PLC在组合机床控制中应用
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。
基于PLC的组合机床电气控制系统设计文献综述
基于PLC的组合机床电气控制系统设计文献综述组合机床是一种集多种工艺操作于一体的机床，它能够实现多种不同工艺操作的自动切换，提高生产效率和产品质量。
而电气控制系统是组合机床的重要组成部分，它起着控制和监控机床运行状态的关键作用。
PLC （可编程逻辑控制器）作为一种通用的控制设备，被广泛应用于组合机床的电气控制系统中。
近年来，随着科技的发展和工业自动化水平的提高，越来越多的研究论文关注组合机床电气控制系统的设计与优化。
本文将综述一些基于PLC 的组合机床电气控制系统设计的相关文献，以期为相关研究提供参考和借鉴。
在组合机床电气控制系统设计中，PLC起着核心作用。
一些研究文献提出了基于PLC的组合机床电气控制系统设计方法，如[1]中提出了一种基于PLC和CNC（计算机数控）技术的组合机床电气控制系统设计方法。
该方法将PLC和CNC技术相结合，利用PLC进行机床运行状态的监控和控制，而由CNC控制系统进行工艺操作的控制。
通过将PLC和CNC技术相结合，该方法能够实现组合机床的高效运行和质量控制。
另一些研究文献关注于PLC在组合机床电气控制系统中的具体应用。
例如，[2]中研究了一种基于PLC的组合机床电气控制系统中的自适应控制算法。
该算法通过对组合机床的运行状态进行实时监测和分析，自动调整控制参数，以实现机床运行的最佳性能。
此外，一些研究论文还关注于组合机床电气控制系统的优化。
例如，[3]中提出了一种基于遗传算法的组合机床电气控制系统优化方法。
该方法通过遗传算法对组合机床电气控制系统的参数进行优化，以实现机床的高效运行和质量控制。
综上所述，基于PLC的组合机床电气控制系统设计是一个重要的研究领域。
通过研究文献综述，我们可以了解到一些相关的设计方法和应用案例。
然而，仍然有很多问题需要进一步研究和探索，如如何提高组合机床电气控制系统的稳定性和可靠性，如何实现机床运行的智能化等。
希望本文能够为相关研究提供一些启示和借鉴。
基于PLC的六工位组合机床的控制系统设计
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2009年第 7期
·控制与检测 ·
钻 、扩 、铰等滑台动作的各位置信号和各设备动作的返 回信号 (接触器的辅助常开触点 ) ;输出端连接控制各 台电动机动作的接触器线圈和控制液压系统工作的各 电磁阀线圈 。
The D esign of Con trol System of M ulti2sta tion M odular M ach ine Tool Ba sed on PLC XUN Qun2de1 , YAN G Chao2jun1 , WANG Hong2rui2 , YU J ian2yong 1 , YE Zhen1
2009年第 7期
·控制与检测 ·
文章编号 : 1001 - 2265 (2009) 07 - 0053 - 04
基于 PLC的六工位组合机床的控制系统设计
荀群德 1 ,杨超君 1 ,王宏睿 2 ,禹建勇 1 ,叶镇 1
(1. 江苏大学 机械工程学院 ,江苏 镇江 212013; 2. 南京工程学院 机械工程学院 ,南京 211167)
基于PLC的四工位组合机床控制系统设计
本科毕业论文（设计）设计题目：基于PLC的四工位组合机床控制系统设计学院：专业：机械设计制造及其自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：第2页贵州大学本科毕业论文（设计）诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。
毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。
特此声明。
论文（设计）作者签名：日期：目录摘要 (III)Abstract (IV)第一章绪论 (5)1.1组合机床概述 (5)1.2 PLC的四工位组合机床控制系统设计的目的和意义 (5)1.3 PLC的四工位组合机床控制系统设计的国内外现状和发展趋势 (6)第二章四工位组合机床原理及液压系统 (8)2.1四工位组合机床的工作原理与过程分析 (8)2.1.1 回转台工作原理 (9)2.1.2 钻孔工作原理 (9)2.1.3 扩孔工作原理 (9)2.2 四工位组合机床的液压控制系统 (11)第三章 PLC概述与方案论证 (13)3.1 PLC概述 (13)3.1.1 PLC基本介绍 (13)3.1.2 PLC硬件组成 (13)3.2方案论证 (17)3.2.1 PLC与继电器-接触器相比较： (17)3.2.2 PLC与单片机比较 (18)第四章电气控制系统硬件设计 (20)4.1选择PLC机型 (20)4.1.1 结构选择 (20)4.1.2 I/O点选取原则 (20)4.1.3确定PLC机型及扩展模块 (21)4.2设计I/O分配表 (22)4.3设计PLC控制系统电气原理图 (24)4.3.1 PLC的详细接线图 (24)4.3.2 电机电气原理图 (26)4.4设计PLC控制系统操作面板 (26)4.5相关元器件的选择 (28)4.5.1电气元件的选取 (28)4.5.2液压元器件的选择 (29)第五章部分程序的分析以及程序调试结果 (30)5.1 以下程序段的分析： (30)5.2 此次设计的程序建立以及调试结果分析如下： (32)第六章设计总结与体会 (34)6.1设计总结 (34)6.2心得体会 (35)参考文献 (36)致谢 (37)附录一 (38)附录二 (52)基于PLC的四工位组合机床控制系统设计摘要文章以四工位组合机床为研究对象,四工位主要包括钻孔、扩孔、攻丝、机械手上下料等工位，通过对主要结构和运动形式的探究以及对机床的工作过程和控制要求分析,给出了机床动作循环图、液压元件动作表以及四工位组合机床的液压控制系统;并采用PLC控制系统的设计方法, 进行了软硬件设计,列出了PLC的I/O地址分配表,绘制了PLC 的I/O分配图和单循环自动工作流程图，编写PLC控制程序的梯形图和指令表;由操作面板组成的人机界面，使整个控制系统的操作变得简单，方便，大大提高了系统的自动化程度和实用性。
自动化组合机床的PLC控制系统设计毕业设计
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)湖南水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power毕业设计成果Graduation practice achievement设计项目名称自动化组合机床的PLC控制系统设计姓名：专业：班级：指导老师：任务下达日期： 2011 年 11 月 20 日设计完成日期： 2011 年 12 月 1 日AbstractThis article introduced that the PLC control system design of Automatic combined machine tool, this system and precision, and also be widely used in industrial production and other fields. The traditional combined machine tool uses the relays generally, the precision is low, the reliability is not the composition of PLC is analyzed, besides these, the general arrangement of PLC control system and the presentation of program are also given an overview, then we confirm PLC's type, distribute IO address and external wiring. According to the related content we draw sequential function chart and use FXGPWIN software to draw PLC ladder diagram. At the end of the article we also introduced Fault diagnosis and exclusion of PLC control system and further summary fo the article.【Key words】: PLC 、Mitsubishi FX series、combined machine tools摘要本文介绍自动化组合机床的PLC控制系统设计，该系统具有自动化程度高，精度高等特点，在工业生产等领域有广泛应用。
PLC在数控机床电气控制方面的应用研究
PLC在数控机床电气控制方面的应用研究摘要：制造业在最近几年得到了快速的发展，尤其在数控机床电气控制领域PLC得到了广泛的应用。
PLC具备连接方便、指令系统简单、可靠性高、通用性强的特征。
由于PLC技术的普遍使用，使数控设备的工作效率、工作水平得到大幅提高，对于制造业的进一步发展起到重要作用。
关键词：PLC；数控机床；电气控制；应用分析引言在PLC的应用过程中，传统的数控系统得到有效的改善，也逐步提高了机床的实际工作效率。
可参与控制器内部具有完善的最大化系统，可以极大改善机床的数据控制系统，同时完善内部的特殊功能，进一步优化数控机床的实际结构。
现阶段的许多可参与控制器在后期的维修过程中，有效提高数控机床的数据控制系统，还极大确保精密性和科学性，在数控领域有着较大优势。
1数控机床控制基本原理1.1操作控制原理现阶段，许多工厂在实际的生产操作过程中，许多数控机床采用了先进的可参与控制器，在结合先进的精密基础上，不断提高加工操作的效率。
对于数控机床的控制方式而言，需要不断完善内部的控制系统，同时结合CNC系统的优势，利用已有的控制数据技术，实现对内部的数字信息的完善，同时加大智能控制力度。
数控机床与其他智能设备相比，在各装置都配备完善的基础上，还同时启动了动作开关，有利于提高操作控制原理的精确性，结合传感器的优势，不断实现控制按钮的应用。
1.2应用控制原理一般数控机床都有PLC的参与，二者的结合不但可以完善设计应用过程，还能很大程度上提高PLC控制程序的精密性。
对于已有的数控机床的系统控制环节而言，还需要对用户程序进行科学的划分，特别注重对系统应用环节的控制。
应用环节的控制中，不可忽视的是监控程序，这一环节不仅影响着诊断程序的顺利进行，还与前期的编译程序紧密联系，因此，需要高度重视应用控制的结构原理。
1.3程序设计原理PLC控制区别于其他的控制程序，其中一大亮点在于程序控制存在明显差异，特别是用户程序部分。
组合机床的PLC控制
行 娟娟
【 摘
西 安外 事学 院工学 院
要】文中针对机床电器 的控制特 点，将Ｐ Ｃ Ｌ 技术应用于组合机床 ，可以充分发挥Ｐ ｃ Ｌ 可靠性高、调试方便和使用灵活等优点。进 而大大缩短产品的开发周
期，降低设计成本，提高控制系统的可靠性和产品的合格率 ， 生产效率大幅提升。 使
屑、润滑等装置以及机械手、定位、夹紧、 导 向等部 件 。 ２组合机床的拖动要求与控制特点 ． 组合机床 的控制系统大多采用机械、 液压 （ 或气动） 、电气相结合的控制方式。组 合机床的电气控制系统由通用部件的典型控 制 线路 及基本 控制 环节 ，再根 据加 工 、操 作 要 求 以及 自动 循环过 程综合 而成 。 由于加 工工 件 和 工 序 要求 不 同 ，组 合 机床的配置各不相 同，它的电气控制线路亦 不相同，电气控制的主要对象是通用部件和 专用部件 。加工过程中电动机大 多不需调 速，运动部件状态即 自动工作循环流程 （ 快 进 、工进 、快 退等 ） 的转换 ，多 由行 程开 关 控制和发出转换信号，控制电路大多采用继 电器一接触器控制系统。 动力滑台配置不 同的控制 电路 ，可完 成多种 自动循环。在一次循环 中，要实现速 度差别很大的快进和工进，快进、快退由快 进电动机实现 ，工进 由工进 电动机实现。 动 力 滑 台 与 动 力 头 相 比 较 ， 前 者 配 置成 的组 合机床 较动 力头 更为 灵活 。在 动力 头上 只安装 多轴 箱 ，而滑 台还 可安 装 各 种 切 削 头 组 成 的 动 力 头 ，广 泛 用 来 组成 卧式 、立 式组合 机床 及其 自动 线 ， 以完 成 钻 、扩 、铰 、镗 、 刮 端 面 、 倒 角 、铣削和攻螺纹等加 工工序 。 ３ 系 统 设 计 要 求 ． 本 系统 有连 续全 自动 工作循 环及 手 动 工 作 方 式 。 由按 钮 对 每 一 加 工 进 行 单 独控 制 。手动 方式 可供维 修用 ，每 按一 次 启动按 钮 ，回转 台转一 个工 位 ，铣、 钻 、 扩 、 攻 同 时 加 工 ，加 工 完 毕 自 动 停 止 。全 自动方 式供 正常工 作使 用 ，当按 下 启动按 钮时 ，组 合机床 周而 复始 地执 行各步动作 ，直到按下停止按钮为止 。 根 据组 合机床 的加工 特点 ，其 动作 过程要求如下：
解析PLC与变频器在组合机床电气控制中的应用
解析PLC与变频器在组合机床电气控制中的应用摘要：本文主要阐述了PLC与变频器在组合机床电气控制中的应用情况，主要以一台镗孔专机与电气原理图为例阐述了PLC的工作原理、设计原理等。
关键词：PLC；变频器；组合机床；应用对于组合机床的电气控制来说，其主要要求分为三个阶段：一是图纸的绘制，二是电气的安装，三是用户的验收。
本文主要以镗孔专机为例进行讲解，主要描述了电气原理图、PLC设计思路、变频器参数设置等等。
1.电气系统控制要求分析镗孔专机的主轴机M1变频电机主要采用的是YP-50-22-6B，冷却风机主要采用380V120W功率。
按照机械传动比折进行计算，得到的电机转速主要控制在600rpm与2000rpm 之间，进行连续调试；通过计算可知，我们将变频器控制在30HZ与100HZ频率范围之内；速度的调节主要通过电位器；镗孔专机的主轴主要分为两种工作方式：一是点动，二是连动。
工作台快速进给电机M2主要使用Y112M-4三相异步电机，而制动器主要采用T3523装置。
工作台慢速进给电机M3变频电机主要采用YP-50-3.0-6型号，冷却风机主要采用220V50W型号；慢速进给的速度主要为每分钟1.25毫米到50毫米之间（根据计算的结果，电机转速要求在50rpm与2100rpm范围之间）。
在换算之后，变频器的频率范围主要控制在2.3HZ与105HZ之间，速度调节主要通过电位器。
机床润滑主要采用PYZ-1A进行集中润滑站。
机床照明主要采用AC24V/40W电压。
电柜散热的流风扇采用125FZY2-S。
2.机床主电路设计从下图的电气原理图可以看出，主轴机电M1的功率主要为22KW，是一种六级的变频机电，根据实际需要，本文主要采用的变频器为MR-G7B4030，CDBR-4030B为主要的制动单元，但是，配制电阻单元一般都需要高昂的价格，因此，我们主要使用三个并联的2000W/60 电阻器，通过交流接触器KM1对变频器的通电情况进行控制。
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P L C在组合机床控制中
应用
IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
常州工学院
P L C 课程设计
课题名称： PLC在组合机床控制中应用
专业：电气工程及其自动化
学院：电子信息与电气工程学院
姓名：周森华苏建佘一峰
沃凌霄李国锋肖孙波
班级：02电二
指导老师：罗慧芳
二00五年九月
目录
一任务书 (1)
二设计内容 (3)
(一) 控制要求 (3)
(二) 总体设计过程 (5)
1. 软件设计 (5)
2. 硬件设计…………………………………………………..
3. 故障检测…………………………………………………..三设计小结……………………………………………………..
四附录…………………………………………………………..
1. 组合机床示意图……………………………………………..
2. 程序指令表…………………………………………………..
3. 参考文献…………………………………………………..
二设计内容
（一）控制要求：
1．组合机床概述
两工位钻孔，攻丝组合机床，能自动完成工件的转孔和攻丝加工，自动化程度高，生产效率高。
机床主要由床身，移动工作台，夹具，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等组成，如附录一。
移动工作台和夹具用以完成工件的移动和加紧，实现自动加工。
转孔滑台和转孔动力头用以实现转孔加工量的调整和转孔加工。
攻丝滑台和攻丝动力头用以实现攻丝加工量的调整和攻丝加工。
工作台的移动（左移，右移），夹具的动作（夹紧，放松），转孔滑台和和攻丝滑台的移动（前移，后移），都由液压系统执行，其中的来年感个滑台的液压系统由滑台移动控制凸轮来控制，工作台的移动和夹具的夹紧和放松电磁阀的控制。
根据设计要求，工作台的移动和华东台的移动应按严格要求规定的时序同步进行，两种运动密切配合，以提高生产效率。
2．加工工艺及控制要求
系统通电，自动启动液压泵电机M1。
若机床部分在原位（工作在转孔工作SQ1动作，转孔滑台在原位SQ2动作，攻丝滑台在原位SQ3动作）。
并且液压系统压力正常，压力继电器PV动作，原位指示灯HL1亮。
将工作放在工作台撒谎能够，按下启动按钮SB，夹紧电磁阀YV1得电，液压系统控制夹具将工件夹紧，与此同时，控制凸轮电机M2得电运转，当夹紧限位SQ4动作后，表明工件已被夹紧。
启动转孔动力头电机M3，且由于凸轮电机M2运转，空竹凸轮控制相应的液压阀使转孔滑台前移，进行转孔加工，当转孔滑台到达终点时，转孔滑台自动后退，到原位时停，M3同时停止。
等到转孔滑台回到原位后民工做太右移电磁阀YV2得电，液压系统使工作太右移，当工作台到攻丝工位时，限位开关SQ0动作，工作台停止，启动攻丝动力头电机M4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SQ7动作），制动电磁铁DL得电，攻丝动力头制动，后攻丝动力头电机
M4反转，同时攻丝滑台由凸轮控制使其后退。
当攻丝滑台退到原位时，攻丝动力头电机M4停，凸轮正好运转一个周期，凸轮电机M2停，延时3s后左移电磁阀YV3得电，工作台左移到转孔工位时停，放
松电磁阀YV4得电，放松工件，放松限位SQ8动作后，停止放松，原位指示灯亮，取下工件，加工过程完成。
两个话的移动，是通过控制凸轮来控制滑台移动液压系统液压阀实现后，电气系统不参与，只需启动控制凸轮电机M2即可。
在加工过程中，应启动冷却泵电机M给冷却液。
3．机床的加工工步顺序如下表：
机床加工工步顺序表
2．硬件设计
（1）电气元件选择：
1．电动机M1~M5
运用Y系列三相交流异步电动机
2．热继电器FR1~FR5
（K=~）=4A
选用ZJR16B~10B
3．熔断器 Ir=（~）/Ir=2*4=8A
选用RL1~L5熔体2~10A
4．示灯HL1~HL7 7个
选用AD16~22 LED为220V AC
5．可编程控制器PLC
用继电器输出型FR1~C40 AFP12417
6．行程开关 SQ1~SQ8 8个
单轮防护式JL*K1~111
7．按钮SB1~SB10 10个
为手动按钮LA25~10
8．电磁阀YV1~YV4 4
电源交流选用JT4加型零电压继电器
吸引电压在线圈额定电压的60%~85%范围的调节，释放电压在线圈额定的10%~35%范围内调节，动作误差为±
10%。
9．低压继路器QF
10．Ide 》=Ie
选用DZ20~110 额定电流20A
11．交流接触器KM1~KM6 6个
选用CJ10~20 额定电流为20A
12．启动按钮SB1
已用LA25~10 1个绿色
13. 蜂鸣器 1个
（2）元器件清单
（3）输入输出分配表：
以上为列出的输入输出分配表，根据表，输入端需要十二个，输出端需要二十三个，所以选择PLC的型号为：FX
根据输入输出，可以得出组合机床的PLC控制电路图如下：
（5）主电路
3．故障检测：
组合机床在实际运行中，由于种种原因会出现一些鼓掌。
因此组合机床的控制，除正常的控制程序外，还必须为其编制故障诊断显示程序。
一旦机床出现故障时，通过故障诊断显示程序立即显示报警。
维修人员可以根据显示情况，对照诊断表立即找出故障点，予以排除。
这样可以大大缩短故障的检测和排除时间，提高机床的恢复开动率，提高生产效率。
经验表明，机床故障大多出现在检测元件上，因此在机床上设置了15个故障监控点，故障诊断如下表：
故障诊断表
小结
本次课程设计的课题是PLC在组合机床控制中的应用，通过PLC 的控制实现工件的自动钻孔和攻丝加工，自动化程度高，生产效率高！通过过程设计，我们要了解PLC在机床控制中的应用，掌握用PLC技术实现机床的方法，了解运用实现机床故障检测的方法。
通过本次课程设计，我更深地了解了PLC在机床控制中的应用，认识到电气控制与可编程控制技术是综合了计算机技术，自动控制技术和通讯技术的一门新兴技术，是实现工业化生产，科学研究以及其他各个领域自动化的重要手段之一，应用十分广泛！
我们这几天的工作可以分为五部：
一．分析组合机床的工作原理，确定总体方案并消化设计任务书，明确系统的任务及所要达到的技术性能等，并实现技术
功能。
二．主电路及控制电路的设计
根据总体方案进行控制电路及主电路的设计。
计算各个器件
参数并选择个常用低压电器的型号。
三．绘制系统电路图用计算机绘制系统电路图和接线图。
四．PLC软件的设计及调试
根据组合机床的工作原理及技术功能，绘制PLC程序并上机
调试。
五．撰写设计文件
在系统设计完成后，应整理出如下设计文件：设计电气原理图，
接线图，编程框图，PLC程序，所用电器清单，使用说明书，实
现参考文献等。
这次暑期实习，我去了一个PVC塑料制品公司，它的整个控制过程主要就是靠PL来控制的，可以说起到了一个核心作用！所以，我必须抓紧现在的时间学好这个专业，争取能掌握它，并运用到实际工作中去，本次的课程设计就是一个很好的机会，通过这次课程设计，使我们对电气控制与可编程控制技术，这门专业课更深的认识，在细节方面有了进一部强化，使我们的专业知识更加巩固。