基于PLC的三面铣组合机床电气控制系统设计
基于PLC的组合机床控制系统设计
基于PLC的组合机床控制系统设计摘要组合机床是一种集多种加工方式于一身的高端智能化设备。
本文基于PLC平台，设计和实现了一套组合机床控制系统，以实现多种加工方式的联合操作。
在系统设计中，首先对组合机床的结构和工作原理进行了详细分析和描述，随后选择合适的PLC控制器，根据系统控制需求，编写程序实现各种加工作业的自动控制和监控。
通过仿真实验，验证了系统的稳定性和实用性，结果表明该系统可以支持多种加工方式的组合操作，同时保证加工质量和工作效率的提高。
AbstractCombined machine tool is a high-end intelligent equipment that integrates multiple processing methods. Based on the PLC platform, this paper designs and implements a set of combined machine tool control system to realize the joint operation of multiple processing methods. In the system design, the structure and working principle of the combined machine tool are analyzed and described in detail. Then the appropriate PLC controller is selected, and the program is written according to the system control requirements to realize automatic control and monitoring of various processing tasks. Through simulation experiments, thestability and practicality of the system are verified. The results show that the system can support the combined operation of multiple processing methods while ensuring the improvement of processing quality and work efficiency.关键词：组合机床；PLC控制；加工质量；工作效率；仿真实验Keywords: combined machine tool; PLC control; processing quality; work efficiency; simulation experiment一、研究背景随着工业技术的快速发展，组合机床逐渐成为了制造业领域中的重要设备。
用PLC改造三面铣组合机床控制系统
用PLC改造三面铣组合机床控制系统随着人们对机械设备自动化程度的要求越来越高，PLC控制系统在各种机电设备中的应用越来越普遍。
针对三面铣组合机床的控制系统，PLC的控制方式显然要比传统的控制方式更加先进和可靠，因此是进行机床改造的最佳方案。
首先，改造前需要对三面铣组合机床的控制系统进行整体剖析，找出其中可能存在的缺陷和不足之处。
在现有的控制系统中，可能会存在以下问题：1. 控制精度不高：因为传统的机床控制方式主要依靠人工操作，操作人员容易产生误差，从而导致控制精度不一致。
2. 控制速度慢：人工操作时因为需要较多的时间来熟练掌握操作步骤，从而带来了操作时间上的延误。
3. 维护困难：传统的机床控制方式需要专业人员来进行定期维护，且维护过程中需要大量的时间和人力。
基于以上问题，PLC控制系统可以显著提高机床的自动化程度，同时减少了相关问题的出现。
接下来，需要制定出改造的具体方案。
在改造方案中，可以考虑以下几点：1. 保证控制精度：PLC控制器可以对机床的行程和速度进行高精度的调控，从而实现控制精度的提升。
2. 提高操作速度：PLC控制器可以实现多路并行控制，从而提高操作速度，同时还可以设置指令优先级，使得机床可以在高优先级指令的作用下优先完成相关操作。
3. 简化维护工作：PLC控制系统可以实现运行数据监控、异常报警等多种功能，大幅减少了维护人员的工作量，从而提高维护效率。
此外，PLC控制系统的精度更高且稳定性更好，从而减少了维护的频率。
最后，在改造实施过程中需要注意一些问题:1. 确保PLC控制系统的稳定性：在改造过程中需要对PLC控制系统进行认真的调试和测试，确保系统的稳定性和可靠性才能投入正常使用。
2. 加强培训和操作：新设备上线之后，需要对操作人员进行相关的操作培训，确保人员能够充分掌握使用操作步骤。
3. 保证设备安全：因为PLC控制系统的控制方式不同于传统的控制方式，需要对系统进行充分的安全评估，包括系统漏洞、安全性能等方面的评估，以保证设备的运行安全。
三面铣组合机床PLC控制系统设计
目录第一章设计方案的确定 ················································································ - 1 -1.1 三面铣组合机床的简介 ······································································· - 1 -1.1.1 三面铣组合机床概述 ········································································ - 1 -1.1.2 三面铣组合机床的基本组成······························································ - 1 -1.1.3 三面铣组合机床机床身结构示意图···················································· - 1 -1.1.4 三面铣组合机床液压系统原理示意图 ················································ - 2 -1.1.5 三面铣组合机床的工作过程······························································ - 3 -1.2 三面铣组合机床的控制要求 ···········································错误!未定义书签。
基于PLC的三面铣的电气控制系统设计任务书及开题报告论文
（五）工作方法及措施：
工作方法：实验法。
措施：在实习单位的教师指导下，以PLC为基础，完成钻床系统控制的设计。
三、设计（论文）体系、结构（大纲）
开题报告
任务书
摘要1
引言5
1设计概述5
1.1背景与现状6
1.2本设计目的与意义6
1.3三面铣组合工作母机简介6
6.1充分了解被控对象特点20
6.2硬件的选择21
6.3指令序列测试21
7可编程掌控器EE设备二次掌控回路在组合工作母机中的使用21
7.1三面铣组合21
8可编程掌控器使用技艺在EE掌控出现的问题22
8.1经常性掌控出错22
8.2执行动作出现失误,造成指令无法执行22
8.3相应的解决措施22
8.3.1加强可编程掌控器掌控体系中输入信号的可靠性22
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
（一）主要内容：
Z512W台式钻床的自动化控制系统设计，实现在主轴箱定位面与两边φ8、φ90端面铣削的控制
（二）拟解决的问题：
1.机床的总体结构设计；
2.机床的控制系统的软件设计；
（三）预期目标：
1.要求有单循环自动工作、单铣头自动循环工作、点动三种工作方式
52反应速度快1843定时准确高范围广1844体系稳定性高1845操控简单易掌握1846可编程掌控器的硬件体系组成部分1947可编程掌控器的软件体系的组成部分195可编程掌控器掌控体系的设计原则1951可靠性原则2052经济性原则2053进步性原则206可编程掌控器系全充白勺设计讨程2061充分了解被控对象特点2062硬件的选择2163指令序列测试217可编程掌控器ee设备二次掌控回路在组合工作母机中的使用2171三面铣组合218可编程掌控器使用技艺在ee掌控出现的问题2281经常性掌控出错2282执行动作出现失误造成指令无法执行2283相应的解决措施22831加强可编程掌控器掌控体系中输入信号的可靠性22832改善可编程掌控器电器掌控体系的预警能力23结语23致谢25参考文献26指导教师意见
三面铣组合机床的电气控制系统设计
年月 日
教研室主任签名：
年月日
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年月日
摘要
组合机床（transfer and unit machine）组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。
组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。
关键词:电气控制系统、液压控制系统、三面铣组合机床
1.工件的加工过程及行程开关的安装位置图
2.
液压元件动作表
元件
工序
YV1
YV2
YV3
YV4
YV5
KP1
原位
—
（+）
—
—
—
—
夹紧
+
—
—
—
—
+
快进
（+）
—
+
—
—
+
工进
（+）
—
+
—
+
+
死挡铁停留
（+）
—
+
—
+
+
快退
（+）
—
—
+
—
+பைடு நூலகம்
松开
—
+
—
—
—
—
3.
夹紧过程：
按下按钮SB4检查右1铣头工作是否正常
三面铣组合机床机课程设计
课程设计报告
二级学院：
课程名称：电气控制技术
设计题目：三面铣组合机床机课程设计姓名：
学号：
设计班级：
指导教师：
设计时间：
XXX学院自动化学院课程设计报告书
硬件名称型号参数个数左、右2铣削头电动机JO2-41-4 1440转/分 380V 2
右1，立铣削头电动机JO2-32-4 1430转 / 分 380V 2
液压泵电动机JO2-22-4 1410转 / 分 380V 1
DC24V 5
液压滑台YT4523电磁阀Z 22 DO-25
Z 24 DW-25
压力继电器HLP830380V2
行程开关3SE2230-1U380V2
红绿蓝24V圆形13带指示灯的按钮B16-B11-811
B16-B21-811
1 PLC S7-20040点主机，DC24Ｖ，24点入，16点
继电器输出
行程阀YBLX-7380V1
熔断器RT14380V63A15接触器cjx1380V,9A-475A5
热继电器JR36-2020A690V5
主令开关LS2-3DC220V以下1
变压器380V-24V-220V1
整流器1
灯16W5
I/O分配表
点动工作梯形图
主电路及照明电路
控制电路图控制面板图
备注：本报告书只给定报告内容的样式，学生撰写报告书时依如实际情形内容能够调整栏目大小。
基于PLC的组合机床控制系统设计
第2页
为了充分发挥设备效能，快速提升加工技术与精度，越来越多企业每年投入大量资金和技术对传统传统组合机床进行技
术改造，取得了良好效果。用PLC模块、操控监控设备等组成电气数字控制系统，以实现编程输入、人机交互、自动化加工
引言 控制方式，扩大加工能力，降低故障，提升效率，已成为企业进行技术改造有效路径。 依据我国当前情况，传统控制方式采取物理电子器件和大量而又复杂硬接线,使得系统工作效率低,可靠性差,故障诊疗和排 除困难,严重影响了工厂生产效率。伴随科学技术发展，可编程控制器出现，采取可编程控制系统，不论在性能上或者效率上
PLC基于组合机床控制系统设计
姓 名： 指导老师：
PLC基于组合机床控制系统设计
姓 名： 指导老师：
PLC基于组合机床控制系统设计
姓 名： 指导老师：
第1页
本文研究对象是三面铣组合机床,经过对主要结构和运动形式探究以及对机床工作过程和控制要求分析,给出了机床动作循 环图、液压元件动作表;并采取PLC控制系统设计方法, 进行了软硬件设计,列出了PLCI/O地址分配表,绘制了PLCI/O分配图和单
组合机床与万能机床和专用机床相比，有以下几个特点： 1、组合机床结构稳定、工作可靠，使用和维修方便。 2、组合机床设计和制造周期短，投资少，经济效果好。 3、组合机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。 4、组合机床其通用部件和标准零件能够重复利用，无须另行设计和制造。 5、组合机床因为采取专用夹具、刀具和导向装置等，对操作工人水平要求不高， 加工质量靠工艺装备确保。 6、组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模生产需要。
设备，其作用对象是Z512W型台式钻床主轴箱Ф80、Ф90孔端面及定位面。
基于PLC的三面铣组合机床电气控制系统设计
基于PLC的三面铣组合机床电气控制系统设计目前情况分析，机电一体化技术伴随科技的不断进步在逐步完善，这使得可编程控制器（PLC）得以广泛应用，在机械加工设备等控制系统中发挥了极为关键性的作用，其自身在实际应用过程中显现出良好的优势，如可靠性高、操作简便等，未来发展趋势良好。
文章简要阐述了PLC的三面铣组合机床电气控制系统设计相关内容，以期达到良好的使用效果。
标签：PLC；三面铣组合机床；电气控制系统；设计Abstract：According to the analysis of the current situation，the technology of mechatronic integration has been gradually improved along with the progress of science and technology，which makes the programmable logic controller （PLC）widely used，hence its very important role in the control system of machining equipment. It has shown good advantages in practical application，such as high reliability，simple operation，and so on，and the future trend its development is good. This paper briefly describes the related contents of the electrical control system design of the three-sided milling machine tool based on PLC，in order to achieve a good application effect.Keywords：PLC；three-side milling machine tool；electrical control system；design現代企业发展速度不断加快，其在电气控制设备的运用上不断推陈出新，且是在PLC的基础上实现的创新改造，在某种程度上提升了工作效能，强化了工作效率。
基于PLC的三面钻组合机床控制系统设计
来源：本站原创作者：陈扬熊捷秦付军日期：2009年04月27日访问次数：2840 引言组合机床是一种在制造领域中用途广泛的半自动化专用机床，由通用部件（如动力头、动力滑台、床身、立柱等）和专用部件（如专用动力箱、专用夹具等）组成。
这种机床既可以单机使用，也可以多机配套组成加工自动线，用于大批量机械产品的高效自动化生产，如汽车零部件制造中的许多生产线。
三面钻组合机床由三个液压动力滑台和液压传动的工作台组成。
左、右动力头和后动力头分别由其主轴电机拖动，左、右动力头滑台和后动力滑台由液压缸驱动前进或后退。
工件通过液压夹具安装在工作台上。
左、右动力头和后动力头同时工作、依次工作或选择其中任意一个滑台进行一轮自动加工循环。
1 三面钻组合机床控制系统现状分析目前，三面钻组合机床动力滑台及夹紧机构的控制传统上普遍采用液压结合电气控制，电气控制采用传统的继电器（RLC）硬布线逻辑控制。
这种控制方式具有很大的局限性，即一种控制系统只能控制特定的对象。
当控制对象变化时，需要重新设计、重新布线；另外，这种控制系统可靠性差，需经常维修。
而可编程控制器（PLC）是工业控制当中的通用设备，当控制对象变化，只需改变程序软件就能满足控制要求。
同时，PLC相对于RLC具有可靠性高、抗干扰能力强、性能价格比高、硬件配套齐全，适应性强、用户使用方便等优势。
因此，随着近几年来数控技术、电子技术、计算机技术等的发展，在三面钻组合机床的控制系统中用PLC代替传统的RLC是必然的趋势。
2 控制系统的设计2.1PLC的选取由于PCL的品种、型号、规格、功能各不相同，综合多种因素考虑，本控制系统的主控设备选用西门子公司的S7-200系列小型可编程序控制器。
S7-200型是一个小型模块化的PLC系统，它能满足中等性能要求的应用，具有功能完善、结构紧凑、使用方便、易于掌握、性价比高等特点。
并且具有多种功能模块和人机界面可供选择，可以很容易地组成PLC 网络，它同时具有功能齐全的编程和工业控制组态软件，使得在完成控制系统的设计时更加简单，非常适用于本系统。
基于PLC的组合机床控制系统设计PPT课件
机床主要部件包括床身、工作台、底座、铣削动力头、液压动力滑台、工件松紧油 缸、液压站等组成。机床床身安放在底座上，床身上安装有液压动力滑台，工件及夹紧 装置放于滑台上。床身的两边各安装有一台铣销头，上方有立铣头，液压站在机床附近 。
5
1.4 三面铣组合机床的电气控制要求
三面铣组合机床有左铣削头、右铣1号削头、右铣2号削头、立铣削头和液压泵五台 三相交流笼型异步电机,设计要求如下: (1)机床有单动力头自动循环工作、点动、单循环自动工作三种工作方式。 (2)五台电机均为单向旋转。 (3)要求有电源、油泵工作、工件夹紧与放松和加工等信号指示。 (4)油泵电机在自动加工一个循环后不停机。 (5)必要的联锁与保护环节。
组合机床通用部件按功能可分为五类。 动力部件主要有动力箱、切削头和动力滑台，是为组合机床提供主运动和进给运动 的部件。 支承部件有侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等，是用以安装 动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部件。 输送部件主要有分度回转工作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往复移动工作 台等，是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件。 控制部件有液压站、电气柜和操纵台等，是用以控制机床的自动工作循环的部件4 。 辅助部件主要就是有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。
本文的研究对象是三面铣组合机床,介绍了一种全新的自动化控制理念，以三菱电机 公司的FX2N系列PLC作为组合机床的主控制器，同时连接PC端通过工业组态技术实现 远程监控功能，实现一个全新的自动控制系统。三面铣组合机床是用来进行铣销加工的 一种自动加工设备，其作用对象是Z512W型台式钻床主轴箱的Ф80、Ф90孔端面及定位 面。
用来执行诸如逻辑、顺序、计时、计数和演算等功能，并通过数字或模拟的输入和输出
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右１ 铣头继电器线圈
立铣头继电器线圈
Ｋ Ｍ ３
Ｂ Ｐ １ Ｋ Ｔ Ｙ Ｖ ４ Ｋ Ａ 电源指示灯 油泵指示灯
Ｑ Ｉ ． １
Ｑ １ ． ２ Ｑ １ ． ３ Ｑ １ ． ４ Ｑ １ ． ５ Ｑ １ ． ６ Ｑ １ ． ７
右２ 铣头继电器线圈
油压继电器 时间继电器 二位 四通电磁阀 中间继电器
夹紧与滑台快进指示灯 Ｑ ２ ． ０
加工指示灯 Ｑ ２ ． １ Ｑ ２ ． ２
图１ 三面 铣床 电气控制原理 图
照明
３ ７７
【 关键 词】 组合机 床 ； 可编程控制 器； 自动控制
１ 设 计概 述
２ 电气原理及动作过程
２ ． １ 三面铣床 电机的电气原理图（ 见图 １ ） １ ． １ 背景与现状 组合机床及其 自动线是集机 电于一体 的综合 自动化程 度较高的 表 １ 制造技术和成套工艺装备。它的特征是 高效、 高质 、 经济实用 ， 因而被 输入廊 出 符号 地址 广泛应用于工程机 械、 交通、 能源、 军工 、 轻工 、 家 电等 行业 。我国传统 输入 Ｆ Ｒ １ ０ ． Ｏ 的组合机床及组合机床 自动线主要 采用机 、 电、 气、 液压控制它的加工 对象主要是生产批量 比较大的大中型箱体 类和轴 类零件 ． 随着技术的 停 车按钮 Ｓ Ｂ １ １ ０ ． １ 不断进步 ． 一种新型的组合机床—— 柔性组 合机床越来越受到人们 的 启 动按钮 Ｓ Ｂ ２ １ ０ ． ２ 青睐 ， 它应用多位主轴箱 、 可换主轴箱 、 编码 随行夹具和刀具的 自 动更 夹具夹 紧按钮 Ｓ Ｂ ３ Ｉ Ｏ － ３ 换。 配以可编程序控制器（ Ｐ Ｌ Ｃ ） 、 数字控制（ Ｎ ｃ ） 等， 能任意改变工作循环 控制和驱动系统 ． 并能灵活适应多品种加工 的可调 可变的组合机床 。 夹具夹 紧点动按钮 Ｓ Ｂ ４ １ ０ ． ４ １ ． ２ Ｐ Ｌ Ｃ的概述 与应用 ’ Ｓ Ｑ １ １ ０ ． ５ 可编程控制器 （ Ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ｌ Ｔ Ｉ ａ ｂ ｌ ｅ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ １ 是一种数字运算操作 的电 滑台快进点动按钮 Ｓ Ｂ ５ １ ０ ． ６ 子系统 。 专为在工业环境应用而设计的。 它采用一类 可编程 的存储器 ， Ｓ Ｑ ２ １ ０ ． ７ 用于其 内部存储程序 ， 执行逻辑运 算， 顺序控 制 ， 定时， 计数 与算术操 作等面 向用 户的指令 ．并通过数字或模拟式输 人／ 输出控制各种类型 左铣 头点动按钮 Ｓ Ｂ ６ Ｉ １ ． ０ 的机械或生产过程 。可编程控制器及其有关外部设备 ． 都按易于 与工 右１ 铣头点动按钮 Ｓ Ｂ ７ Ｉ １ ． １ 业控制系统联成一个整体 ． 易于扩充其功能的原则设计 它具有 丰富 Ｓ Ｑ ３ Ｉ １ ． ２ 的输人， 输 出接 口． 并且具有较强 的驱动能力。 １ Ｉ ３ 本 设 计 目的 与 意 义 立 铣头点动按钮 Ｓ Ｂ ８ Ｉ １ ． ３ 随着社会 的进步 ． 科技 的创新 以及市 场竞争 的加剧 ． 要在市场 中 右 ２铣头点动按钮 Ｓ Ｂ ９ Ｉ １ ． ４ 立 于不败 之地 ． 装备水平显 得尤为重要 ． 保 证设备 的投入才能有设备 Ｓ Ｑ ４ Ｉ ２ ． １ 的最佳运行状况 ． 设备 的更新改造对于一个充满活力的企业来讲有着 重要 的现实意义 。提高 电气控制系统的稳定和可靠性 ． 提高产 品的品 Ｓ Ｑ ５ Ｉ １ ． ５
注释
热继 电器常闭触头 停 车按钮
启 动按钮 夹具夹 紧按钮
夹具夹紧点动按钮 滑台快进行程 开关 滑台快进点 动按钮
滑台工进行程开关
左铣头点动按钮 右１ 铣头２ 铣头点动按钮
启动右 ２ 铣头行程开关 死档停留行程 开关
质和生产效率 目 前． 国内许多厂家 的自动控制系统及加工机床都采 用Ｐ Ｌ Ｃ代替继电器控制
【 摘 要】 随着机 电一体化技术 的迅速发展 ， 可编程序控制器（ Ｐ Ｌ ｃ ） 日 益广泛应 用于机械加 工设备 等的电气控制 系统 中， 它以其 高可靠性和
操作 的简便 性等优 点， 已经形成 了一种趋 势。应 用 Ｐ Ｌ Ｃ对现有的机械加工设备 的电气控制 系统进行 改造 ， 可 以把机械加工设备的功能 、 效率 、 柔性提 高到 一个新 的水平 ， 大大地改善产品的加工质量 ， 降低 设备 故障率 ， 提 高生产效 率， 其经济效益十分可观。本文所设计的三 面铣组合机 床， 从 继电器、 接 触器控制 系统将其移植到 可编程控制控制 系统上来 。
科技信息
０规 划与设 计０
Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ ＆Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ ＹＩ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ ＭＡ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ
２ ０ １ ３ 年
第 １ ９ 期
基于 Ｐ Ｌ Ｃ的三面铣组合机床电气控制系统设计
黄小丹 （ 广 东省 南方 高级 技工 学校 ， 广东 韶关 ５ １ ２ ０ ０ ０ ）
Ｂ Ｐ ２ Ｙ Ｖ ３ Ｙ Ｖ ５ Ｋ Ｍ ２
Ｑ ｏ ． ２
Ｑ Ｏ ． ３ Ｑ ｏ ． ４ Ｑ Ｏ ． ５ Ｑ ｏ ． ６
二位二通电磁 阀
油压继电器 二位 四通电磁阀 二位二通电磁阀 左铣头继电器线圈
Ｋ Ｍ ４
Ｋ Ｍ ５
Ｑ ｏ ． ７
Ｑ １ ． ０
时间继电器常开触头 滑台快退点动 Ｓ Ｂ １ ０ Ｓ Ｑ ６
输出 Ｋ Ｍｌ Ｙ Ｖ ２
Ｉ １ ． ６ Ｉ １ ． ７ Ｉ ２ ． ０
Ｑ Ｏ ． ０ Ｑ ｏ ． １
时间继电器常开触头 滑台快退点动 夹具松开行程 开关
油泵电动机 二位二通电磁阀
Ｙ Ｖ １