钻锪组合机床plc控制系统设计(附件)
传统的钻锪组合机床采用继电器控制系统，这种系统存在连接线路复杂、可靠性差、故障诊断困难、维修困难等缺点。在这种背景下，利用PLC对钻锪组合机床的控制系统进行改造成为当务之急。本课题利用西门子S7-200系列CPU226作为中央控制器，完成了I/O点的分配、主电路图的设计以及PLC外围接线图的设计，并利用西门子S7-200系列PLC的专用编程软件STEP7-Micro/WIN进行程序的编写。实践证明钻锪组合机床经过PLC改造后，运行稳定，故障率大大降低，生产效率显著提高。关键词 钻锪，组合机床，PLC，控制系统
目录
1 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2课题研究意义 1
1.3课题研究任务 2
2 钻锪组合机床控制系统总体分析和设计 2
2.1钻锪组合机床的加工特点 2
2.2钻锪组合机床的工作原理 3
2.3钻锪组合机床液压系统控制过程以及逻辑分析 4
2.4钻锪组合机床控制系统的控制要求 7
2.5选择PLC作为钻锪组合机床控制系统的原因 8
3 PLC控制系统的硬件设计 8
3.1PLC控制系统的设计技巧 8
3.2 PLC的选型 10
3.3 I/O接口的地址分配 12
3.3 PLC控制系统主电路图、接线图设计 12
4 PLC的软件设计 14
4.1 梯形图 14
4.2 STEP7Micro/WIN软件介绍 15
4.3 PLC控制钻锪组合机床梯形图设计图及难点说明 15
结 论 19
致 谢 20
参考文献 21
附录A： 22
1 绪论
1.1课题研究背景
本课题源于工程实践，课题的任务是设计《钻锪组合机床PLC控制系统》。钻锪组合机是一种效率很高，全自动化或半自动化的用来加工特定工件特定工序的专用机床。在大批量的加工沉头孔时常采用钻锪组合机床机床加工，刀具用的是前端是孔钻后面是锪钻的复合刀具。此外，在大规模加工带有凸台的孔时，也常用钻锪组合机床。一般情况下，先利用钻头钻 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
削出整个孔，再用后面的锪钻加工沉头部份或凸台[1]。
可是传统的机床大都使用继电器控制系统，这类控制系统有很多严重缺陷。例如，系统可靠性偏差、连接电路过于复杂、出现故障时难于排除、平时系统的维护成本高等等。然而，PLC作为一种新近出现的强大控制装置，具备可靠性高，抗干扰能力强 、适应性强，使用便利、功耗低、故障排除艰难、维修简单等诸多优势。
正是基于这种背景，本课题利用PLC对传统继电器控制的钻锪组合机床进行技术改造，是节约成本，提高设备自动化程度的一种有效途径[2]。
1.2课题研究意义
本课题所研究的使用可编程控制器（PLC）作为控制系统的钻锪组合机床，功能强大，优势明显。钻锪组合机床可以把原来需要分开加工的两个工位钻孔和锪面，有机统一起来，同时加工。与传统单工位加工机床相比，这样不仅提高了加工效率，而且也改善了加工质量（不需要工件二次定位，减小误差）。于此同时，使用PLC作为控制系统的钻锪组合机，不需要用到在继电器控制系统中的中间继电器和时间继电器，这样无疑使得电气控制系统大大简化了，系统简化无疑会让系统的调试维护更加方便，同时也会降低系统发生电气故障的概率。此外，钻锪组合机床的PLC控制系统还有很强的故障检测能力，一旦机床运行出现错误，系统能够及时控制机器停机避免出现危险,同时指示出故障部位，十分便于故障的排除以及维修。
有介于此，我积极地查阅国内外相关资料，深入钻研《钻锪组合机床PLC控制系统》的工作原理和控制要求。以便完成钻锪组合机床PLC控制系统的正确设计，使其能够在实际生产中稳定运行、精确无误，同时提高生产效率和生产质量。
同时，希望通过对钻锪组合机床PLC控制系统进行研究设计，培养自己的调查研究的能力、中外文献检索与阅读的能力；提高自己运用所学知识、分析解决所遇问题的能力；锻炼自己的独立自主研究与求证的能力、使用计算机的能力。并希望通过本次独立自主的对钻锪组合机床PLC控制系统的设计，提高自己设计液压系统、PLC控制系统的能力，能对设计过程中可能遇到的问题进行分析，并培自我的养创新能力。
1.3课题研究任务
本课题主要研究用具有可靠性高，抗干扰能力强 、适应性强，使用便利、体量小、节能环保、维护方便等诸多优点的新一代工业控制装置PLC作为钻锪组合机床的控制系统，以解决传统的继电器控制系统因为需要使用大量的继电器、连接线而导致连接线路复杂、体量大占用空间、可靠性偏差、无法很快找到故障点难于及时维修、平时系统的维护成本过高等诸多问题。其中必须重点把握的问题有：
（1）系统总体方案设计；
（2）PLC选型、I/O点分配；
（3）设计并绘制电气控制原理图；
（4）梯形图设计，编写程序。
2 钻锪组合机床控制系统总体分析和设计
2.1钻锪组合机床的加工特点
锪孔加工，是一种普通的金属加工方式，通常是作为钻孔的下一道工序出现，为已加工好的深孔添加沉头孔或精修孔的凸台端面。因此，在大批量的加工沉头孔时常采用钻锪组合机床机床加工，刀具用的是前端是孔钻后面是锪钻的复合刀具。此外，在大规模加工带有凸台的孔时，也常用钻锪组合机床。加工示意图如图21所示。大多数情况下，先用复合刀具前端的孔钻加工出深孔，接着再用后面的锪钻加工沉头部分或凸台端面。因为钻孔时，孔的布局尺寸稍小，切削力稍小，是以进给速率要快一些；但是在加工沉头部分时或凸台端面时，因为其结构尺寸要比深孔大很多，所以为了保证加工质量，进给速度理应要小一些。由此不难得出这样一个结论：为了同时满足孔和沉头部分或凸台端面的加工要求，钻锪组合机床必须要有两种不同的进给速度。为了达到工作要求及保证切削质量，需要组合机床的液压系统驱动滑台能够实现两种工作进给速度[3]。/
目录
1 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2课题研究意义 1
1.3课题研究任务 2
2 钻锪组合机床控制系统总体分析和设计 2
2.1钻锪组合机床的加工特点 2
2.2钻锪组合机床的工作原理 3
2.3钻锪组合机床液压系统控制过程以及逻辑分析 4
2.4钻锪组合机床控制系统的控制要求 7
2.5选择PLC作为钻锪组合机床控制系统的原因 8
3 PLC控制系统的硬件设计 8
3.1PLC控制系统的设计技巧 8
3.2 PLC的选型 10
3.3 I/O接口的地址分配 12
3.3 PLC控制系统主电路图、接线图设计 12
4 PLC的软件设计 14
4.1 梯形图 14
4.2 STEP7Micro/WIN软件介绍 15
4.3 PLC控制钻锪组合机床梯形图设计图及难点说明 15
结 论 19
致 谢 20
参考文献 21
附录A： 22
1 绪论
1.1课题研究背景
本课题源于工程实践，课题的任务是设计《钻锪组合机床PLC控制系统》。钻锪组合机是一种效率很高，全自动化或半自动化的用来加工特定工件特定工序的专用机床。在大批量的加工沉头孔时常采用钻锪组合机床机床加工，刀具用的是前端是孔钻后面是锪钻的复合刀具。此外，在大规模加工带有凸台的孔时，也常用钻锪组合机床。一般情况下，先利用钻头钻 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
削出整个孔，再用后面的锪钻加工沉头部份或凸台[1]。
可是传统的机床大都使用继电器控制系统，这类控制系统有很多严重缺陷。例如，系统可靠性偏差、连接电路过于复杂、出现故障时难于排除、平时系统的维护成本高等等。然而，PLC作为一种新近出现的强大控制装置，具备可靠性高，抗干扰能力强 、适应性强，使用便利、功耗低、故障排除艰难、维修简单等诸多优势。
正是基于这种背景，本课题利用PLC对传统继电器控制的钻锪组合机床进行技术改造，是节约成本，提高设备自动化程度的一种有效途径[2]。
1.2课题研究意义
本课题所研究的使用可编程控制器（PLC）作为控制系统的钻锪组合机床，功能强大，优势明显。钻锪组合机床可以把原来需要分开加工的两个工位钻孔和锪面，有机统一起来，同时加工。与传统单工位加工机床相比，这样不仅提高了加工效率，而且也改善了加工质量（不需要工件二次定位，减小误差）。于此同时，使用PLC作为控制系统的钻锪组合机，不需要用到在继电器控制系统中的中间继电器和时间继电器，这样无疑使得电气控制系统大大简化了，系统简化无疑会让系统的调试维护更加方便，同时也会降低系统发生电气故障的概率。此外，钻锪组合机床的PLC控制系统还有很强的故障检测能力，一旦机床运行出现错误，系统能够及时控制机器停机避免出现危险,同时指示出故障部位，十分便于故障的排除以及维修。
有介于此，我积极地查阅国内外相关资料，深入钻研《钻锪组合机床PLC控制系统》的工作原理和控制要求。以便完成钻锪组合机床PLC控制系统的正确设计，使其能够在实际生产中稳定运行、精确无误，同时提高生产效率和生产质量。
同时，希望通过对钻锪组合机床PLC控制系统进行研究设计，培养自己的调查研究的能力、中外文献检索与阅读的能力；提高自己运用所学知识、分析解决所遇问题的能力；锻炼自己的独立自主研究与求证的能力、使用计算机的能力。并希望通过本次独立自主的对钻锪组合机床PLC控制系统的设计，提高自己设计液压系统、PLC控制系统的能力，能对设计过程中可能遇到的问题进行分析，并培自我的养创新能力。
1.3课题研究任务
本课题主要研究用具有可靠性高，抗干扰能力强 、适应性强，使用便利、体量小、节能环保、维护方便等诸多优点的新一代工业控制装置PLC作为钻锪组合机床的控制系统，以解决传统的继电器控制系统因为需要使用大量的继电器、连接线而导致连接线路复杂、体量大占用空间、可靠性偏差、无法很快找到故障点难于及时维修、平时系统的维护成本过高等诸多问题。其中必须重点把握的问题有：
（1）系统总体方案设计；
（2）PLC选型、I/O点分配；
（3）设计并绘制电气控制原理图；
（4）梯形图设计，编写程序。
2 钻锪组合机床控制系统总体分析和设计
2.1钻锪组合机床的加工特点
锪孔加工，是一种普通的金属加工方式，通常是作为钻孔的下一道工序出现，为已加工好的深孔添加沉头孔或精修孔的凸台端面。因此，在大批量的加工沉头孔时常采用钻锪组合机床机床加工，刀具用的是前端是孔钻后面是锪钻的复合刀具。此外，在大规模加工带有凸台的孔时，也常用钻锪组合机床。加工示意图如图21所示。大多数情况下，先用复合刀具前端的孔钻加工出深孔，接着再用后面的锪钻加工沉头部分或凸台端面。因为钻孔时，孔的布局尺寸稍小，切削力稍小，是以进给速率要快一些；但是在加工沉头部分时或凸台端面时，因为其结构尺寸要比深孔大很多，所以为了保证加工质量，进给速度理应要小一些。由此不难得出这样一个结论：为了同时满足孔和沉头部分或凸台端面的加工要求，钻锪组合机床必须要有两种不同的进给速度。为了达到工作要求及保证切削质量，需要组合机床的液压系统驱动滑台能够实现两种工作进给速度[3]。/
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