【毕业论文】基于plc的两工位钻孔攻丝组合机床控制系统的设计与开发doc文档（56页）

该机床电气系统部分主要由控制系统和主拖动系统组成。

主拖动系统调速方式有以下四种最原始是利用人工变换皮带调速法，这种调速属于有级调速其次是利用变极调速电机调速，这种调速也是有级调速再者是利用电磁调速电机调速，这种属于无级调速，最后种是交流变频调速，这种也属于无级调速。

无级调速是可以连续调速，有档位调速方式称为有级调速。

控制系统有以下两种方式种是利用接触器逻辑关系来控制，另种是让可编程序控制器和继电器相结合来控制。

当前，许多工厂用两工位钻孔攻丝组合机床都是以接触器逻辑关系来控制，而大多，控制各种类型机械或生产过程。

当前，我国正处在全面建设小康社会和大力提高经济发展重要时期，如果将这改造技术在机床改造上进行推广，这将对我国经济发展做出重要贡献。

本次课题设计主要功能是实现两工位钻孔攻丝组合机床在加工过程中控制。

我采用是程序控制方法。

机床主要由钻孔滑台攻丝滑台移动工作台夹具钻孔动力头攻丝动力头床身滑台移动控制凸轮和液压系统组成。

工作台移动包括左移和右移以及夹具动作包括夹紧和放松，钻孔滑台和攻丝滑台移动包括前移和后移，都由液压系统控制与执行，其中钻孔滑台和攻丝滑台移动是通过控制凸轮来控制滑台移动液压系统液压阀实现，电气系统不参与，只需启动控制凸轮电机即可，控制过程不在本次设计范围之内。

论文简要介绍了发展特点与应用，重点介绍编程特点和方式。

第章绪论课题提出和控制系统要求课题提出当前，许多工厂用两工位钻孔攻丝组合机床都是以接触器逻辑关系来控制。

随着制造行业不断进步与发展，用这种老式机床进行加工已经达不到工艺精度要求。

随着科技不断创新，在工业控制领域应用已越来越广泛，而我对控制有定了解，就想如果试着将应用在老式机床上，系统可靠性应该可以明显提高，所以就确定了这个题目。

两工位钻孔攻丝组合机床工艺流程对控制系统要求两工位钻孔攻丝组合机床概述机床主要由钻孔滑台攻丝滑台移动工作台夹具钻孔动力头攻丝动力头床身控制滑台移动凸轮和液压系统等组成。

如下图所示。

图为两工位钻孔攻丝组合机床结构示意图，机床左右分别为钻孔和攻丝刀具，中间为工作台，左侧为工位也就是钻孔工位，右侧为工位即为攻丝工位，可以完成对工件钻孔攻丝工作。

工艺流程工件推入夹具按启动按钮夹紧工件左侧钻孔工作台右移右侧攻丝工作台左移放松工件，手动拉出工件完成个工作循环。

刀架控制工作台动作要与钻孔滑台和攻丝滑台相互配合，只有钻孔与攻丝滑台在原位时，工作台才可以运动。

设置必要连锁为了保证机床各部位能够安全可靠工作，并且动作互相协调，需要设置必要保护装置，来避免由于机床误动作而引起损坏甚至人身事故等。

图两工位钻孔攻丝组合机床电气控制部分要求系统通电后，自动启动液压电机。

若机床各部分在原位工作台在钻孔工位，钻孔滑台在位置攻丝滑台在位置，液压系统压力符合要求，压力继电器动作，此时原位指示灯亮。

把要加工零件放在工作台上，按下启动按钮，夹紧工件电磁阀接通，夹具由液压系统控制着将工件夹紧，当动作后，说明工件被夹具夹紧，与此同时控制凸轮电动机开始动作。

钻孔动力头电动机启动运转，且由于控制凸轮电动机运转，用凸轮控制使钻孔滑台前移液压阀，来进行工件钻孔加工。

当钻孔滑台运动到时，钻孔滑台自动退回原位，到时停止后退，同时钻孔动力头电机停止。

等到钻孔滑台到达位置后，控制工作台向右移动电磁阀得电，液压系统控制工作台向右移动，当工作台运动到攻丝工位位置时，限位开关工作，停止工作台向右运动。

攻丝动力头电机开始正转，与此同时凸轮与液压系统控制攻丝滑台向前移动，开始给零件进行攻丝，当攻丝滑台运动到位置时，限位开关动作，制动电磁阀得电，攻丝动力头开始制动，秒后控制攻丝动力头电机开始反转，此时控制凸轮与液压系统控制攻丝滑台自动后退。

攻丝滑台退回到原来位置时，凸轮正好运动个周，控制凸轮转动电机停转，同时用来攻丝动力头电机停止，延时秒后控制工作台向左移动电磁阀得电，工作台开始向左运动，当运动到钻孔工位位置停止左移。

同时放松使工件放松电磁阀通电，夹具开始放松工件，当放松限位动作后，停止放松，系统回到原位，此时原位指示灯亮，取下工件，完成了整个加工过程。

在加工过程中要启动冷却泵电机，供给冷却液。

论文主要工作对两工位钻孔攻丝组合机床电气控制系统进行总体方案设计设计外部硬件接线图研究顺序控制设计法在程序设计中应用根据两工位钻孔攻丝组合机床工艺流程，设计工作台刀具滑台运行和控制梯形图对该机床调试进行简要概述。

第二章及组合机床控制系统介绍在设计控制系统总体方案时，要兼顾全局。

既要使系统工作可靠稳定，又要提高系统性价比。

本章重点为两工位钻孔攻丝组合机床选取控制系统方案，这要结合其控制历程及其加工工艺综合考虑。

两工位钻孔攻丝组合机床控制系统发展由于科技不断发展与进步，两工位钻孔攻丝组合机床控制系统也在不断变化。

如果对其系统进行更新，就能提高它制造性能，否则，它控制系统将会逐渐被淘汰。

机床以前控制系统两工位钻孔攻丝组合机床是种广泛使用给机械零件钻孔和攻丝机床，是许多大型企业不可缺少设备之。

该机床电气系统部分主要由控制系统和主拖动系统组成。

主拖动系统调速方式有以下四种最原始是利用人工变换皮带调速法，这种调速属于有级调速其次是利用变极调速电机调速，这种调速也是有级调速再者是利用电磁调速电机调速，这种属于无级调速，最后种是交流变频调速，这种也属于无级调速。

无级调速是可以连续调速，有档位调速方式称为有级调速。

控制系统有以下两种方式种是利用接触器逻辑关系来控制，另种是让可编程序控制器和继电器相结合来控制。

当前，许多工厂用两工位钻孔攻丝组合机床都是以接触器逻辑关系来控制，而大多型机相似，基本构成为电源可编程逻辑控制器电源在整个系统中起着十分重要作用。

如果没有个良好可靠电源系统是无法正常工作，因此，可编程逻辑控制器制造商对电源设计和制造也十分重视。

般交流电压波动在范围内，可以不采取其它措施而将直接连接到交流电网上去中央处理单元中央处理单元是可编程逻辑控制器控制中枢。

它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予功能接收并存储从编程器键入用户程序和数据检查电源存储器以及警戒定时器状态，并能诊断用户程序中语法。

当可编程逻辑控制器投入运行时，首先它以扫描方式接收现场各输入装置状态和数据，并分别存入映像区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令规定执行逻辑或算数运算结果送入映像区或数据寄存器内。

等所有用户程序执行完毕之后，最后将映像区各输出状态或输出寄存器内数据传送到相应输出装置，如此循环运行，直到停止运行。

为了进步提高可编程逻辑控制器可靠性，近年来对大型可编程逻辑控制器还采用双构成冗余系统，或采用三表决式系统。

这样，即使个出现故障，整个系统仍能正常运行。

存储器存放系统软件存储器称为系统程序存储器。

存放应用软件存储器称为用户程序存储器。

输入输出接口电路现场输入接口电路由光耦合电路和微机输入接口电路，作用是可编程逻辑控制器与现场控制接口界面输入通道。

现场输出接口电路由输出数据寄存器选通电路和中断请求电路集成，作用可编程逻辑控制器通过现场输出接口电路向现场执行部件输出相应控制信号。

功能模块内部有很多功能模块，它为控制功能提供了便利。

如计数定位功能模块，通信模块等。

可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程般分为三个阶段，即输入采样用户程序执行和输出刷新三个阶段。

完成上述三个阶段称作个扫描周期。

在整个运行期间，可编程逻辑控制器以定扫描速度重复执行上述三个阶段。

输入采样阶段在输入采样阶段，可编程逻辑控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入映像区中相应单元中，即使输入状态和数据发生变化，映像区中相应单元状态和数据也不会改变。

因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号宽度必须大于个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。

用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，可编程逻辑控制器总是按由上而下顺序依次地扫描用户程序梯形图。

在扫描每条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边由各触点构成控制线路，并按先左后右先上后下顺序对由触点构成控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算结果，刷新该逻辑线圈在系统存储区中对应位状态或者刷新该输出线圈在映像区中对应位置状态或者确定是否要执行该梯形图所规定特殊功能指令。

即，在用户程序执行过程中，只有输入点在映像区内状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在映像区或系统存储区内状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面梯形图，其程序执行结果会对排在下面凡是用到这些线圈或数据梯形图起作用相反，排在下面梯形图，其被刷新逻辑线圈状态或数据只能到下个扫描周期才能对排在其上面程序起作用。

在程序执行过程中如果使用立即指令则可以直接存取点。

即使用指令话，输入过程影像寄存器值不会被更新，程序直接从模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。

输出刷新阶段当扫描用户程序结束后，可编程逻辑控制器就进入输出刷新阶段。

在此期间，按照映像区内对应状态和数据刷新所有输出锁存电路，再经输出电路驱动相应外设。

这时，才是可编程逻辑控制器真正输出。

可编程逻辑控制器具有以下鲜明特点系统构成灵活，扩展容易，以开关量控制为其特长也能进行连续过程回路控制并能与上位机构成复杂控制系统，如和等，实现生产过程综合自动化。

使用方便，编程简单，采用简明梯形图逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。

另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。

能适应各种恶劣运行环境，抗干扰能力强，可靠性强，远高于其他各种机型。

在机床改造中应用利用三菱系统丰富指令系统，使