西門子S7-400中央處理器CPU414-2     西門子S7-400中央處理器CPU414-2

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機(jī)床主要由床身、移動(dòng)工作臺(tái)、夾具、鉆孔滑臺(tái)、鉆孔動(dòng)力頭、攻絲滑臺(tái)、攻絲動(dòng)力頭、滑臺(tái)移動(dòng)控制凸輪和液壓系統(tǒng)等組成。

移動(dòng)工作臺(tái)和夾具用以完成工件的移動(dòng)和夾緊，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工。鉆孔滑臺(tái)和鉆孔動(dòng)力頭，用以實(shí)現(xiàn)鉆孔加工量的調(diào)整和鉆孔加工。攻絲滑臺(tái)和攻絲動(dòng)力頭，用以實(shí)現(xiàn)攻絲加工量的調(diào)整和攻絲加工。工作臺(tái)的移動(dòng)（左移、右移），夾具的夾緊、放松，鉆孔滑臺(tái)和攻絲滑臺(tái)的移動(dòng)（前移、后移），均由液壓系統(tǒng)控制。其中兩個(gè)滑臺(tái)移動(dòng)的液壓系統(tǒng)由滑臺(tái)移動(dòng)控制凸輪來(lái)控制，工作臺(tái)的移動(dòng)和夾具的夾緊與放松由電磁閥控制。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，工作臺(tái)的移動(dòng)和滑臺(tái)的移動(dòng)應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定的時(shí)序同步進(jìn)行，兩種運(yùn)動(dòng)密切配合，以提高生產(chǎn)效率。

1. 控制要求

系統(tǒng)通電，自動(dòng)起動(dòng)液壓泵電動(dòng)機(jī)M1。若機(jī)床各部分在原位（工作臺(tái)在鉆孔工位SQ1動(dòng)作，鉆孔滑臺(tái)在原位SQ2動(dòng)作，攻絲滑臺(tái)在原位SQ3動(dòng)作），并且液壓系統(tǒng)壓力正常，壓力繼電器PV動(dòng)作，原位指示燈HL1亮。

將工件放在工作臺(tái)上，按下起動(dòng)按鈕SB，夾緊電磁閥YV1得電，液壓系統(tǒng)控制夾具將工件夾緊，與此同時(shí)控制凸輪電動(dòng)機(jī)M2得電運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)夾緊限位SQ4動(dòng)作后，表明工件已被夾緊。

起動(dòng)鉆孔動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)M3，且由于凸輪電動(dòng)機(jī)M2運(yùn)轉(zhuǎn)，控制凸輪控制相應(yīng)的液壓閥使鉆孔滑臺(tái)前移，進(jìn)行鉆孔加工。當(dāng)鉆孔滑臺(tái)到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，鉆孔滑臺(tái)自動(dòng)后退，到原位時(shí)停，M3同時(shí)停止。

等到鉆孔滑臺(tái)回到原位后，工作臺(tái)右移電磁閥YV2得電，液壓系統(tǒng)使工作臺(tái)右移，當(dāng)工作臺(tái)到攻絲工位時(shí)，限位開(kāi)關(guān)SQ6動(dòng)作，工作臺(tái)停止。起動(dòng)攻絲動(dòng)力頭電機(jī)M4正轉(zhuǎn)，攻絲滑臺(tái)開(kāi)始前移，進(jìn)行攻絲加工，當(dāng)攻絲滑臺(tái)到終點(diǎn)時(shí)（終點(diǎn)限位SQ7動(dòng)作），制動(dòng)電磁鐵DL得電，攻絲動(dòng)力頭制動(dòng)，0.3s后攻絲動(dòng)力頭電機(jī)M4反轉(zhuǎn)，同時(shí)攻絲滑臺(tái)由控制凸輪控制使其自動(dòng)后退。

當(dāng)攻絲滑臺(tái)后退到原位時(shí)，攻絲動(dòng)力頭電機(jī)M4停，凸輪正好運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)周期，凸輪電機(jī)M2停，延時(shí)3s后左移電磁閥YV3得電，工作臺(tái)左移，到鉆孔工位時(shí)停。放松電磁閥YV4得電，放松工件，放松限位SQ8動(dòng)作后，停止放松。原位指示燈亮，取下工件，加工過(guò)程完成。

兩個(gè)滑臺(tái)的移動(dòng)，是通過(guò)控制凸輪來(lái)控制滑臺(tái)移動(dòng)液壓系統(tǒng)的液壓閥實(shí)現(xiàn)的，電氣系統(tǒng)不參與，只需起動(dòng)控制凸輪電機(jī)M2即可。

在加工過(guò)程中，應(yīng)起動(dòng)冷卻泵電機(jī)M5，供給冷卻液。

2. I/O分配

輸入 輸出

壓力檢測(cè)PV I0.0 原點(diǎn)指示HL1 Q1.4

鉆孔工位限位SQ1 I0.1 液壓泵電機(jī)MI（KM1） Q0.1

鉆孔滑臺(tái)原位SQ2 I0.2 凸輪電機(jī)M2（KM2） Q0.2

攻絲滑臺(tái)原位SQ3 I0.3 夾緊電磁閥YV1 Q1.0

夾緊限位SQ4 I0.4 鉆孔動(dòng)力頭電機(jī)M3（KM3） Q0.3

攻絲工位SQ6 I0.6 冷卻泵電機(jī)M5（KM6） Q0.4

攻絲滑臺(tái)終點(diǎn)SQ7 I0.7 工作臺(tái)右移電磁閥YV2 Q1.1

放松限位SQ8 I1.0 攻絲動(dòng)力頭電機(jī)M4正轉(zhuǎn)（KM4） Q0.5

起動(dòng)按鈕SB I1.1 制動(dòng)DL Q0.6 

自動(dòng)、手動(dòng)選擇SA I1.2 攻絲動(dòng)力頭電機(jī)M4反轉(zhuǎn)（KM5） Q0.5

液壓泵手動(dòng)SB1 工作臺(tái)左移電磁閥YV3 Q1.2

凸輪電機(jī)手動(dòng)SB2 放松電磁閥YV4 Q1.3

鉆孔手動(dòng)SB3 自動(dòng)指示HL2 Q1.5

手動(dòng)攻絲正轉(zhuǎn)SB4 手動(dòng)指示HL3 Q1.6

手動(dòng)攻絲反轉(zhuǎn)SB5 手動(dòng)電源 Q1.7

冷卻泵手動(dòng)SB6

手動(dòng)夾緊SB7

手動(dòng)右移SB8

手動(dòng)左移SB9

手動(dòng)放松SB10

3. 程序設(shè)計(jì)

由加工工藝要求可知，其為順序控制過(guò)程，其功能流程圖如圖7-33所示。考慮具體情況，在設(shè)置自動(dòng)順序循環(huán)控制的同時(shí)，也設(shè)置了手動(dòng)控制，在驅(qū)動(dòng)回路中接入轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。自動(dòng)順序循環(huán)控制和手動(dòng)控制的

轉(zhuǎn)換程序如圖7-34所示。外部接線圖如圖7-35所示。梯形圖如圖7-36所示。

在程序設(shè)計(jì)時(shí)須注意：攻絲動(dòng)力頭M4正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)之間的互鎖。

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