组合机床动力头.
四工位组合机床plc课程设计
一、设计目的本课程设计是电气工程专业教学计划中不可缺少的一个综合性教学环节，是实现理论与实践相结合的重要手段。
它的主要目的是培养学生综合运用本课程所学知识和技能去分析和解决本课程范围内的一般工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法。
通过课程设计使学生得到工程知识和工程技能的综合训练，获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。
二、设计任务及要求设计任务四工位组合机床由四个工作滑台各载一个加工动力头，组成四个加工工位完成对零件进行铣端面、钻孔、扩孔和攻丝等工序的加工，采用回转工作台传送零件，有夹具、上、下料机械手和进料器四个辅助装置以及冷却和液压系统。
系统中除加工动力头的主轴由电动机驱动以外，其余各运动部分均由液压驱动。
机床的四个动力头同时对一个零件进行加工，一次加工完成一个零件。
本机床共有连续全自动工作循环、单机半自动循环和手动调整三种工作方式。
连续全自动和单机半自动循环的控制要求为：按下启动按钮，上料机械手向前，将待加工零件送到夹具上，同时进料装置进料，然后上料机械手退回原位，送料装置放料，回转工作台自动微抬并转位，接着四个工作滑台向前，四个动力头同时加工，加工完成后，各工作滑台退回原位，下料机械手向前抓住零件，夹具松开，下料机械手退回原位并取走已加工完的零件，完成一个工作循环，并开始下一个工作循环，实现全自动工作方式。
如果选择预停，则每个工作循环完成后，机床自动停止在初始位置，等到再次发出启动命令后，才开始下一个循环，这就是半自动循环工作方式。
1.根据控制对象的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工作环境和控制要求，确定控制方案。
2. 绘制主轴电动机的电气原理图、控制系统的PLC I/O接线图和梯形图，写出指令程序清单。
3.选择电器元件，列出电器元件明细表。
4.编写设计说明书。
设计要求1、所选控制方案合理，所设计的控制系统能够满足控制对象的工艺要求，并且技术先进，安全可靠，操作方便。
2程序题
1.{将下列电气控制图“翻译”PLC 梯形图}答案：{}2.{下图是某组合机床动力头的进给运动示意图和顺序功能图，假设系统起始状态时处于等待状态，停在左边，当按下起动按钮后动力头向右快速进给（简称快进）、碰到限位开关X1后变为工作进给（简称工进）、碰到X2后快速退回（简称快退）四个阶段，即一个机床动力头工作周期可以分为初始、快进、工进、和快退四步，按照顺序功能图设计出该系统的PLC 程序。
快进X3 X1 X2(a)(b)}答案：{}3.{按要求设计如下的液体混合控制PLC 程序。
液体混合装置如图所示，上限位、下限位和中限位液位传感器被液体淹没时为1状态，阀A 、阈B 、阀C 为电磁阀，线圈通电时打开，线圈断电时关闭。
开始时容器是空的，各阀门均关闭，各传感器均为0状态。
按下起动按钮后，打开阀A 、液体A 注入容器，中限位开关变为ON 时，关闭阀A ，打开阀B ，液体B 流入容器。
液面升到上限位开关时，关闭阀B ，电机M 开始运行，搅拌液体，60s 后停止搅拌，打开阀C ，放出混合液。
当液面降至下限位开关后，容器放空，关闭阀C ，打开阀A ，又开始下一周期的操作。
下限位中限位上限位图 液体混合系统}答案：{}4.{按要求设计如下的机械手的PLC 程序。
机械手是典型的机电一体化设备，在许多自动化生产线上都采用它来代替手工操作。
如图所示是一台工件传送机械手的动作示意图，其作用是将工件从A 位传送到B 位，动作方式有上升、下降、右移、左移、抓紧和放松。
机械手上装有五个限位开关（SQ1～SQ5），控制对应工步的结束，传送带上设有一个光电开关（SQ6），检测工件是否到位。
假设机械手的原始位置在B 处，从B 处到A 处取到工件后放在B 处，机械手放松时延迟2s ，I/O 分配如表所列，试设计机械手取物的PLC 程序。
I/O 分配表SQ3SQ2右移左移工件传送机械（从A 位到B 位）机械手工作情况示意图}答案：{答案不唯一，参考程序}5.{画出如图等价的自锁电路}答案：{}6.{画出如图等价的自锁电路}答案：{}7.编写出启动优先的自锁电路。
组合机床
摘要组合机床是有系列化、标准化的通用部件和按加工零件的形状设计的专用部件所组成的专用机床，适用于大批大量生产，是一种高效自动化机床，一般采用电气程序控制系统实现自动化工作循环。
Z29-Ⅲ组合钻床是一次性加工同一直线上且相对位置固定的三孔专用机床。
本次设计主要是对Z29-Ⅲ组合钻床快进传动系统的设计，主要包括传动方案，齿轮，轴等传动部件的设计及其配件的选取，同时进行机床导轨设计和导轨加工工艺的编制。
本次设计动力装置是主运动的动力源，主轴的运动是由动力箱内输出轴上的齿轮将运动传给主轴分配箱中的两齿轮，带动两中间轴旋转，再由中间轴上的三个齿轮将运动传递给三个主轴，以实现主轴的旋转，达到切削的目的。
设计内容关键词：Z29-Ⅲ组合钻床动力箱分配箱目录1 绪论1.1机床在国民经济的地位及其发展简史现代社会中，人们为了高效、经济地生产各种高质量产品，日益广泛的使用各种机器、仪器和工具等技术设备与装备。
为制造这些技术设备与装备，又必须具备各种加工金属零件的设备，诸如铸造、锻造、焊接、冲压和切削加工设备等。
由于机械零件的形状精度、尺寸精度和表面粗糙度，目前主要靠切削加工的方法来达到，特别是形状复杂、精度要求高和表面粗糙度要求小的零件，往往需要在机床上经过几道甚至几十道切削加工工艺才能完成。
因此，机床是现代机械制造业中最重要的加工设备。
在一般机械制造厂中，机床所担负的加工工作量，约占机械制造总工作量的40%～60%，机床的技术性能直接影响机械产品的质量及其制造的经济性，进而决定着国民经济的发展水平。
可以这样说，如果没有机床的发展，如果不具备今天这样品种繁多、结构完善和性能精良的各种机床，现代社会目前所达到的高度物质文明将是不可想象的。
一个国家要繁荣富强，必须实现工业、农业、国防和科学技术的现代化，这就需要一个强大的机械制造业为国民经济各部门提供现代化的先进技术设备与装备，即各种机器、仪器和工具等。
然而，一个现代化的机械制造业必须要有一个现代化的机床制造业做后盾。
四工位组合机床(1)
四工位组合机床由四个工作滑台，各带一个加工动力头，组成四个加工工位。
除了四个加工工位外，还有夹具，上下料机械手和进料器四个辅助装置以及冷却和液压系统共四个部分。
机床的四个加工动力头同时对一个零件的四个端面进行加工。
一次加工完成一个零件。
要求具有全自动、半自动、手动三种工作方式。
总体的控制流程当按下启动按扭后，上料机械手向前，将零件送到夹具上，夹具加紧零件，同时进料装置进料，之后上料机械手退回原位，进料装置放料，然后四个工作滑台向前，四个加工动力头同时加工（洗端面），加工完成后。
由四工位加所实现的是加工按次序加工。
本次加工按次序分为在一工位装卸、二工位打中心孔、三工位钻孔、四工位加工螺纹。
由此可以得到机床加工流程如下图实际组合机床加工过程，每个动力头加工时都是按照快进-工进-快退过程实现的。
由查阅资料得知动力头加工的进退速由液压缸本身的结构特性所决定的，本组PLC为设计要求的设计任务中没有此方面的要求所以本段加以省略。
确定了组合机床的四个工位加工功能和加工次序以后可以初步设计出整个四工位组合机床的工作流程。
具体过程为：回转工作台上升-在工位一由机械手动作装料-夹具夹紧-回转台回转到工位二下降-工位二打中心孔加工-回转工作台上升回转到工位三下降-工位三钻孔加工-回转工作台上升回转到工位四下降-工位四加工螺纹-夹具松开-卸料机械手卸料。
由上述的加工流程实现零件的不同工位的不同加工。
由题目要求控制系统有连续全自动工作循环、单机半自动循环和手动循环三种工作方式。
手动控制方式主要用于检查和维修。
半自动方式也可以用于维修和单个零件的修复加工。
半自动工作为每按一次启动按钮，回转台工作回转一个工位。
控制工作台的驱动电动机，和四个工位的电动机。
满足工作流程和题目要求，如下图设计流程方案。
文献综述-组合机床用动力滑台液压系统性能分析
组合机床用动力滑台液压系统性能分析摘要：对动力滑台液压系统的各工作步骤进行了详细的分析，指出了构成系统的各基本回路，重点总结出动力滑台液压系统的性能特点。
关键词：动力滑台工作原理性能分析Abstract：Detailed analysis has been made on each work step of the hydraulic system of dynamic slip way, basic circuit of the structure system and performance and characteristics of the hydraulic system..Key words：Dynamic slipway Work principal Performance analysis1 前言组合机床是一种工序集中，效率较高的专用机床，因其具有加工能力强，自动化程度高，经济性好等优点，被广泛应用于产品批量较大的流水线生产中，如汽车制造厂的汽缸生产线，机床厂的齿轮箱生产线等，组合机床一般由动力滑台，动力头和部分专用部件（主轴箱，夹具等）组成，动力滑台是组合机床上实现进给运动的关键部件，由设计完善的液压系统驱动，配上动力头和主轴箱后可以对工件完成钻，扩，铰，镗，铣，攻丝和端面的加工工序。
组合机床采用液压传动，是因为液压传动有许多的优点：（1）在同等的体积下，液压装置能比电气装置产生更大的动力，因为液压系统中的压力可以比电枢磁场中的磁力大出30-40倍。
在同等功率的情况下，液压装置的体积小，重量轻，结构紧凑。
液压马达的体积只有同等功率电动机的12%左右。
（2）液压装置工作比较平稳。
由于重量轻，惯性小，反映快，液压装置易于实现快速启动，制动和频繁换向。
（3）液压装置能在大范围内实现无级调速，还可以在液压装置运行的过程中进行调速。
（4）液压传动容易实现自动化，因为它对液体的压力，流量或流动方向进行调节或控制，操作十分方便。
PLC试题
一、填空题1、PLC（cpu模块）、（输入模块）、（输出模块）、（编程软件）组成。
2、PLC有两种工作模式，（RUN ）、（STOP）。
3、PLC在读取输入阶段，把所有外部数字量读入（过程映像输入寄存器），外接输入电路闭合，对应输入过程映像寄存器为（1）状态。
梯形图中对应输入点常开触点（接通），常闭触点（断开）。
断开时都相反。
4、在程序执行过程中，用I/O指令读输入点值，相应的输入过程映像寄存器的值（未被更新）；指令改写输出点时，输出过程映像寄存器值（被更新）。
5、S7-200PLC为POU分配（64字节）字节局部存储器（L）。
6、立即输出指令（=I）只能用于（输出位Q）,7、执行正跳变指令时，触点只接通的时间为（触点接通一个扫描周期）。
8.、顺序功能图主要由（步）、（有向连线）、（转换）、（转换条件）、（动作）组成。
9、S7-200CPU的定时器有（接通延时定时器）、（有记忆接通延时定时器）、（断开延时定时器）三种类型。
10、S7-200CPU的计数器有（加计数器）、（减计数器）、（加减计数器）三种类型。
11、SM（SM0.1）首次扫描时为ON，SM0.0一直为（ON）。
12、接通延时定时器输入(IN)电路（接通）时开始定时，值大于等于设定值时其定时器位变为（ON），其常开触点（闭合），常闭触点（断开）。
13、输出指令（=）不能用于（输入）过程映像寄存器。
14、计数器计数输入电路CU（接通），复为输入电路R（断开）计数器值加1，当前值≥设定值时，计数器位为（ON），其常开触点（接通），常闭触点（断开），复位输入R为（ON），计数器被复位，计数器位变为（OFF），其常开触点（断开），常闭触点（接通），当前值为（0）。
二、简答题1、简述PLC的工作原理与扫描过程。
工作原理：在系统程序管理下，运行应用程序，对控制要求进行处理判断，通过执行用户程序实现控制任务。
扫描过程：读取输入、执行用户程序、处理通信请求、cpu自诊断、改写输出2、S7-200系列的PLC数字量输出模块有哪几种类型，各有什么特点？驱动直流负载场效应晶体管和小型继电器。
动力头工作原理
动力头工作原理标题：动力头工作原理引言概述：动力头是一种常见的机械传动装置，广泛应用于各种机械设备中。
它通过传递动力来驱动机械设备的运转，具有重要的作用。
本文将从动力头的工作原理入手，详细介绍其工作原理及相关知识。
一、动力头的结构组成1.1 动力头的主要部件包括齿轮、轴承、轴、壳体等。
1.2 齿轮是动力头的核心部件，通过齿轮传动来实现动力传递。
1.3 轴承起到支撑和定位作用，保证动力头的稳定运转。
二、动力头的工作原理2.1 动力头通过齿轮传动来实现动力传递。
2.2 齿轮的齿与齿之间相互啮合，形成传动链条。
2.3 齿轮的旋转运动将动力传递给其他部件，驱动机械设备的运转。
三、动力头的传动效率3.1 动力头的传动效率与齿轮的制造精度和润滑情况有关。
3.2 制造精度高的齿轮传动效率更高，能够减少能量损失。
3.3 良好的润滑条件可以减少齿轮之间的摩擦，提高传动效率。
四、动力头的应用领域4.1 动力头广泛应用于各种机械设备中，如汽车、船舶、风力发电等。
4.2 在汽车中，动力头用于传动发动机的动力到车辆的传动系统。
4.3 在风力发电中，动力头用于将风车的旋转动力转换为电能。
五、动力头的维护保养5.1 定期检查齿轮齿面是否磨损严重，及时更换损坏的齿轮。
5.2 保持动力头的润滑条件，定期添加润滑油。
5.3 注意动力头的工作温度，避免过热引起故障。
结论：动力头作为一种重要的机械传动装置，在各种机械设备中发挥着关键作用。
了解其工作原理及相关知识，有助于更好地维护和保养动力头，确保机械设备的正常运转。
液压传动课程设计题目
工作台导轨采用平 导轨，导轨间静摩擦系数 fs=0.2，动摩擦系数
fd=0.1，要求工作台能在任意位置上停留，其它参数如表所示。
设计任务：（1）确定执行元件（液压缸）的主要结构尺寸（D、
d 等）；（2）确定系统的主要参数；（3）选择各类元件及辅件的形
式和规格，列出元件明细表；（4）绘制正式液压系统图；（5）进行
最大切 9000 8000 9100 9200 9300 7000 9000 9500 9400
削力
N
N
N
N
N
N
N
N
N
工作
台、夹 4000 3500 4100 4200 4300 3000 4000 3500 4000
具的总 N
N
N
N
N
N
N
N
N
重量
快进速 4.5
4
5
5.5
6
4.5
6
4.5
5
度 m/min m/min m/min m/min m/min m/min m/min m/min m/min
工进行程 100 mm 50 mm 80 mm 90 mm 100 mm 70 mm 80 mm 80 mm 85 mm
六、设计一台专用铣床，工作台要求完成快进——工作进给——
快退——停止的自动工作循环。工件夹具重量为 1500N，工作进给速
度为 0.06～1m／min，往复运动加、减速时间为 0.05s，工作采用平
切削阻 30468 30468 35000 30468 35000 30468 30000 31000 31500
力
N
N
N
N
N
N
N
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PLC控制组合机床动力头
1.课程案例基本信息
2. 课程案例
功能实现
在图中，组合机床动力头初始位置停在最左边，行程开关SQ1接通，系统控制要求。
*系统启动后，动力头进行进给运动。
经过一个工作循环后，返回初始位置，延时10s后，进入下个顺环的运行。
*若断开控制开关，必须将当前的运行过程结束（即退回初始位置），后才能自动停止运行。
*动力头的运行状态取决于电磁阀线圈的通断电，对应关系在表中+，表示该电磁阀线圈通电，“-”表示该电磁阀线圈不通电。
在本列中采用一个开启/停开关、4个限位开关和一个急停按钮作为PLC的输入元件。
系统还需要4个电磁阀作为PLC的输出执行元件，可选CPU222（8I/6O）的PLC来实现控制
程序设计
实例的步进控制程序可借助状态流程图进行编程，该机床动力头的状态流程图
①Network
②Network
③Network
④Network
⑤Network
⑥Network
⑦Network
⑧Network
⑨Network
⑩Network。