西門子S7-400中央處理器CPU414-2

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機床主要由床身、移動工作臺、夾具、鉆孔滑臺、鉆孔動力頭、攻絲滑臺、攻絲動力頭、滑臺移動控制凸輪和液壓系統等組成。

移動工作臺和夾具用以完成工件的移動和夾緊，實現自動加工。鉆孔滑臺和鉆孔動力頭，用以實現鉆孔加工量的調整和鉆孔加工。攻絲滑臺和攻絲動力頭，用以實現攻絲加工量的調整和攻絲加工。工作臺的移動（左移、右移），夾具的夾緊、放松，鉆孔滑臺和攻絲滑臺的移動（前移、后移），均由液壓系統控制。其中兩個滑臺移動的液壓系統由滑臺移動控制凸輪來控制，工作臺的移動和夾具的夾緊與放松由電磁閥控制。

根據設計要求，工作臺的移動和滑臺的移動應嚴格按規定的時序同步進行，兩種運動密切配合，以提高生產效率。

1. 控制要求

系統通電，自動起動液壓泵電動機M1。若機床各部分在原位（工作臺在鉆孔工位SQ1動作，鉆孔滑臺在原位SQ2動作，攻絲滑臺在原位SQ3動作），并且液壓系統壓力正常，壓力繼電器PV動作，原位指示燈HL1亮。

將工件放在工作臺上，按下起動按鈕SB，夾緊電磁閥YV1得電，液壓系統控制夾具將工件夾緊，與此同時控制凸輪電動機M2得電運轉。當夾緊限位SQ4動作后，表明工件已被夾緊。

起動鉆孔動力頭電動機M3，且由于凸輪電動機M2運轉，控制凸輪控制相應的液壓閥使鉆孔滑臺前移，進行鉆孔加工。當鉆孔滑臺到達終點時，鉆孔滑臺自動后退，到原位時停，M3同時停止。

等到鉆孔滑臺回到原位后，工作臺右移電磁閥YV2得電，液壓系統使工作臺右移，當工作臺到攻絲工位時，限位開關SQ6動作，工作臺停止。起動攻絲動力頭電機M4正轉，攻絲滑臺開始前移，進行攻絲加工，當攻絲滑臺到終點時（終點限位SQ7動作），制動電磁鐵DL得電，攻絲動力頭制動，0.3s后攻絲動力頭電機M4反轉，同時攻絲滑臺由控制凸輪控制使其自動后退。

當攻絲滑臺后退到原位時，攻絲動力頭電機M4停，凸輪正好運轉一個周期，凸輪電機M2停，延時3s后左移電磁閥YV3得電，工作臺左移，到鉆孔工位時停。放松電磁閥YV4得電，放松工件，放松限位SQ8動作后，停止放松。原位指示燈亮，取下工件，加工過程完成。

兩個滑臺的移動，是通過控制凸輪來控制滑臺移動液壓系統的液壓閥實現的，電氣系統不參與，只需起動控制凸輪電機M2即可。

在加工過程中，應起動冷卻泵電機M5，供給冷卻液。

2. I/O分配

輸入 輸出

壓力檢測PV I0.0 原點指示HL1 Q1.4

鉆孔工位限位SQ1 I0.1 液壓泵電機MI（KM1） Q0.1

鉆孔滑臺原位SQ2 I0.2 凸輪電機M2（KM2） Q0.2

攻絲滑臺原位SQ3 I0.3 夾緊電磁閥YV1 Q1.0

夾緊限位SQ4 I0.4 鉆孔動力頭電機M3（KM3） Q0.3

攻絲工位SQ6 I0.6 冷卻泵電機M5（KM6） Q0.4

攻絲滑臺終點SQ7 I0.7 工作臺右移電磁閥YV2 Q1.1

放松限位SQ8 I1.0 攻絲動力頭電機M4正轉（KM4） Q0.5

起動按鈕SB I1.1 制動DL Q0.6 

自動、手動選擇SA I1.2 攻絲動力頭電機M4反轉（KM5） Q0.5

液壓泵手動SB1 工作臺左移電磁閥YV3 Q1.2

凸輪電機手動SB2 放松電磁閥YV4 Q1.3

鉆孔手動SB3 自動指示HL2 Q1.5

手動攻絲正轉SB4 手動指示HL3 Q1.6

手動攻絲反轉SB5 手動電源 Q1.7

冷卻泵手動SB6

手動夾緊SB7

手動右移SB8

手動左移SB9

手動放松SB10

3. 程序設計

由加工工藝要求可知，其為順序控制過程，其功能流程圖如圖7-33所示。考慮具體情況，在設置自動順序循環控制的同時，也設置了手動控制，在驅動回路中接入轉換開關。自動順序循環控制和手動控制的

轉換程序如圖7-34所示。外部接線圖如圖7-35所示。梯形圖如圖7-36所示。

在程序設計時須注意：攻絲動力頭M4正轉和反轉之間的互鎖。

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