四川机械专业可编程序控制器及其应用三菱劳动第三52应用PLC设计双面钻孔组合机床电气控制系统
基于PLC的钻孔组合机床控制系统设计
基于PLC的钻孔组合机床控制系统设计摘要：钻孔组合机床是一种常用的加工设备，其控制系统对于机床的工作效率和加工质量有着重要的影响。
本文基于PLC（可编程逻辑控制器）技术，设计了一种钻孔组合机床控制系统，并对系统进行了仿真和实验验证。
实验结果表明，该控制系统能够稳定可靠地控制钻孔组合机床的工作，并且具有较高的精度和效率。
关键词：PLC；钻孔组合机床；控制系统；仿真；实验验证一、引言钻孔组合机床是一种常用的加工设备，广泛应用于各行各业。
传统的钻孔组合机床控制系统多采用电磁继电器和电路控制的方式，具有控制精度低、可靠性差等缺点。
而PLC技术具有编程灵活、控制精度高、可靠性好等优点，因此在钻孔组合机床控制系统中得到了广泛应用。
本文基于PLC技术，设计了一种钻孔组合机床控制系统，并对系统进行了仿真和实验验证。
二、PLC钻孔组合机床控制系统的设计1.控制系统硬件设计PLC钻孔组合机床控制系统的硬件部分包括PLC主控模块、人机界面模块、执行机构模块等。
PLC主控模块实现对整个控制系统各部分的控制指令的解码和执行；人机界面模块为操作员提供了直观的控制界面；执行机构模块负责实际的加工操作。
2.控制系统软件设计PLC钻孔组合机床控制系统的软件部分主要包括控制程序的编写和参数设置。
控制程序的编写是整个软件设计的核心，包括自动控制程序、手动控制程序、故障检测程序等。
参数设置是根据具体的机床和工件进行的，包括钻孔深度、钻孔速度等参数的设置。
三、PLC钻孔组合机床控制系统的仿真为了验证设计的控制系统的正确性和可行性，本文进行了系统的仿真。
仿真结果表明，控制系统能够稳定可靠地控制钻孔组合机床的工作，并且具有较高的精度和效率。
四、PLC钻孔组合机床控制系统的实验验证根据仿真结果，设计了实验验证方案，并进行了实验。
实验结果表明，控制系统能够稳定可靠地控制钻孔组合机床的工作，实现了钻孔深度和钻孔速度的准确控制。
五、总结通过本文的研究，基于PLC的钻孔组合机床控制系统设计得到了较好的结果。
可编程序控制器技术及应用三菱-精品文档
书名：可编程序控制器技术及应用 （三菱） ISBN： 978-7-111-28321-8 作者：陈金艳 王浩 出版社：机械工业出版社 本书配有电子课件
可编程序控制器技术及应用 （三菱） 高职高专 ppt 课件
PLC 技术及应用（三菱）
第二章 三菱FX2N系列PLC的编程 语言及编程软元件
可编程序控制器技术及应用 （三菱） 高职高专 ppt 课件
3
本章主要内容
2.1 2.2
三菱FX2N系列PLC概述 三菱FX2N系列PLC的编程语言
2.3
三菱FX2N系列PLC的编程软元件
2019/3/7
可编程序控制器技术及应用 （三菱） 高职高专 ppt 课件
4
本章学习要求
重点内容：
三菱FX2N系列PLC的基本构成和编程软元件的功能
2.1 三菱FX2N系列PLC概述
（2）直流源型输入
外部开关 S 外部直 流电源 供电 R1 输入点 +5V R2 T → → 内 部 电 路
14
+24V COM 公共端
C
A
R3 LE D
滤波
输入点的 状态显示
光电耦合
2019/3/7
2.1 三菱FX2N系列PLC概述
（3）交流源型输入 输入点
15
2019/3/7
2.1 三菱FX2N系列PLC概述
二、三菱FX2N系列PLC基本பைடு நூலகம்成
PLC基本单元 ～110V/220V市电 现场用户输入设备 电源部件
可编程序控制器技术及应用 （三菱） 高职高专 ppt 课件
8
现场用户输出设 输 入 部 件
双面钻孔组合机床PLC控制
双面钻孔组合机床PLC控制————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：摘要新型组合钻床，属于机械加工用钻床.它由工作台、安装在工作台两端及一侧的导轨,导轨与工作台的边缘平行,钻架通过吊铁和锁紧螺钉安装在导轨上；导轨上设有燕尾,钻架可在导轨上水平移动；钻架包括溜板、溜板上装有传动机构，溜板底面上设有与导轨上的燕尾相配合的燕尾槽，机械滑台上装有主支撑架，主支撑架上装有纵向机械滑台及控制系统，控制系统连接一控制活动按钮站，纵向机械滑台上装有附属支撑架，附属支撑架上通过机械滑台装有水平方向的钻削动力头。
它解决了现有的钻床加工大型零部件特别是回转体直径较大时操作不方便、加工困难等技术问题。
关键词:组合钻床，PLC，可编程控制器1. 绪论1。
1课题背景随着生产的发展，产品精度的提高，机床加工的自动化程度也越来越高。
数控机床，加工中心已构成现代加工方法之代表。
但是根据我国的实际情况，对现有机床进行全部更新换代，几乎是不可能的。
因此为提高机床的生产率，改善工人的劳动条件，提高一般机床切削加工的自动化程度，提高控制系统的可靠性，对现有机床进行PC改造，仍然具有非常现实的意义，正是利用了PC控制技术具有功能强，速度快，可靠性高，经济实用等特点，针对双面组合钻床的控制部分进行了改造,并分析了系统的性能。
1。
2组合机床的概述组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。
它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业.我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制,它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，完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等.随着技术的不断进步，一种新型的组合机床——柔性组合机床越来越受到人们的青睐，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLC）、数字控制（NC)等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。
2016四川机械专业可编程序控制器及其应用(三菱 劳动第三版)课件：2.5 花式喷泉控制系统设计与装调
序图循环工作。
（3）花式喷泉的工作方式为：晚上11点按下启动按 钮，花式喷泉延时9h （即第二天早上8点）后自动开始工 作，工作15h （即再到晚上11点）后自动停止，并每天按 上述时间不断循环工作。
花式喷泉控制系统
花式喷泉中A、B、C三组喷头的自动顺序控制程序
2. 完整梯形图
花式喷泉控制梯形图
3. 控制指令表
花式喷泉控制指令表
四、程序输入及仿真运行
1. 程序输入 启动MELSOFT系列GX Developer编程软件，创建新文
件并命名为“花式喷泉控制”，选择PLC的类型为“FX2N
(C)”，在程序类型框内选择“梯形图逻辑”。然后运用基 本指令输入法输入指令，或采用梯形图输入法输入梯形图。 2. 仿真运行 利用软元件测试法进行花式喷泉控制系统梯形图程序的
2．特殊辅助继电器 PLC的特殊辅助继电器M8000~M8255，共256个，都具 有不同的功能。 M8000—作运行监视用（在运行中常接通）。 M8002—初始脉冲（仅在运行开始瞬间接通一脉冲周
期）。
M8011—产生占空比为50%的10ms连续脉冲。 M8012—产生占空比为50%的100ms连续脉冲。
（2）设计花式喷泉中A、B、C三组喷头的顺序控制
1）当按下启动按钮SB1后，花式喷泉中A、B、C三组喷
头按照时序图循环工作。
花式喷泉中A、B、C三组喷头的循环工作手动启停控制程序
2）喷泉中A、B、C三组喷头每经过一次24h后自动启停
的控制程序如图所示。
花式喷泉中A、B、C三组喷头的24h长延时自动启停控制程序
1. 计数器与特殊辅助继电器配合实现长延时控制
PLC在两工位钻孔攻丝组合机床的应用
毕业论文（设计）PLC在两工位钻孔攻丝组合机床的应用目录摘要 (I)第一章前言 (1)1.1研究目的和意义 (1)1.2国外研究现状 (2)1.3研究容和方法 (3)第二章 PLC在组合机床中的应用 (4)2.1 组合机床的简介 (4)2.2 可编程控制器的简介 (5)2.3 PLC的简介……………………………………………………………………第三章两工位钻孔攻丝组合机床的设计……………………………………………3.1 两工位钻孔攻丝组合机床示意图……………………………………………3.2 两工位钻孔攻丝组合机床的控制要求………………………………………3.3 I/O分配………………………………………………………………………3.4 硬件接线图设计………………………………………………………………3.5 软件系统设计…………………………………………………………………第四章结论和建议……………………………………………………………………总结………………………………………………………………………………………致谢………………………………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………………附录………………………………………………………………………………………摘要正文：本课题主要研究的是用PLC控制两工位钻孔攻丝组合机床的运作。
两工位钻孔攻丝组合机床经系统通电后能自动完成工件的钻孔和攻丝加工，该机床主要由床身、移动工作台、夹具、钻孔滑台、钻孔动力头、攻丝滑台、攻丝动力头、滑台移动控制凸轮和液压系统组成。
工作台的移动包括左移和右移以及夹具的动作包括夹紧和放松，钻孔滑台的移动包括前移和后移，都由液压系统执行，其中钻孔滑台和攻丝滑台的移动是通过控制凸轮来控制滑台移动液压系统的液压阀实现的,电气系统不参与。
只需启动控制凸轮电机即可。
该系统通过PLC的控制，工作台和滑台的移动将严格的按规定的时序同步进行，使两种运动密切配合，生产效率大大提高。
双面钻孔组合机床PLC控制
景背题课 1.1
论绪 .1
论绪 1
计设程课合综
3
。泛广用使�业行个各等乐娱化文及 保环�输运通交�纺轻�车汽�造制械机�材建�力电�工化�油石�铁钢于用 应泛广已外内国在 CLP�前目。等装包�床磨�床机合组�机书订�机刷印�机 塑注如。线水流化动自及控群机多于用可也�制控的备设台单于用可既�制控序 顺�制控辑逻现实�路电器电继的统传代取它�制控辑逻的量关开于用的泛广最 本基最 CLP。的现实来统系制控气电或动气过通是能功些这�上统传在。集采据 数的量散离量大及 �制控的作动护保锁连行进系关辑逻照按并 �作动序顺行进件 条辑逻照按它�制控序顺量关开的量大�中程过产生业工在程历展发的 CLP
退快台滑 7.3
进工台滑机右→电得 01VY 阀磁电�电 失 8VY→关开程行束结进快台滑机右 6TS 到遇者或进工缸压液台滑机左→电得 7VY 阀磁电�电失 5VY→3TS 关开程行束结进快台滑机左到碰时束结进快当
进工台滑 6.3
理原作工床机合组孔钻面双 3 计设程课合综
9
Hale Waihona Puke 3.2I 2.2I 1.2I 0.2I 7.1I
图程流作工的床机合组孔钻面双 2.2
图理原路电主床机合组孔钻面双 1.2 图
。示所 1.2 图如路电主制控�动驱现实阀磁电过通缸压液由动移的台 滑右左而�动带机动电流交由别分�转旋的头钻右�左的床机合组孔钻面双
图理原路电主床机合组孔钻面双 1.2
述概制控床机合组孔钻面双 .2
述概床机合组孔钻面双 2
销位定拔 9.3
件工开松缸压液→电得 4VY 铁磁电→退快束结电失 6VY,9VY 铁磁电→时 8TS 关开程行束结退快台滑机右和 5TS 关开程行到遇束结退快台滑机左当
双工位钻孔攻丝组合机床的PLC改造设计
专业综合设计与实践报告书2013 /2014第 2 学期专业电气工程及其自动化班级10电Y1学号姓名叶翔专业综合设计与实践任务书二级学院(直属学部):电子信息与电气工程学院专业:电气工程及其自动化目录第一章机床的改造目的以及原因........................................................................ 第二章工作原理................................................................................................. 原理： .........................................................................................................................................................机床加工顺序功能图 ................................................................................................................................. 第三章设计分析................................................................................................. PLC 的选型 ............................................................................................................................................. 系统主回路设计 ......................................................................................................................................... I/O 分配.................................................................................................................................................. 硬件接线图设计 ......................................................................................................................................... 梯形图设计 ............................................................................................................................................. 第四章系统调试............................................................................................... 小结 .................................................................................................................... 参考文献 ............................................................................................................. 附录 ....................................................................................................................1.主电路 ...................................................................................................................................................... 2．PLC接线图 .......................................................................................................................................... 3．原图 .......................................................................................................................................................4 .梯形图 .....................................................................................................................................................第一章机床的改造目的以及原因两工位钻孔攻丝组合机床是一种广泛使用的给机械零件钻孔攻丝机床，是许多大型企业不可缺少的设备之一。
2016四川机械专业可编程序控制器及其应用(三菱 劳动第三版)课件：5.1 应用PLC改造X62W型万能铣床电气控制
课题五 复杂电气设备控制系统改造、设计与装调
4）压合工作台向下、向前（或向上、向后）进给行
程开关SQ3 (或SQ4)，Y001 (或Y002)线圈通电，Y001 (或 Y002)指示灯点亮;松开SQ3 (或SQ4)，Y001 (或Y002)线圈 断电，Y001 (或Y002)指示灯熄灭。 5）压合进给变速冲动行程开关SQ2，Y001线圈通电，
将圆工作台开关SA2扳至“接通”位置，SA2-1、SA2-3断
开，SA2-2闭合，接触器KM3通电闭合，进给电动机M2启 动正转，带动圆工作台工作。 （6）具有短路、过载保护等必要的保护措施。
课题五 复杂电气设备控制系统改造、设计与装调
一、机床改造的原则
1.如果在升级改造中不增加新的控制功能，则主电路保 持不变，主电路中的电源开关、断路器、熔断器、热继电
课题五 复杂电气设备控制系统改造、设计与装调
一、分配输入点和输出点，写出I/O 地址分配表
1. 输入器件
（1）原机床所有的按钮、开关、热继电器等都保留，分 别连接PLC输入端子。 （2）为了节省输入点数，热继电器KH1、KH2的常闭触 点串联后连接到PLC的一个输入端子。
（3）照明灯不受PLC控制，保留原电路，因此不需要另
2.能应用PLC改造常用机床。 3.能综合调试常用机床PLC控制硬件和软件系统。
课题五 复杂电气设备控制系统改造、设计与装调
铣床主要用于加工零件 的平面、斜面、沟槽等型
面，装上分度头后可以加
工齿轮或螺旋面，装上回 转圆工作台还可以加工凸 轮和弧形槽。
X62W 型卧式万能铣床的外形图
课题五 复杂电气设备控制系统改造、设计与装调
课题五 复杂电气设备控制系统改造、设计与装调
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课题五 复杂电气设备控制系统改造、设计与装调
4. 梯形图程序的模拟调试 一般先对用户程序做模拟调试，根据顺序功能图，用 小开关和按钮来模拟可编程序控制器实际的输入信号，如 用它们发出操作指令，或在适当的时候用它们来模拟实际 的反馈信号，如限位开关触点的接通和断开。通过模块上 各输出位对应的发光二极管，观察各输出信号的变化是否 满足设计的要求。
课题五 复杂电气设备控制系统改造、设计与装调
2. 与硬件有关的设计 （1）确定系统输入器件和输出器件的型号。 （2）根据设备的操作任务和操作方式，确定操作面板 所需的元件，如指示灯、数字显示装置、开关和按钮等。 （3）列表统计可编程序控制器的输入信号和输出信号， 在表中标明各信号的意义和类型，如信号是数字量还是模 拟量以及模拟信号的范围等。
课题五 复杂电气设备控制系统改造、设计与装调
（2）双面钻孔组合机床动力滑台和工件定位、夹紧装置由 液压系统驱动。其电磁阀线圈动作状态如下：
（3）组合机床能分别在自动和手动两种工作方式下运行。 （4）具有短路、过载保护等必要的保护措施。
课题五 复杂电气设备控制系统改造、设计与装调
一、PLC控制系统设计的基本原则和主要内容
2. PLC控制系统设计的主要内容 （1）拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以 设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据。 （2）选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构。 （3）选定PLC 的型号。 （4）编制PLC 的输入/输出地址分配表，绘制输入/输 出端子接线图。
课题五 复杂电气设备控制系统改造、设计与装调课题五 复杂来自气设备控制系统改造、设计与装调
双面钻孔组合机床主要用于在工件的两相对表面上钻 孔，该机床的结构简图如图所示。
双面钻孔组合机床的结构简图 1—侧底座 2—刀具电动机 3—工件定位夹紧装置 4—主轴箱及钻头 5—动力滑台
课题五 复杂电气设备控制系统改造、设计与装调 双面钻孔组合机床的工作循环图
课题五 复杂电气设备控制系统改造、设计与装调
本任务要求应用PLC设计双面钻孔组合机床控制系统，并完 成安装和调试。
（1）双面钻孔组合机床共有4台电动机。 1）M1为液压泵电动机。M1应先启动，使系统正常供油后， 其他电动机的控制电路及液压系统的控制电路才能通电工作。 2）M2、M3分别为左、右机的刀具电动机。刀具电动机应 在滑台进给循环开始时启动运转，滑台退回原位后停止运转。 3）M4为切削液泵电动机。可以手动控制启动和停止，也可 以在滑台工进时自动启动，在工进结束后自动停止。
（5）根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后 用相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设计。
（6）进行软件测试。 （7）设计操作台、电气柜及非标准电气元部件。 （8）现场系统调试。 （9）编写设计说明书和使用说明书。
课题五 复杂电气设备控制系统改造、设计与装调
二、PLC控制系统的设计与调试步骤
课题五 复杂电气设备控制系统改造、设计与装调
课题五 复杂电气设备控制系统改造、设计与装调
5. 现场调试 完成上述工作后，将可编程序控制器安装在控制现场， 接入实际的输入信号和负载。在联机总调试过程中将暴露 出系统中可能存在的传感器、执行器和接线等硬件方面的 问题，以及可编程序控制器的外部接线图和梯形图设计中 的问题，发现问题后应尽可能在现场加以解决，直到完全 符合要求。
课题五 复杂电气设备控制系统改造、设计与装调
任务2 应用PLC设计双面钻孔组合机床 电气控制系统
1.了解PLC控制系统设计的基本原则和主要内容。 2.掌握PLC控制系统的设计和调试步骤。 3.能理解较复杂的工业自动化控制设备的动作顺序和 控制要求。 4.能应用顺序控制设计法设计较复杂的工业自动化设 备的PLC 控制系统。
课题五 复杂电气设备控制系统改造、设计与装调
（7）画出操作站和控制柜面板的机械布置图和内部的 机械安装图。
（8）建立符号表。符号表用来给存储器内的绝对地址 命名，可对物理输入/输出信号和程序中用到的其他存储单 元命名。建立符号表后可以在程序中显示各绝对地址的符 号名，有利于程序的设计和阅读。
课题五 复杂电气设备控制系统改造、设计与装调
1. PLC控制系统设计的基本原则 （1）最大限度地满足被控对象的控制要求。 （2）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、 经济，使用及维修方便。 （3）保证控制系统的安全、可靠。 （4）考虑到生产的发展和工艺的改进，在选择PLC容量 时，应适当留有余量。
课题五 复杂电气设备控制系统改造、设计与装调
课题五 复杂电气设备控制系统改造、设计与装调
6. 编写技术文件 （1）可编程序控制器的外部接线图和其他电气图样。 （2）可编程序控制器的编程元件表，包括程序中使用 的输入/输出位、存储器位、计数器、顺序控制继电器等的 地址、名称、功能，以及定时器、计数器的设定值等。 （3）顺序功能图、带注释的梯形图和必要的总体文字 说明。
1. 深入分析被控制系统 这一步是系统设计的基础。设计前应熟悉图样资料，深 入调查研究，与工艺、机械方面的技术人员和现场操作人 员密切配合，共同讨论，解决设计中出现的问题。 这一阶段应确定哪些信号需要输入给可编程序控制器， 哪些负载由可编程序控制器驱动，分类统计出各输入量和 输出量的性质，是数字量还是模拟量，是直流量还是交流 量，以及电压的等级。
课题五 复杂电气设备控制系统改造、设计与装调
（4）确定可编程序控制器的型号和硬件配置，如确定 CPU 模块的型号、扩展模块的型号和块数等。
（5）给各输入、输出变量分配地址，梯形图中物理地址 与可编程序控制器的外部接线端子号是一致的。这一步是为 绘制硬件接线图作准备，也是为梯形图的设计作准备。
（6）给输入/输出变量分配好地址后，画出可编程序控制 器的外部硬件接线图，以及其他电气原理图和接线图。