三面铣组合机床的PLC控制系统设计.doc

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1、三面铣组合机床的PLC控制系统设计系别：电子信息与电气工程系班级：电气052姓名：陈其荣孙廷津座号：14号36号指导老师：日期：18目录摘要一、设计任务及要求1.设计任务1.1三面铣组合机床的概述1.2三面铣组合机床的基本组成1.3三面铣组合机床的加工过程1.4三面铣组合机床的液压系统2.三面铣组合机床的控制要求3.总体方案的确定二、硬件设计1路原理图的设计1.1主电路1.2PLC外围电路及I/O接线图三、元器件的选择1.PLC的选择2.接触器的选择3.热继电器的选择4.熔断器的选择5.开关的选择6.主令电

2、器的选择四、软件设计1.功能表图2.梯形图3.程序调试五、人机界面1.组态王简介2.人机界面的设计六、设计小结七、附录1．电气原理图2．PLCI/O接线图3．功能表图18摘要可编程控制器以体积小功能强大所著称，它具有可靠性高、抗干扰能力强，编程简单、使用方便，功能完善、通用性强，设计安装简单、维护方便，体积小、重量轻、能耗低等优点。不但可以很容易地完成顺序逻辑、运动控制、定时控制、计数控制、数字运算、数据处理等功能，而且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程的自动控制。

3、特别是现在，由于信息、网络时代的到来，扩展了PLC的功能，使它具有很强的联网通讯能力，从而更广泛地应用于众多行业。本次课程设计是基于PLC的电器控制系统的设计，是PLC在三面铣组合机床控制系统中的应用。通过PLC的电器控制和上位机的配合，实现上下位机间的通讯，控制。本次的系统是由四台电机来实现对工件三个面的铣削加工，同时并可实现手动操作控制和自动控制，有单循环自动工作、单铣头自动工作和点动三种工作方式。并用组态王软件设计控制面板，来实现对机床工作流程的控制。18一、设计任务及要求1、设计任务1.1三面铣组合

4、机床的概述三面铣组合机床是用来对Z512W型台式钻床主轴箱的∮80、∮90孔端面及定位面进行铣削加工的一种自动加工设备。如图1所示为加工工件示意图。图1加工工件示意图1.2三面铣组合机床的基本组成机床主要由底座、床身、铣削动力头、液压动力滑台、液压站、工作台、工件松紧液压缸等组成。机床底座上安放床身，床身上一头安装由液压动力滑台，工件及夹紧装置放于滑台上。床身的两边各安装一台铣削头，上方有立铣头，液压站在机床附近。1.3加工过程三面铣组合机床的加工过程如图2所示。操作者将要加工的零件放在工作台的夹具中，在其

5、他准备工作就绪后，发出加工指令。工件夹紧后压力继电器动作，液压动力滑台（工作台）开始快进，到位转工进，同时起动左和右1铣头开始加工，加工到某一位置，立铣头开始加工，加工又过一定位置右1铣头停止，右2铣头开始加工，加工到终点三台电动机同时停止。待电动机完全停止后，滑台快速退回，工件松开，一个自动工作循环结束。操作者取下加工好的工件，再放上未加工的零件，重新发出加工指令重复上述工作过程。181.4三面铣组合机床的液压系统三面铣组合机床中液压动力滑台的运动和工件松紧是由液压系统实现的。如表1为液压系统的原理图。Y

6、V1YV2YV3YV4YV5BP1BP2原位-（+）-----夹紧+-----+快进（+）-+---+工进（+）-+-+-+死挡铁停留（+）-+-+++快退（+）--+--+松开-+-----表1液压元件动作表2.三面铣组合机床的控制要求1）有单循环自动工作、单铣头自动循环工作、点动三种工作方式。2）单循环工作方式如图2所示，油泵电机在自动加工一个循环后不停机。3）单铣头自动循环工作包括：左铣头单循环工作、右1铣头单循环工作、右2铣头单循环工作、立铣头单循环工作。单铣头自动循环工作是时，要考虑各铣头的加工区

7、间。4）点动工作包括：四台主轴电动机均能点动对刀、滑台快速（快进、快退）点动调整、松紧液压缸的调整（手动松开夹紧）。5）五台电动机均为单向旋转。6）要求有电源、液压泵工作、工件夹紧、加工、原位信号指示。7）要求快退回来时要对工作台进行润滑。8）要求有照明电路和必要的连锁环节与保护环节。3.总体方案确定三面铣组合机床系统控制的加工部分采用PLC设计，其中自动加工部分采用顺序控制设计法，手动部分采用经验设计法。油泵指示、电源指示、油压指示、原位指示、照明、快退润滑等在PLC外电路中设计实现。本实习采用菱阳FX系

8、列的PLC，并规定采用I/O口为40点的PLC，其中输入端口为24点，输出端口为16点。上位机采用组态王6.5软件进行设计，实现上下位机间的通讯及控制。18一、硬件设计1.电路原理图的设计1.1主电路图（见附图）主电路只要由刀开关Q、熔断器FU、热继电器FR、交流接触器KM的主触点等电器元件及五台电动机组成。设计思路：为了确保刀具与工件的安全，在主轴电动机、油泵电动机过载时，除了本电动机停止外，进给电动机（左右工