双面孔加工机床控制系统

双面孔加工机床控制系统摘要以模块化双面钻孔为研究对象，分析了该机床的加工原理和运动方式，设计主控系统。对于硬件，选择PLC并记录I/O分配表。。将PLC技术应用到机床电气控制系统中，提高了机床的精度和可靠性，降低了设备的故障率，方便了设备的维护，节约了经济成本，完全满足了批量生产的要求。双面组合机床是由左右两面动力头组合而成，具体加工对象是对较大型壳体零件的粗加工。组合机床为卧式，设置滑台为移动工作台，左右两面可以同时工作也可以单独工作。由工人完成工件的装夹，可以较灵活的设置加工面，也比较节约成本。当工件被夹好后，工人启动机器，启动主轴电机转动(正转或反转)，并按下快进按钮，动力头快进前进，当到快进限位开关时动力工进，当到工进限位开关时，动力头快退，动力头按快进→工进→快退的工作循环。当快退到原位时停机，工人松开并卸下工件后，进行第二个壳体零件的加工。关键词：PLC；双面钻孔；组合机床前言在机械制造行业，为了提高机床的综合性能从而去实现效益最大化，工程人员研制出了组合机床，在我国，组合机床的发展已有多年的历史，在科学研究和工业生产上都具有相当的基础，应用也已深入到很多不同行业，创造了越来越多的价值。组合机床技术在满足精确度与高效率要求的基础上，正朝着综合成套且具备柔性的方向发展，零部件的一体化程度在提高、数量逐渐减少，能加工的形状却更为的复杂。超高速和超高精度加工技术的控制设备已发展起来且前景被国内外看好，实现了机床工作程序软件化，控制技术也向数字控制、计算机管理与监控方向发展，自动化程度进一步提高，本课题所研究的双面钻孔组合机床就是其中的一种。从机床控制的方向来看，传统的控制方式一般都采用继电器触点控制和油压控制相结合的方式，这种控制方式使得这个控制系统变得很复杂。大多数的硬件布线降低了系统的可靠性，也间接降低了设备的工作效率，影响了设备的加工质量。虽然单片机控制具有经济优势和低成本，但由于单片机组成的主控板受到制版工艺、结构设计和设备质量的影响，还有就是它的抗干扰能力较为弱小，故障率比较高，难度较大。基于单片机的控制环境和长期的开发周期已不能满足生产的要求。PLC是经过几十年实际应用中检验过的控制器，其抗干扰能力强、故障率低、易于设备的扩展、便于维护、开发周期短，因此，采用可编程控制器与液压相结合可以较好的解决这一问题。利用PLC在双通道模块机床控制中的优秀性能，大大的简化了机床电气的控制系统，减小了设备的大小，还提高了设备的自动化水平和设备的生产效率，它可靠性高，操作方便。使工人的劳动量在减少。由PLC和油压控制的组合机床是机械制造行业实现产品改进的技术。研究组合机床的通用控制部件及其在整个机械PLC中的应用，对机械制造和电气控制具有重要意义。1绪论在工业生产的各个不同领域里，无论是过程控制系统还是传动控制系统，都有大量的开关量和模拟量，从机械生产所用电器与控制方法看，起初采用一些手动电器来控制执行电器，却只适用于一些小容量、操作单一的场合，随后发展出了自动控制电器继电-接触器控制系统，然而随着生产力的发展和科学技术的进步，人们对控制设备不断提出更高的要求，相续出现了顺序控制器和可编程逻辑控制器。1.1课题背景与意义效率至上的今天，提高生产效率就如同降低生产成本，间接地为实现企业效益的最大化做出贡献，而如何提高机床的生产效率成为了现实中的一大课题。在机械加工行业，工程人员为此推出了专用机床，但是专用机床的制造成本比较高，设计周期又长，通用性还低，于是，组合机床问世了，组合机床标准件占到全部零件的70%~80%，直接用标准件使制造周期缩短，投资也相对减少，经济效益自然变好。组合机床是综合自动化程度较高的成套工艺装备。我国传统的组合机床自动线主要采用机电气液压控制，机床的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件[2]。最近几年以来组合机床的加工中心、数子控制组合机床、机床辅机等在组合机床行业中所占的比例越来越大。利用PLC不但可以使电气机床的控制系统得到很好的简化。还减少了设备的体积，提高了设备自动化的水平和设备生产效率，实时性较好，可靠性较高，操作简单方便，还有效地降低了现场操作人员的劳动和生产成本。由PLC和油压控制的组合机床是机械制造业不可缺少的加工设备之一。因此，我们研究和设计了模块化机床的通用控制部件，以及PLC在所有机床中的使用。1.2组合机床的概述和发展1.2.1组合机床的概述最早的组合机床是1911年在美国研制成功的，刚开始只用于加工汽车所需零件[3]。最早刚开始的时候，每个机床制造厂都有他们自己的通用部件标准，但每个工厂之间都有一部分的兼容性方便客户的使用、维修和更换。70年代开始，在开始使用各种新工具，如机床的可索引工具和密集的牙齿铣床以确定部分零件标准化的一致原则。随着自动穿孔尺寸检测、工具自动补偿技术的快速发展，模块机床的加工精度得到了提高。1.2.2组合机床的发展趋势高速化：由于机构不同部分的分工和主轴厂的努力，高速主轴越来越普及，高速主轴已成为机床必需的机械部件[4]。精密化：由于各组件加工的精密化控制在微米级的误差已不再是问题，并在电脑辅助生产和电脑辅助设计系统的发展带动下数字控制器的功能越来越多[5]。系统化：模块化机器正在组件成为系统化产品。目前，制造业可以使用计算机控制多工位复杂的生产厂线的远行。绿色智能化：通过研发机电一体化的硬件仿真和软件集成技术来实现和提高机床设计水平，另一方面强调节能减排，力求使生产系统的环境负荷达到最小化，提高综合性能[6]。2控制方案的选择本论文研究开发的双面钻孔机床是厚肉材的钻孔加工机。在处理期间，两面需要一起进行钻孔加工，处理精度和同轴度的要求相对较高。在采用传统的继电器接触器控制的情况下，存在许多线路的缺点、高故障率、大量的控制柜和具有高成本的继电器。可编程控制器用于控制钻头加工机的操作，不仅提高了系统整体的可靠性，减少了运行中的故障率，而且通过改变程序而不改变部件，可以实现不同加工品的加工和打孔过程要求。因此，可以完全发挥双面穿孔模铣床的各种加工特性和优点。双面钻孔组合机床是一种在工件的两个相对面上钻孔的高效特殊加工装置。机床具有相互对置的两个水力滑动台。在机床两侧的滑动工作台上分别固定了左右的工具功率马达，中间基座上设置了工作定位、夹持装置。2.1机床介绍及工作原理机床上有4个马达，油压泵电机M1、左工具电动机M2、右工具功率马达M3、切削流体马达M4电机M2及M3分别转动左右电源、滑动上的主轴盒的工具和主轴，提供切断的主运动。通过电力油压连接器控制产生左右电力滑动的进给操作、定位、钳位和松动。左侧的滑动台由螺线管阀线圈YV5、YV6及YV7控制，右侧的滑动台由螺线管阀线圈YV8、YV9及YV10控制，定位定位销由螺线管阀线圈YV1及YV2控制，工作钳位及松动由由螺线管阀线圈YV3和YV4控制。作机械在工作时，将工作放在夹具(即定位、夹持装置)内，按下工作机械系统的开始按钮SB3，按照以下步骤，在PLC系统的控制下使工作机械动作→工作物开始定位和夹持→左侧和右侧的电源滑动的同时开始供应→到达指定位置后，同时在右侧工作的两侧电源滑动→(切削流体马达)工作进入规定位置后，左右的电源滑动马上后退到原来的位置→松开钳子→拔出定位销→机床停止运行。加工周期结束后，电源滑动回到原来的位置，松开夹具，拉出定位销，结束一个小时的加工周期。当左侧和右侧的电力滑动被急速供给时，左侧工具功率马达M2和右侧工具功率马达M3开始工作以提供切削电源的切削液马达M4在左右的功率滑动作用时自动启动，加工结束后自动停止切断液泵马达。当滑动台回到原来的位置时，左右工具功率马达M2及M3停止动作，综上双面钻孔组合机床的工作流程如图2-1所示图2-1双面钻孔组合钻床工作流程图2.2机床的控制要求双面钻孔机床的电动机仅在油压泵电机M1正常启动时才启动，能够进行工作。如果M1未启动，则油压系统无法运转，工具功率马达的启动无法完成此时的钻孔。切割功率马达M2和M3可以在左右滑动台开始供应循环时开始执行，停止直到滑动台回到原来的位置，保护钻头位并节省电能。在切削加工时，可以在滑动表的动作中自动启动切削流体马达M4，冷却钻头，在运转结束后自动停止。还可以进行控制以手动启动并停止。2.3控制方案的论述机床的控制方案有很多种，从传统的手动控制到继电器-接触器控制到如今被广泛应用的数字控制，本质上都是为了简化机床的电气控制系统，缩小设备体积，提高了设备的自动化水平和制造效率，最终使现场操作人员的劳动强度得到降低。但是，由于生产的需要和生产环境的不同，不是选用最先进的设备就一定能够符合生产的要求，所以在选择控制方案时，不仅要考虑控制系统的可靠性，还要考虑它是否能够在特定环境下完成所需的加工过程，当然节能环保和性价比也需要考虑在内。2.4控制方案的比较在机械加工行业，机床要加工的对象有时比较复杂，当然，控制越复杂。采用传统的继电器控制时，由于继电器数里多、线路复杂、费工费时，误差和维护变得困难，这不仅增加了维护成本，而且影响了设备的工作效率。起初的机床由于使用继电器控制，可靠性低且容易产生误动作，故障也不易检查，维修频繁，噪声大且耗能多，越来越满足不了生产的需求追赶不了时代的脚步[7]。可编程控制器作为一种新型的工业自动化设备，广泛应用于工业控制的各个领域有诸多有利于生产的特点，继电器控制与PLC控制有许多不同之处。继电器的所有控制触点均通过硬触点和硬导线连接。故障的原因通常是硬件组件的故障:大多数PLC使用软触点和软电缆，这样就避免了很多硬部件上的故障从而减少了维护和修理的成本。继电器-接触器的控制系统要使用的电气元件很多，体积难以做到很小且出现故障的频率也高；PLC控制系统的结构要紧凑很多，使用的电气元件相对少且单个元件的尺寸也小，因此整个控制系统的体积也能被做小。继电器-接触器控制方案在改变时，不仅需拆掉原有线路，还要重新布线接线，消耗不少人力和物资，且需要换元器件增加元器件，随之带来的是器件选型连线等问题，改变控制模式既复杂又困难。改变PLC空制模式通常不需要改变硬件。虽然工作量需要更改，但它相对较小，通常只需要一个更改控制程序。极其方便快捷，在节约经济成本上优势很大。此外，由于PLC技术是在计算机控制的基础上发展起来的，它是以微处理器为核心，结合了计算机技术、自动控制技术和通信技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置[8]。优点非常多是划时代的产品，PLC控制必将替代传统的继电器-接触器控制。单片机应用系统则是各不相同的，有大有小有强有弱，质量参差不齐。2.5控制方案的选定本课题的双面钻孔组合机床是一种能够同时钻孔两个面的专用设备，它通常是采用继电器逻辑的控制方式，存在着控制柜体积大占据较多空间，改变控制方式困难且耗时较长，柔性差不能加工不同零件不能执行不同工艺，设备的电气控制系统故障率高，检修困难周期又长等缺点，随着技术的进步，这类控制系统已显示出越来越多的弊端[9]。此外在工业生产领域因为单片机制作的主控板受制版工艺、布局与结构、器件质量等各种复杂因素的影响导致抗干扰能力差，容易出现故障，不好维修，且对环境依赖性强，而机床所处的加工环境往往比较恶劣且对其控制的稳定性要求普遍较高，因此单片机控制无法满足本课题生产的需要，而PLC的输入/输出回路均带有光电隔离等抗干扰和过载保护措施，结合程序运行的周期性顺序扫描和集中批处理的工作方式，具有故障检测及诊断程序，因此可靠性极高比单片机高很多，特别是在恶劣的环境中更能显出PLC的优势[10]。与一般传统的继电器的控制模式相比较下，PLC的控制方式要比传统的继电器控制要好的太多。但PLC控制因其抗干扰能力要强于单片机、输出精度高而成为最佳控制方式。PLC是一种基于微处理器的通用工业控制单元。关键是控制系统的设计。对PLC控制系统的发展和现状做了简单介绍，详细地说明了其优点和控制系统设计的原则和内容以及设计的一般步骤，并根据控制要求和选型原则对PLC的型号及配套CPU进行选择，之后进行了PLC的I/O端口分配和I/O接线图的绘制，最后对其他硬件也给出选型及依据，完成硬件部分的设计工作。3PLC控制系统设计PLC系统设计是基于对设计原理和控制问题的早期评估。系统设计更加详细和复杂，通常涉及理解控制对象、选择硬件、开发和调试支持性应用，以及设计完成后准备技术文件。3.1PLC控制系统设计的原则与任务评估各种电气控制系统满足过程控制的要求。在实际设计过程中，设计原则通常包括多个方面来评估控制任务，而在实际设计过程中，设计原则通常包括多个方面来评估控制任务。(1)设计原则完整性原则：尽可能满足工业过程控制和机械设备的要求，可靠性原则：控制器的可靠性第一，经济型原则：在满足控制要求的条件下，有义务简化控制系统，经济适用，维护方便，发展性原则：适当考虑生产发展和工艺改进的需要，在I/O接口、通信能力等方面在选型时应留有适当的余量，这是对机床外围设备的增加和功能升级留下可操作的空间[16]。(2)评估控制任务根据过程控制系统的要求，详细分析了受控制造过程及其特性。控制规模：控制系统的规模可以通过系统中I/O设备的总数来衡量。对于大型机床，尤其是当多个输入输出设备由一个开关量控制时，PLC控制模式是最好的，因为单片机接口有限，无法扩展。工艺复杂程度：当工艺要求较繁杂时，对完成工艺的精度和稳定性要求会跟高，由于PLC的高抗干扰性，使用PLC控制有许多优点。可靠性要求：在目前的生产设施中，I/O设备的数量不到20个。3.2PLC控制系统设计的内容着重要求分析所控制的对象，来进行选择PLC的模型，定义所要进行的任务和设计中所需要的要求，配置控制硬件，根据系统设计要求选择所需的输入输出模块，编制PLC输入输出分配表和输入输出端子接线图，编制程序手册，使用适当的编程语言并选择所需的控制台设计。准备控制柜和电气部件，以及设计命令和操作步骤。3.3PLC系统设计的一般步骤(1)熟悉被控制的对象深入了解被控制的对象是设计控制系统的最基本的前提。要全面了解所以功能，对其的各种动作及动作的时序、动作的转换指令、必要的互锁保护与电路接线保护，与相关技术人员和操作人员分析讨论生产工艺特点，相互配合共同解决设计中的各种问题。(2)硬件的选择系统I/O设备选择：输入设备包括按钮、位置开关、档位开关、传感器，输出设备包括继电器、接触器、电磁阀、信号显示器和其他执行器等，选择PLC的型号和配套CPU：PLC的选择包括对PLC的系列、机型、容量、I/O模块、电源等方面的选择，CPU则根据点数进行选择[17]。绘制PLC外围设备的硬件切换程序。如果主电路和控制电路未进入PLC，则绘制剩余的系统图。系统电路图由PLC输入输出电路图和PLC外围电路图组成。(3)PLC应用程序的编写根据控制系统的工艺要求，采用合适的设计方法设计PLC程序。该程序的主要原理是将子任务划分为几个功能和控制序列，以满足面板的需要，并编写程序，慢慢改善系统功能之间的关系。编程单元通常有一个初始化程序，打开PLC后，开始必要的准备工作，以防止系统故障，检测、故障诊断和显示程序，这些程序相对独立，一般在程序设计基本完成后需要时再另行添加[18]。(4)程序调试程序调试是模拟调试，利用博图软件来进行模拟测试。(5)编写技术文件技术文件一般包括为：设计所要进行的步骤、原理图、接线图、电气元件、PLC程序、操作命令等。综合以上叙述，PLC设计的一般步骤其流程图如图3-1所示。图3-1PLC控制系统设计步骤3.3硬件的选择根据双面钻机电气控制系统输入输出点和部件的数量和类型，系统输出设备包括：电磁阀从YV1到YV10、交流接触器KM1、KM2、KM3和KM4；输入设备有：按钮开关SB1、SB2和SB3、钮子开关SA、夹紧信号感应器KP、限位开关从SQ1到SQ9、熔断器FU1、FU2、FU3和FU4，还有三相异步交流电动机M1、M2、M3和M4。(1)按钮开关它通常用于在短时间内打开或关闭小电流控制电路。现在按钮显示器可以安装在不同类型的按钮显示器上，可以手动操作，并配备蘑菇螺钉，用来表示紧急停止操作开关。按钮开关的额定电压为dc4v，额定电流为5A。它的寿命长达通断次数超过20000次。本次设计选用紧急式带蘑菇形按帽的急停开关，一个有白色指示灯的启动按钮，一个有蓝色指示灯的夹紧按钮和一个钮子开关。(2)限位开关用于控制机械设备的行程及保护，另一方面用于切换不同的运动状态。将限位开关插入设备。当制造商的可移动模块与限位开关碰撞时，限位开关的触点成为电路的开关状态。控制电路可采用LX19系列交流220V或直流AC50Hz220V行程开关。这种开关通常是将机器的信号转换为电信号。此外，它主要用于控制移动机构的运动。此次设计采用LX19系列的行程开关，其中6个安装在导轨的一定位置来实现左、右滑台的快进、工进、快退三个状态的切换，其它的3个行程开关，安装在夹具上用来检测机台所处的状态，是否放置工件、定位是否完成、工件被松开，从而实现对工件三种不同状态的信号检测。(3)接触器接触器的额定电压是额定极限电压，常用的电压等级是220V、380V和500V，如果负载是380V的三相感应电机，那么选择380V的交流传感器。额定电流是主触点的额定电流。选择额定电流为60A的交流接触器。线圈的额定电压，通常的电压等级直流线圈为：24、48、220、440V；而交流线圈则为：36、127、220、380V；选择时一般交流选择交流，直流选择直流，但如果交流负载频繁动作时也可采用直流吸引线圈的接触器，操作频率，即每小时接通的次数总和，交流接触器的操作频率最高为600次每小时，而直流接触器的操作频率可达1200次每小时[19]。交流接触器的型号为LC1D09。(4)电磁阀电磁阀是一种基本的自动元件，用于控制液体流量、出口压力和流向。它不受油压和气压的限制，属于齿轮机构。电磁阀可用于控制油压流量。设计的机械装置由液压缸控制，因此必须使用电磁阀来控制滑动台的夹紧位置和左滑动。电磁阀主要用于液压流的控制，根据液压系统的要求及管道连接方式可知ARE-050可满足设计要求，因此选择ARE-050作为控制纵向运动的开关。电磁阀选择额定电压是AC220V，额定电流5A，电气寿命为通断次数大于150000次。(5)熔断器根据额定电压电流和实际情况本设计使用RL1系列，根据电动机额定电流和PLC的电流选择所需电流规格的熔断器，其中FU1选用较大额定电流的。3.4PLC的选型(1)首先，它的外观设计更人性化，选用时更容易被工程现场人员所接受。S7-1500模块大小比S7-300稍大，机架类似于S7-300，前连接器安装时具有接线位置，并提供专门的电源元件和屏蔽支架及线卡，使接线更方便，可靠性更高；尤其让工程人员心动的是CPU上配置有LED显示屏，可方便显示CPU状态和故障信息等。(2)其次，从硬件方面来说，S7-1500PLC的处理速度更快，联网能力更强，诊断能力和安全性更高，不仅可节省成本，提高生产效率，而且安全可靠，维护简单方便，真正成为工厂客户和现场维护人员的首选控制器。例如，相对于S7-300/400，S7-1500PLC采用新型的背板总线技术，采用高波特率和高传输协议，使其信号处理速度更快；S7-1500所有CPU集成1-3个PROFINET接口，可实现低成本快速组态现场级通信和公司网络通信，而S7-300/400PLC只有个别型号CPU才集成有PROFINET接口；S7-1500PLC的模块集成有诊断功能，诊断级别为通道级，无需进行额外编程，当发生故障时，可快速准确地识别受影响的通道，减少停机时间，这是S7-300/400PLC所无法比拟的。(3)S7-1500PLC的组态和编程效率更高，信息采集和查看更方便，这也是工程设计人员的福音。由于S7-1500PLC是无缝集成到TIA博途软件中，无论是硬件组态、网络连接和上位组态，还是软件编程，其操作均简单快捷。而S7-300/400PLC专用组态编程软件为经典STEP7，上位组态软件为WinCC，相对于TIA博途软件，某些操作显得繁琐(例如对于各个程序块需要每个单独存盘，当有语法错误时，则无法执行保存操作)。对于S7-1500，可通过Internet浏览器、内置CPU显示屏、TIA博途和HMI设备随时查看CPU状态、过程变量和故障信息等，而对于S7-300/400PLC，则没有CPU显示屏，信息采集和查看也没有S7-1500PLC方便。(4)另外，S7-1500PLC无需使用其它模块即可实现运动控制功能。通过PLCopen技术，控制器可使用标准组件连接支持PROFIdrive的各种驱动装置；此外，S7-1500PLC还支持所有CPU变量的TRACE功能，提高了调试效率，优化了驱动和控制器的性能。4I/O地址分配表及接线图双面钻孔组合机床PLC控制系统的输入输出点需要根据控制系统的设计要求和控制的现场装置的数量来进行确定的。PLC的输入端口包括紧急停止按钮、启动按钮、定位按钮、触发开关、信号端子、开关按钮和电机热保护继电器的输入。输入端通常是热继电器的开路触点。PLC的输出端子包括电磁阀、交流电容器等，在输出端也可以连接指示灯和一些保护触点，形成触点互锁保护。本次设计的输入端有：3个按钮，机床启动、工件定位和机台急停；1个钮子开关，实现切削液电动机的手动启动；1个夹紧信号开关，传输夹紧信号；9个行程开关，负责机台定位、夹紧、进给的不同状态的切换，输入点数一共14点。本次时间的输出端有：4个交流继电器，分别控制液压电动机、左右刀具动力电动机和切削液电动机的启动和停止；10个电磁阀，用来实现机床的定位、夹紧、刀架滑动等动作，输出点数也是14点。在进行I/O地址分配时最好把I/O点的名称、代码和地址以表格的形式列写出来，这样不仅编程时方便，在调试程序时也容易看出其功能，对后期的维护和故障的排除都能起到辅助的作用。PLC输入输出信号的地址分配是PLC控制程序的基础。对于软件设计，程序只能在分配I/O地址完成后进行的。对于控制柜和PLC的外围接线，可在确定I/O地址后绘制原理图和安装图。安装人员可以根据原理图和安装计划配置控制柜。4.1双面钻孔组合机床PLC的I/O输入输出点分配列出双面钻孔组合机床PLC的输入\输出点分配表，见表4-2表4-2双面钻孔组合机床PLC输入输出分配表SBKM油泵电机Q0.0SB按钮I0.1KM刀具电机Q0.1FR电机热保护KM刀具电机Q0.2SB止按钮KM却电机Q0.3SB动按钮M4SA除M0.5FR具电机热保护M0.6SQ位M0.7SQ位M1.0SA除I1.1M1.1SAM1.2FR具电机热保护M1.3FR电机热保护M4SAYV1-1Q1.5SB循环停止按钮YV1-2Q1.6SB循环启动按钮YV2-1Q1.7SQ位YV2-2Q2.0SQ缸I2.1YV3-1Q2.1SAYV3-2Q2.2SAYV4-1Q2.3SA台手动YV4-2SA台自动YV5-1Q2.5SA台手动YV5-2Q2.6SA台自动YV6-1Q2.7SBYV6-2Q3.0SB动I3.1SB退回SB速退回SQPSQSQSQSQI4.1SB自动循环停止4.2双面钻孔组合机床PLC控制接线图。根据表4-2和如上所述，画出双面组合钻床PLC控制接线图如图4-3所示表4-3I/O分配表4.3主电路设计PLC的主电路包括油泵电机M1、左右切割电机m2和M3、切割机电机M4以及各种保护电路。启动工作机后，油泵电机启动，为工作台的左右推动提供夹紧和定位力。夹紧工作台后启动机电m2和M3，为工具提供钻孔力。双面钻孔组合机床的主电路如图4-4所示。图4-4双面钻孔组合机床主电路5软件设计PLC控制系统的设计主要分为了系统硬件的设计和系统的软件设计两大部分，在前一章中已经详细地进行说明了本系统的硬件选型和电路的设计。本章在硬件设计的基础上总结了系统的软件设计。简单的说明软件设计的基本原则、一般方法，详尽地给出针对双面钻孔组合机床控制系统程序设计的步骤。5.1PLC的编程语言与其他计算机语言相比，PLC编程语言具有独特的特点。与高级编程语言和通用汇编语言不同，它的设计不仅要满足简单的编写要求，还要满足简单的调试要求。换句话说，PLC编程语言是以用户为中心的。用户不需要详细的知识和广泛的专业培训。梯形图是由原始继电器检测器的继电器控制是根据原理图开发的图形语言，它是截至到目前为止使用最广泛的PLC编程语言，请注意，梯形图并不能代表实际电路，它只是一个简单的控制程序，它们之间的联系代表了他们之间的逻辑关系，但他们不是物质存在，每个“软继电器”对应PLC存储设备的一个位，如果位状态为“1”，则连接相应的继电器线圈，通常是密切接触，常闭触点短路状态为“0”时，对应的继电器线圈不通，其常开、常闭触点保持原态[20]。5.2PLC程序设计控制系统的硬件是基础，软件是灵魂，好的硬件固然在性能上有优势，但要是没有一个配套的优秀软件使其实现各种功能，再好的硬件也难以发挥其良好性能，物不能尽其用则是浪费，所以软件设计是非常重要的一个环节。双面钻组合各部分的驱动电机必须在M1液压泵电机正常启动后才能启动，因为只有在液压泵启动后，左右刀具卡尺才能达到进给；如果M1电机没有启动，液压系统就无法工作，此时刀具电机也无法完成钻孔。M2和M3刀具电机必须在左右卡尺开始进给循环时启动，并在卡尺返回到起始位置后才停止，以保护钻头并节省能源。切割液马达M4可以在切割过程中自动启动，以便在进料台运行时冷却孔，并在切割操作完成后自动停止。5.3双面钻孔组合机床PLC控制程序设计KM1油泵电机启动：按下SB2则KM1油泵电机启动，KM1油泵电机的常开触点动作，(自锁动作)如图5-1KM1油泵电机启动程序图。图5-1KM1油泵电机启动程序图程序段2左右刀具电机启动：按下SB4左刀具电机启动按钮则KM2、KM3左右刀具电机启动，KM2、KM3左右刀具电机的常开触点动作(自锁动作)如图5-2KM2、KM3左右刀具程序启动图。图5-2KM2、KM3左右刀具程序启动图KM4冷却电机：当SA4冷却电机手动启动时KM4冷却电机启动，如图5-3冷却电机程序启动图。图5-3冷却电机程序启动图当按下SB6自动循环启动按钮，KA1得电，KA1常开触点动作(自锁)如图5-4KA1程序启动图。图5-4KA1程序启动图当KA1得电时，KA1的常开触点动作，使YV5-1启动。当工件定位完成时，SQ2工件定位到位动作使YV1-1启动。如图5-5工件定位完成程序图。图5-5工件定位完成程序图当K4或者K7启动时K4、K7的常开触点随着动作，使K8启动如图5-6K8启动程序图。图5-6KA8启动程序图当KA8启动时，KA8常开触点动作，左右刀具滑台动作、使YV1-2得电。SQ9夹原位紧液压缸动作，使KA9启动，KA9常开触点也动作(自锁)然后SQ1定位液压