I退 主轴I点动 进滑台II进 滑台II退 主轴II点动 滑台III进 滑台III退 主轴III点动 滑台IV进 滑台IV退 主轴IV点动 夹紧 放松 上料器进 上料器退 进料 放料 冷却启 冷却停 滑台III终点 SB9 滑台IV原位 SB10 滑台IV终点 SB11 上料器原位 SB12 上料器终点 下料器原位 下料器终点 夹紧压力传感器 进料压力传感器 放料压力传感器 总停 启动 手动控制 回原点 半自动控制 液压启 SB13 SB14 SB15 SB16 SB17 SB18 SB19 SB20 SB21 SB22 SB23 SB24 器件号 YV12 YV13 YV14 YV15 YV16 KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 KM 6 地址号 Y011 Y012 Y013 Y014 Y015 Y017 Y018 Y019 Y021 Y022 Y023 功能说明 滑台II退 滑台IV进 滑台IV退 放料 进料 I主轴 II主轴 III主轴 IV主轴 冷却电机 液压电机 器件号 HL5 HL4 HL3 地址号 Y028 Y029 Y030 功能说明 低压泵 冷却泵 自动 器件号 HL2 HL1 地址号 Y031 Y032 功能说明 半自动 手动 四、状态转移图：

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五、梯形图：

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