深孔钻组合机床的PLC控制系统设计-毕业设计说明书

1、2013届毕业生毕业设计说明书目：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f09042013年 5 月 20 日1绪论11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94plc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主要电器元件选型135 plc控制系统的软件设计185

2、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屮。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。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。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

3、 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w 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，极犬地 提高了灵活性。1.2深孔钻技术的发展状况介绍在机械制造业屮，人们一般把那些孔的深度对孔的直径的

4、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。随着科学技术的口益发 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。好的加工设备不仅加工出来的产品质量很高，并且加工

5、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，进而牛 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 controller121 o它使用了 可以编程的基木功能指令，用来执行诸如逻辑、顺序等功能。并且通过数字或模拟量的输 入和输出来控制各

6、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，主要由屮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h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 代屮期以后，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。 1980年以后，在一些

7、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及d系列、

8、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屮获得了 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是一种用于新型白动控制装置，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。如图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）可靠性高，

9、抗干扰能力强使用软件编程可以实现人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。采用肓流低电压输入，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，同吋还 有

10、处理模拟量、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

11、加剧而打破，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 挥越来越人的作用"21。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。

12、因此，当设计组合机床的 控制系统时，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。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z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。木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

13、现对深孔钻组合机 床滑台的快进、快退、工进进行控制；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，因此我选择方案二说i。该控制系统的框图如图2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。液压工作台和屯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

14、出了电气基本保护外，还设置了 “电隔离保护”，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ml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，当到达指定位置吋，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。sb1sb2工件定位sq1工件夹紧kp快进>sq3一次工进asq4快退二次工进.sq5松开快退拔开定sq8位销工件sq2三次工进sq6sq7快退a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

15、、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®。电磁阀动作表如表3所示。表3.1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

16、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。 设计的主电路如图3.3所示。lil2l3ofuoqsfulfu2fu3inldl匸lfr2fr3、km3pfr1km1 jkm2 <液圧泵电动机主轴电动机冷却泵电动机图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 载保护环节屮用到的热继电器。电动机ml-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

17、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，二是软件设计凶。硬件设计，就 是设计plc的外部设备，而软件

18、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ml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m3在工作台工进时自行启动，当工进完成后立刻停止。（-）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。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

19、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hl1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，本文选用产自口本三 菱公司的可编程控制器，型号为fx2n - 32mro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

20、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说】。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-fr3sb0x0夹紧工件指不灯hly0电动机ml启动按钮sb1xi电磁阀yv1y1启动液压系统按钮sb2x2电磁阀yv2y2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

21、行程开关（工作台一次工进结束）sq4x10液压泵电动机ml接触器km1y10行程开关（工作台二次工进结束）sq5xii主轴电动机m2接触器km2y11行程开关（工作台三次工进结朿）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sbofr1fr2fr3sb1sb2sb3kpsq1sq2sq3sq4sq5sq6sq7sq8lt10xi1112xi13yoy1y2y3comiy4y5y6y7com2y10ylly12com32a2a卜 200q 阻谷保护ogfr -qh j 200q阻容保护

22、6;pf=hf阻容保护hlyv1yv2yv3yv4yv5yv6yyz：3dc24v200q0.1 gfkmikm2km3oac220vac220v图4.2深孔钻组合机床plc的i/o接线图4.6主要电器元件选型4. 6. 1电动机选择首先，选择屯动机的类型。类型的选择不仅考虑电动机的特性，而口要考虑初期投资 和运行成木等因素。由于木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，选择三和笼型异步电动机。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。经统计分析从屮找出电动机的额定

23、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 类型或相近类型的牛产机械进行实验，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、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ml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ac38ov,额定功率为1.5kw, 额定电流为2a,额定转速为1400i7min, ml的主要功能是用来驱动液压泵。电动机

24、m2 选择的是由台州恒富电动机厂牛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。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

25、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。热继屯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木不 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,其屮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, f

26、r3的整定电流是1.57a。热继电器fr1-fr3主要 是为电动机ml-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。它分为交流和直流两类，其主要以电灯、电动机等为 主要的控制对彖。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；第三部分是屯磁机构。接触器的型号说明如图4.3所示。设计序号z一重任务x消弧b栅片去游离灭弧t表不改型后的极数（以数字表示，三 极产品不注明数字）a/b改型产品z直流线圈s带锁扣额定电流（a）cz直流接触0设计序号额定电流（a）动断主

27、触头数量-动合主触头数量 c不带辅助触头c/22带辅助触头 d-不带辅助触头d/22带辅助触头图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熔断器选择图4.4熔断器型号说明熔断器是一种串联于电路中利用金属导体作为熔体，当短路或过载电流通过时，由于 发热致

28、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 zj o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rt14-20,额定电流是4a； fu2 选择的是rt

29、14-20,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。 木文采用的是由上海五九自动化设备有限公司牛产的la19-11a按钮，sb0-sb3使用的一 样，额定电压是220v,额定电流是hao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 对自动生产线、机床或其他生产机械进行限位

30、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 其被安装在牛产机械运动部件上的模块撞击时，行程开关的触点发牛动作，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，达到控制的冃的。这种开关不能在模块的移动 速度低于4ocm/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 公司牛产的。行程开关的型号为lx5-11n2,技术参数为：主要用于交流电

31、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ml三相笼型异步电动机y112m-41.5kw ac380v2a 1390r/min驱动液压泵1m2三相笼型异步电动机y132m-47.5kw ac380v15a 1400r/min上运动1m3三相笼型异步电动机y80m1-40.55kw ac380v1.5a1390r/min驱动冷却泵1fr1热继电器jr36-20/3d整定电流2.1aml过载保护1fr2热继电器jr36-20/3d整定电流15.7am2过载保护1fr3热继电器jr36-2o/3d整定电流1.57

32、am3过载保护1km1交流接触器cj20-1010a线圈电压220v控制ml1km2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m31fuo熔断器rt14-32380v 32a全电路短路保护3fu1熔断器rt14-20380v 4aml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9sbo按钮la19-11a220v 11a总停止按钮1sb1按钮la19-11a220v11

33、a电动机ml启动按钮1sb2按钮la19-11a220v11a停止液压系统按钮1sb3按钮la19-11a220v11a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lx5-1in2380v 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关1sq7行程开关lx5-11n2380v 3a滑台快退结束行

34、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ml的 按钮sb1,然后接触器km1的线圈得电并进行自锁。同吋液压泵电动机启动，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器检测到压 力变化达到规定值吋，表示工件夹紧，压力继屯器

35、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朿 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，定吋器to线圈通电，开始计吋。经过一定的吋间 后，计时结朿，to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km3得电，冷却泵电动机开始工作。到达特定

36、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的屯源接触器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，程序停止。本控制系统的工作状态流

37、程图如图5.1所示。xi4y10图5.1状态流程图5.2程序设计木设计的自动控制程序梯形图如图5.2所示。x001 xooo x0140tk-y010(y010y0105t卜x00291卜y001t卜x003x006m100(y00114x005(y003y003x00417卜m0m020卜x0072228m0m2mlt0t1(m0(y000m4ml卜/)(y007)(you)(y012)(y005)38x007hp4147546063mlx010hf(m2m2nm2ntox013k30(to(y006t14xollt卜(m3m3nx012hfm4nx013hfx00665| 卜6769图5.

38、2梯形图语句表见附录一。k50(tl(m4(y004y002)mcr noend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來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，同吋容易进行保养和维修。木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的选型和i/o分配, 画出主电气原理图和输入/输岀接线图。然后设计深孔钻组合机床p

39、lc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，工件的放入和取幽都是由人工进行的，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。本文是在导师林琪老师的精心指导下完成的。在进行毕业设计的儿个刀里，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

40、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人帮助的林琪老师说 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在专用双面铳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：机械工业出版社，2004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控制的普通卧式铢床电气化改造j.新技术新工艺， 2011(6)31-33. 李明建.基于plc三面铳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. 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 圭打 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， 20099 贺哲荣.机床电气控制线路