组合式全自动钻攻加工单元plc电气控制系统
摘 要钻孔和攻丝在工厂里的实际运用是很广泛的，现在国内市场对钻孔攻丝加工中心的需求也在稳步的提升，是有很大的发展和提升空间的。本次设计就是用S7-200系列小型PLC，触摸屏，MM440变频器，气动三联件，三相异步电机，步进电机驱动器，步进电机来组成钻工加工中心电气控制系统。由触摸屏输入钻攻信息，PLC控制各部件来完成自动加工动作。通过模拟调试，证明该控制系统安全，可靠，能较快的实现对工件的钻孔攻丝加工，可投入到实际的生产上去。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 自动钻攻的背景意义 1
1.2 钻攻技术现状 1
1.3 本课题研究方向和方案 2
第二章 选用的硬件设备 3
2.1 PLC设备 3
2.2 变频器设备 3
2.3 气动三联件 4
2.4 触摸屏 4
2.5 其它设备 4
第三章 工作原理与工作过程 7
3.1 整体的工作原理 7
3.2 气动三联件的气杆部分 8
3.3 钻攻动力头部分控制 8
第四章 变频器和触摸屏设置 10
4.1 变频器的调试 10
4.2变频器多段速控制调试 10
4.3 变频器参数设置 12
4.5 变频器的报警 12
4.6 触摸屏编辑 13
第五章 S7200高速输出指令控制步进电机 15
5.1 理解S7200高速输出指令 15
5.1.1 PWM初始化 15
5.1.2 PTO初始化单段操作 15
5.2 具体的PLC程序说明 16
结束语 18
致 谢 19
参考文献 20
附录A 21
附录B 22
第一章 绪论
1.1 自动钻攻的背景意义
随着我国的经济水平和科学技术水平的提高，机械制造业有很大的发展，为我国的国名经济做出了一定的贡献。同时为了适应社会的发展，机械制造业应该要有更高的要求。现在是一个信息技术高速发展的时代，人们对信息
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
的需求量很大，要求快捷方便。对此，这为该行业的下游产业起到了一个很好的作用。近几年，手机产业，平板电脑和通讯产业在不断发展和更新换代来满足消费者的需求。对此，很多产业所需要的材料也越来越多，随之配套的加工产业也越来越兴旺，特别是对钻攻机的需求量越来越大了。
在以往工业生产中，采用的是老式的人工手动钻孔和攻丝。这样不仅工作效率很低和产品的精度很低，而且还浪费了大量的人力资源。这已经不能适应这个高速发展的时代了，现在需要找到一种先进的技术来取代老式的钻孔攻丝来满足现在的要求；对于钻孔和攻丝要求精度高，可靠性高，安全快捷，现在需要一种高精度和高性能的机器器件来实现以上的这些功能。而用PLC来控制钻攻就能实现，所以说做一个组合式全自动钻孔、攻丝加工单元PLC电气控制系统是具有很深远的意义的。
1.2 钻攻技术现状
现在国内市场对钻孔攻丝加工中心的需求要稳步的提升，为此国家也出台了很多的政策来支持相关产业的发展，可以说是处于欣欣向荣的状态。现在我国在研制高级数控钻孔攻丝加工中心上取得了新的突破，这样就不再受制于国外的技术限制，不需要依靠进口了。目前，我国的钻孔中心的品种已经很多很多了，并且在逐年增长，每年大概有100多个新品种出现。现在国内低端的钻孔攻丝加工中心已经是可以自给自足的，中端和一些中高端的钻孔攻丝加工中心也基本可以满足市场需求了。
现在，因为需求量上升，钻孔攻丝加工中心在中国国内市场的竞争非常的激烈，主要是国内企业和国外企业在竞争。在我国，可以见到一些国外的知名品牌的钻攻中心。当然国内也就很多生产钻孔攻丝加工中心的厂家，这里就不介绍太多了，有兴趣者可以自行搜查。
目前我国比较知名的钻孔攻丝加工中心厂家有很多。在这些厂家中处于顶端 的每年可以生产3000台左右的钻攻中心。
在这样的环境下，国家政策的支持，激烈的市场竞争，经济的快速发展，我国对钻孔攻丝加工中心的需求越来越大，尤其是对小型的钻孔攻丝加工中心的需求。在未来的很多年，我国市场对钻孔攻丝加工中心的需求率将高达11%左右。预计到2020年，我国钻孔攻丝加工中心的产量可以到达30万台，这是一个非常可观的数据。
1.3 本课题研究方向和方案
由我国钻孔攻丝行业的现状可以看出，钻攻技术已经得到较大的普及，并且对钻孔攻丝加工中心的需求在持续的增长。本次课题就是模拟工厂流水线上对工件钻孔、攻丝加工的过程。具体方案如下：先选择所需要的硬件设施，然后连接线路，画出连线图纸，编写PLC程序软件，然后调试，直至实现整个工件运送和工件加工的全自动过程，之后再加入触摸屏，修改部分程序后再调试直至成功。 第二章 选用的硬件设备
2.1 PLC设备
本次设计采用的是一台西门子S7200系列的小型PLC是CPU 226，直流输入和直流输出，接24V电源。西门子S7200系列PLC是超小型化的PLC，它可以运用到各行各业，可以实现自动检测，控制和监测等功能。PLC具有可靠，易操作，灵活等优点。可靠性主要体现在它不需要大量的元器件来实现某些功能，因此连线也大量的减少了。并且PLC系统的维修很简单，时间也短。易操作体现在编程简单，维修容易，一般不会出现错误的操作，通过软硬件的诊断，维修人员可以很方便的找出故障部分。它的灵活体现在编程的方法多样，编程简单使得操作十分灵活和方便，监控和控制变量变得十分容易。而本次采用的是CPU 226，它与CPU 224比较还是具有很多优势的，它增强了通讯能力和通讯口的数量，而且它可用到的数字量输入输出点数较多，有16个输出点，和24个输入点，总共40个I/O点。允许最大的扩展模块和最大的智能模块为7模块。有6个30KHZ的高速脉冲技术器和2个20KHZ的脉冲输出，它可用于较高要求的控制系统。由于本次设计需要用到的输入输出点很多，所以就选择CPU 226。
2.2 变频器设备
在我国的交流变频器领域中，由于国外发展早，技术领先于国内，所以市场上的变频器大多由国外的知名厂商所提供。虽然国内也有些厂家生产变频器，但所占的市场很小，在市场占有量上与国外的变频器相比存在着巨大的差距。变频器有很多型号，要根据实际的情况来选择相应的变频器，比如说可以根据负载来选择变频器，如果负载为风机，我们可以选择MM430变频器。本次设计采用的是MM440变频器来实现电机的多段速控制，其功率为0.12250/kw，输入电源为单向/三相，控制方式为FCC、多点、线性V/F控制、矢量控制，其适用于一切传动装置。它的主要特点是易于安装，参数设置和调试，模块化的设计使得配置灵活，脉宽调至的频率高使得电机运行时的噪音很低。变频器是需要调试和设置各参数的，具体的设置方法可以参考MM440变频器使用大全。
2.3 气动三联件
本次设计还采用的气动三联件来实现工件的输送。气动三联件一般指空气过滤器，减压阀，油雾器三种元件组装在一起，用以进入气动仪表之气源净化过滤和减压至仪表供给额定的气源压力，相当于电路中的电源变压器的功能。气动三联件上有三个气杆分别控制送料、夹紧、取料。每一个气杆上分别有两个指示灯，分别为原位和到位指示灯。该三个气杆可以实现工件运送和定位的功能。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 自动钻攻的背景意义 1
1.2 钻攻技术现状 1
1.3 本课题研究方向和方案 2
第二章 选用的硬件设备 3
2.1 PLC设备 3
2.2 变频器设备 3
2.3 气动三联件 4
2.4 触摸屏 4
2.5 其它设备 4
第三章 工作原理与工作过程 7
3.1 整体的工作原理 7
3.2 气动三联件的气杆部分 8
3.3 钻攻动力头部分控制 8
第四章 变频器和触摸屏设置 10
4.1 变频器的调试 10
4.2变频器多段速控制调试 10
4.3 变频器参数设置 12
4.5 变频器的报警 12
4.6 触摸屏编辑 13
第五章 S7200高速输出指令控制步进电机 15
5.1 理解S7200高速输出指令 15
5.1.1 PWM初始化 15
5.1.2 PTO初始化单段操作 15
5.2 具体的PLC程序说明 16
结束语 18
致 谢 19
参考文献 20
附录A 21
附录B 22
第一章 绪论
1.1 自动钻攻的背景意义
随着我国的经济水平和科学技术水平的提高，机械制造业有很大的发展，为我国的国名经济做出了一定的贡献。同时为了适应社会的发展，机械制造业应该要有更高的要求。现在是一个信息技术高速发展的时代，人们对信息
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
的需求量很大，要求快捷方便。对此，这为该行业的下游产业起到了一个很好的作用。近几年，手机产业，平板电脑和通讯产业在不断发展和更新换代来满足消费者的需求。对此，很多产业所需要的材料也越来越多，随之配套的加工产业也越来越兴旺，特别是对钻攻机的需求量越来越大了。
在以往工业生产中，采用的是老式的人工手动钻孔和攻丝。这样不仅工作效率很低和产品的精度很低，而且还浪费了大量的人力资源。这已经不能适应这个高速发展的时代了，现在需要找到一种先进的技术来取代老式的钻孔攻丝来满足现在的要求；对于钻孔和攻丝要求精度高，可靠性高，安全快捷，现在需要一种高精度和高性能的机器器件来实现以上的这些功能。而用PLC来控制钻攻就能实现，所以说做一个组合式全自动钻孔、攻丝加工单元PLC电气控制系统是具有很深远的意义的。
1.2 钻攻技术现状
现在国内市场对钻孔攻丝加工中心的需求要稳步的提升，为此国家也出台了很多的政策来支持相关产业的发展，可以说是处于欣欣向荣的状态。现在我国在研制高级数控钻孔攻丝加工中心上取得了新的突破，这样就不再受制于国外的技术限制，不需要依靠进口了。目前，我国的钻孔中心的品种已经很多很多了，并且在逐年增长，每年大概有100多个新品种出现。现在国内低端的钻孔攻丝加工中心已经是可以自给自足的，中端和一些中高端的钻孔攻丝加工中心也基本可以满足市场需求了。
现在，因为需求量上升，钻孔攻丝加工中心在中国国内市场的竞争非常的激烈，主要是国内企业和国外企业在竞争。在我国，可以见到一些国外的知名品牌的钻攻中心。当然国内也就很多生产钻孔攻丝加工中心的厂家，这里就不介绍太多了，有兴趣者可以自行搜查。
目前我国比较知名的钻孔攻丝加工中心厂家有很多。在这些厂家中处于顶端 的每年可以生产3000台左右的钻攻中心。
在这样的环境下，国家政策的支持，激烈的市场竞争，经济的快速发展，我国对钻孔攻丝加工中心的需求越来越大，尤其是对小型的钻孔攻丝加工中心的需求。在未来的很多年，我国市场对钻孔攻丝加工中心的需求率将高达11%左右。预计到2020年，我国钻孔攻丝加工中心的产量可以到达30万台，这是一个非常可观的数据。
1.3 本课题研究方向和方案
由我国钻孔攻丝行业的现状可以看出，钻攻技术已经得到较大的普及，并且对钻孔攻丝加工中心的需求在持续的增长。本次课题就是模拟工厂流水线上对工件钻孔、攻丝加工的过程。具体方案如下：先选择所需要的硬件设施，然后连接线路，画出连线图纸，编写PLC程序软件，然后调试，直至实现整个工件运送和工件加工的全自动过程，之后再加入触摸屏，修改部分程序后再调试直至成功。 第二章 选用的硬件设备
2.1 PLC设备
本次设计采用的是一台西门子S7200系列的小型PLC是CPU 226，直流输入和直流输出，接24V电源。西门子S7200系列PLC是超小型化的PLC，它可以运用到各行各业，可以实现自动检测，控制和监测等功能。PLC具有可靠，易操作，灵活等优点。可靠性主要体现在它不需要大量的元器件来实现某些功能，因此连线也大量的减少了。并且PLC系统的维修很简单，时间也短。易操作体现在编程简单，维修容易，一般不会出现错误的操作，通过软硬件的诊断，维修人员可以很方便的找出故障部分。它的灵活体现在编程的方法多样，编程简单使得操作十分灵活和方便，监控和控制变量变得十分容易。而本次采用的是CPU 226，它与CPU 224比较还是具有很多优势的，它增强了通讯能力和通讯口的数量，而且它可用到的数字量输入输出点数较多，有16个输出点，和24个输入点，总共40个I/O点。允许最大的扩展模块和最大的智能模块为7模块。有6个30KHZ的高速脉冲技术器和2个20KHZ的脉冲输出，它可用于较高要求的控制系统。由于本次设计需要用到的输入输出点很多，所以就选择CPU 226。
2.2 变频器设备
在我国的交流变频器领域中，由于国外发展早，技术领先于国内，所以市场上的变频器大多由国外的知名厂商所提供。虽然国内也有些厂家生产变频器，但所占的市场很小，在市场占有量上与国外的变频器相比存在着巨大的差距。变频器有很多型号，要根据实际的情况来选择相应的变频器，比如说可以根据负载来选择变频器，如果负载为风机，我们可以选择MM430变频器。本次设计采用的是MM440变频器来实现电机的多段速控制，其功率为0.12250/kw，输入电源为单向/三相，控制方式为FCC、多点、线性V/F控制、矢量控制，其适用于一切传动装置。它的主要特点是易于安装，参数设置和调试，模块化的设计使得配置灵活，脉宽调至的频率高使得电机运行时的噪音很低。变频器是需要调试和设置各参数的，具体的设置方法可以参考MM440变频器使用大全。
2.3 气动三联件
本次设计还采用的气动三联件来实现工件的输送。气动三联件一般指空气过滤器，减压阀，油雾器三种元件组装在一起，用以进入气动仪表之气源净化过滤和减压至仪表供给额定的气源压力，相当于电路中的电源变压器的功能。气动三联件上有三个气杆分别控制送料、夹紧、取料。每一个气杆上分别有两个指示灯，分别为原位和到位指示灯。该三个气杆可以实现工件运送和定位的功能。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/2789.html
