钻锪组合机床plc控制设计
本次课题是利用PLC对钻锪组合机床的控制系统进行改造。通过对钻锪组合机床的控制系统的分析，确定了课题方案，设计好系统的主电路。通过查阅资料，翻阅书籍，选择了PLC的型号：西门子S7-200系列可编程控制器，然后对I/O点进行分配并画好PLC的外部接线图。确定了编程语言并利用编程软件编写梯形图程序，最后进行模拟仿真。改造后的钻锪组合机床在实际生产中可靠性更高，通用性更强，生产效率大大提高。关键词 组合机床，PLC，梯形图目 录
1 引言 1
1.1 课题简介 1
1.2 课题研究意义 2
1.3 主要任务 2
2 课题总体方案设计 3
2.1 控制过程 3
2.2 方案的选择 3
2.3 PLC 设计步骤 7
3 PLC 硬件系统的设计 8
3.1 PLC 机型的选择 8
3.2 PLC 的I/O 具体分配表 10
3.3 I/O 点接线图 11
3.4 主电路设计 13
3.5 液压控制回路 14
4 PLC 软件系统的设计 18
4.1 编程语言的确定 18
4.2 编程方法的确定19
4.3 梯形图程序的设计 19
4.4 编程软件的介绍 21
结论 23
致谢 24
参考文献25
附录A 梯形图程序 26
附录B 语句表程序 28
1 引言
随着机械的发展，技术的进步，组合机床在工业中扮演了越来越重要的角色。它结合了通用和专用机床的优点，为人类的生活和发展做出了不小的贡献。它能对有特定要求和特定工艺的零件，进行专门化的加工，并且具有高效的自动化。我国发展的组合机床在很多方面都有不小的贡献，诸多行业也在使用。产品更新换代极快的当下，它是实现高效发展不可或缺的设备之一。
美国早在二十世纪初就成功制成组合机床，当时正是汽车快速发展的时候，机床主要用来加工汽车所需的零件。为了方便各个制造厂生产部件互换以及用户零件的使用，确定
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
生活和发展做出了不小的贡献。它能对有特定要求和特定工艺的零件，进行专门化的加工，并且具有高效的自动化。我国发展的组合机床在很多方面都有不小的贡献，诸多行业也在使用。产品更新换代极快的当下，它是实现高效发展不可或缺的设备之一。
美国早在二十世纪初就成功制成组合机床，当时正是汽车快速发展的时候，机床主要用来加工汽车所需的零件。为了方便各个制造厂生产部件互换以及用户零件的使用，确定了标准的使用原则。二十世纪70年代以来，为了适应机械制造发展的需要，很多新型的刀具和技术被开发和研制出来，这些刀具和技术配合使得工件加工的精度不断提高，组合机床也扮演了重要的角色。
组合机床一般采用多把刀具同时加工，还可以多工位甚至多工序同时加工，这样的加工方式，能把生产效率提高好几倍，这种功效不是普通机床可以比的。而且根据设计的需要还可以灵活地选用通用部件，节约人力物力还省时。组合机床在拖拉机厂等大型机械场中被广应用，因为他们具有提高生产率和获得较为稳定的加工精度双方面的优势，因此可以组成自动生产线。当然随着科技的发展以及技术的进步，国内国外的组合机床都在不断地发展当中，新的技术和新的产品都被广泛地运用在每一处组合机床上。因此带动产业发展，最终提高生产效率以及经济效益。目前，组合机床还在持续改造开发，希望以后效率能更加提高，精度更加提高，自动化程度也更加提高。
1.1 课题简介
本课题所用的机床是钻孔和锪孔相组合的机床，沉头孔需要大规模加工以及台阶孔需求量也很大时，需要使用一种钻锪一体的麻花钻作为刀具[1]。机床加工时，通常，首先用麻花钻的前端部分将孔钻出，然后用钻头后面的部分加工沉头位置。进给速度在加工孔和沉头部分时是不一样的，需要根据他们的大小和切削力来定。结构小的速度快，结构大的速度要适当慢些，以确保加工时切削的质量。加工示意图如图1所示。
图1 工件加工示意图
1.2 课题研究的意义
本课题机床作为一种专用机床，仍然采用目前使用最广泛的继电器控制方式。但是这种传统的控制系统需要的继电器多，接线复杂，效率低，容易出故障，维修不易，浪费时间又浪费人力，增加了成本还影响了功效。继电器控制系统由各种电器组成，但这些电器的使用时间有一定的期限。为了使系统更加稳定，有损坏的电器必须及时换掉或者整修。此外，有时需要根据控制的要求，对逻辑关系进行改变，这时线路也得随之修改，比较麻烦。这已经无法适应如今机床控制的要求。生产规模还在一步步的壮大，生产技术也在不断进步、创新，市场的竞争从来没停止过。传统的控制系统的缺点被不断地放大，实在是难以适应当今工业生产的需要。所以对组合机床的控制系统进行改造很有研究必要。
本课题将PLC控制系统与钻锪组合机床相互结合来实现机床的自动化控制，基于PLC的改造,增强了机床控制系统的可靠性、稳定性。在符合控制要求的前提下,获得了较高的生产效率,更加的自动化,还解决了手动操作带来的一些问题。
1.3 主要任务
（1）分析组合机床的控制流程，拟定控制系统总方案；
（2）进行硬件设计：了解和分析控制要求设计主电路图；确定系统的I/O设备，选择PLC类型，画出模块接线图；将I/O定义号分配；
（3）进行软件设计：编制梯形图程序，将程序输入PLC的辅助编程软件；
2 课题总体方案设计
2.1 控制过程
滑台运动具体控制过程如图2所示，滑台从原位开始运动，启动按钮被按下之后，滑台就进入快进状态。当SQ2被压下时，滑台就可以进行第一次工进即开始钻孔。当SQ3被压下后，滑台开始第二次工进，有钻孔转为锪孔。直到SQ4被压下后，滑台不再运动，而刀具的转动还未停止，继续加工。直到加工完成后，滑台快速退回原位。依次循环完成。
图2滑台运动控制具体过程
2.2 方案的选择
在传统的组合机床的控制中，一般都使用继电器、单片机以及PLC系统来相互配合，来实现电器控制方案。但是科技进步促使我们选择一种经济、便捷、自动化程度更高的方式来达到电气控制的目的[2]。因此，可编程控制器成为我们首选方案之一。
可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，是专为在工业应用领域服务的控制器[3]。从结构上分为整体式和模块式两种，但其内部组成没什么区别。PLC的基本组成如图3所示。
图3 PLC的基本组成
PLC控制有如下优点；
（1）抗干扰能力强，稳定性高
基本上所有的用户都希望控制系统能有非常高的可靠性，这通常是首先考虑的因素。PLC用无触点的电子存储器件来实现大量的开关动作，这样一来继电器的使用量就较少了很多。接线复杂的现象就被杜绝了，可靠性增强
1 引言 1
1.1 课题简介 1
1.2 课题研究意义 2
1.3 主要任务 2
2 课题总体方案设计 3
2.1 控制过程 3
2.2 方案的选择 3
2.3 PLC 设计步骤 7
3 PLC 硬件系统的设计 8
3.1 PLC 机型的选择 8
3.2 PLC 的I/O 具体分配表 10
3.3 I/O 点接线图 11
3.4 主电路设计 13
3.5 液压控制回路 14
4 PLC 软件系统的设计 18
4.1 编程语言的确定 18
4.2 编程方法的确定19
4.3 梯形图程序的设计 19
4.4 编程软件的介绍 21
结论 23
致谢 24
参考文献25
附录A 梯形图程序 26
附录B 语句表程序 28
1 引言
随着机械的发展，技术的进步，组合机床在工业中扮演了越来越重要的角色。它结合了通用和专用机床的优点，为人类的生活和发展做出了不小的贡献。它能对有特定要求和特定工艺的零件，进行专门化的加工，并且具有高效的自动化。我国发展的组合机床在很多方面都有不小的贡献，诸多行业也在使用。产品更新换代极快的当下，它是实现高效发展不可或缺的设备之一。
美国早在二十世纪初就成功制成组合机床，当时正是汽车快速发展的时候，机床主要用来加工汽车所需的零件。为了方便各个制造厂生产部件互换以及用户零件的使用，确定
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
生活和发展做出了不小的贡献。它能对有特定要求和特定工艺的零件，进行专门化的加工，并且具有高效的自动化。我国发展的组合机床在很多方面都有不小的贡献，诸多行业也在使用。产品更新换代极快的当下，它是实现高效发展不可或缺的设备之一。
美国早在二十世纪初就成功制成组合机床，当时正是汽车快速发展的时候，机床主要用来加工汽车所需的零件。为了方便各个制造厂生产部件互换以及用户零件的使用，确定了标准的使用原则。二十世纪70年代以来，为了适应机械制造发展的需要，很多新型的刀具和技术被开发和研制出来，这些刀具和技术配合使得工件加工的精度不断提高，组合机床也扮演了重要的角色。
组合机床一般采用多把刀具同时加工，还可以多工位甚至多工序同时加工，这样的加工方式，能把生产效率提高好几倍，这种功效不是普通机床可以比的。而且根据设计的需要还可以灵活地选用通用部件，节约人力物力还省时。组合机床在拖拉机厂等大型机械场中被广应用，因为他们具有提高生产率和获得较为稳定的加工精度双方面的优势，因此可以组成自动生产线。当然随着科技的发展以及技术的进步，国内国外的组合机床都在不断地发展当中，新的技术和新的产品都被广泛地运用在每一处组合机床上。因此带动产业发展，最终提高生产效率以及经济效益。目前，组合机床还在持续改造开发，希望以后效率能更加提高，精度更加提高，自动化程度也更加提高。
1.1 课题简介
本课题所用的机床是钻孔和锪孔相组合的机床，沉头孔需要大规模加工以及台阶孔需求量也很大时，需要使用一种钻锪一体的麻花钻作为刀具[1]。机床加工时，通常，首先用麻花钻的前端部分将孔钻出，然后用钻头后面的部分加工沉头位置。进给速度在加工孔和沉头部分时是不一样的，需要根据他们的大小和切削力来定。结构小的速度快，结构大的速度要适当慢些，以确保加工时切削的质量。加工示意图如图1所示。
图1 工件加工示意图
1.2 课题研究的意义
本课题机床作为一种专用机床，仍然采用目前使用最广泛的继电器控制方式。但是这种传统的控制系统需要的继电器多，接线复杂，效率低，容易出故障，维修不易，浪费时间又浪费人力，增加了成本还影响了功效。继电器控制系统由各种电器组成，但这些电器的使用时间有一定的期限。为了使系统更加稳定，有损坏的电器必须及时换掉或者整修。此外，有时需要根据控制的要求，对逻辑关系进行改变，这时线路也得随之修改，比较麻烦。这已经无法适应如今机床控制的要求。生产规模还在一步步的壮大，生产技术也在不断进步、创新，市场的竞争从来没停止过。传统的控制系统的缺点被不断地放大，实在是难以适应当今工业生产的需要。所以对组合机床的控制系统进行改造很有研究必要。
本课题将PLC控制系统与钻锪组合机床相互结合来实现机床的自动化控制，基于PLC的改造,增强了机床控制系统的可靠性、稳定性。在符合控制要求的前提下,获得了较高的生产效率,更加的自动化,还解决了手动操作带来的一些问题。
1.3 主要任务
（1）分析组合机床的控制流程，拟定控制系统总方案；
（2）进行硬件设计：了解和分析控制要求设计主电路图；确定系统的I/O设备，选择PLC类型，画出模块接线图；将I/O定义号分配；
（3）进行软件设计：编制梯形图程序，将程序输入PLC的辅助编程软件；
2 课题总体方案设计
2.1 控制过程
滑台运动具体控制过程如图2所示，滑台从原位开始运动，启动按钮被按下之后，滑台就进入快进状态。当SQ2被压下时，滑台就可以进行第一次工进即开始钻孔。当SQ3被压下后，滑台开始第二次工进，有钻孔转为锪孔。直到SQ4被压下后，滑台不再运动，而刀具的转动还未停止，继续加工。直到加工完成后，滑台快速退回原位。依次循环完成。
图2滑台运动控制具体过程
2.2 方案的选择
在传统的组合机床的控制中，一般都使用继电器、单片机以及PLC系统来相互配合，来实现电器控制方案。但是科技进步促使我们选择一种经济、便捷、自动化程度更高的方式来达到电气控制的目的[2]。因此，可编程控制器成为我们首选方案之一。
可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，是专为在工业应用领域服务的控制器[3]。从结构上分为整体式和模块式两种，但其内部组成没什么区别。PLC的基本组成如图3所示。
图3 PLC的基本组成
PLC控制有如下优点；
（1）抗干扰能力强，稳定性高
基本上所有的用户都希望控制系统能有非常高的可靠性，这通常是首先考虑的因素。PLC用无触点的电子存储器件来实现大量的开关动作，这样一来继电器的使用量就较少了很多。接线复杂的现象就被杜绝了，可靠性增强
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/3435.html
