汽车板簧吊耳加工组合机床plc控制系统设计(附件)
组合机床作为当今工业生产中应用最为广泛的加工机床，反应了当今机械化加工的水准，是现代制造业的基础装备之一。在当今工业加工中，工件的加工元件更换频繁，所需要加工完成的零件形状复杂，对于加工出的零件所需精度要求较高。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、设备系统复杂、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的转台式组合机床控制系统的总体方案设计，重点介绍了机床控制系统中的控制原理、硬件选择及软件的相关设计过程等，并给出了程序流程图和部分控制语句，以及和泉FA-2J型PLC的编程方法，WindLDR编程软件的使用方法，列出了具体的主要硬件电路、组合机床的控制梯形图，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 PLC，FA-2J型，组合机床，WindLDR
目 录
1 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 课题内容 2
2 组合机床控制系统总体方案的确定 2
2.1 汽车板簧吊耳加工组合机床简介 2
2.2 组合机床电路原理 3
2.3 组合机床液压控制原理 3
2.4 组合机床功能原理及控制要求 5
2.5 控制系统方案可行性分析 6
3 组合机床电气控制系统的硬件设计 7
3.1 组合机床主电路 8
3.2 PLC的选型 10
3.3 I/O分配 13
3.4 I/O模块接线图 14
4 PLC控制系统软件设计 15
4.1 电控系统的控制要求 15
4.2 设计方法 15
4.3 和泉FA2J编程软件 15
4.4 手动控制程序设计 17
4.5 自动调整控制程序设计 18
结论 24
致谢 25
参考文献 26
附录A 手动调整控制程序 27< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
br /> 附录B 移位寄存器控制程序 28
附录C 执行元件驱动控制程序 29
1 绪论
对某类指定的工件进行特定的高效自动化加工的机床我们一般称其为组合机床。这些类型的机床大部分都具有自动循环功能，并且可以将数控钻床、铣床和镗床等普通机床的功效相结合，当把零件一次装夹在机器上后，就可以对工件进行钻孔、铰孔、镗孔、扩孔以及铣削等多种加工工序，因为工序的高度集中化，一般情况下只需要进行一次工件装夹即可完成多个平面的加工，或者多个角度甚至多种不同工序的加工。组合机床一般由某些通用部件和部分专用部件结合而成，并采用机械、电气和液压相结合的控制方式。组合机床是当今世界工业领域自动化水平较为高端的制造工艺，能够实现自动化技术的改造、产品的更新和生产效率的提高。因其高效、高质、经济、实用等特点而被广泛应用在机械工程、能源、家电、交通甚至军工等各行业领域。
1.1 课题背景
近年来，可编程逻辑控制器本文简称PLC。 它已经出现在工业控制领域。 例如，在组合机床的应用中，它将计算机技术与机械和电子技术完全集成并用软件代替。 部分可控制的硬件通过使用电子元件来取代部分机械传动部件，从而提高了整个机器的自动化程度。其编程简单、可靠性高、功能齐全、适应性强、输出形式多样，体现出了长期占据传统机床控制主导地位的继电器无法媲美的优势[3]。
随着PLC在工业自动化控制领域的广泛使用，组合机床正在慢慢取代PLC控制类型中的传统继电器控制。如此便可大大地削减工件的测量、安装和装夹以及调整的周期，同时也削减了工件的运转周期、搬运时间以及暂存时间，由此组合机床的切削周期利用率便会大大地高于普通机床，约为3～4倍，尤其对于加工外形庞大、形态各异、同时还要具有高精度的加工条件的工件，或者在工件更替频率高的时候，利用PLC控制更加具备了优良的经济性能以及高效高质。
在目前的工业领域中，由简单电路关系控制的组合式板簧举升加工机的控制系统尚未达到生产要求。而以PLC实现自动控制的组合机床一般能使控制线路变得简单，不但可以大大提高产品质量，并在保障工人人身安全，改善其劳动环境的同时使工人们的劳动强度以及生产成本大大地降低，这在实现机械加工工艺自动化方面有着很重要的意义。因此提出了本次毕业设计课题——汽车板簧吊耳加工组合机床PLC控制系统设计。
1.2 课题内容
在本次课题中，我们最先要研究的就是如何准确无误地运用PLC去精确控制和完美实现汽车板簧吊耳加工组合机床的运作。因此本次论文的主要目的即利用PLC代替传统的继电器方式控制系统，以完成对机床加工过程的控制。以提高工件质量和生产效率，提升经济效益。具体课题内容及任务如下：
拟订控制系统的总体方案；
控制系统的硬件设计；
控制控制系统软件程序。
2 组合机床控制系统总体方案的确定
2.1 汽车板簧吊耳加工组合机床简介
该机床由回转工作台、液压站、动力滑台、立柱和底座五大部分组成。回转工作台上有四工位的夹具，它们都是由液压驱动的。滑台上安装有主轴箱和驱动油缸、电动机等，滑台的滑动导轨和驱动油缸是安装在立柱上的。底座内装有驱动工作台松开、抬起、落下、夹紧以及转动的油缸以及相关控制装置[6]。由此可见汽车板簧吊耳加工组合加床在结构上属于多工位转台式组合机床。如图21是汽车板簧吊耳加工组合机床的结构示意图。
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图21 汽车板簧吊耳加工组合机床示意图
该立式组合机床应包含液压动力头、主电动机等三台三相交流异步电动机M1、M2以及M3，且各电动机容量都不大，可以采用直接控制，具体要求如下：
（1）M1作为主轴电动机，其主要作用是控制工件的快速进退。要求只需要单方向启动，需要有短路及过载保护，以防止电机被烧坏。
目 录
1 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 课题内容 2
2 组合机床控制系统总体方案的确定 2
2.1 汽车板簧吊耳加工组合机床简介 2
2.2 组合机床电路原理 3
2.3 组合机床液压控制原理 3
2.4 组合机床功能原理及控制要求 5
2.5 控制系统方案可行性分析 6
3 组合机床电气控制系统的硬件设计 7
3.1 组合机床主电路 8
3.2 PLC的选型 10
3.3 I/O分配 13
3.4 I/O模块接线图 14
4 PLC控制系统软件设计 15
4.1 电控系统的控制要求 15
4.2 设计方法 15
4.3 和泉FA2J编程软件 15
4.4 手动控制程序设计 17
4.5 自动调整控制程序设计 18
结论 24
致谢 25
参考文献 26
附录A 手动调整控制程序 27< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
br /> 附录B 移位寄存器控制程序 28
附录C 执行元件驱动控制程序 29
1 绪论
对某类指定的工件进行特定的高效自动化加工的机床我们一般称其为组合机床。这些类型的机床大部分都具有自动循环功能，并且可以将数控钻床、铣床和镗床等普通机床的功效相结合，当把零件一次装夹在机器上后，就可以对工件进行钻孔、铰孔、镗孔、扩孔以及铣削等多种加工工序，因为工序的高度集中化，一般情况下只需要进行一次工件装夹即可完成多个平面的加工，或者多个角度甚至多种不同工序的加工。组合机床一般由某些通用部件和部分专用部件结合而成，并采用机械、电气和液压相结合的控制方式。组合机床是当今世界工业领域自动化水平较为高端的制造工艺，能够实现自动化技术的改造、产品的更新和生产效率的提高。因其高效、高质、经济、实用等特点而被广泛应用在机械工程、能源、家电、交通甚至军工等各行业领域。
1.1 课题背景
近年来，可编程逻辑控制器本文简称PLC。 它已经出现在工业控制领域。 例如，在组合机床的应用中，它将计算机技术与机械和电子技术完全集成并用软件代替。 部分可控制的硬件通过使用电子元件来取代部分机械传动部件，从而提高了整个机器的自动化程度。其编程简单、可靠性高、功能齐全、适应性强、输出形式多样，体现出了长期占据传统机床控制主导地位的继电器无法媲美的优势[3]。
随着PLC在工业自动化控制领域的广泛使用，组合机床正在慢慢取代PLC控制类型中的传统继电器控制。如此便可大大地削减工件的测量、安装和装夹以及调整的周期，同时也削减了工件的运转周期、搬运时间以及暂存时间，由此组合机床的切削周期利用率便会大大地高于普通机床，约为3～4倍，尤其对于加工外形庞大、形态各异、同时还要具有高精度的加工条件的工件，或者在工件更替频率高的时候，利用PLC控制更加具备了优良的经济性能以及高效高质。
在目前的工业领域中，由简单电路关系控制的组合式板簧举升加工机的控制系统尚未达到生产要求。而以PLC实现自动控制的组合机床一般能使控制线路变得简单，不但可以大大提高产品质量，并在保障工人人身安全，改善其劳动环境的同时使工人们的劳动强度以及生产成本大大地降低，这在实现机械加工工艺自动化方面有着很重要的意义。因此提出了本次毕业设计课题——汽车板簧吊耳加工组合机床PLC控制系统设计。
1.2 课题内容
在本次课题中，我们最先要研究的就是如何准确无误地运用PLC去精确控制和完美实现汽车板簧吊耳加工组合机床的运作。因此本次论文的主要目的即利用PLC代替传统的继电器方式控制系统，以完成对机床加工过程的控制。以提高工件质量和生产效率，提升经济效益。具体课题内容及任务如下：
拟订控制系统的总体方案；
控制系统的硬件设计；
控制控制系统软件程序。
2 组合机床控制系统总体方案的确定
2.1 汽车板簧吊耳加工组合机床简介
该机床由回转工作台、液压站、动力滑台、立柱和底座五大部分组成。回转工作台上有四工位的夹具，它们都是由液压驱动的。滑台上安装有主轴箱和驱动油缸、电动机等，滑台的滑动导轨和驱动油缸是安装在立柱上的。底座内装有驱动工作台松开、抬起、落下、夹紧以及转动的油缸以及相关控制装置[6]。由此可见汽车板簧吊耳加工组合加床在结构上属于多工位转台式组合机床。如图21是汽车板簧吊耳加工组合机床的结构示意图。
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图21 汽车板簧吊耳加工组合机床示意图
该立式组合机床应包含液压动力头、主电动机等三台三相交流异步电动机M1、M2以及M3，且各电动机容量都不大，可以采用直接控制，具体要求如下：
（1）M1作为主轴电动机，其主要作用是控制工件的快速进退。要求只需要单方向启动，需要有短路及过载保护，以防止电机被烧坏。
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