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1、2013届毕业生毕业设计说明书题 目: 深孔钻组合机床的PLC控制系统设计 学院名称： 电气工程学院 班 级： 自动F0904 2013 年 5 月 20 日目 次1 绪论11.1 课题背景和主要研究内容11.2 深孔钻技术的发展状况介绍11.3 PLC在国内外的发展现状介绍22 方案论证53 深孔钻组合机床介绍63.1 深孔钻组合机床的结构63.2 深孔钻组合机床的控制方式74 PLC控制系统硬件设计94.1 PLC控制系统设计的基本原则和步骤94.2 深孔钻组合机床PLC控制系统的控制要求114.3 PLC的选型114.4 PLC的I/O分配表124.5 PLC的I/O接线图124.6 主
2、要电器元件选型135 PLC控制系统的软件设计185.1 深孔钻组合机床逻辑控制流程185.2 程序设计20总 结22致 谢23参 考 文 献24附录一 语句表251 绪论1.1 课题背景和主要研究内容随着机电一体化技术的发展，可编程逻辑控制器（PLC）被越来越多地应用于机械加工设备和其它电气控制系统中。现在人们在工业生产中所使用的机械加工设备，它的控制系统有些已经落后，而使用PLC则可以对其控制系统进行改造升级1。经过PLC改造过的机械加工设备，其生产出的产品质量和加工效率会明显提高，降低了设备故障率，能够给企业创造更多的价值4。使用深孔钻组合机床，可以完成一些高精密零件的加工任务。有很多方
3、法可以实现深孔钻组合机床的自动化，采用PLC对深孔钻组合机床进行自动化控制，是一种比较好的控制方式。本课题的目的是把深孔钻组合机床的控制与PLC结合起来，以实现深孔钻组合机床的自动控制。以前的深孔钻组合机床使用的是具有结构简单、价格低廉的继电器-接触器电气控制系统，这种传统的控制系统布线比较复杂，灵活性很差，并且容易损坏元器件，可靠性差，经济效益低11。基于这种考虑，本文提出了一种基于PLC的控制系统，来代替传统的继电器-接触器控制系统。PLC以软件手段实现各种控制功能，具有灵活性高、抗干扰能力强、编程简单、扩展方便等突出优点。与继电器接触器控制系统相比，极大地提高了灵活性。1.2 深孔钻技术
4、的发展状况介绍在机械制造业中，人们一般把那些孔的深度对孔的直径的比值大于五的圆柱形的孔叫做深孔，而孔深与孔径的比值被人们称为“长径比”。然而在深孔加工中，长径比往往大于十。深孔加工技术有广义和狭义之分。从狭义上来讲，深孔加工就是指使用切削加工的方法和工业设备进行深孔加工的技术。从广义上来讲，深孔加工技术不仅包括用于此加工的设备和生产原理，还包括生产过程中的一些工作章程和操作技巧。随着科学技术的日益发展，上世纪末出现了一些能够用于深孔加工的新技术，这些技术增加了深孔加工的功能性，极大地拓展了深孔加工技术的领域。深孔钻组合机床是进行深孔加工的专用设备。加工质量和工作效率是衡量深孔加工性能的两个指标
5、15。好的加工设备不仅加工出来的产品质量很高，并且加工效率也很高。但是钻头的冷却和排屑深深地影响着深孔加工的性能，为了使深孔加工能正常进行，进而生产出高质量的产品，必须想出可行的办法很好地解决这两个问题。即使在机械加工中，深孔钻都是一项比较难的工艺，因为它不仅对设备的转速、进给等性能要求极高，而且对钻头的要求业极高，只有高性能的设备才能非常完美的完成深孔加工这项工艺。1.3 PLC在国内外的发展现状介绍1.3.1 PLC发展历程PLC是可编程控制器的英文简称，全称是Programmable Logic Controller2。它使用了可以编程的基本功能指令，用来执行诸如逻辑、顺序等功能。并且通
6、过数字或模拟量的输入和输出来控制各种机械生产过程。早期的PLC功能极为有限，只能进行简单的定时计数以及逻辑控制。并且当时的PLC 结构也比较简单，主要由中小规模集成电路和分立元件组成。后来，随着微处理器的出现，人们很快地把微处理器引入到可编程控制器中，将其作为可编程控制器的核心，使PLC增加了数据传送和处理等功能。最后，PLC发展成为了一种全新的工业自动化控制装置。梯形图是可编程控制器的主要编程语言，此时的PLC是微机技术发展到一定阶段的产物。由于科学技术日新月异的发展，可编程控制器的发展也不甘落后。在上个世纪70年代中期以后，可编程控制器的功能得到进一步完善，发展迅速，进入了全面的实用性阶段
7、。1980年以后，在一些发达国家，他们的工业发展比较迅速，很多已经在广泛的使用可编程控制器。在这个关键性的时期，越来越多的国家和企业在可编程控制器这一领域进行科学研究，快速发展，使可编程控制器性能越来越高，产品规模也越来越大。这个阶段，可编程控制器的技术发展已经趋于成熟。现在，在一些机械和化工领域，可编程控制器的应用发展更为迅速。我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国已经可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK
8、及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。1.3.2 PLC的结构PLC是一种用于新型自动控制装置，其硬件结构与微型计算机相比基本上相同。PLC系统主要由基本单元、外部设备和I/O扩展单元组成，其中基本单元又包含中央处理单元、电源、I/O接口、存储器7。如图1.1为PLC的硬件结构图。图1.1 PLC的硬件结构图1.3.3 PLC的特点PLC的特点如下：（1）可靠
9、性高，抗干扰能力强使用软件编程可以实现大量的模拟量逻辑运算，解决了因继电器触头接触不良导致的一些问题。采用直流低电压输入，更安全、可靠。对于工业环境方面，采取诸如滤波、屏蔽、隔离等在内的多种抗干扰的措施，以适应多种复杂的工业环境。与传统的继电器-接触器控制系统相比，更加卓越。（2）质量轻，体积小，功耗低因为采用了单片机等一些集成芯片，所以它的体积较小，结构紧密，功耗较低。（3）编程简单，容易掌握PLC采用梯形图的方式编写应用程序，与继电器控制的逻辑设计相似，编写简单，看起来直观，一般人掌握起来比较容易。（4）功能完善由于PLC技术的进一步发展，不仅具有步进、开关量逻辑控制和计数功能，同时还有处
10、理模拟量、网络通信、温度控制和位置控制等功能。在使用过程中，不仅可以单机运行，而且可以联网使用。在使用过程中，操作员可以随时修改控制逻辑，比较方便。1.3.4 PLC发展趋势21世纪，PLC会有更大的发展。以下是可编程控制器的发展趋势： 从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展； 从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求； 从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破
11、，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言； 从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS(Distributed control system)中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用12。2 方案论证我们都知道，大多组合机床的控制系统都是采用机械、液压或气动、电气相结合的控制方式9。其中，电气控制就像是人类的大脑，起着核心作用。因此，当设计组合机床的控制系统时
12、，应当注意分控制系统与机械、液压或气动部分之间的相互关系9。根据对控制对象的分析，本文设计了两种方案，如下。方案一 根据深孔钻组合机床的工艺流程，可以选择4台电动机进行工作。其中，有主轴电动机，控制主轴的旋转；快进（快退）电动机，通过接触器之间的互锁控制钻头的快退与快进；工进电动机，控制钻头进行工进运动；切削液泵电动机，当钻头进行工进工作时，对钻头进行冷却。本方案是通过四台电动机之间的配合完成深孔钻组合机床的工艺过程。方案二 根据深孔钻组合机床的工艺流程，可以选择3台电动机进行工作。其中，主轴电动机控制主轴的旋转；液压泵电动机，控制液压传动过程，从而实现对深孔钻组合机床滑台的快进、快退、工进进
13、行控制；冷却泵电动机，对钻头进行冷却。通过对以上两种方案的分析，因为液压系统可以提供很大的动力，并且运动传递平稳，控制方便，因此我选择方案二12。该控制系统的框图如图2.1所示。图2.1 系统框图3 深孔钻组合机床介绍3.1 深孔钻组合机床的结构 机床的主电路是由3台三相交流异步电动机及控制元件组成，由于各电动机的功率均在10kw以下，可以采用直接启动方法。液压工作台和电动机之间的配合与连锁必须符合深孔钻组合机床的工艺要求。工艺要求机床滑台在工件定位夹紧后快进，到达指定位置进行工进开始钻孔加工，经过三次循环操作，钻孔完成之后，机床滑台退回原位。控制回路出了电气基本保护外，还设置了“电隔离保护”
14、，以提高安全性。深孔钻组合机床为卧式机床，在启动液压泵电动机M1以后，夹紧工件后，电动机M2自行启动，由液压进给系统推动主轴前进，当到达指定位置时，带动钻头旋转进行加工，电动机M3在电动机M2启动后方可启动，加工完成后机床滑台后退到原位，松开工件，拔出定位销。组合机床工艺流程如图3.1所示，组合机床的结构简图如图3.2所示。图3.1 深孔钻组合机床工艺流程图 图3.2 深孔钻组合机床结构简图液压、机械、电气三种控制相结合的控制方式非常好，能够很好地对深孔钻组合机床进行控制。并且，由于它是有三种控制方式组合而成，各个控制方式都能发挥他的优势，相辅相成，效果更好9。电磁阀动作表如表3.1所示。表3
15、.1 电磁阀动作表定位夹紧机床滑台转换指令YV1YV2YV3YV4YV5YV6YV7工件定位+-SB4工件夹紧-+-SQ2滑台快进-+-+-+KP一次工进-+-+-SQ3快退-+-+-SQ4二次工进-+-+-T2快退-+-+-SQ5三次工进-+-+-T1快退-+-+-SQ6松开工件-+-SQ7拔定位销-+-SQ8停止-SQ1注：表中“+”表示电磁阀线圈通电，“-”表示电磁阀线圈断电。3.2 深孔钻组合机床的控制方式由于深孔钻组合机床配置的电动机均在10kw以下，满足电动机直接启动的要求，所以可采用直接启动方式。电气控制电路有基本的保护环节，例如过载保护和短路保护等1。设计的主电路如图3.3所示
16、。图3.3深孔钻组合机床电气主电路在图3.3中，FU1-FU3是电动机短路保护环节中用到的熔断器。FR1-FR3是电动机过载保护环节中用到的热继电器。电动机M1-M3分别由接触器KM1-KM3来控制，达到完美的控制效果。4 PLC控制系统硬件设计4.1 PLC控制系统设计的基本原则和步骤为了完美的实现生产过程的工艺要求，进而提升产品的质量和效率，在实际的设计过程中，PLC控制系统设计的基本原则主要有四点：a. 可靠性原则。需要保证PLC控制系统的稳定性，使用起来安全可靠有保证。b. 经济型原则。设计控制系统不仅要考虑其实现的功能，更要考虑到使用者的经济能力，尽量简单实用。c. 完整性原则。在控
17、制系统设计的过程中，要尽量满足工业生产的控制要求。d. 可持续发展原则。应该考虑到生产工艺改进等方面的需求，注意保留适当的升级空间。PLC控制系统设计主要包括两方面，一是硬件设计，二是软件设计8。硬件设计，就是设计PLC的外部设备，而软件设计就是设计PLC的应用程序。整个控制系统的设计步骤如图4.1所示。图4.1 PLC控制系统设计流程图 4.2 深孔钻组合机床PLC控制系统的控制要求（一）深孔钻组合机床电动机控制要求电动机M1首先启动，当运转正常同时机床供油系统正常后，电动机M2和M3方可启动。主轴电动机M2只是在工作台进给循环开始时启动，当工作台加工完工件退回原位后，M2停止转动。电动机M
18、3在工作台工进时自行启动，当工进完成后立刻停止。（二）夹紧工件装置和定位工件装置及机床滑台控制要求以上说明的工作滑台或者与工件夹紧定位相关的装置都是由液压系统驱动的6。而且在定位销工作期间，我们通过控制电磁阀线圈YV1和YV2的通断来控制液压缸活塞运动方向，继而控制定位销进行工作。在夹紧装置工作期间，我们通过控制控制电磁阀线圈YV3和YV4。YV5和YV6、YV7为换向电磁阀线圈。4.3 PLC的选型统计深孔钻组合机床输入输出设备和I/O点数，如表4.1所示。表4.1 总计I/O点数表输入部分点数按钮SB4行程开关SQ8压力继电器SP1总计13输出部分点数接触器KM3 电磁阀线圈YV7指示灯H
19、L1总计11 根据设计的控制系统对I/O点数的要求，本着经济实用的原则，本文选用产自日本三菱公司的可编程控制器，型号为FX2N32MR。该型号的输入点数16个，输出点数16个，输出形式是继电器输出。选择这种型号的PLC不仅满足了设计要求，而且为将来该PLC控制系统的更新保留了一些适当的空间12。4.4 PLC的I/O分配表如表4.2所示，为PLC的输入 /输出分配表表4.2 输入 /输出分配表输入信号输出信号信号名称编号输入地址信号名称编号输出地址总停止按钮、热继电器FR1-FR3 SB0X0夹紧工件指示灯HLY0电动机M1启动按钮SB1X1电磁阀YV1Y1启动液压系统按钮SB2X2电磁阀YV
20、2Y2停止液压系统按钮SB3X3电磁阀YV3Y3压力继电器KPX4电磁阀YV4Y4行程开关（工件定位）SQ1X5电磁阀YV5Y5行程开关（工件夹紧原位）SQ2X6电磁阀YV6Y6行程开关（工作台快进结束）SQ3X7电磁阀YV7Y7行程开关（工作台一次工进结束）SQ4X10液压泵电动机M1接触器KM1Y10行程开关（工作台二次工进结束）SQ5X11主轴电动机M2接触器KM2Y11行程开关（工作台三次工进结束）SQ6X12冷却泵电动机M3接触器KM3Y12行程开关（工作台快退结束）SQ7X13行程开关（松开工件定位）SQ8X144.5 PLC的I/O接线图图4.2 深孔钻组合机床PLC的I/O接线
21、图4.6 主要电器元件选型4.6.1 电动机选择首先，选择电动机的类型。类型的选择不仅考虑电动机的特性，而且要考虑初期投资和运行成本等因素。由于本设计对启动调速等性能没有特殊要求，三相笼型异步电动机具有价格低廉、结构简单、容易维修等特点，因此，选择三相笼型异步电动机。其次，正确选择额定功率。一般有四种方法选择功率：1）类比法。参照同类生产机械决定电动机的额定功率。2）统计法。经统计分析从中找出电动机的额定功率与生产机械主要参数之间的计算公式，按此公式计算出电动机的额定功率。3）实验法。用一台同类型或相近类型的生产机械进行实验，测出所需功率的大小。4）计算法。根据电动机的负载情况，从电动机的发热
22、、过载能力和启动能力等方面考虑，通过计算求出所需要的额定功率。最后，额定电压的选择。主要是根据电动机的额定功率和供电电压的情况选择电动机的额定电压。本设计需要用到三台电动机，其中M1选择的是由浙江台州恒富电动机厂生产的Y132M-4三相异步电动机，技术参数如下：额定电压为AC380V，额定功率为1.5KW，额定电流为2A，额定转速为1400r/min，M1的主要功能是用来驱动液压泵。电动机M2选择的是由台州恒富电动机厂生产的三相异步电动机，型号为Y132M-4，技术参数如下：额定电压为AC380V，额定功率为7.5KW，额定电流15A，额定转速为1400r/min，电动机M2的主要功能是主运动
23、。电动机M3选择的是由台州恒富电动机厂生产的三相异步电动机，型号为Y80M1-4，技术参数如下：额定电压为AC380V，额定功率为0.55KW，额定电流1.5A，额定转速为1390r/min，电动机M3的主要功能是驱动冷却泵喷出冷却液为钻头降温。4.6.2 热继电器的选择热继电器是一种保护电器，专门用来对过载机电源断相进行保护，以防止电动机因上述故障导致过热而损坏。热继电器具有结构简单、体积小、成本低等特点，选择适当的热元件可得良好的反时限特性。所谓反时限特性就是指热继电器动作时间随电流的增大而减小的性能。热继电器的机构主要有三部分组成：动作机构；加热元件；复位机构。热继电器的动作机构一般都设
24、有温度补偿装置，这主要是保证其特性在一定温度范围内基本不变。在热继电器使用过程中，热继电器的整定值一般参考电动机的额定电流选取，大约是是后者额定电流的（0.95-1.05）倍。本设计选用的三个热继电器都是由上海富继电气有限公司生产的JR36系列的，型号为JR36-20/3D，其中FR1的技术参数是整定电流是2.1A，FR2的技术参数为整定电流是15.75A，FR3的整定电流是1.57A。热继电器FR1-FR3主要是为电动机M1-M3提供过载保护和电源断相保护。4.6.3 接触器的选择接触器是一种能够反复的断开和接通距离远的用电设备主电路或其他比较大的容量的用电回路的自动控制的电气装置。它分为交
25、流和直流两类，其主要以电灯、电动机等为主要的控制对象。接触器主要有三部分组成，第一部分是灭弧装置；第二部分是是触头系统；第三部分是电磁机构。接触器的型号说明如图4.3所示。图4.3 接触器型号说明本文选用的接触器是由浙江永华电气有限公司生产的CJ20系列交流接触器，其中KM1的型号是CJ20-10，额定电压是380V，额定电流是10A，线圈额定电压是220V；KM2的型号是CJ20-16，额定电压是380V,额定电流是25A，线圈额定电压是220V。KM3与KM1的型号及技术参数相同。接触器KM1-KM3分别用来控制电动机M1-M3的运转。4.6.4 熔断器选择熔断器是一种串联于电路中利用金属
26、导体作为熔体，当短路或过载电流通过时，由于发热致其熔断，从而断开电路达到保护目的的电器。熔断器是一种简单有效的保护电路，其结构简单、重量轻、体积小、价格低廉，广泛的使用在工业生产中。熔断器的主要作用是用来进行短路保护，偶尔也可以进行过载保护。熔断器主要有两部分组成，一是安装熔体的熔管，二是熔体；其中熔体俗称保险丝，熔管又叫熔座。熔断器型号说明如图4.4所示。图4.4 熔断器型号说明选择熔断器时，必须保证其额定电压大于电路工作电压，额定电流等于或大于所装熔体额定电流。本设计中所使用的熔断器是由华通机电集团生产的RT14系列的，其中FU0选择的型号是RT14-32，额定电流是32A；FU1选择的是
27、RT14-20，额定电流是4A；FU2选择的是RT14-20，额定电流是20A；FU3选择的是RT14-20，额定电流是2A。4.6.5 主令电器选择主令电器一般是用于发出命令进而分断和接通控制电路，一般有转换开关、按钮、和位置开关等类型。按钮是一种具有储能复位功能并且需要人力来操作的开关电器。按钮的主要结构是由复位弹簧和一些简单的装置等组合而成的。按钮使用的非常普遍，本设计也是用了按钮。本文采用的是由上海五九自动化设备有限公司生产的LA19-11A按钮，SB0-SB3使用的一样，额定电压是220V，额定电流是11A。行程开关又称限位开关，是一种在工业生产中经常用到的小电流主令电器，主要用来对
28、自动生产线、机床或其他生产机械进行限位及流程控制。行程开关还应用于重型机械领域，对重型机械的行程加以控制。在实际生产中，行程开关需要被安装到预定位置，当装其被安装在生产机械运动部件上的模块撞击时，行程开关的触点发生动作，继而实现电路之间的切换。行程开关主要有两种类型：1、滚轮旋转式行程开关 其复位方式有非自动和自动复位两种。此类行程开关主要使用在做低速运动的机械中。2、直动式行程开关 它用运动部件上的撞块碰撞行程开关的顶杆，达到控制的目的。这种开关不能在模块的移动速度低于40cm/min的场合中使用。本文所使用的行程开关是由上海五久自动化设备有限公司生产的。行程开关的型号为LX5-11N2，技
29、术参数为：主要用于交流电压至380V，电流至3A的控制电路中。本文所涉及到的主要元器件选择如表4.3所示。表4.3 元器件选型表代 号名 称型 号 规 格用 途数量M1三相笼型异步电动机Y112M-41.5KW AC380V 2A 1390r/min驱动液压泵1M2三相笼型异步电动机Y132M-47.5KW AC380V 15A 1400r/min 主运动1M3三相笼型异步电动机Y80M1-40.55KW AC380V 1.5A 1390r/min驱动冷却泵1FR1热继电器JR36-20/3D 整定电流2.1AM1过载保护1FR2热继电器JR36-20/3D 整定电流15.7AM2过载保护1F
30、R3热继电器JR36-20/3D 整定电流1.57AM3过载保护1KM1交流接触器CJ20-1010A 线圈电压220V控制M11KM2交流接触器CJ20-1625A 线圈电压220V控制M21KM3交流接触器CJ20-1010A 线圈电压220V控制M31FU0熔断器RT14-32380V 32A全电路短路保护3FU1熔断器RT14-20380V 4AM1控制电路保护3FU2熔断器RT14-20380V 23AM2控制电路保护3FU3熔断器RT14-20380V 3AM3控制电路保护3FU4-FU6熔断器RT14-20380V 2APLC输出电路短路保护9SB0按钮LA19-11A220V
31、11A总停止按钮1SB1按钮LA19-11A220V 11A电动机M1启动按钮1SB2按钮LA19-11A220V 11A停止液压系统按钮1SB3按钮LA19-11A220V 11A启动液压系统按钮1SQ1行程开关LX5-11N2380V 5A工件定位行程开关1SQ2行程开关LX5-11N2380V 3A工件夹紧原位行程开关1SQ3行程开关LX5-11N2380V 3A滑台快进结束行程开关1SQ4行程开关LX5-11N2380V 3A滑台一次工进结束行程开关1SQ5行程开关LX5-11N2380V 3A滑台二次工进结束行程开关1SQ6行程开关LX5-11N2380V 3A滑台三次工进结束行程开
32、关1SQ7行程开关LX5-11N2380V 3A滑台快退结束行程开关1SQ8行程开关LX5-11N2380V 3A松开工件定位行程开关15 PLC控制系统的软件设计5.1 深孔钻组合机床逻辑控制流程首先启动刀开关QS，系统由停止状态转换到激活等待状态。按下启动电动机M1的按钮SB1，然后接触器KM1的线圈得电并进行自锁。同时液压泵电动机启动，为液压系统的起动做好充分的准备。KM1得电后，按下启动液压系统按钮SB2，液压系统开始供油，为机床滑台工作做准备。此时，YV1得电，工件定位。当工件定位行程开关SQ1接通后，表示工件已处于规定位置，此时电磁阀YV3得电，执行工件夹紧命令。待工件夹紧压力继电
33、器检测到压力变化达到规定值时，表示工件夹紧，压力继电器KP动作，主轴电动机的电源接触器KM2得电，同时YV5和YV7得电，工作台快进。当滑台快进到预定位置压下快进结束行程开关SQ3，使YV7断电，YV5通电，工作台由快进转为工进。与此同时冷却泵电动机M3的电源接触器KM3得电，冷却泵电动机开始工作。等到工作台工进到规定位置时开始进行钻孔加工。工件第一次工进到特定位置，滑台压下行程开关SQ4，电动机M3停止，电磁阀YV6得电，滑台快速后退，定时器T0线圈通电，开始计时。经过一定的时间后，计时结束，T0动作，常开触头闭合，电磁阀YV6失电，YV5得电，工作台二次工进，冷却泵电动机M3的电源接触器K
34、M3得电，冷却泵电动机开始工作。到达特定位置压下行程开关SQ5，电磁阀YV5失电，YV6得电，冷却电动机M3停止，工作台快退，同时定时器T1的线圈通电，计时开始。经过特定的时间，定时器T1动作此时电磁阀YV5得电，YV6失电，工作台工进，冷却泵电动机M3的电源接触器KM3得电，冷却泵电动机开始工作。当工进到规定位置压下行程开关SQ6，此时电磁阀YV5失电，YV6得电，冷却电动机M3停止。滑台快退到原位，压下快退结束行程开关SQ7。主轴电动机M2的电源接触器KM2和电磁铁YV3失电，松开工件，此时压下夹紧原位行程开关SQ2，使电磁阀YV2得电，拔去定位销，行程开关SQ8得电，所有开关复位，程序停
35、止。本控制系统的工作状态流程图如图5.1所示。 0图5.1 状态流程图 5.2 程序设计本设计的自动控制程序梯形图如图5.2所示。 图5.2 梯形图语句表见附录一。总 结可编程控制器是新型的自动控制装置，慢慢取代了以前的使用继电器接触器控制的系统。它具有抗干扰能力强、可靠性高、性价比高等优点。PLC由于使用了单片机等集成芯片，因此它质量轻，体积小，相应的功耗就低。使用PLC来控制深孔钻组合机床，非常方便，不仅系统结构简单，而且效率很高，同时容易进行保养和维修。本文主要是根据深孔钻组合机床的工艺流程，合理的设计出深孔钻组合机床PLC控制系统的硬件部分，选择合适的电动机及其它各种元器件，进行PLC
36、的选型和I/O分配，画出主电气原理图和输入/输出接线图。然后设计深孔钻组合机床PLC控制系统的软件部分，画出梯形图。本设计主要是控制深孔钻组合机床进行三次进给循环运动，不仅可以排屑，而且能够对钻头进行充分的冷却，以确保其能以最佳状态进行深孔加工。本设计还有一些不足之处，工件的放入和取出都是由人工进行的，没能实现全面的自动化加工，是个遗憾。深孔加工技术是一项很重要的加工工艺，PLC控制系统起着关键的作用，希望以后能对PLC控制系统的不足之处加以完善和改进，使之能更好的服务。致 谢本文是在导师林琪老师的精心指导下完成的。在进行毕业设计的几个月里，林琪老师在每个环节里对我的设计进行细心地讲解，告诉我
37、设计的大致方向和思路，使我对本课题有了更为深刻的认识和理解。在此期间，林老师对我完成的每一项任务都进行了仔细的检查和说明，以便我进行改进。在此，对在毕业设计完成期间给予我极大帮助的林琪老师说声谢谢，老师，您辛苦了！通过本次设计，我对以前所学的理论知识有了更为深刻的认识，理论联系实践，培养了我查阅资料和独立完成任务的能力。并且在此期间，我得到了一些同学的帮助，在此对他们表示深深的感谢!最后，谢谢各位老师参加我的论文答辩，非常感谢！参 考 文 献1 胡俊达.PLC在专用双面铣床电气控制中的应用J.组合机床与自动化加工技术，2003，(12)35-37.2 常晓玲.电气控制系统与可编程控制器M.北京
38、：机械工业出版社，20043 尹昭辉，姜福详，高安邦.数控机床的机电一体化改造设计J.电脑学习，2006(4)，8.4 吕栋腾，刘晓青.基于PLC控制的普通卧式铣床电气化改造J.新技术新工艺，2011(6)31-33.5 李明建.基于PLC三面铣组合机床电气控制系统的设计研究J.无线互联科技，2012(12)93.6 刘春林，闵文林，林科钱，肖柳荫.液压-机械式滚齿机自动夹紧装置J.液压气动与密封，2012(4)60-61.7 曾葵.基于PLC技术的机床控制应用J.制造业自动化，2012(10)129，137.8 郑凤翼，金沙.图解西门子S7-200系列PLC应用88例M.北京：电子工业出版社
39、，20099 贺哲荣.机床电气控制线路试图技巧M. 北京：机械工业出版社，200510 曹春宜.双面钻孔组合机床的改造J.大众科技，2010(1)108-10911 吕栋腾，孙永芳.普通卧式车床电气控制系统的PLC改造J.科技信息，2001(7)89-92.12 王立峰.千米沥青碳纤维收丝系统控制与试验研究D.北京：北京化工大学，200913 金大青PLC在机床电气控制中应用J木工机床，2011(3)14 候正坤，盛洪斌. PLC在深孔钻机床控制电路中的应用J.一重技术,2008(2)88-8915 刘燕平.PLC在深孔钻组合机床控制系统中的应用J.机床电器，2005.(3)42-4316 叶晓光 .PLC在组合机床的控制应用探讨J.制造业自动化，2011.（10）146-14817 王雅红，蔡善乐.深孔钻专用机床PLC控制J矿山机械，2008（8）66-6718 Belen Curto Diego Vidal Moreno Rodilla Carlos Fernandez Carames Anibal Chehayeb Moran Raul Alves Santos.Applying a software framework f
