组合式机床电气控制设计
-某组合机床的电气控制系统 设计.
输出部分
输出部分
点数
接触器
12
总计
12
注：照明不需要接入PLC，只需要选择开关就可以。
所以选用FX2N―32MR加扩展单元FX2N―32ER，FX2N―32MR含有32个 I/O点（16入，16出），FX2N―32ER为含有32点扩展单元。 下面是电器元件选择。
代号 M1 M2 M3 M4 M5
名称
接触器的线圈通过接110V电压与PLC的输出端和COM端相连。按 钮和开关与输入端和COM端相连。
3.4 元器件选型
首先是PLC的选择。统计组合机床PLC输入元器件、执行元器件及 I/O点数：
输入部分
输入部分 动力头工作方式选择按钮 SB
冷却泵选择开关SA 行程开关SQ 按钮SB 总计
点数
6
2 6 4 18
3.3 I/O分配
图3-5 照明灯
因采用PLC控制，需分配其I/O点，它决定着系统如何工作。
输入地址 号
信号名称
输出地址号 信号名称
X0
左动力头正转
启动按钮
X1
左动力头反转
启动按钮
Y0
M1主轴正转
（KM1）
Y1
M1主轴反转
（KM9）
X2
左动力头停车
Y2
按钮
M3工进正转 （KM3）
X3
左动力头冷却
Y3
成，可靠性高。PLC还配备了自检和监控功能，能自诊断出自身的故 障，并随时显示给操作人员，还能动态的监视控制程序的执行情况，为 现场调试和维护提供了方便。
总之，PLC在性能上均优越于继电接触式控制系统，特别是控制速 度快，可靠性高，设计施工周期短，调试方便，控制逻辑修改方便，而 且体积小，功耗低。
四工位组合机床PLC电气控制系统设计
第一部分设计任务与调研 (1)第二部分设计说明 (4)第三部分设计成果 (13)第四部分结束语 (21)第五部分致谢 (21)第六部分参考文献 (22)第一部分设计任务与调研1、毕业设计的主要任务设计一台由双面钻床、双面铳床组合夹紧放松，在一次半自动循环中，工件经过钻、铳两个工位进行加工，两个工位各完成一道加工工序，在加工而成的较型壳体零件的粗加工为对象的四工位组合机床的PLC电气控制系统。
2、设计的思路、方法设计思路,依托电工实训中心和自动化设备维修实训中心的钻床、铳床、PLC 等实训设备，充分运用所学专业知识和实践技能，详细制定设计方案和阶段进度计划，通过程序设计、模拟调试，建立正确的设讣思路，掌握正确的设计方法，修订完善，设计出能实现铳、钻双面四工位加工系统功能的组合机床PLC电气控制系统。
设计方法，利用文献检索、图书馆借阅、手册查询、设备选型、PLC编程、PLC 实训室程序调试;分析工艺与控制流程、分析控制要求与方式、分析系统设汁的原则和方法、确定PLC输入输出设备和I/O点数及选择PLC机型、硬件系统设计、软件程序设计、绘制控制系统接线图、电器元件的选择、程序调试。
3、本课题相关的资料4、调研的目的和总结4. 1调研的目的起初的组合机床于1911年在美国制成，用于加工汽车零件。
1953年，美国 福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件 标准化的原则。
初期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。
为了提高不同制 造厂的通用部件的互换性，便于用户使用和维修。
1973年，国际标准化组织（ISO ） 公布了第一批组合机床通用部件标准。
1975年，中国第一机械工业部颁布了中 国的第一批组合机床通用部件标准。
二十世纪70年代以来，随着可转位刀具、 密齿铳刀、锤孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度 也有所提高。
铳削平面的平面度可达0. 05毫米/ 1000亳米，表面粗糙度可低达 2. 5〜0.63微米；镇孔精度可达IT7〜6级，孔距精度可达0. 03〜0. 02微米。
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。
组合镗床的电气控制线路设计探讨
组合镗床的电气控制线路设计探讨组合镗床是一种先进的机床，可以完成钻、铣、镗等多种加工工艺，拥有较高的加工精度和效率，广泛应用于制造业。
其中，电气控制系统是组合镗床的重要组成部分，它不仅关乎整个机床的稳定性和可靠性，还影响到加工质量、效率和安全。
本文将探讨组合镗床的电气控制线路设计及其相关问题。
1. 电气控制系统的组成组合镗床的电气控制系统主要由以下几部分组成：（1）主控制系统：由数控装置、伺服驱动器、编码器、 PLC等组成，负责控制整个机床的加工运行和动作精度。
（2）机床操作面板：由触摸屏或按键、指示灯、紧急停止按钮等组成，负责人机交互和调整机床参数。
（3）电气控制柜：包括主控制器、运动控制卡、开关电源、变频器、抗干扰滤波器、继电器等电气元件，负责将电气信号转化为机械运动。
（4）电动驱动设备：主要包括电机、减速器、传动装置等，负责提供动力和传递力量。
（5）电路保护和安全保护设备：包括断路器、熔断器、漏电保护器、接地保护器、安全门、安全光幕等，负责保护人员和设备的安全。
2. 电气控制线路设计（1）主控制系统的设计主控制系统是组合镗床的“大脑”，它的设计关键在于选型和配合。
首先要选择性能稳定、操作简单、功能强大的数控装置，如常见的数控系统有FANUC、Siemens、Mitsubishi等。
其次，要根据不同的加工需求选配合适的伺服驱动器和编码器，保证机床的位置控制和运动精度。
最后，根据加工工件的不同形状和要求，编写相应的控制程序并进行调试和优化。
（2）电气控制柜的设计电气控制柜是机床电气控制系统的核心部分，它需要满足以下几个设计要点：①电气元件选型：选用具有高性能、低噪声、耐腐蚀性等特点的电气元件，如开关电源、继电器、接触器等，并根据实际负载来选定电气元件的额定电流和电压。
②电气布线设计：布线需要考虑电气安全和实用性，应避免电缆搭绕、交叉等情况，合理规划布线路径和接线方式，并对布线进行标识和保护。
③电气运行与调试：在电气控制柜内部的布线完成后，组合镗床的电气工程师需要进行电气调试和运行测试，以验证电气控制系统的性能和可靠性。
组合机床的电气控制
第六节组合机床的电气控制组合机床是针对特定工件，采用多刀、多面、多工序、多工位同时加工，是由通用部件和专用部件组成的具有工作自动循环功能的高效率专用机床。
它的动力部件采用电动机驱动或采用液压系统驱动，电气控制线路是将各个部件的工作组合成一个统一的循环系统，是典型的机电或机电液一体化的自动化加工设备。
组合机床的通用部件有：动力部件，如动力头和动力滑台；支承部件，如滑座、床身、立柱和中间底座；输送部件，如回转分度工作台，回转鼓轮、自动线工作回转台及零件输送装置；控制部件，如液压元件、控制板、按钮台及电气挡板；其它部件，如机械扳手、排屑装置和润滑装置等。
通用部件已标准化、系列化和通用化。
一、组合机床的主要结构及运动形式双面钻孔组合机床用于在工件两相对表面上钻孔，机床的结构简图如图所示。
1-侧底座2-刀具电动机3-工件及定位夹位夹紧装置4-主轴箱及钻头5-动力滑台机床由动力滑台提供进给运动，电动机拖动主轴箱的刀具主轴提供切削主运动。
两液压动力滑台对面布置，安装在标准侧底座上，刀具电动机固定在滑台上，中间底座上装有工件定位夹紧装置。
机床工作的自动循环过程如图3-14a所示。
工作时，工件装入夹具（定夹位夹紧装置），按动起动按钮SB6，开始工件的定位和夹紧，然后两面的动力滑台同时进行快速进给，工作进给和快速退回的加工循环，同时刀具电动机也起动工作，冷却泵在工进过程中提供切削液，加工循环结束后，动力滑台退回到原位，夹具松开并拔出定位销，一次加工的工作循环结束。
二、组合机床的拖动特点及控制要求1）机床的动力滑台和工件的定位夹紧装置均由液压系统驱动，定位夹紧装置的动作由定位销液压缸和夹紧液压缸完成，三位四通电磁换向阀控制液压缸活塞运动方向的切换。
电磁阀线圈YV5-1与YV5-2控制定位销液压缸活塞运动方向，YV1-1与YV1-2控制夹紧液压缸活塞运动方向，YV2-1、YV2-2，YV4-1为左机滑台油路中电磁换向阀线圈，YV3-1、YV3-2，YV6-1为右机滑台油路中电磁换向阀线圈，各工步电磁阀线圈通电状态如表3-4所示。
组合机床电气控制课程设计
目录第一章绪论 (1)第二章设计方案 (3)2.1 左、右两动力头进给电机 (3)2.2电动机控制电路 (3)2.3液压泵电动机 (4)2.4液压动力滑台控制 (4)2.5主电路及照明电路 (6)2.6保护与调整环节 (6)2.7继电器电气原理简图 (8)第三章I/O分配表 (10)第四章组合机床电气控制电路图 (11)第五章课程设计的具体内容 (12)5.1单循环自动工作 (12)5.1.1单循环自动工作循环图 (12)5.1.2单循环自动工作功能表 (12)5.1.3单循环自动工作梯形图 (12)5.2左铣单循环工作 (13)5.2.1左铣单循环功能表 (13)5.2.2左铣单循环梯形图 (13)5.3右铣单循环工作梯形图 (13)5.4公用程序 (13)5.5回原位程序 (14)5.6手动程序 (15)5.7 PLC梯形图总体结构图 (15)5.8面板设计 (16)第六章系统调试 (17)第七章设计心得 (18)第八章参考文献 (19)第一章绪论对于机械—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：组合机床结构示意图组合机床工作循环图组合机床采用两个动力头从两个侧面分别加工，左、右动力头的电动机均为2.2kw，进给系统和工件夹紧都用液压系统驱动，液压泵电动机的功率为3kw，动力头和夹紧装置的动作由电磁阀控制。
设计要求如下：（1）两台铣削动力头分别由两台笼型异步电动机拖动，单向旋转，无须电气变速和停机制动控制，但要求铣刀能进行点动对刀。
（2）液压泵电动机单向旋转，机床完成一次半自动工作循环后按下总停机按钮时才停机。
关于数控机床的电气控制改进组合式机床电气控制设计
关于数控机床的电气控制改进组合式机床电气控制设计组合式加工机床由于具有较高的灵敏性，经常用来在工业生产中加工大型工件，比如轧钢机的大型部件，组合式加工机床的优势之一是可以灵活的进行移动移位加工，因此组合式加工机床比目前市面上存在的固定机床更加适合加工大型的工件，主要原因是由于越大越沉重的工件加工时越不容易翻转或移动，因此导致加工效率降低，而是用组合式加工机床可以有效解决上述问题，提供工作效率和工作质量。
组合式加工机床的主要部件包括主轴箱、床身导轨以及立柱等构成，而且需要根据实际生产情况，设计组合式加工机床的电气控制系统，然后进行分析、改进以及完善等工作，以保证组合式加工机床的工作效率。
1 电气控制柜的设计在本设计中，组合式加工机床的电气柜中装配的电子设备主要包括：LG变频器（两个），欧姆龙CQM1H型可编程逻辑控制器（PLC）一个。
主轴电机使用18．5kw容量的变频器进行控制，而主轴箱走刀电机和主轴箱快速电机以及立柱行走电机使用5．5kW容量的变频器控制。
而且在操作站与组合式加工机床的电器柜之间的传输方式使用了总线式传输方式，并且使用插头连接手控操作站、床身分线盒和控制柜，因此不但大量的减少了控制电缆的数量，而且方便工作人员进行维护、检修和移动等工作。
电器柜的柜门上分别安装了电源启动/停止控制按钮以及两个电机转速显示表，方便工作人员对主回路电源进行控制。
在电器柜的内部，通过空气开关、变压器、继电器以及接触器等大量电器设备进行多级保护。
为了防止PLC被电路故障或其他原因损坏，因此，接触器需要通过继电器对PLC进行控制。
2 可编程逻辑控制器（PLC）程序设计可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC），是一种通过进行数字运算实现具体操作的电子系统，是现代工业的核心控制部件。
本设计采用可编程逻辑控制器是OMRON（欧姆龙）公司的CQM1H型PLC控制器，可编程逻辑控制器（PLC）在组合式加工机床控制电路中，主要不但需要接收来自限位开关的信号、按钮控制信号、空气开关监控信号、电机过载信号、变频器保护信号等来自外部的信号，还需要接受指示信号、输入变频器控制信号以及输出变频器控制信号等。
六工位组合机床PLC电气控制系统设计毕业设计论文
目录第一部分设计任务与调研 (2)第二部分设计说明 (6)第三部分设计成果 (12)第四部分结束语 (19)第五部分致谢 (20)第六部分参考文献 (21)第一部分设计任务与调研1、毕业设计的主要任务设计一台能完成设计一台能完成装卸、打中心孔、钻孔、倒角、扩孔以及铰孔加工六工位组合机床的PLC电气控制系统。
的PLC电气控制系统。
六工位组合机床完成装卸、打中心孔、钻孔、倒角、扩孔以及铰孔加工。
具体加工过程为:回转工作台上升→在工位Ⅰ拆卸和装夹零件→回转工作台回转到工位Ⅱ下降→工位Ⅱ对零件进行打中心孔→回转工作台上升回转到工位Ⅲ下降→工位Ⅲ钻孔加工→回转工作台上升回转到工位Ⅳ下降→工位Ⅳ倒角加工→回转工作台上升回转到工位Ⅴ下降→工位Ⅴ扩孔加工→回转工作台上升回转到工位Ⅵ下降→工位Ⅵ铰孔加工,如此循环实现对不同零件、不同工位的同步加工。
六工位组合机床完成装卸、打中心孔、钻孔、倒角、扩孔以及铰孔加工。
因为各控制对象所处地理位置比较集中，各个工位之间相隔60°,且相互之间的动存在一定的顺序关系，所以采用集中式控制系统，用一台PLC控制多台设备。
各电动机和工作台的运动在工艺上都应具备必要的配合和联锁。
2、设计的思路、方法与步骤2.1 思路依托电工实训中心和自动化设备维修实训中心的铣床、钻床、镗床、PLC等实训设备，充分运用所学专业知识和实践技能，详细制定设计方案和阶段进度计划，通过程序设计、模拟调试、修订完善，设计出能实现六工位加工系统功能的组合机床PLC电气控制系统。
2.2方法：文献检索、图书馆借阅、手册查询、设备选型、PLC编程、PLC 实训室程序调试。
2.3步骤：分析工艺与控制流程、分析控制要求与方式、分析系统设计的原则和方法、确定PLC输入输出设备和I/O点数及选择PLC机型、硬件系统设计、软件程序设计、绘制控制系统接线图、电器元件的选择、程序调试。
3、本课题相关资料3.1组合机床概述组合机床是机械制造业中的主要加工工具, 因为绝大多数机械零件都是由机床加工而成的。
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组合式机床电气控制设计
组合式机床电气控制设计，是为大家精心的关机床电气控制设
计的论文，欢迎各位机电一体化的同学阅读!
【摘要】本文阐述了组合式机床相关知识和PLC的相关概念，论证了组合式机床电气设计的基本理论和过程，并结合PLC编程程序来进行设计。
【关键字】组合式机床;电气设计;PLC编程
1、组合式机床的相关知识
1.1组合式机床的概念
组合式机床是集机电于一体的、自动化程度较高的成套技术装备，它是由一些通用部件及少量的专用部件组成的自动化或者半自动化的专用机床。
它的特征是高效率、高质量、低成本、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、轻工业等行业。
1.2组合式机床的加工方式
组合式机床加工方式一般为多轴、多刀、多工序、多面或多工
位同时加工，它的生产效率是通用机床的几倍甚至几十倍。
组合式机床一般用来加工箱体类或形状特殊的零件，基本上加工物固定不动，由刀具的各方位的旋转以及刀具与工件的相对运动来实现钻孔、扩孔、铰孔、铣削平面、切削内外螺纹等工序。
随着技术日臻成熟，出现了一种新型的组合式机床，它利用原
有的继电接触式控制电路加上PLC控制系统，来完成多位主轴箱、可
换主轴箱等的自动更换，达到任意改变工作循环控制和驱动系统的目的。
2、可编程控制器及应用
2.1可编程控制器(PLC)概述
PLC是一种专门在工业环境下产生的数字运算操作的电子装置。
它采用可以编制程序的存储器，在其内部进行存储和执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字信号或模拟信号来进行输入和输出，从而控制各种类型的机械或生产过程。
PLC还有一些相关的外围设备与其配合，形成一个整体，这样易于功能性的扩展。
2.2有关组合式机床的电气控制设计的实现方式
组合式机床的电气控制，理论上讲，可以采用继电接触式电气
控制系统、单片机控制系统和PLC控制系统来实现。
但PLC控制系统是实际工程中比较经济、有效、性能优越的控制方案。
下面做以简单的比较：
(1) 控制逻辑继电接触式控制系统采用线路的串联、并联以及串并联的硬接线逻辑，它的连线复杂、体积大、功耗大，不易改革，所以在灵活性和扩展性存在缺陷;而PLC采用逻辑存储，它只有输入
端和输出端的外围设备需要线路连线，逻辑控制是由程序来完成并存储在PLC的内存当中，改变程序就可以改变逻辑控制，所以PLC的灵活性和扩展性更强。
(2) 控制速度继电器接触式控制系统的是根据触点的动作来
实现的，工作频率低，继电器越多，反应的速度越慢，还容易出现触点抖动和拉弧问题;而PLC是由指令控制电路来实现，速度快，并且PLC内部有严格的同步，不会出现抖动和拉弧问题。
(3) 定时控制和计数控制继电接触式控制系统利用时间继电
器的延时来进行定时控制，它本身精度不高，受环境影响大，还有一些结构复杂的时间继电器，使维护难度加大;而PLC使用集成电路作为定时器，时基脉冲由晶体震荡器产生，精度相当高并且定时时间长、范围广。
(4) 可靠性和维护性继电接触式控制系统机械触点多，连线也多，触点容易受损，造成可靠性和维护性差。
PLC采用微电子技术，配有自检和监控功能，不但可靠性得到保证，还可以诊断出自身的故障并随时显示，以及能动态的监视控制程序的执行情况，为现场调试和维护提供了方便。
3、结合PLC系统的电气控制的设计
3.1设计原则
利用继电接触式和PLC控制系统相结合的方法，会对设计产生事半功倍的效果。
PLC的硬、软件再配以继电接触式的控制系统，不但能完善机床电气设备控制系统的设计，更能对控制线路进行准确地分析和精准地维护。
设计的继电接触式控制系统和PLC控制系统，应同时遵循以下基本原则：(1)最大限度地满足被控制对象的控制要求，包括功能要
求、性能要求;(2)在满足控制要求的前提下，力求控制系统简单、经济、节约能源;(3)力求控制系统安全、可靠、使用与维修方便。
3.2电气控制设计的流程
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;绘制组合机床的电气原理图、控制
系统的PLC I/O接线图和梯形图，写出指令程序清单;选择电器元件，列出电器元件明细表。
4、组合式加工机床设计举例
我们以一个组合式加工机床中的电气柜为例，简要介绍一下：
此电气柜主要的电子设备主要有：LG变频器(两个)，欧姆龙某款可编程逻辑控制器(PLC)一个。
变频器：其中一个为容量18.5kw的变频器进行主轴的控制，一个容量为5.5kW的变频器来控制主轴箱的走刀电机和快速电机以及立柱行走电机的控制。
4.1变频器参数调整
LG变频器根据需要设置分为“功能组1、功能组2、驱动组、
输入/输出组(I/O组)、选项组、外部组、应用组”，将这七组参数
设置成出厂时的默认数据，并且提供相关功能，方便需求不同而进行调整。
4.2变频器基本参数的设置
LG变频器是组合式数控加工机床电气控制系统的核心部件，它决定着组合式数控加工机床的工作性能，在设置变频器的基本参数时，应该首先对参考变频器的型号来对电机功率进行设置和选择。
4.3特定功能的应用
组合式加工机床中立柱的传动轴和主轴箱的传动轴是不同的，在工作中，为了实现电机对不同的传动轴的选择，来满足工作需要，所以要通过对第二电机进行参数设置，来进行控制。
第二参数功能具体的配置和使用方法如下：首先任意选择一个多功能端口，设置对应的I/O参数，并保持端口在激活状态，然后启用第二电机功能操作。
在对参数进行设置时，具体包括：“第二电机加速时间、减速时间、转折频率、电压、频率方式、第二电机正转矩补偿、第二电机反转矩补偿、电子热保护等级(一分钟)、电子热保护等级(连续)、第二电机额定电机电流”。
4.4其他设置
在操作站与组合式加工机床的电器柜之间的传输方式设置为总线式，并且使用插头连接手控操作站、床身分线盒和控制柜，这样可以减少大量的控制电缆数量，方便工作人员进行维修和移动。
电器柜的柜门上设置了电源ON/OFF按钮，用于电源的开关控制，还有两个电机转速显示表，方便工作人员对主回路电源进行控制。
在电器柜的内部，通过设置空气开关、变压器、继电器以及接触器等大量电气设备进行多级保护。
5、总结
可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。
从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机;从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移
等各式各样的控制场合;从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制设备的配套更加容易。
PLC系统之所以在组合式机床电气控制设计中得到广泛应用，在于它的灵活性和扩展性强、控制速度快、精度高、具有较高可维护性。
生产中，有了PLC系统，就可以高效率、高质量地完成生产任务。
内容仅供参考。