情境3组合钻床控制系统
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。
深孔钻组合机床的PLC控制系统设计
深孔钻组合机床的PLC控制系统设计一、PLC的选型和硬件设计在深孔钻组合机床的PLC控制系统中，首先要选择适合的PLC型号。
根据深孔钻组合机床的控制要求，应选择具有高性能、高可靠性的PLC。
同时，还应考虑PLC的扩展性和兼容性，以便后续的功能扩展和升级。
在硬件设计方面，需要根据机床的实际情况，确定控制系统所需的输入/输出点数，并选择合适的输入/输出模块。
在选择输入/输出模块时，应考虑信号的稳定性和抗干扰能力，确保控制系统的可靠性。
二、PLC程序的设计和编写1.确定控制策略：根据深孔钻组合机床的工作原理和要求，确定控制策略，包括钻削、加工循环灌注、冷却水控制等。
2.制定程序流程：根据控制策略，制定PLC程序的流程。
需要考虑机床的各个部分之间的协调和顺序，确保机床的正常运行。
3.编写程序代码：根据程序流程，编写PLC程序代码。
代码的编写应符合国际标准和规范，保证代码的可读性和可维护性。
同时，还需要考虑代码的优化，以提高程序的执行效率。
4.进行仿真测试：在编写完PLC程序后，需要进行仿真测试，模拟机床的实际工作环境，检查程序的逻辑正确性和稳定性。
必要时，还可以进行调试和优化。
三、PLC控制系统的监控和安全保护为了确保深孔钻组合机床的安全运行，PLC控制系统需要进行监控和安全保护。
包括以下几个方面：1.监控机床状态：PLC控制系统可以实时监控机床的状态，包括温度、压力、润滑油位等。
当机床出现异常情况时，PLC可以发出警报，并采取相应的措施，保护机床的安全运行。
2.安全保护功能：PLC控制系统可以实现一系列安全保护功能，包括急停按钮、保护罩监控、限位开关等。
当发生安全事故时，PLC可以迅速采取措施，切断机床的运行，保护操作人员的安全。
3.数据记录与分析：PLC控制系统可以实现对机床的工作数据进行记录和分析。
可以记录机床的工作状态、工作时间、故障信息等，为机床的维护和优化提供参考。
四、完善的人机界面设计PLC控制系统的人机界面设计是提高机床操作和维护效率的关键。
(完整word版)组合机床的电气控制系统
电气控制与PLC课程设计题 目： 设计某组合机床的电气控制系统院系名称： 电气工程学院摘要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。
关键字：组合机床、动力头、工进、快进、快退目录1绪论 (1)2设计方案 (2)2.1 左、右两动力头进给电机 (2)2。
2主轴电机 (3)2.3照明及信号指示 (4)2。
4 PLC的选择 (5)2.5 程序的设计 (6)3 I/O分配 (8)4外部接线图 (10)4。
1 PLC I/O接线图 (10)4.2电气控制原理图 (11)5 梯形图 (12)6 系统调试 (15)设计心得 (16)参考文献 (17)1绪论对于机械—电气结合控制的组合机床，电气控制系统起着重要的神经中枢作用。
传统的组合机床采用的继电器—接触器控制系统，接线复杂、故障率高、调试和维护困难。
随着PLC控制技术日益成熟并得到越来越广泛的应用，利用原有的继电器-接触器控制电路设计PLC控制系统，或直接进行PLC控制系统的设计，都能很好地满足组合机床自动化控制的要求.本次设计的要求如下：##图1-1 组合机床的示意图如图所示为组合机床的示意图，左面为1#箱体移动式动力头.主轴电机M1为4KW、1440转/分钟,1＃箱体的工作进给电机为M3，快速电机M5为1.5KW、1450转/分钟;右面为2#箱体移动式动力头。
主轴电机M2为5。
5KW、1440转/分钟,2#箱体的工作进给电机为M4，快速电机M6为1。
组合机床控制系统设计安装与调试
组合机床控制系统设计安装与调试学校: 姓名:1、组合机床概述两个位钻孔、攻丝组合机床, 能自动完成工件钻孔和攻丝加工, 自动化程度高, 生产效率高。
机床关键由床身、移动工作台、钻孔滑台、钻孔动力头、攻丝滑台、攻丝动力头、滑台移动控制凸轮系统等组成, 如图1所表示。
图1 两工位钻孔攻丝组合机床示意图移动工作台用以完成工件移动, 实现自动加工。
钻孔滑台和钻孔动力头, 用以实现钻孔加工量调整和钻孔加工。
攻丝滑台和攻丝动力头, 用以实现攻丝加工量调整和攻丝加工。
工作台移动（左移和右移）由电动机正反转控制; 钻孔滑台移动（上移和下移）直接由钻孔主轴电机（单向）拖动凸轮机构实现自动进给和退刀控制; 攻丝滑台移动（上移和下移）直接由攻丝主轴电机正、反转拖动凸轮机构实现自动进给和退刀控制。
2、加工工艺及控制要求若机床各部分在原位（工作台在钻孔工位 SQ1 动作, 钻孔滑台在原位 SQ2 动作, 攻丝滑台在原位 SQ4动作）。
若不在原位则需手动回原位。
将工件放在工作台上, 手工夹紧。
按下开启按钮, 开启钻孔动力头电机 M1正转, 且由凸轮机构带动钻孔动力头自动进给, 进行钻孔加工。
当钻孔滑台抵达终点时, 钻孔滑台自动后退, 到原位时停, M1同时停止。
等到钻孔滑台回到原位后, 工作台左/右移电动机M3正转使工作台右移, 当工作台到攻丝工位时, 限位开关SQ3动作, 工作台停止。
开启攻丝动力头电机M2正转, 攻丝滑台开始前移, 进行攻丝加工, 当攻丝滑台到终点时（终点限位 SQ5动作）, 5S 后攻丝动力头电机 M2反转, 同时攻丝滑台由控制凸轮控制使其自动后退。
攻丝电动机由变频器拖动实现变频调速, 运行曲线如图2所表示。
（加速时间1.5S, 减速时间1S）0··图2 攻丝主轴电机运行曲线当攻丝滑台后退到原位时, 攻丝动力头电机M2停止, 延时3S后工作台左/右移电动机M3反转, 工作台左移, 到钻孔工位时停。
三工位钻床的PLC控制系统设计
三工位钻床的PLC控制系统设计摘要本文通过对普通立式钻床送料,钻孔加工以及卸料的手工常规操作方法的比较和生产实践总结,自行设计了一套三工位深孔加工钻床PLC自动控制系统。
本系统钻床的钻头旋转运动是主运动,它沿本身轴线方向的移动是进给运动,在此基础上,增设了自动送料,自动加工、自动卸料控制,并且工作台旋转,使送料、加工、卸料并行运行。
这种并行自动控制系统大大提高了工作效率,既经济又安全可靠。
关键词三工位;自动;高效;PLC0 引言对于少量工件的简单钻孔加工一般的方法是前一个工件钻孔结束并卸料后方可进行下一个工件送料,在一个时间段只能进行一个工位的运行,并且钻深由人手工设定,这样就大大降低了工作效率,增加了许多安全的隐患,在校实习工厂就有学生曾经发生过不安全的事故。
经过实践和分析,以上常规的加工方法存在着很多问题,尤其是对于大批量流水线型作业难以达到要求。
1 控制系统的设计1.1 控制过程本系统钻床对工件的装卸、夹紧、放松、钻头的进给及退回均采用液压驱动。
可编程控制器选用的是FX1N-30MR系列,本系统的编程采用了步进顺序控制编程方法。
在编程过程中,3个工位的同时运转,采用了并行分支,3个工位分别是:送料、工件加工和检测卸料。
在检测工件时工件是否合格又采用了选择性分支控制。
如图1所示是三工位钻床的工作台示意图:初始状态元件S0用初始脉冲M8002置位,再按下启动按钮X0使三工位同时进入运转状态:工位1由液压控制将工件送到位,然后送料装置退回;工位2采用钻孔加工自动循环,工件夹紧后钻头旋转同时工进到钻深1(X1)处,钻头再上升退回到原位X2处,再工进到钻深2 (X3)处,钻头再次返回到原位X2处,钻削结束,工件放松,为了保证钻头在两次工进上升后工件才可放松,程序中采用了计数器C0;工位三用深度计测量加工孔是否合格,若合格则自动卸料,,若不合格则人工卸料,然后按重启按钮X7,使加工循环继续。
在三个工位的运动均结束时,工作台旋转120度,进行循环加工。
plc自动钻床控制系统
PLC自动钻床控制系统简介PLC自动钻床控制系统是一种用于控制钻床运行的自动化控制系统。
它通过PLC（可编程逻辑控制器）来实现对钻床的自动控制，提高钻床的生产效率和工作精度。
本文将介绍PLC 自动钻床控制系统的工作原理、功能特点以及应用优势。
工作原理PLC自动钻床控制系统的工作原理是将钻床的运行控制通过PLC程序进行编程，通过输入输出模块与外部设备（如按钮、开关、传感器等）进行交互，实现对钻床的自动化控制。
PLC自动钻床控制系统的工作流程如下：1. 接收输入信号：通过输入模块接收来自外部设备的信号，如启动信号、停止信号、传感器信号等。
2. 执行控制逻辑：根据PLC程序中预设的控制逻辑，通过数据处理模块进行计算和判断，确定钻床的运行状态。
3. 输出控制信号：通过输出模块将控制信号发送到钻床的执行元件，如电机、气缸等，实现钻床的自动运行。
功能特点PLC自动钻床控制系统具有以下功能特点：灵活可编程PLC自动钻床控制系统采用PLC作为控制核心，具有灵活可编程的特点。
用户可以通过编写PLC程序来定义钻床的运行逻辑，实现对钻床的自动化控制。
同时，PLC还支持在线编程和在线修改，方便用户进行系统调整和优化。
多种控制模式PLC自动钻床控制系统可以根据需要选择不同的控制模式，如手动控制模式、自动控制模式和半自动控制模式等。
用户可以根据具体情况选择合适的控制模式，实现不同工艺要求下钻床的自动化控制。
实时监控及报警功能PLC自动钻床控制系统具有实时监控和报警功能。
通过监测钻床的运行状态和关键参数，如电流、温度等，系统可以实时监控钻床的工作情况，并在异常情况下及时发出报警，以保证设备和操作人员的安全。
网络通信功能PLC自动钻床控制系统支持网络通信功能，可以与上位机、其他设备或系统进行通信。
通过网络通信功能，可以实现对钻床的远程监控和控制，方便用户进行生产管理和设备维护。
数据记录与分析PLC自动钻床控制系统可以实现对钻床运行中的数据进行记录和分析。
毕业设计组合钻床设计
毕业设计组合钻床设计组合钻床是一种多功能钻床，能够进行多种钻孔操作，提高工作效率和灵活性。
在这篇毕业设计中，我将详细介绍组合钻床的设计过程和原理，并对其技术参数和性能进行分析和评价。
首先，我将对组合钻床的结构进行设计。
组合钻床通常由床身、主轴箱、工作台、进给装置和控制系统等部分组成。
床身是组合钻床的骨架，需要具备足够的刚性和稳定性。
主轴箱是用于转动和控制钻头的部分，需要具备精确的控制和高速刚性。
工作台是用于支撑工件和夹具的平台，需要具备足够的稳定性和可调性。
进给装置是用于控制钻头进给运动的部分，需要具备精确的控制和高速刚性。
控制系统是用于控制钻床各部分的运动和操作的部分，需要具备易操作和功能完善的特点。
其次，我将详细介绍组合钻床的原理。
组合钻床主要通过旋转切削的方式进行钻孔操作。
主轴箱通过电机驱动主轴旋转，钻头则通过连接杆与主轴相连，旋转运动。
进给装置通过螺杆传动和减速器控制钻头的进给运动。
工作台通过液压或机械装置支撑工件，使得工件保持稳定。
控制系统根据操作人员的指令，控制各部分的运动和操作，实现钻孔的目的。
接下来，我将对组合钻床的技术参数进行分析和评价。
技术参数包括主轴转速、最大钻孔深度、最大钻孔直径、进给速度等。
主轴转速决定了钻孔的速度和切削效果，需要根据不同的工件材料和钻头直径进行调节。
最大钻孔深度和最大钻孔直径决定了组合钻床的加工范围，需要根据工件的要求进行选择。
进给速度决定了钻头的进给速率，需要根据工件材料和加工要求进行调节。
最后，我将对组合钻床的性能进行评价。
性能包括加工精度、加工效率、稳定性和可靠性等。
加工精度是评价组合钻床工作精度的重要指标，需要通过不同的加工试验和检测手段进行评价。
加工效率是评价组合钻床工作效率的重要指标，需要通过不同的生产实践进行评价。
稳定性和可靠性是评价组合钻床工作稳定性和可靠性的重要指标，需要通过长期生产实践和维护保养情况进行评价。
综上所述，本毕业设计将详细介绍组合钻床的设计过程和原理，并对其技术参数和性能进行分析和评价。
情境3：组合钻床控制系统
图3-11 三台电动机顺序定时启动PLC接线图
、梯形图程序
打开Step7-MicroWIN V4.0，打开程序块部分，编写梯形图。
、演示操作
训练目标
图3-14 三台电动机星三角形降压启动控制主接线路
图3-17 组合钻床控制系统PLC接线图
3、组合钻床控制系统顺序功能图、梯形图程序分别如图3-18和3-19所示。
每个小组的任务完成过程中或完成后，小组讨论，老师现场对学生的完成情况及存在的问题进行检查和指正，进行任务验收。
任务验收：按表3-10所示，验收与评价任务完成情况。
表3-10 钻床动力滑台控制系统的任务验收与评价表。
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《PLC》课题教案
1
《PLC》课题教案
2
《PLC》课题教案
图3-1 卧式组合钻床
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。
单面组合钻床是一种钻削普通厚度工件的加工钻床，只有一个钻头，即只能同时加工一个表面，加工精度要求高，配以可编程控制器S7-200，可以提高控制系统的可靠性，降低运行故障率，而且改变程序即可实现不同工件的加工钻削工艺要求，充分发挥组合钻床的多种加工功能。
3
《PLC》课题教案
LSCR n 时，激活1该步的状态元件位置该步步转移指令，使能有效时，关断
SCRT n 为目标步的本步，激活目标步。
n 顺序控制状态元件SCRE
步结束指令，为步结束的标志
说明：
1) SCR和SCRT两指令的操作数都必须是状态继电器S的位（如S0.0）。
2) SCRE无操作数，直接能与母线相连。
3) 每一步的编程都必须以SCR开始，以SCRE结束，中间一般都有SCRT指令，而且可以有多条SCRT指令并列。
4) 同一个S位不能用于不同的程序中，例如：如果在主程序中使用了S0.1，在子程序中就不能再使用它。
4
《PLC》课题教案
通过本次练习，需要掌握S7-200与外围电路如何连接，主电路三台电动机如何连接，并进一步理解定时器的应用。
控制要求：
1、输入输出元件及控制功能
3-2 I/O分配表
PLC 件控制功能对应元件元类型
1、教师（符号）名称地址演示；演示初步I0.0
SB1
启动启动电动机学生、2训练法课时6组分两按钮讨论输入端口SB2
I0.1
停止停止电动机
按钮
Q0.0
KM1
1 接触控制电动机。
1
器KM2
Q0.1
2 触接控制电动机输出端口2
器KM3
Q0.2
3
接触控制电动机3
器2、硬件设计
三台电动机顺序定时启动，同时停止的主电路如图3-10所示，控制电路PLC 接线图如图3-11所示。
5
《PLC》课题教案
图3-10 三台电动机顺序定时启动控制主电路图
图3-11 三台电动机顺序定时启动PLC接线图
3、梯形图程序
打开Step7-MicroWIN V4.0，打开程序块部分，编写梯形图。
4、演示操作
1）按图3-10和3-11所示连接主电路和控制电路，检查无误后接通电源。
2）打开计算机中的编程软件，将图3-12所示程序下载给PLC。
3）使用编程软件的运行和停止按钮或者是拨动PLC的运行开关运行或停止程序。
4）按控制要求进行操作，观察并调试程序直到满足要求。
2、三台电动机顺序定时启动逆序停止
6
《PLC》课题教案
通过本次练习，进一步熟悉三台电动机启停控制的接线方法，并深入理解定时器和置位、复位指令的应用。
控制要求：
用按钮控制三台电动机，按下启动按钮，启动第一台电动机之后，每隔5s再启动一台；按下停止按钮时，先停下第三台电动机，之后每隔5s逆序停下第二台和第一台电动机。
控制方案设计
1、输入输出元件及控制功能
表3-3 I/O分配
PLC对应元件元类型件控制功能
名称（符号）地址
SB1
I0.0
动启动电动机启按钮输入端口SB2
I0.1
停止停止电动机按钮KM1
Q0.0
1 触接控制电动机1
器KM2
Q0.1
2 接控制电动机触输出端口2
器KM3
Q0.2
3
触控制电动机接3
器2、硬件设计
三台电动机顺序定时启动，逆序停止的主电路和控制电路接线图分别如图3-10和3-11所示。
3、梯形图程序
打开Step7-MicroWIN V4.0，编写梯形图。
4、演示操作
7
《PLC》课题教案
通过本次练习，熟悉三台电动机星三角降压启动控制的主电路和控制电路接线方法，并深入理解PLC编程指令的应用。
控制要求：
控制三台三相异步电动机，启动时，按下启动按钮，第一台电动机将三相定子绕组接成星形接线启动8s后再将三相定子绕组接成三角形，10s后如此启动第二台电动机，10s后再启动第三台电动机。
停止时，按下停止按钮，三台电动机立即停止。
控制方案设计
1、输入输出元件及控制功能
表3-4 I/O分配
PLC对应元件元件名称类型控制功能
地址（符号）SB1 I0.0 启动按钮启动电动机入输端口SB2 I0.1 停止按钮停止电动机
接触器1
第一台电动机KM11
Q0.0
电源连接出输端口第一台电动机2
接触器KM12
Q0.1
星形连接8
《PLC》课题教案
图3-14 三台电动机星三角形降压启动控制主接线路9
《PLC》课题教案
图3-15三台电动机星三角形降压启动控制PLC接线图3、梯形图程序
打开Step7-MicroWIN V4.0，编写梯形图程序。
4、演示操作
项目：组合钻床控制
通过读者们在初步训练中所掌握的知识，以小组
的形式，独立完成组合钻床控制的训练，教师负责指
导、检查和评价。
一、设计要求1、单面组合钻床各电机控制要求：教师、 1强化正常启动单面组合钻床只有在液压泵电动机M1、引导训练、示范运转，机床供油系统正常供油后，才能启动。
刀具电；导指应在滑台进给循环开始启动运转，滑台退回动机M2学生教师2、2课时，组指导分可以在滑台原位后停止运转。
切削液压泵电动机M3对独单工进时自动启动，在工进结束后自动停止。
进项目操行夹紧装置控制工件定位装置、、2 机床动力滑台、作。
要求：机床动力滑台、工件定位装置、夹紧装置由液压控制定位销液压缸活塞YV1电磁阀系统驱动。
YV2、
10
《PLC》课题教案
11
《PLC》课题教案
图3-17 组合钻床控制系统PLC接线图
3、组合钻床控制系统顺序功能图、梯形图程序分别如图3-18和3-19所示。
12
《PLC》课题教案
13
《PLC》课题教案
现场对学生的完成情况及存在的问题进行检查和指正，进行价、学检查钟评价法任务验收。
生发言
讲授法循序渐进的完成三台电动机顺序定时启动同时停止、逆序停教师讲总结止、星三角形降压启动停止控制和组合钻床控制，在完成任演示法 5分钟
评价解；新的编程指令和编程方法。
务过程中逐步掌握S7-200
布置作业：
21、课后题课后小结：项目总结本章以组合钻床控制系统为例，介绍了使用SCR指令编写梯形图程序的方法，使学生有应对一些复杂项目的能力。
最后引入触摸屏控制钻床动力滑台的任务，加深对触摸屏控制系统的理解。
14
《PLC》课题教案
按表3-10所示，验收与评价任务完成情况。
任务验收：表3-10 钻床动力滑台控制系统的任务验收与评价表
15。