组合机床的动力头进给运动控制设计
基于PLC的组合机床控制系统设计
基于PLC的组合机床控制系统设计1引言可编程控制器(plc)是以微处理机为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置，其具有逻辑控制、计时、计数、数据处理、联网与通信等强大功能，同时，由于plc具有很高的可靠性和极大的应用灵活性，用它来替代传统的继电接触控制系统巳成为必然。
大量采用传统继电一接触控制系统的设备通过改造更新，成为plc控制的自动化系统，而且具有改造成本低、周期短和可靠性高等特点。
本文介绍双面单工位液压传动组合机床plc控制系统的设计与应用。
2组合机床的运动及控制要求组合机床指可同时进行多种或多处加工的机床，组合机床的加工动作常常是按预定的步骤安排的，类似于简单的程序控制，这也正是plc最擅长的。
双面单工位液压传动组合机床采用三台电动机进行拖动，m1、m2为左右动力头电动机，m3为冷却泵电动机，其对应的控制交流接触器分别为km1、km2、km3。
sa1为左动力头单独调整开关，sa2为右动力头单独调整开关，通过它们可实现左、右动力头的单独调整。
sa3为冷却泵电动机工作选择开关。
该机床的左、右动力头的工作循环如图1所示，电磁铁动作顺序表见表1。
图1动力头的工作循环图由图1和表1可知，组合机床为自动循环状态时，按下启动按钮后，左、右动力头电动机m1、m2同时旋转，按下“快进”按钮，电磁阀yv1、yv3通电，左、右动力头快速进给并离开原位，行程开关sq1、sq2、sq5、sq6先复位，行程sq3、sq4后复位。
当sq3、sq4复位后，在动力头进给过程中，靠各自行程阀自动变快进为工进，同时压下行程开关sq，冷却泵电动机m3工作，供给冷却液。
当左动力头加工完毕，将压下sq7并顶在死挡铁上，其油路油压升高使kp1动作，当右动力头加工完毕，将压下sq8并使kp2动作，yv2、yv4将通电，同时yv1、yv3也将失电，左、右动力头将快退。
当左动力头使sq复位后，冷却泵电动机将停转。
组合机床液压动力滑台控制
XXXXXXXX 大学课程设计说明书学院（系）：机械电子工程学院专业：自动化学生姓名：XXXXX 学号：XXXX 课程设计题目：组合机床液压动力滑台控制起迄日期: 12月22日~ 1月9日课程设计地点:XXXXX指导教师: XXXX下达任务书日期: 2008年 12月20 日单片机课程设计与总结报告摘要：本系统采用单片机AT89S51为中心器件来设计组合机床控制器，系统具有两个动力头，通过采集行程开关的状态，控制7个液压电磁阀的动作，实现动力头的快进，工进，快退动作。
采用发光二极管作为指示灯，显示动力头的执行状态，设置了启动按钮和停止按钮，同时设有相应的指示灯，其中停止按钮可以让动力头恢复到初始位置。
通过此次设计提高了编程技巧。
学了PROTEL的基础应用，收获颇丰。
目录一．设计任务…………………………二．组合机床控制设计程序框图………三．组合机床控制主程序………四．系统硬件电路的设计…………………五．原理图………………六．软件仿真与调试……………………七．总结与体会…………………………八. 致谢……………………………….一．设计任务（一）、功能及技术指标要求基本要求：设计组合机床液压动力滑台控制，要求应用单片机系统进行控制。
（二）、设计内容某组合机床有两个动力头，它们的动作由液压电磁阀控制，其动作过程及对应的执行元件如图所示。
SQ0~SQ5为行程开关，YV1~YV7为液压电磁阀（24伏直流）。
从图可见，该系统具有两个顺序动作过程。
控制要求：（1）当动力头在原位（SQ0）时，按下启动按钮后，1号动力头启动。
（2）当1号动力头循环结束后，2号动力头开始快进。
（3）2号动力头退回原位后，继续重复上一次的动作。
动作执行元件YV1 YV2 YV3 YV4快进0 1 1 0工进Ⅰ 1 1 0 0工进Ⅱ0 1 1 1快退 1 0 1 0动作执行元件YV5 YV6 YV7快进 1 1 0工进 1 0 1快退0 1 1（三）设计思路及关键问题组合机床液压动力滑台控制，首先它是一个简单的单片机系统，该系统具有两个动力头动力头Ⅰ依次进行快进→工进Ⅰ→工进Ⅱ→快退，接着动力头Ⅱ进行快进→工进→快退，然后动力头Ⅰ继续重复上一次的动作。
机电传动控制课程设计讲解
学号：0121018700306课程设计题目组合机床加工过程PLC自动控制设计学院物流学院专业物流工程班级行政1001班姓名徐宏华指导教师徐沪萍2013 年 6 月29 日课程设计任务书学生姓名：徐宏华专业班级：物流行政1001班指导教师：徐泸萍工作单位：物流学院题目: 组合机床加工过程PLC自动控制设计初始条件：1.编程环境：Step7v5.5软件2.PLC型号：西门子公司S7系列，S7-3003.机电传动的相关资料指导书4.仿真环境：S7-PLCSIM要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）液压滑台式组合机床在原位启动后，快速向前到设定的位置时转为慢速前进，到达攻丝进给位置时停止前进，转为攻螺纹主轴转动，丝锥能向前攻入，打到规定深度时，主轴快速制动。
接着攻螺纹反转退出，回到原位时快速制动，同时滑台能快速退回原位，并在原位停止。
时间安排：十八周指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日本科生课程设计成绩评定表姓名徐宏华性别男专业、班级物流行政1001班课程设计题目：组合机床加工过程PLC自动控制设计课程设计答辩或质疑记录：成绩评定依据：最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字：年月日目录摘要------------------------------------------------------------------------------------------------- 0第一章基本知识介绍 ------------------------------------------------------------------------ 11.1 设计的任务要求--------------------------------------------------------------------- 11.2 组合机床概述------------------------------------------------------------------------ 21.2.1 组合机床部件分类 --------------------------------------------------------- 21.2.2 组合机床的特点 ------------------------------------------------------------ 21.3 PLC控制系统 ----------------------------------------------------------------------- 31.3.1 PLC简介 --------------------------------------------------------------------- 31.3.2 PLC控制系统设计的基本原则 ------------------------------------------ 41.3.3 PLC控制系统的一般步骤 ------------------------------------------------ 4第二章总体方案选择和控制方式选择----------------------------------------------------- 62.1 总体方案选择------------------------------------------------------------------------ 62.2 控制方式的选择--------------------------------------------------------------------- 6第三章电路图的设计 -------------------------------------------------------------------------- 63.1 主电路的设计------------------------------------------------------------------------ 63.2 PLC的I/O地址分配--------------------------------------------------------------- 8第四章控制程序的设计 --------------------------------------------------------------------- 104.1 顺序功能图的设计---------------------------------------------------------------- 104.2 梯形图的设计---------------------------------------------------------------------- 114.3 语句表的设计---------------------------------------------------------------------- 15 第五章调试及结果分析 ------------------------------------------------------------------- 215.1 硬件组态---------------------------------------------------------------------------- 215.2 仿真结果分析---------------------------------------------------------------------- 21 感想----------------------------------------------------------------------------------------------- 25 参考资料书-------------------------------------------------------------------------------------- 26摘要本次课程设计主要研究的是PLC自动控制液压滑台式自动攻丝组合机床的加工过程。
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。
组合机床动力头.
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。
组合机床的电气控制系统设计
电气控制与PLC 课程设计说明书题目：某组合机床的电气控制系统设计专业班级：自动1206姓名：陈文浩学号：指导教师：任胜杰1 系统概述组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。
组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。
由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。
因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。
组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。
加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。
有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。
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：##图如图所示为某一组合机床的示意图，左面为1#箱体移动式动力头。
主轴电机M1为、1440转/分钟，1#箱体的进给电机为M3为、1450转/分钟，工进与快进采用电磁铁YV1（DC24V，10W）进行切换；右面为2#箱体移动式动力头。
主轴电机M2为、1440转/分钟，2#箱体的工作进给电机为M4，为、1450转/分钟，工进与快进采用电磁铁YV2（DC24V，10W）进行切换。
SQ1为左动力头的原位限位，SQ3为左动力头的快进限位，SQ5为左动力头的工进限位，SQ2为右动力头的原位限位，SQ4为右动力头的快进限位，SQ6为右动力头的工进限位，具体要求如下：1.左、右两动力头均要求快进→工进→快退的工作循环。
(完整版)组合机床总体设计
2009年5月23 日目录第一部分组合机床总体设计 (3)一、工艺方案的制定 (3)1.1零件工艺基面的选择 (3)1.2 加工工艺分析 (3)1.3 孔切削用量的选择 (3)二、机床配置型式和结构方案的确定 (4)三、组合机床方案图纸设计 (4)3.1被加工零件工序图 (4)3.2加工示意图 (5)3.2.1加工示意图的编制步骤 (6)3.3组合机床生产率的计算 (11)3.3.1生产率的计算和生产率计算卡的绘制 (11)3.4机床联系尺寸图的绘制 (13)3.4.1机床主要联系尺寸的确定 (14)第一部分组合机床总体设计一、工艺方案的制定1.1零件工艺基面的选择由于被加工零件（缝纫机体）是箱体类零件，所以我选择了“一面二孔”的定位方法。
该方法有以下特点：a、很简便的消除工件的六个自由读，使工件获得稳定的固定位置；b、有同时加工五个面的可能。
既能高度集中加工工序，又有利于提高各面上孔的位置精度；c、该方法可以作为从粗加工到精加工的全部工序加工的基准，使整个工艺过程实现基准统一；d、该方法使夹紧方便，夹紧机构简单。
容易使夹紧力对准支承，消除夹紧力引起工件变形对加工精度的影响。
为了保证零件的加工精度及技术要求，工艺基面必须规定相应的公差。
根据缝纫机体零件的大小，定位销孔径选择∅16，太小时，定位销很细，加工中易受力产生较大的变形。
销孔的精度为2级，两销孔中心距定为321毫米，其公差为±毫米。
0.061.2 加工工艺分析由于被加工零件只需要钻孔，所以该机床只有一个钻孔加工工艺。
而且钻孔深度不大，属于一般钻孔。
1.3 孔切削用量的选择由于该缝纫机体是铸铁件，而且硬度大概在200~241左右，根据下表选取切削用量。
表1用高速钢钻头加工铸铁件的切削用量二、机床配置型式和结构方案的确定由于被加工的缝纫机体是一个箱体件，一次只加工一个，生产率要求不是很高，所以我选择了单工位组合机床，而且该零件孔中心线与定位基准面平行，而且需要同时加工两个面，因此选择单工位组合机床中的卧式双面组合机床。
组合机床动力滑台的控制
图11-5温度补偿原理图
11.2 速度控制回路基础知识
11.2.2速度控制回路 11.2.2.1 调速回路
1.基本理论知识 在液压传动的机器上，工作部件由执行元件（液压缸或液压 马达）驱动。若改变执行元件的速度，即是改变液压缸的运 动速度或改变液压马达的转速。 常用的调速方法有以下三种： （1）节流调速 即采用定量泵供油，由流量阀改变进入或流 出执行元件的流量来实现调速。 （2）容积调速 通过改变变量泵的供油量或改变节流阀或改 变液压马达的每转排量来实现调速。 （3）容积节流调速 即采用变量泵供油，通过节流阀或调速 阀改变流入或流出执行元件的流量，以实现调速。
11.4实验操作训练（亚龙YL381B型液压实训装置）
11.4实验操作训练（亚龙YL381B型液压实训装置）
11.4.2实验名称：平面磨床工作台液压控制回路设计 一．实验目的、要求 1.能够理解换向阀的工作原理和中位技能。 2.能进行换向回路的油路分析 。 3.能绘制换向回路图，并能正确选用元器件。 4.正确连接、安装并运行基本换向回路。
项目十一 组合机床动力 滑台的控制
教学提示与教学目标
教学提示：本篇内容以组合机床动力滑台的结构组成和工作原理 为引子，对液压装置组件、控制元件以及速度控制回路进行介绍， 在内容展开过程中，结合亚龙YL-381B型气、液压实训装置进行 现场教学，并通过同步的实验操作训练加以理解和巩固。 教学目标：结合组合机床动力滑台的实际应用，熟悉速度控制回 路中液压缸、流量控制阀、液压源、按钮、中间继电器等各类电 气元件的结构和动作原理。
（5）变量泵和变量马达组成的容积调速回路
11-14 变量泵和变量马达组成的容积调速回路
11.2 速度控制回路基础知识
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
组合机床的动力头进给运动控制设计
一、设计要求：
用PLC对组合机床动力头的进给进行控制。
组合机床动力头的工作过程是：动力头的初始位置是左边，限位开关SQ3受压，动力头的运动由3个电磁阀控制。
按下起始按钮后，动力头向右快速进给（简称快进），碰到限位开关SQI后变为工作进给（简称工进），碰到SQ2后快速退回（简称快退），返回初始位置后自动停止。
运动示意图如下：
二、设计思路：
根据设计要求，启动机床，动力头进入快进状态;当动力头前进至限位开关SQ1处，动力头变为工进状态；当动力头继续前进至限位开关SQ2处，动力头变为快退状态；当动力头返回初始位置SQ3处，动力头自动停止。
那么在实验箱上设置K0，K1,K3，K4，K5这5个开关按钮，分别启动、工进SQ1,、快退SQ2、停止SQ3和紧急停车开关，并在实验箱上连接LED灯L1，L2，L3分别表示动力头的快进，工进和快退状态。
1.当按下启动按钮K0，梯形图中对应节点I：0.00触发并行快进线路并行节点Q：
100.00被触发导通，由于I：0.01，I:0.05，Q:100.02为三个常闭节点，动力头进
入快进状态，此时灯L1点亮。
2.当按下按钮K1，梯形图中工进线路对应节点I:0.01触发其并行节点Q：100.01
导通，快进线路节点I：0.01取反断开，动力头进入工进状态，此时灯L1熄灭，
灯L2点亮。
3.当按下按钮K4，梯形图中快退线路对应节点I：0.04触发其并行节点Q：100.02
导通，工进线路节点I：0.04取反断开，于是电机反转，动力头工作快退状态，
此时灯L2熄灭，灯L3点亮。
4.当按下按钮K3，动力头自动停止，此时灯L3熄灭，系统回到初始状态。
5.为保证运行安全，设置紧急停车按钮K5，对应梯形图中节点I：0.05，当按下
K5，动力头立即停止工作。
三、设计内容：
3、梯形图工作原理：
1、启动节点I：0.00,图中快进线路并行节点Q：100.00被触发导通，由于I:0.01，I:0.05，Q：100.02为三个常闭节点，动力头进入快进状态。
2、当动力头前进碰到限位开光SQ1时，图中工进线路节点I：0.01触发其并行节点Q：100.01导通，快进线路节点I：0.01取反断开，动力头进入工进状态。
3、当动力头继续前进碰到限位开关SQ2时，图中快退线路节点I：0.04触发其并行节点Q：100.02导通，工作线路节点I：0.04取反断开，于是电机反转，动力头进入快退状态，此时工进线路上的节点Q：100.02取反断开，所以当动力头快退时碰到限位开关SQ2时，依然能保证动力头正常工作于快退状态。
4、当动力头快退碰到限位开关SQ3时，图中快退线路节I:0.03断开，快进和工进线路的节点Q：100.02也断开，动力头回到初始位置，停止工作。
注：图中节点I：0.05，即实验箱上按钮K5，用于对动力头的紧急停车。
四、设计总结：通过这次设计是我更加熟悉了CX-Programmer的基本操作，掌握了各种指令的用法。
提高了自己的逻辑思维能力和工程能力，认识到自己在工程方面的优势跟不足。