基于PLC的组合机床控制系统设计Word格式文档下载.docx

1、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

2、 structure and working principle, based on the introduction of the PLC-based control system for machining centers 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 S

3、iemens 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 WOR

4、DS:Building-block machine, the relay - contactor, PLC, control system目录前言1第 1 章组合机床的概述31.1 组合机床的发展史31.2 组合机床的加工方式41.3 组合机床的特点与未来发展41.3.1 组合机床的特点41.3.2 组合机床的未来发展4第 2 章 可编程序控制器62.1 PLC 的应用与特点62.1.1 PLC 的应用62.2.2 PLC 的特点72.2 PLC 的工作原理8第 3 章 控制系统的方案设计103.1 组合机床控制系统的工艺流程图及设计要求103.2 根据工艺过程分析控制要求113.2.1 加工

5、过程分析：113.2.2 操作方式12第 4 章 控制系统硬件设计134.1 选择 PLC 机型134.2 S7-200 PLC的简要介绍144.3 控制系统 PLC 的输入/输出分配表164.4 PLC 硬件连接图19第 5 章 控制系统软件设计205.1 控制流程图设计205.2 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。它将数控铣床、数控钻床和数控镗床的功能组合在一起，零件在

6、一次装夹后，可以连续完成对工件表面进行钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻螺纹和铣削等多工序的加工，工序高度集中， 从而使工件在一次装夹后，自动完成多个平面或多个角度位置的多工序加工。由于组合机床具有上述机能，因而可以大大减少工件装夹、测量和机床的调整时间，减少工件的周转、搬运和存放时间，使机床的切削时间利用率高于普通机床的 3-4 倍，大大提高了生产率，尤其是在加工形状比较复杂、精度要求较高、品种更换频繁的工件时，更具有良好的经济性。组合机床是高度机电一体化的典型产品，它以数字信息技术为基础， 集传统的机械制造技术、微电子技术、计算机技术、成组技术、现代控制技术、传感器检测技术、信息处理技术、网络通信

7、技术、液压气动技术、光机电技术等技术为一体的最新成果，是现代机床技术水平的重要标志， 是体现现代机械制造业工艺水平的重要标志，在机械制造业中的地位愈来愈重要。PLC 作为新一代工业控制器，以其高可靠性和技术先进性，在加工中心控制中得到广泛应用，成为当前加工中心控制和技术改造的热点之一。PLC 可编程序控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。 据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认 为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的

8、基础设备之一，PLC 、机器人、 CAD/CAM 将成为工业自动化生产的三大支柱。由于 PLC 具有对使用环境适应性强的特性，因此自 PLC 引入我国以来，已经广泛应用于国民经济的各个工业生产领域，成为提高传统工业装备水平和技术能力的重要设备和强大支柱。应用 PLC 控制加工中心实现各种规定的工序动作，可以简化控制线路， 不仅可以提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境， 减轻工人劳动强度，提高劳动生产率以及降低生产成本，实现机械加工工艺自动化等方面有着十分重要的意义。目前，随着微处理器的出现，大规模，超大规模集成电路技术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步，加工中心正朝着高速度、

9、高精度和愈发完善的机能方向高速发展。第1章组合机床的概述组合机床是由通用部件及专用部件组成的，加工一种 （或几种）零件的一道（或几道）工序的高效率的专用机床。组合机床的通用部件和标准件约占 70-80% ，这些部件是系列化的，可以进行成批生产。其余 20-30% 的专用部件是由被加工零件的形状、轮廓尺寸、工艺和工序来决定，如夹具、主轴箱、刀具和工具等。组合机床是一种自动化或半自动化的机床。无论是机械电气或液压电气控制的都能实现自动循环。半自动化的组合机床，工人只要将工件装夹好，按一下按钮，机床即可自动进行加工，加工一个循环停止。自动化的组合机床， 工人只要将工件放到料斗或上料架上，机床即可连续

10、不断的进行工作。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面、多工位同时加工，一种工序集中的高效率机床。组合机床加工，刀具是借助钻模板和镗模架， 精加工机床采用高精度的导向，所以稳定的保证产品质量。1.1 组合机床的发展史二十世纪 70 年代以来，随可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。铣削平面的平面度可达 0.05 毫米/1000 毫米，表面糙度可低达 2.50.02 微米；镗孔精度可达 IT76 级，孔距精度可达 0.030.02 微米。专用机床史随着汽车工业的兴起而发展起来的。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

11、生了组合机床。最早的组合机床是 1911 年在美国制成的，用于汽车零件。初期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的互换性，便于用户使用和维修，1953 年美国福特汽车公司与美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定各部件间的联系尺寸，到对部件结构未作规定1.2 组合机床的加工方式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

12、动生产线组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工时， 工件一般不旋转， 由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动， 来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转， 由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件（ 如飞轮、汽车后桥半轴等） 的外圆和端面加工。1.3 组合机床的特点与未来发展1.3.1 组合机床的特点组合机床通常采用多刀（多轴）、多面、多工位同时对工件进行加工的方法。加工时，装在机床主轴上的刀具作旋转主运动，工件作进给运动， 或者刀具既作旋转主运动又做进给运动，以完成工件循环。其特点有：（1） 制造周期短、经济效果好；（2） 自动化程度高，提高生产率；（3） 通用程度高、投资少、成本低；（4） 能稳定保证加