plc第3章 组合钻床控制系统(电子书)
毕业设计---plc控制组合钻床设计.
摘要制造业是一个同家或地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国家或地区的经济实力、科技水平、生活水准和国防实力。
而制造业的生产能力主要取决于制造装备——机床的先进程度。
木文对减速器箱盖连接孔的加工工艺进行了详细的分析，就其孔的加工提出了“一次装夹，多工位加工，达到产品图样的精度要求”的思路。
根据这一思路设计了组合钻床。
该组合钻床由立柱、立柱底座、中问底座、Y、Z轴液K滑台、液压站、动力头、刀具、控制部分等组成。
本文对各部分的设计进行了详细的计算和论证，并提出了优化工艺结构的方法。
采用的PLC控制稳定可靠。
它的研制成功对提高箱盖孔加工的工作效率和质量具有重要的意义。
机床设计分析后，提高工效3～5倍，达到了国内同行业的领先水平。
关键词：制造业；减速器；网轴头多工位同步钻床；组合机床；PLC控制目录摘要 (I)第1章绪论………………………………………………………………………lI.I 机床在国民经济的地位及其发展……………………………………………l1.2机床设计的日的、内容、要求 (2)1.2.1 设计的目的……………………………………………………………2I .2.2设计内容 (2)1.2.3设汁要求 (2)1.3机床的设计步骤 (2)第2章四轴头多工位同步钻床总体设计 (4)2.1 组合机床方案的制定 (4)2.1.1制定工艺办案 (4)2.1.2确定组合机床的配置形式和结构方案一…． 42.2确定切削用量及选择刀具...． (6)2.2.1 确定工序间余量…一…． 62.2.2选择切削用量……一…． 62.2.3确定切削刀、切削扭矩、切削功率…一…． 62.2.4 选择刀具结构......． (7)2.3 四轴头多工位同步钻床总设计“三图一卡”的编制…．．…．72.3.1 被加工零件工序图………一…． 72.3.2 加工示意图……一…． 92.3.3机床联系尺寸图...． (13)2.3.4生产率计算卡……．… l 5第3章电气控制 (17)3.1 运动分析......一 (17)3.2控制要求及功能分配…………． 173.2.1控制要求……． 173.2.2功能分配…………………．…． 183.3 PLC的选择及其I/O端子分配…………． 183.3.1 PLC的选择…………．183.3.2 I/O分配表……． 183.3.3 PLC接线图…………． 193.4应用程序的编制…………………………． 193.4.1 整体程序结构………． 193.4.2 手动操作模块………． 213.4.3 自动操作模块………． 223.4.4 编制程序……． 26参考文献...．． (28)致谢 (29)III第1章绪论1.1 机床在国民经济的地位及其发展简史现代社会中，人们为了高效、经济地牛产各种高质量产品，日益广泛的使用各种机器、仪器和工具等技术设备与装备。
plc课程设计专用钻床
plc课程设计专用钻床一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解PLC在专用钻床控制系统中的应用，理解PLC 的工作原理和编程方法，掌握使用PLC对专用钻床进行控制的基本技能。
在知识目标方面，学生需要了解专用钻床的结构和工作原理，掌握PLC的基本组成和工作方式，熟悉PLC编程软件的使用。
在技能目标方面，学生需要能够使用PLC编程软件编写简单的控制程序，能够对专用钻床进行控制系统的调试和维护。
在情感态度价值观目标方面，学生需要培养对新技术的兴趣和好奇心，树立正确的创新意识和团队合作精神。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括三部分：第一部分是专用钻床的结构和工作原理，包括钻床的主要组成部分、工作流程和控制要求；第二部分是PLC的基本组成和工作原理，包括PLC的结构、工作方式、编程软件的使用；第三部分是PLC在专用钻床控制系统中的应用，包括PLC程序的编写、调试和维护。
三、教学方法为了实现本节课的教学目标，我们将采用多种教学方法，包括讲授法、案例分析法、实验法等。
在讲授法方面，教师将利用多媒体教学资源，通过生动的语言和形象的比喻，讲解专用钻床的结构和工作原理，PLC的基本组成和工作原理，以及PLC编程的方法。
在案例分析法方面，教师将提供一些实际的案例，让学生通过分析案例，理解PLC在专用钻床控制系统中的应用。
在实验法方面，教师将学生进行实验，让学生通过实际操作，掌握PLC编程和控制系统调试的技能。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和方法，我们将准备多种教学资源，包括教材、多媒体资料、实验设备等。
教材将提供详细的知识点和编程方法，多媒体资料将通过图像和视频，生动地展示专用钻床的结构和工作原理，PLC的组成和工作方式，实验设备将用于学生的实际操作和练习。
五、教学评估本节课的教学评估将采取多元化方式进行，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
评估主要包括平时表现、作业、考试三个部分。
平时表现主要评估学生在课堂上的参与度、提问回答、小组讨论等，通过观察和记录，评价学生的学习态度和积极性。
组合机床的PLC控制
行 娟娟
【 摘
西 安外 事学 院工学 院
要】文中针对机床电器 的控制特 点，将Ｐ Ｃ Ｌ 技术应用于组合机床 ，可以充分发挥Ｐ ｃ Ｌ 可靠性高、调试方便和使用灵活等优点。进 而大大缩短产品的开发周
期，降低设计成本，提高控制系统的可靠性和产品的合格率 ， 生产效率大幅提升。 使
屑、润滑等装置以及机械手、定位、夹紧、 导 向等部 件 。 ２组合机床的拖动要求与控制特点 ． 组合机床 的控制系统大多采用机械、 液压 （ 或气动） 、电气相结合的控制方式。组 合机床的电气控制系统由通用部件的典型控 制 线路 及基本 控制 环节 ，再根 据加 工 、操 作 要 求 以及 自动 循环过 程综合 而成 。 由于加 工工 件 和 工 序 要求 不 同 ，组 合 机床的配置各不相 同，它的电气控制线路亦 不相同，电气控制的主要对象是通用部件和 专用部件 。加工过程中电动机大 多不需调 速，运动部件状态即 自动工作循环流程 （ 快 进 、工进 、快 退等 ） 的转换 ，多 由行 程开 关 控制和发出转换信号，控制电路大多采用继 电器一接触器控制系统。 动力滑台配置不 同的控制 电路 ，可完 成多种 自动循环。在一次循环 中，要实现速 度差别很大的快进和工进，快进、快退由快 进电动机实现 ，工进 由工进 电动机实现。 动 力 滑 台 与 动 力 头 相 比 较 ， 前 者 配 置成 的组 合机床 较动 力头 更为 灵活 。在 动力 头上 只安装 多轴 箱 ，而滑 台还 可安 装 各 种 切 削 头 组 成 的 动 力 头 ，广 泛 用 来 组成 卧式 、立 式组合 机床 及其 自动 线 ， 以完 成 钻 、扩 、铰 、镗 、 刮 端 面 、 倒 角 、铣削和攻螺纹等加 工工序 。 ３ 系 统 设 计 要 求 ． 本 系统 有连 续全 自动 工作循 环及 手 动 工 作 方 式 。 由按 钮 对 每 一 加 工 进 行 单 独控 制 。手动 方式 可供维 修用 ，每 按一 次 启动按 钮 ，回转 台转一 个工 位 ，铣、 钻 、 扩 、 攻 同 时 加 工 ，加 工 完 毕 自 动 停 止 。全 自动方 式供 正常工 作使 用 ，当按 下 启动按 钮时 ，组 合机床 周而 复始 地执 行各步动作 ，直到按下停止按钮为止 。 根 据组 合机床 的加工 特点 ，其 动作 过程要求如下：
plc自动钻床控制系统
PLC自动钻床控制系统简介PLC自动钻床控制系统是一种用于控制钻床运行的自动化控制系统。
它通过PLC（可编程逻辑控制器）来实现对钻床的自动控制，提高钻床的生产效率和工作精度。
本文将介绍PLC 自动钻床控制系统的工作原理、功能特点以及应用优势。
工作原理PLC自动钻床控制系统的工作原理是将钻床的运行控制通过PLC程序进行编程，通过输入输出模块与外部设备（如按钮、开关、传感器等）进行交互，实现对钻床的自动化控制。
PLC自动钻床控制系统的工作流程如下：1. 接收输入信号：通过输入模块接收来自外部设备的信号，如启动信号、停止信号、传感器信号等。
2. 执行控制逻辑：根据PLC程序中预设的控制逻辑，通过数据处理模块进行计算和判断，确定钻床的运行状态。
3. 输出控制信号：通过输出模块将控制信号发送到钻床的执行元件，如电机、气缸等，实现钻床的自动运行。
功能特点PLC自动钻床控制系统具有以下功能特点：灵活可编程PLC自动钻床控制系统采用PLC作为控制核心，具有灵活可编程的特点。
用户可以通过编写PLC程序来定义钻床的运行逻辑，实现对钻床的自动化控制。
同时，PLC还支持在线编程和在线修改，方便用户进行系统调整和优化。
多种控制模式PLC自动钻床控制系统可以根据需要选择不同的控制模式，如手动控制模式、自动控制模式和半自动控制模式等。
用户可以根据具体情况选择合适的控制模式，实现不同工艺要求下钻床的自动化控制。
实时监控及报警功能PLC自动钻床控制系统具有实时监控和报警功能。
通过监测钻床的运行状态和关键参数，如电流、温度等，系统可以实时监控钻床的工作情况，并在异常情况下及时发出报警，以保证设备和操作人员的安全。
网络通信功能PLC自动钻床控制系统支持网络通信功能，可以与上位机、其他设备或系统进行通信。
通过网络通信功能，可以实现对钻床的远程监控和控制，方便用户进行生产管理和设备维护。
数据记录与分析PLC自动钻床控制系统可以实现对钻床运行中的数据进行记录和分析。
基于PLC的钻床加工控制系统设计（可编辑）
基于PLC的钻床加工控制系统设计（可编辑）基于PLC的钻床加工控制系统设计摘要本文的重点是阐述了机械零部件在钻床加工中与电气控制系统PLC进一步的升级从而让钻床更加快速有效的工作。
重中之重是对那些过去普遍使用过时了的继电器控制线路老化问题、可靠性问题和故障排除复杂等问题进行控制系统改造。
所以，此次设计对大钻头和小钻头钻床电气控制系统的进一步优化，是利用把PLC 控制技术融合到优化改进方案里面去，用来提升大、小钻头钻床的工作性能。
大、小钻头钻床主要是用计算机来进行控制，管理，监视主机，应用可编程控制器西门子系列PLC S7-200为控制器，设计大、小两个钻头和旋转工作台，上位机是用组态王6.55软件完成PC和PLC之间的相互数据通信。
研究了大、小钻头钻床控制系统的控制方法，得到了大、小钻头钻床控控制系统的运行指标，提高了大、小钻头钻床控制系统运行的效率。
关键词：大、小钻头钻床，PLC，组态Design of Control System for Drilling Machine ProcessingBased on PLCABSTRACTThis paper mainly studies the mechanical parts processing drilling machine electric control system of the PLC, mainly to the traditional relay control circuit aging problem, the reliability and fault exclusion of complex control system transformation. Therefore, the design of big or small drill electric control system transformation of, will PLC control technology is applied to the transformation of the program, in order to improve the performance of duplex drill. Duplex drill used in computer as the control, management, monitoring host, the programmable controller of Siemens series S7-200 as the main controller, designsize two drills and rotary worktable, PC using Kingview 6.55 to complete data communication between computer and PLC. In this paper, we study the big or small drilling machine control system control strategy, big or small headed drilling machine control system performance, improve the big or small drilling machine control system operation efficiency. According to the big or small drilling machine control system function implementation requirements and selection of motor and motor drive, and gives the block diagram of the system and the equipment circuit wiring diagram.KEY WORDS: Big or small Drilling Machine, PLC, King View 目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1 课题国内外发展状态 (2)1.2 课题研究目的及意义 (3)1.3 设计内容及安排 (3)第2章PLC工作原理和特性简介 (5)2.1 PLC工作原理 (5)2.2 PLC的特性 (6)第3章钻床系统硬件设计 (7)3.1 钻床控制系统要求 (7)3.1.1 工作要求 (7)3.1.2 工作方式及功能 (8)3.2 PLC选型 (8)3.3 I/O地址分配 (8)3.4 PLC外部接线图 (10)3.5 主电路图 (10)第4章钻床系统软件设计 (12)4.1 钻床控制系统分析 (12)4.2 钻头钻床梯形图程序的设计 (14)4.3 PLC总梯形图 (17)4.4 PLC指令表 (21)第5章组态设计及调试 (25)5.1 上位机软件设计概述 (25)5.2 组态软件的设计步骤 (25)5.3 设计监控画面 (26)5.4 定义数据变量 (27)5.5 变量动画连接 (29)5.6 运行调试 (32)结论 (36)谢辞 (38)参考文献 (39)外文资料翻译 (41)前言大、小钻头钻床是大部分工厂里普遍使用的金属切削机床，它的功能很强大，可以进行很多的各种各样种类形式的加工，如：钻孔、镗孔、铰孔及螺纹等。
可编程控制器应用技术-项目3双头钻床的PLC控制系统
PLC控制系统的优缺点
优点
PLC控制系统具有高可靠性、稳定性、易编程、易维护、扩展性好等优点。它能 够大大提高双头钻床的加工精度和效率，并且能够方便地实现自动化控制。
缺点
PLC控制系统也有一些缺点，例如成本较高、对环境要求较高等。此外，由于 PLC是工业控制系统的核心，其故障可能导致整个系统瘫痪，因此需要定期维护 和保养。
系统测试
对PLC控制系统进行测试， 检查控制程序的执行情况 和输入输出信号的响应是 否符合要求。
PLC控制系统的操作与维护
操作面板
提供易于操作的控制面板，使得操作人员能够方便地控制双头钻 床的启动、停止、调速等操作。
故障诊断
具备故障诊断功能，当系统出现异常时，能够快速定位故障原因并 提供解决方案。
PLC控制系统的软件设计
01
02
03
控制算法
根据双头钻床的控制要求， 设计相应的控制算法，如 PID控制、模糊控制等。
程序结构
采用模块化程序设计方法， 将程序划分为不同的功能 模块，便于程序的编写、 调试和维护。
人机界面
设计友好的人机界面，便 于操作人员进行参数设置、 监控和控制。
输入输出接口设计
导致加工精度不稳定。
解决方案
采用PLC控制系统，通过程序控 制进给速度，提高加工精度和 效率。
问题
双头钻床的冷却系统容易出现 故障，影响加工效果。
解决方案
在PLC控制系统中加入冷却系统 监控模块，实时监测冷却液温 度和压力，及时报警并处理故 障。
应用效果评估与改进建议
应用效果
通过PLC控制系统，双头钻床的加工 精度和效率得到显著提高，同时降低 了故障率。
未来，PLC控制系统将与人工智能、机器视觉等技术结合，实现更加智能化、自动 化的机床控制，提高生产效率和加工质量。
组合机床的PLC控制
3.JCS-02N 压力继电器 压力继电器是利用液体的压力来启闭电 气触点的液压电气转换元件。当系统压 力达到压力继电器的调定值时，发出电 信号，使电气元件(如电磁铁电机。时间 继电器。电磁离合器等)动作，使油路卸 压。换向，执行元件实现顺序动作，或 关闭电动机使系统停止工作，起安 全保 护作用等。
T0 Y001 Y005
S22
Y006
延时 K50 钻头下降进 刀 铣刀下降进
多件加工
单件加工
5、程序的调试与仿真
●组合机床得电后，程序开始运行，系统处于S0原点状态：
●当钻头、铣刀处于上限位，LS1、LS3闭合，启动按钮SB1， X000接通，进入S20状态，原点指示灯亮，刀具旋转，即Y000输 出；
Y000 Y001 Y002
KM1 KM2
LS1 LS2 LS3 LS4 LS5 SA KV
钻头进刀 钻头退刀 工作头夹紧 工作头松开
PLC
Y003 Y004 Y005 Y006
KM3 KM4
铣刀进刀 铣刀退刀
COM
COM SB3 SB4 KM KM
急停
2、PLC的I/O控制和分配
PLC点名 称 X000 连接的外部设备 启动按钮 PLC点名称 Y000 连接的外部设备 原点指示
●待退刀达到上限位时，LS3、LS5闭合，即X002和X004接 通，进入S24状态，夹紧工作头松开，即Y004输出，延时3秒；
需求分析：
1、输入点数为16,输出点数为16。 2、电机起停频率一般。 3、没有其他特殊功能要求。
因此本设计选择三菱FX1s系列中的FX1s-32MR-001,其输入点数 为16，输出点数为16满足项目需求，其具体参数如下： 辅助继电器512点 MO-M511 特殊辅助继电器256点 M8000--M8255 数据寄存器256点 D0-D255 特殊数据寄存器256点 D8000--D8255 定时器 64点 T0-T63 计数器 16位增模式32点 C0-C31 32位高速双向计数器6点 C235-C255
基于PLC的钻孔组合机床控制系统设计
ＺＨＡＯ Ｋｅ，ＣＡＩ Ｙｅ—ｂｉｎ，ＤＥＮＧ Ｃｈａｎｇ—ｑｉ，ＱＩＡＯ Ｄｏｎｇ—ｋａｉ，ＬＩＵ Ｗｅｉ—ｑｕａｎ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｍａｏｍｉｎｇ ５２５０００，Ｃｈｉｎａ）
１ 钻 孔组 合 机床 液压 系统 和工 作 流程
组 合 机 床 的动 力 滑 台和 夹 紧 机 构 都 由液压 系统
收 稿 日期 ：２０１３－０４—２６ 基金项 目：广东省茂名市科 技计划 资助项 目（２ｏｌ１Ｂ０１００８） 作者简介 ：赵 轲（１９７８一），女 ，山西兴县人 ，讲师 ，硕士 ，主要从 事机电液一体化产 品设计方面 的研究．Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｈ～ｋｅ２００２＠１６３．ｃｏｎ
力滑 台液 压系统 工作 流程 的分析 ，选择 三菱 ＰＬＣ型号 ，进行 了 ＰＬＣ硬 件 和软件控 制 系统 的设 计 ，在计 算机 上利 用三菱编 程软件
ＧＸ—Ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ进行 了编程 ，以及利用仿真软 件 ＧＸ—Ｓｉｍｕｌａｔｏｒ进行 了模拟调试 ，以保证满足机床使用 要求 。研究结果表明 ，该种控 制
系统及其设计方式 既提 高了钻孔组合机床控制系统的可靠性 、维护的方便性等－［作性能 ，同时也 提高 了设计效率。
关键词 ：钻孔组合机床 ；ＰＬＣ仿真 ；触摸屏
中图 分 类 号 ：ＴＧ６５；ＴＨ３９
文 献标 识码 ：Ａ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
文章 编 号 ：１００１—４５５１（２０１３）１０—１２３７—０３
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｄｒｉｌｌ ｈｏｌｅ ｍ ｏｄｕｌａｒ ｍ ａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＰＬＣ
组合机床的电气与PLC控制系统设计
组合机床的电气与PLC控制系统设计摘要可编程控制器（plc）是以微处理机为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置，其具有逻辑控制、计时、计数、数据处理、联网与通信等强大功能，同时，由于plc具有很高的可靠性和极大的应用灵活性，用它来替代传统的继电接触控制系统巳成为必然。
大量采用传统继电一接触控制系统的设备通过改造更新，成为plc控制的自动化系统，而且具有改造成本低、周期短和可靠性高等特点。
本文介绍双面钻孔组合机床的电气控制系统设计与应用。
双面钻孔组合机床是在工件两相对表面上钻孔的一种高效率自动化专用加工设备。
本次课程设计的内容是对双面钻孔组合机床电气控制系统的设计。
在机床电气控制系统中既有自动控制又有手动控制方式因此在本次设计中对控制系统既有自动控制方式的设计也有手动方式的设计。
本次设计采用PCL控制系统来实现双面钻孔组合机床的电气系统控制，包含控制系统的硬件电路设计和软件电路设计两个部分，本设计以PCL控制系统为核心列出了PCL的输入输出点分配表，绘制了PCL的输入输出点接线图和控制状态转移图，编写了PCL控制程序的梯形图和指令表。
关键字：双面钻孔组合机床；PCL；可编程控制器；目录第1章设计目的要求和概述 (3)1.1 设计目的 (3)1.2 双面钻孔组合机床的概述 (3)1.3设计要求与任务分配 (3)第2章双面钻孔组合机床的控制要求 (5)2.1 双面钻孔组合机床的工作流程 (5)2.2电动机控制要求 (5)2.3 机床动力滑台、工件定位装置、夹紧装置控制要求 (6)第 3 章 PLC的简介与选择 (8)3.1 PLC (8)3.2 PLC简介 (8)3.3 PLC的结构及基本配置 (8)3.4 PLC选择 (9)第4章双面钻孔机床左机钻孔顺序动作PLC控制 (10)4.1 双面钻孔组合机床的左机钻孔自动控制PLC输入输出点分配 (10)4.2状态继电器的分配 (10)第5章双面钻孔组合机床的PLC控制实现 (14)5.1 并行分支状态转移 (14)5.2 PLC控制考虑上双面钻孔组合机床的手动方式控制 (14)第6章总结 (21)参考文献 (22)第1章设计目的要求和概述1.1 设计目的1、培养学生综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学生的知识。
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
基于PLC的组合机床控制系统设计摘要组合机床是高度机电一体化的产品，是现代机床技术水平的重要标志，是现代机械制造业重要标志，是现代制造业的基础装备，尤其是在加工产品更换频繁、零件形状复杂、精度要求较高的工件时，不但可以节省大量的时间和资源，而且还能够确保工件的质量与产量，进而提高生产效率，具有良好的经济性。
传统的机床主要采用继电器--接触器进行控制，其缺点是故障率高、可靠性差、维修工作量大等，而采用PLC组成的控制系统可以很好地解决上述问题。
本文在基于可编程控制器（PLC）的结构和工作原理的基础上，介绍了基于PLC的加工中心控制系统的总体方案设计，重点介绍了加工中心控制系统中的硬件选择方法、软件的设计过程，并给出了系统组成框图和程序流程图，提出了西门子PLC 的编程方法，列出了具体的主要硬件电路、加工中心的控制梯形图及指令表，解决了继电器——接触器故障率高、可靠性差、安装调试周期长、维修工作量大、接线复杂等缺点。
关键词：组合机床，继电器—接触器，PLC，控制系统Based on a combination of the plc toolsto monitor system designABSTRACTBuilding-block machine is a highly integrated mechanical and electrical products, is an important indicator of the level of modern technology ,is an important symbol of modern machinery manufacturing industry ,is the basis of modern manufacturing equipment, especially in the frequent replacement of processed products, spare parts of complex shape, the accuracy requirements are more stringent than work piece high, not only can save a lot of time and resources, but also to ensure the quality and output of the work piece, thus improving production efficiency, has a good economy.The main use of the traditional machine tool relay - contactor control, the drawback is the high failure rate, poor reliability,heavy workload of maintenance, consisting of the use of PLC control system can solve these problems. In this paper, based on the programmable logic controller (PLC) of the structure and working principle, based on the introduction of the PLC-based control system for machining center's overall program design, focuses on the machining center control system hardware selection, software design process and gives the system flow chart diagram and procedures, put forward a Siemens PLC programming methods, a list of specific hardware circuit, the control processing center table ladder and instructions to solve the relay - contacts high failure rate, reliability, poor long-term installation, maintenance workload and the complexity of wiring and other shortcomings.KEY WORDS: Building-block machine, the relay - contactor, PLC, control system目录前言 (1)第1章组合机床的概述 (3)1.1组合机床的发展史 (3)1.2 组合机床的加工方式 (4)1.3 组合机床的特点与未来发展 (4)1.3.1 组合机床的特点 (4)1.3.2组合机床的未来发展 (4)第2章可编程序控制器 (6)2.1 PLC的应用与特点 (6)2.1.1 PLC的应用 (6)2.2.2 PLC的特点 (7)2.2 PLC的工作原理 (8)第3章控制系统的方案设计 (10)3.1组合机床控制系统的工艺流程图及设计要求 (10)3.2根据工艺过程分析控制要求 (11)3.2.1加工过程分析： (11)3.2.2操作方式 (12)第4章控制系统硬件设计 (13)4.1选择PLC机型 (13)4.2 S7-200 PLC的简要介绍 (14)4.3控制系统PLC的输入/输出分配表 (16)4.4PLC硬件连接图 (19)第5章控制系统软件设计 (20)5.1控制流程图设计 (20)5.2梯形图的分解阐述 (22)第6章仿真模拟 (28)结论 (29)谢辞 (30)参考文献 (31)附录 (32)外文资料翻译 (39)前言随着科学技术的发展，近年来我国的机械生产技术得到飞速的发展，一些机械设备制造厂商也在不断地改进设计，修改工艺，生产新型的机械制造设备，组合机床就是其中之一。
项目3 双头钻床的PLC控制系统
项目3 双头钻床的PLC控制系统
教学目标
知识目标：
• 1.掌握选择性分支、并行分支流程程序的用法 • 2掌握设计选择性分支、并行分支流程状态转移图的 基本方法和技巧。
能力目标：
• 1.会根据实际控制要求设计PLC的外围电路 • 2. 会用状态转移图设计选择性分支、并行性分支流 程控制程序。
• 2．状态转移图 • 根据控制要求，电动机的正反转控制是一个具有 两个分支的选择性流程，分支转移的条件是正转 起动按钮Xl和反转起动按钮X2，汇合的条件是热 继电器X3或停止按钮X0，而初始状态S0可由初始 脉冲M8002来驱动。其状态转移图如图2-3-8(a) 所示。
可编程控制器应用技术
• 根据图 2-3-8(a)所示的状态转移图，其指令表如图23-8(b)所示。 LD M8002 STL S20
南北向 东西向
红灯亮30S 绿灯亮25S 绿灯闪3S 黄灯亮2S
绿灯亮25S
绿灯闪3S
黄灯亮2S
红灯亮30S
图2-3- 9交通灯自动运行的动作要求
可编程控制器应用技术
• 1．I／0分配
• 根据控制要求，分配I/O点并画出I/O接线图。其I／O分 配表如表2-3-2所示。I/O端口接线图如图2-3-10
可编程控制器应用技术
• 1．根据控制要求，分配输入输出端口，并画出 I/O接线图。I/O接线图见图2-3-14所示。
表2-9输入输出端口分配
序号 输入设备 输入点 序号 输出设备 输出 点
1
2 3 4 5 6 7
启动
工件夹紧 大钻头下限位开关 大钻头上限位开关 小钻头下限位开关 小钻头上限位开关 工件旋转到位
可编程控制器应用技术
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第1章三面铣组合机床概述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。
1.1 组合机床概述1.1.1 组合机床发展史二十世纪70年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的快速发展，组合机床的加工精度也有很大的提高。
铣削平面的平面度可达0.05毫米／1000毫米，表面粗糙度可低达2.5～0.63微米；镗孔精度可达IT7～6级，孔距精度可达O.03～O.02微米[1]。
随着汽车工业的兴起，专用机床也逐渐发展起来。
在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。
最早的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车零件。
初期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。
为了便于用户使用和维修，提高不同制造厂的通用部件的互换性，美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂于1953年协商，严格规定各部件间的联系尺寸，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即但对部件结构未作规定。
1.1.2 组合机床部件分类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。
辅助部件主要就是有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。
1.2 组合机床的特点组合机床是用按一定规则和标准设计的通用部件以及按被加工零件的形状和工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。
组合机车是由专用机床和万能机床发展来的，它结构简单，又能够重新调整，适应新工件的加工。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第3章组合钻床控制系统本章以组合钻床控制系统为例，先通过三台电机的启动、停止学习多台电机的控制方法，为组合钻床系统中电机的控制做基础，然后延续上一章的顺序控制设计法，学习使用SCR指令编写梯形图程序，掌握较全面的编程方法，最终使学生有应对一些复杂项目的能力。
教学导航教知识重点（1）多台电机的启动、停止控制。
（2）使用SCR指令设计顺序功能图。
（3）使用SCR指令编写梯形图程序。
知识难点使用SCR指令编写梯形图程序。
推荐教学方法本章的知识链接部分用讲授法和引导文法；初步训练部分使用案例教学法；强化训练、拓展训练部分使用项目教学法。
学推荐学习方法动手完成多台电机的启动、停止控制，进一步掌握编程中常用的经验设计法；通过组合钻床控制系统的完成，掌握使用SCR指令设计顺序功能图，并编写梯形图程序的方法，并在实施过程中深入理解S7-200的编程指令真正含义。
必须掌握的理论知识（1）使用SCR指令设计顺序功能图。
（2）使用SCR指令编写梯形图程序。
必须掌握的技能（1）S7-200外围电路的接线连接。
（2）S7-200编程控制多台电机的启停。
3.1 组合钻床系统介绍钻床指主要用钻头在工件上加工孔的机床。
通常钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。
钻床结构简单，加工精度相对较低，可钻通孔、盲孔，更换特殊刀具，可扩、锪孔，铰孔或进行攻丝等加工。
加工过程中工件不动，让刀具移动，将刀具中心对正孔中心，并使刀具转动（主运动）。
钻床的特点是工件固定不动，刀具做旋转运动。
根据钻床的用途和结构主要分为以下几类：1、立式工作台和主轴箱可以在立柱上垂直移动，用于加工中小型工件。
2、台式简称台钻。
一种小型立式钻床，最大钻孔直径为12～15毫米，安装在钳工台上使用，多为手动进钻，常用来加工小型工件的小孔等。
3、摇臂式主轴箱能在摇臂上移动，摇臂能回转和升降，工件固定不动，适用于加工大而重和多孔的工件，广泛应用于机械制造中。
4、深孔钻床用深孔钻钻削深度比直径大得多的孔（如枪管、炮筒和机床主轴等零件的深孔）的专门化机床，为便于除切屑及避免机床过于高大，一般为卧式布局，常备有冷却液输送装置（由刀具内部输入冷却液至切削部位）及周期退刀排屑装置等。
5、中心孔钻床用于加工轴类零件两端的中心孔。
6、铣钻床工作台可纵横向移动，钻轴垂直布置，能进行铣削的钻床。
7、卧式钻床主轴水平布置，主轴箱可垂直移动的钻床。
一般比立式钻床加工效率高，可多面同时加工。
图3-1 卧式组合钻床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，完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。
随着技术的不断进步，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换，配以可编程序控制器（PLC）、数字控制（NC）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。
单面组合钻床是一种钻削普通厚度工件的加工钻床，只有一个钻头，即只能同时加工一个表面，加工精度要求高，配以可编程控制器S7-200，可以提高控制系统的可靠性，降低运行故障率，而且改变程序即可实现不同工件的加工钻削工艺要求，充分发挥组合钻床的多种加工功能。
3.2 知识链接顺序功能图中除了使用位存储器M代表各步外，还可以使用顺序控制继电器S来代表各步，使用S代表各步的顺序功能图设计梯形图程序时，需要使用SCR指令设计梯形图程序。
S7-200的系列CPU中的顺序控制继电器（S）是专门用于编制与时序相关的控制程序的，它能够按照自然的工艺过程编制状态控制程序。
顺控继电器按位寻址的形式是S×.×。
在S7-200中，顺序控制继电器的编号从S0.0到S31.7共256个。
顺序控制继电器的指令如表3-1所示。
表3-1 顺序控制继电器指令梯形图程序语句表程序指令功能LSCR n 步开始指令，为步开始的标志，该步的状态元件位置1时，激活该步SCRT n 步转移指令，使能有效时，关断本步，激活目标步。
n 为目标步的顺序控制状态元件SCRE 步结束指令，为步结束的标志说明：1) SCR和SCRT两指令的操作数都必须是状态继电器S的位（如S0.0）。
2) SCRE无操作数，直接能与母线相连。
3) 每一步的编程都必须以SCR开始，以SCRE结束，中间一般都有SCRT 指令，而且可以有多条SCRT指令并列。
4) 同一个S位不能用于不同的程序中，例如：如果在主程序中使用了S0.1，在子程序中就不能再使用它。
3.2.1 使用SCR 指令编程1、初始步激活：用置位指令激活图3-2 初始步程序2、单序列的编程方法使用SCR 指令编程时，在SCR 段中使用SM0.0的常开触点驱动该步中的输出线圈，使用转换条件对应的触点或电路驱动转换到后续步的SCRT 指令。
虽然SM0.0一直为1，但是只有当某一步活动时相应的SCR 段内的指令才能执行。
顺序功能图如图3-3所示，相应的梯形图如图3-4所示。
S0.0SM0.1S0.0S0.1S0.2S0.3SM0.1I0.0启动T37I0.1T38Q0.0T37Q0.0Q0.1Q0.0T38图3-3 使用SCR 指令的顺序功能图图3-4 使用SCR指令编写的梯形图程序3、选择序列与并行序列的编程方法同一步满足不同的条件时转移到不同步的结构，称为选择；同一步后由相同的条件同时激活多步的结构，称为并行。
要注意两种结构功能图在分支处和汇合处的编程方法，如图3-5和图3-6所示。
S1.0S0.1S0.2SM0.1I0.0I0.2Q0.5Q0.2Q0.4Q0.1Q0.3S0.3S0.5S0.4I0.4S0.0I0.6I1.0S0.6＝1Q0.6I0.1I0.3I0.5 S0.7图3-5 具有选择、并行序列的顺序功能图图3-6 选择序列与并行序列的顺序功能指令编程【例3.1】 某液体混合装置如图所示，上限位、下限位和中限位液位传感器被液体淹没时为1状态，阀门A 、阀门B 和阀门C 为电磁阀，线圈通电时阀门打开，线圈断电时阀门关闭。
开始时容器时空的，各阀门均关闭，各传感器均为0状态。
按下起动按钮后，打开阀门A ，液体A 流入容器，中限位开关变为ON 时，关闭阀门A ，打开阀门B ，液体B 流入容器。
液面升到上限位开关时，关闭阀门B ，电机M 开始运行，搅拌液体。
30s 后停止搅拌，打开阀门C ，放出混合液体，当液面下降至下限位开关之后再过5s 容器放空，关闭阀门C ，打开阀门A ，又开始下一个周期的操作。
按下停止按钮，当前工作周期的操作结束后，才停止操作，返回并停留在初始状态。
使用SCR 指令的液体混合系统的顺序功能图如图3-8所示，梯形图程序如图3-9所示。
在步S0.5之后是选择序列分支。
当S0.5为1时，对应的SCR 段被执行，如果满足M1.0·T38的转换条件，将转换到步S0.0；如果满足M1.0·T38的转换条件，将转换到步S0.1。
图3-8液体混合系统的顺序功能图 S0.0S0.1S0.2S0.3SM0.1I0.3 起动按钮T37I0.1 上限位Q0.0T37Q0.1Q0.3Q0.2S0.4放液体A放液体B I0.0 中限位搅拌放混和液S0.5Q0.3T38放混和液I0.2 下限位M1.0·T38M1.0·T38液体AQ0.0 阀门A M液体BQ0.1 阀门BI0.1 上限I0.0 中限I0.2 下限图3-7 液体混合装置示意图Q0.3阀CQ0.3 阀门C图3-9 液体混合系统的SCR指令程序3.2.2 顺序功能图中转换实现的基本原则1、转换实现的条件1)该转换所有的前级步都是活动步。
2)相应的转换条件得到满足。
2、转换实现应完成的操作1) 使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步。
2) 使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步。
3、绘制顺序功能图时的注意事项1) 两个步绝对不能直接相连必须用一个转换将它们隔开。
2) 两个转换也不能直接相连必须用一个步将它们隔开。
3) 顺序功能图中的初始步是必不可少的，如果没有该步，无法开始运行，也无法返回。
4) 顺序功能图一般应有由步和有向连线组成的闭环，即在完成一次工艺过程的全部操作之后，应从最后一步返回初始步。
3.3初步训练——多台电动机的控制在设计组合钻床控制系统之前，我们先通过三台电动机的启动、停止，由易到难的案例，熟悉多台电动机的控制方法，掌握相关的基本编程指令。
3.3.1 三台电动机顺序定时启动同时停止训练目标通过本次练习，需要掌握S7-200与外围电路如何连接，主电路三台电动机如何连接，并进一步理解定时器的应用。
控制要求：用按钮控制三台电动机，按下按钮启动，启动第一台电动机；之后每隔5s 启动一台电动机，全部启动后；按停止按钮，三台电动机同时停止。
控制方案设计1、输入输出元件及控制功能表3-2 I/O分配类型PLC地址对应元件（符号）元件名称控制功能输入端口I0.0 SB1 启动按钮启动电动机I0.1 SB2 停止按钮停止电动机输出端口Q0.0 KM1 接触器1 控制电动机1 Q0.1 KM2 接触器2 控制电动机2 Q0.2 KM3 接触器3 控制电动机32、硬件设计三台电动机顺序定时启动，同时停止的主电路如图3-10所示，控制电路PLC接线图如图3-11所示。
图3-10 三台电动机顺序定时启动控制主电路图图3-11 三台电动机顺序定时启动PLC接线图3、梯形图程序打开Step7-MicroWIN V4.0，打开程序块部分，编写梯形图。
图3-12 三台电动机顺序定时启动同时停止梯形图按下启动按钮SB1，I0.0常开触点闭合，Q0.0先得电并自锁，第一台电动机启动；同时定时器T37线圈得电延时5s，T37触点动作发出一个脉冲，使Q0.1得电并自锁，第二台电动机启动（由于T37触点动作时，Q0.1触点未闭合，所以，Q0.2不得电，在第二个扫描周期，Q0.1触点闭合但T37触点断开，所以，Q0.2仍不得电）；再隔5s，T37触点又发出一个脉冲，使Q0.2得电并自锁，第三台电动机启动。
按下停止按钮SB2，I0.1常闭触点断开Q0.0线圈，其Q0.0常开触点断开Q0.1线圈，之后Q0.1常开触点又断开Q0.2线圈，三台电动机停止。
图3-12中梯形图的特点是只用一个定时器，同学们也可以尝试用两个定时器去完成。