基于PLC的数控机床控制系统设计
基于PLC的数控机床安全控制设计
Ｓ ｉ ，Ｚ Ａ Ｇ Ｑ ｎｈ ｎ Ｕ Ｑａ ｎ Ｈ Ｎ ｕ ｓｅｇ （ ｕ ｎｘ Ｔ ｃｎ ｌｇ ａ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｃ ｉ ｒ ｎ ｌ ｔｃ ｙ Ｇ ａ ｇｉ ｅｈ ｏ ｉ ｌ ｏ ｅ ｅｏ ｈｎ ｙａ ｄＥｅ ｒ ｉ ， ｏｃ ｌ Ｍａ ｅ ｃ ｉｔ Ｎ ｎ ｉｇＧ ａ ｇｉ ３ ０ ７，Ｃ ｉａ ａ ｎｎ ｕ ｎｘ ０ ０ ５ ｈｎ ）
基 于 Ｐ Ｃ的 数控 机 床 安 全控 制 设 计 Ｌ
苏 茜 ，张 群 生
（ 西机 电职 业技 术 学院 ，广 西 南宁 ５００ ） 广 ３０７
摘要 ：Ｐ Ｃ是 数控机床 的控制 中心 ，机床很 多执行 机构 的动作都是通过 Ｐ Ｃ控制指令 实现 的。介绍 了实 现数控机床 安 Ｌ Ｌ 全控制功能 的设计思路 和设计要 点 ，即通过修改数控机床 的 Ｐ ＭＣ程序设置 机床 自动运行 的限制条件 ，为数控机床增 加了防 错功能 ，有效 消除 了因操作 人员的失误导致机 床与夹具 、工件发生碰撞 的隐患 ，大大提高 了机 床使 用的安全性 。
２１ ０ ２年 ６月
机床与液压 ＭＡＣＨＩ源自 ＮＥ ＴＯＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬＩ ＣＳ
Ｊ ｎ ０１ ｕ ．２ ２
Ｖｏ． ０ Ｎｏ １ １４ ． １
第４ ０卷 第 ｌ 期 １
ＤＯＩ １ ． ９ ９ ｊｉｓ． ０ １—３ ８ ． ０ ２ １ ． ５ ： ０ ３ ６ ／．ｓｎ １０ ８ １２ １． ０ １ １
改 变 ，与计 算机 的接 口及 维 修方 便 。通常 ，数 控 机
过 Ｃ Ｃ系统 （ 用 计 算 机 ） 的数 字 信 息 来 控 制 ， Ｎ 专
即 “ 数字控 制 ” ，如 数控 机床 工 作 台 的前 、后 、左 、 右移动 ，主轴 箱 的上 、下 移动 和 围绕 某 一直 线轴 的 旋转运 动位移 量等 。这些 控 制是 用插 补 计算 出的理 论位 置与实 际反馈位 置 比较后 得 到 的差 值对 伺 服进 给 电机进行 控制 而实现 的 。这种 控 制 的核 心是 保证
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的数控机床电气控制系统研究
基于PLC的数控机床电气控制系统研究【摘要】本文围绕基于PLC的数控机床电气控制系统展开研究，首先介绍了PLC在数控机床中的应用以及数控机床电气控制系统的结构。
接着重点探讨了PLC在数控机床电气控制系统中的作用，并深入分析了基于PLC的数控机床电气控制系统设计的方法。
通过实验验证与分析，验证了该设计的可行性和效果。
在总结了研究成果并展望未来的研究方向，展示了本研究在数控机床电气控制系统领域的重要意义和潜在应用价值。
本文为相关研究提供了理论基础和实际指导，对促进数控机床技术的发展和应用具有重要意义。
【关键词】PLC，数控机床，电气控制系统，研究，应用，结构，设计，实验验证，分析，总结，展望未来，研究成果1. 引言1.1 研究背景数、格式等。
数控机床是现代制造业中重要的设备之一，广泛应用于金属加工、塑料加工等领域。
随着技术的发展和市场需求的变化，数控机床的要求也越来越高，需要更加精准、高效的控制系统来实现其功能。
传统的数控机床电气控制系统多采用硬线控制方式，存在布线复杂、维护困难等问题。
当前，国内外对基于PLC的数控机床电气控制系统的研究还处于起步阶段，有待进一步深入探讨和实践。
通过本研究，可以为数控机床电气控制系统的发展提供更多的理论支持和实践经验，促进数控机床的智能化和自动化水平的提升。
1.2 研究意义数要求。
内容如下：数控机床作为现代制造业中不可或缺的设备之一，其电气控制系统的稳定性和精准度对于提高生产效率和产品质量至关重要。
而基于PLC的数控机床电气控制系统则可以实现自动化控制，提高生产效率，减少人为操作误差，提高产品加工精度。
研究基于PLC的数控机床电气控制系统，可以深入探究PLC在数控机床中的应用，探讨数控机床电气控制系统的结构，分析PLC在数控机床电气控制系统中的作用，进而设计更加高效稳定的数控机床电气控制系统。
通过实验验证与分析，可以验证该设计方案的可行性和优越性。
本研究的意义在于为提高数控机床的自动化水平和生产效率提供技术支撑，为制造业升级提供解决方案，促进产业发展。
基于PLC的数控机床控制系统设计
基于PLC的数控机床控制系统设计数控机床是现代制造业中的核心设备之一，其在工业生产中的自动化程度非常高，能够实现高效、高精度的加工。
而PLC（可编程逻辑控制器）作为一种广泛应用于工控领域的专用计算机，其稳定性和可靠性非常高，适用于数控机床控制系统的设计。
硬件设计方面，首先需要选定适用于数控机床控制的PLC，一般推荐选择功能强大、性能稳定的工业级PLC。
其次，需要根据实际应用需求选择适配的输入输出模块，用于与机床的各个传感器和执行器进行连接。
然后，根据数控机床的运动结构，选择合适的电机驱动器和编码器等设备。
最后，需要设计数控机床的操作面板，用于人机交互，包括显示屏、按钮、旋钮等。
软件设计方面，PLC的控制程序需要通过编程语言进行编写，常用的编程语言包括梯形图、指令表、结构化文本等。
在编程中，首先需要实现数控机床的各种基本功能，例如：自动进给、自动下刀、自动换刀等。
然后，针对具体的加工要求，编写相应的加工程序，包括工件的坐标系设定、刀具半径补偿、切削速度设定等。
此外，还需要编写相应的报警和故障处理程序，以保证数控机床的安全运行。
设计完整的基于PLC的数控机床控制系统后，还需要进行相应的调试和测试。
通过连接各个部件，验证控制逻辑是否按预期工作，检查机床运动是否平稳、精确。
在测试过程中，还需要模拟各种异常情况，如断电、通信异常等，确保系统能够正确处理这些异常情况，保证机床的安全性和可靠性。
总之，基于PLC的数控机床控制系统设计需要考虑到硬件和软件两个方面，确保系统功能完善、稳定可靠。
通过合理的硬件设计和编写高效的控制程序，可以实现数控机床的自动化加工，提高生产效率和产品质量。
基于PLC的数控车床控制系统的设计
摘要采用数控车床控制系统进行机械加工具有加工精度高、生产效率高、改善劳动力条件、利于生产管理现代化的特点，极大满足对产品多样化的需求。
论文以数控车床为研究对象，对其基于PLC的控制系统进行了设计。
主要有一下几点内容：（1）提出了基于PLC数控车床的控制系统设计的总体方案：伺服驱动控制系统设计方案、联动控制设计方案等。
简单的地进行了对数控车床的主要机械结构、控制系统结构以及数控车床工作原理和流程介绍；（2）较为详细地进行了数控车床控制的设计，其中包括元器件选则，硬件电路设计，和相关模块的接线，如运动控制器的接线，PLC配线等以及PLC对步进电机、主轴电机、电路报警的程序设计；（3）采用Matlab进行对本次设计中的进给系统进行仿真，进行了模型的建立，仿真数据的分析。
关键词：PLC；数控车床；控制系统；仿真AbstractThe machining operation employs CNC lathe control system, and with the features of high precision, high production efficiency, improved labor conditions, conducive to production and modern management, which can greatly meet the diverse needs of the product.The study object of this paper is CNC lathe, and the main contents of its PLC-based control system designs are as following:the overall design program of PLC-based CNC lathe control system: design programme of servo drive control system, design programme of linkage control. A brief introduction about CNC lathe mechanical structure, control system structure as well as CNC lathe working principle and process are given;Give a detailed introduction on CNC lathe control design, including the components selection, hardware circuit design, wiring with related modules, such as motion controller wiring, PLC wiring as well as PLC program design on stepper motor, spindle motor and circuit alarm;To simulate the feed system by using Matlab, establish model, and carry out the analysis ofthe simulation data.Keywords: PLC; CNC lathes; control system; simulation目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (V)1 绪论 (1)1.1数控系统的发展 (1)1.1.1 国外数控系统发展 (1)1.1.2 国内数控发展 (1)1.2数控加工的意义 (2)1.3PLC在数控车床上功用、优点 (3)1.4课题研究背景及意义 (4)1.4.1 研究意义 (4)1.4.2 研究内容 (4)2 基于PLC数控车床控制系统的设计方案 (5)2.1数控车床简介 (5)2.1.1数控车床机械结构 (5)2.1.2 控制系统的组成 (5)2.1.3数控车床工作原理和流程 (6)2.2控制系统设计流程 (6)2.2控制系统设计方案 (6)2.2.1伺服驱动控制系统设计方案 (6)2.2.2联动控制设计方案 (7)2.2.3主轴控制系统设计方案 (8)2.3数控车床控制系统关键技术 (9)2.4本章小节 (10)3 基于PLC数控车床控制系统的设计 (11)3.1.器件选择 (11)3.2硬件电路设计 (12)3.2.1 主电路设计 (12)3.2.2 供电电源电路 (13)3.2.3供电电源接线 (14)3.2.4交流控制电路 (15)3.2.5直流控制电路 (16)3.2.6步进电机驱动电路设计 (18)3.2.7 运动控制器设计 (18)3.2.8 PLC配线设计 (20)3.3软件设计 (21)3.3.1 P LC对步进电机控制程序设计 (21)V3.3.2 PLC对主轴电机控制程序设计 (23)3.3.3PLC故障报警设计 (25)3.4本章小结 (26)4 基于MATLAB的仿真设计 (27)4.1M ATLAB介绍 (27)4.2建立系统仿真模型 (27)4.3仿真结果及分析 (27)4.4本章小结 (28)5 结论与展望 (29)5.1结论 (29)5.2不足之处及未来展望 (29)致谢 (30)参考文献 (31)基于PLC的数控车床控制系统的设计1 绪论1.1 数控系统的发展数控系统（numerical control system）是数字控制系统的简称，它是机械运动及加工过程进行数字化信息控制的所具备相应的硬件和软件的总和。
基于PLC的数控机床电气控制系统研究
基于PLC的数控机床电气控制系统研究【摘要】本文围绕基于PLC的数控机床电气控制系统展开研究，通过分析研究背景、研究目的和意义及价值，揭示了PLC在数控机床中的应用以及数控机床电气控制系统的特点。
探讨了基于PLC的数控机床电气控制系统设计原理和研究方法，结合实际案例展示了其应用效果。
结论部分总结了研究成果，展望未来研究方向，并得出研究的启示。
通过本文的研究，有望提高数控机床的生产效率和精度，促进工业自动化的发展，具有重要的理论和实践意义。
【关键词】PLC、数控机床、电气控制系统、研究、设计原理、研究方法、应用案例、结论、未来研究方向、启示1. 引言1.1 研究背景本文旨在探讨基于PLC的数控机床电气控制系统的设计原理、研究方法和应用案例，旨在为数控机床制造商和研发人员提供参考，推动数控机床电气控制技术的进步与应用。
1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨基于PLC的数控机床电气控制系统的设计和应用，从而提高数控机床的性能和精度，提高生产效率，降低能源消耗和成本。
通过研究，我们希望能够总结出一套科学的设计原则和方法，为数控机床领域的相关工作者提供有益的参考和借鉴，促进数控机床技术的发展和应用。
我们也希望通过这项研究，进一步推动PLC技术在数控机床领域的应用，促进数字化制造技术的发展，提高我国制造业的竞争力和创新能力。
通过研究基于PLC的数控机床电气控制系统，我们可以为我国工业自动化领域的发展做出贡献，推动我国制造业向高端、智能化方向迈进。
1.3 意义和价值基于PLC的数控机床电气控制系统具有重要的意义和价值。
这种电气控制系统可以实现自动化生产，提高生产效率，减少人力成本，提高产品质量和一致性。
基于PLC的数控机床电气控制系统可以实现多功能控制，即便在复杂的加工工艺中也能保持高度的稳定性和精度。
随着信息化和智能化的发展，基于PLC的数控机床电气控制系统还可以与其他系统进行数据共享和联网，实现智能制造。
基于PLC在CK6136B的设计
５６ ． Ｊ Ｏ Ｌ
滔Ｉ口 １ｎ 芑 １ ．Ｓ
ＡＰ ＰＬＩ ＣＡ ＴＩ ＯＮ
● －
当 Ｐ Ｃ开始 运 行时 ，Ｍ７ Ｌ １产生 初 始化 脉 冲 ，使 图 ３中 的所 １ ，“ 开 ” 闭合 （ ０ ） 预 ｘ ０为 １ ，定 位 机 构松 开 （４ ８为 １ ，夹 紧 ４ ） Ｘ０ ）
２ ＬＣ型 号 的 选 择 及 Ｉ ．Ｐ ，０ 分 配
日本 三 菱 公 司 生 产 的 Ｆ １系 列 Ｐ Ｃ，结 构 紧 凑 ，体 积 小 ， Ｌ
机 构松 开。 当 “ 启动 ”按钮 按 下后 ，输 送带 把
零 件 移 到 合 适位 置 ，定 位 机 构 定位 ，定 位 结 束后 ，夹 紧机
工 ， 刀等 加工 工序及 步进 电机 的旋 转进 行步 进控 制 ，提高 了系 退
统的可靠性和抗干扰性。本文以车外圆工位 为例 ，介绍 了数控 机床 电气控 制 系统 的软件 设计 和硬 件设 计。
１ ．控 制 系统 总体 方案
选 择 日本 三 菱 公 司 生 产 的 Ｆ 一 ４ ＭＲ型 Ｐ Ｃ，其 中输 入 点 数 Ｉ ０ Ｌ ２ ，输 出 点 数 １ 。Ｐ Ｃ的 输 入 ／输 出设 备 和 加 分 配 与 编号 如 ４ ６ Ｌ
机构夹紧 （ １ ｘ １为 １ ，主轴 正 转 继 电器 闭合 （５ １为 １ ，钻 头 ４ ） ｘ０ ） 快进 继 电器 闭合 《 １ ｘ ３为 １ 时 ，按 下 “ ４ ） 启动 ”按 钮 （４ １为 １， ｘ０ ）
主轴 高 速 正 转 （ ３ Ｙ５ ４、Ｙ５ １ １。 当主轴 正 转 继 电器 闭合 （５ １ ３为 ） ｘ ０
程 中 的控 制进 行 分 类 ，需 要输 入 ｌ Ｏ 点 数 ２ ，输 出 ｌ／０点 准 备 进 入 下一 工 序。 根 据 上述 加 工 过程 设 计 车 外 圆过 程 梯形 图 ／ ０
基于PLC的嵌入式数控机床控制系统设计
基于PLC的嵌入式数控机床控制系统设计一、引言随着现代制造业的发展，数控机床在加工领域中的应用越来越广泛。
数控机床的控制系统是数控技术的核心，它直接影响着数控机床的性能和精度。
传统的数控机床控制系统一般采用PC或专用的控制器进行控制，但是由于PC系统的不稳定性和专用控制器的高昂成本，使得这些控制系统在一定程度上受到了限制。
近年来，基于PLC的嵌入式控制系统逐渐受到了广泛关注，它具有稳定性高、成本低等优点，逐渐在数控领域中得到应用。
本文将重点介绍基于PLC的嵌入式数控机床控制系统的设计原理和方法，希望能为相关领域的研究和实践提供一定的参考价值。
1. PLC的基本原理PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业控制的计算机，它通过输入输出模块与外部设备进行数据交换，并通过逻辑控制指令对外部设备进行控制。
PLC一般由CPU、输入模块、输出模块、通信模块等部分组成，其中CPU负责处理逻辑控制指令，输入模块负责将外部设备的信号输入到PLC中，输出模块则负责将PLC产生的控制信号输出给外部设备。
2. 嵌入式数控机床控制系统的基本原理嵌入式数控机床控制系统是指将数控系统的控制模块直接嵌入到数控机床的控制器中，与数控机床的其他部件进行紧密结合，以实现对机床的自动控制和运行。
嵌入式数控机床控制系统的基本原理是通过PLC作为控制模块，接收数控程序的指令，运行数控算法，生成控制信号并交给数控机床的执行部件，从而实现对数控机床的精密控制。
1. 总体设计在设计基于PLC的嵌入式数控机床控制系统时，首先需要对数控机床的控制要求进行分析，包括控制精度、速度要求、多轴控制要求等。
然后根据控制要求设计PLC的选型和相关外围设备的选择，确定PLC的输入输出模块、通信模块等。
2. 软件设计在软件设计方面，需要编写数控编程软件，以实现数控程序的输入、编辑和管理。
编写控制算法程序，根据数控程序生成相应的控制信号，实现对数控机床各轴的控制。
基于PLC数控钻床控制系统设计
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)摘要本文主要阐述了传统钻床PLC改造的可行性，并进行了具体的实施方案，传统钻床传统继电控制系统使用大量的中间继电器、时间继电器,控制触点多,因此电气控制系统存在故障率高、可靠性差、接线复杂、不便于检修等缺点.为了提高钻床控制系统的可靠性,降低故障率,提高钻床的加工效益,很多企业对传统控制钻床的电气控制系统进行了改造本文描述了数控机床的基本组成、工作原理、分类及各自的特点。
并且对数控机床中的PLC作了详细的介绍，把PLC在控机床上的控制做了设计。
然后以摇臂钻床Z3040为例，描述了它的设计过程，包括控制系统电路的设计，控制原理设计，主电路设计，主控制电路设计，Z3040摇臂钻床原理图，用PLC编写程序对机床进行控制。
关键词：可编程控制器数控机床数字控制液压控制梯形图原理图目录摘要.............................................................................................第1章绪论 (1)1.1.1 国外研究现状 (1)1.1研究现状与研究意义 (1)1.1.2 国内研究现状 (2)1.1.3 研究的意义 (3)1.2 PLC应用于数控钻出的可能性 (4)第2章总体设计方案 (10)2.1 总体方案的设计 (10)2.2元器件的选型 (11)2.3 PLC的主要类型 (11)2.4 本章小结 (11)第3章摇臂钻床控制线路设计 (13)3.1摇臂钻床控制线路概述 (13)3.1.1 操纵机构液压系统 (13)3.1.2夹紧机构液压系统 (14)3.2摇臂钻床控制线路原理设计 (15)3.3 Z3040摇臂钻床控制线路主电路设计 (16)3.4 Z3040摇臂钻床控制线路控制电路分析 (16)3.4.1主电动机控制电路 (16)3.4.2 摇臂升降控制电路 (16)3.4.3 立柱和主轴箱松开、夹紧控制电路 (17)3.4.4 冷却泵控制电路 (18)3.4.5 照明、信号电路 (18)3.5 本章小结 (18)第4章摇臂钻床PLC控制系统 (19)4.1 PLC的基本特点 (19)4.2 PLC的工作原理 (20)4.3 PLC的选型 (21)4.3.1 确定IO点数 (22)4.3.2 选配PLC的型号 (22)4.4摇臂钻床的PLC控制I0（输入、输出）地址分配表 (22)4.5 PLC控制系统设计 (24)4.5.1 主轴电动机控制 (24)4.5.2 摇臂升降控制 (24)4.5.3立柱与主轴箱松开、夹紧控制 (24)第5章技术展望 (25)结论 (27)参考文献 (27)致谢 (29)附录 (30)第1章绪论数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础；数控技术的应用是提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段；数控机床是国防工业现代化的重要战略装备，是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要标志。
基于PLC的C650车床控制系统设计
基于PLC的C650车床控制系统设计摘要：针对老式车床故障多，检修麻烦,线路复杂，越来越不适应当今工业生产要求的问题,在对其电气原理和控制要求进行分析后,本文提出了用PLC对车床的控制系统进行改进的新方法。
本设计从车床控制需要的I/O点数、性能价格比的高低、各控制功能的实现及优化等方面考虑，主要进行了车床电气原理分析、控制元件的选择、PLC的I/O点分配以及控制系统的梯形图程序设计等过程。
PLC控制系统硬件接线少、消耗功能低、反应速度快、工作稳定、功能强大.用PLC控制系统来取代车床原有的控制系统,能使车床在改变控制要求时更为方便，配合合适的程序,还可实现自动加工功能。
关键词：C650卧式车床;电气控制原理； S7—200PLC；梯形图Control System of The c650 Lathe DesignBased onPLC Abstract:For traditional turning lathes having many examples of machine malfunctions, maintenance of troubles, circuit complexities，it’s not fit for the industrial production req uirements nowadays more and more. After analyzing electrical schematics and control req uirements， a new method was put forward by which using PLC to transform the control s ystem of the turning machine。
The design considered many aspects such as I / O points o f the controlled object， ratio of the cost-performance, implementation and optimization o f the control functions， as well as other sides。
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摘要可编程控制器（PLC）广泛应用于数控机床等工业控制中。
数控机床的控制部分可分为数字控制和顺序控制两部分。
本文描述了数控机床的基本组成、工作原理、分类及各自的特点。
并且对数控机床中的PLC作了详细的介绍，把PLC在数控机床上的控制做了设计。
然后以摇臂钻床Z3040为例，描述了它的设计过程，包括控制系统电路的分析，Z3040摇臂钻床原理图，用PLC编写程序对机床进行控制。
关键词：可编程控制器数控机床数字控制顺序控制ABSTRACTProgrammable controller (PLC) is widely used in nc machine tools and other industrial control. Part of CNC control can be divided into digital control and sequence control two parts.This paper describes the basic CNC composition, working principle, classification and their respective characteristics. And the PLC for nc machine tools have also been introduced in detail, the PLC in the control nc machine design. Then Z3040 with radial drilling machine as an example, describes its design process, including control system circuit analysis, Z3040 radial drilling machine principle diagram, using PLC programming control of machine.Keywords:programmable controller；nc machine tools；digital control；sequence control；目录摘要 (1)Abstract (2)1 绪论 (3)1.1 数控机床的发展 (3)1.2 数控机床原理和特点 (4)1.3 数控机床的结构 (6)2 PLC的概述 (6)2.1 PLC的基本特点 (7)2.2 PLC的工作原理 (8)2.3数控机床采用PLC电气控制系统的优点 (9)2.3.1 PLC与继电器、接触器相比较 (9)2.3.2 PLC与单片机比较 (10)3 Z3040摇臂钻床的基本概述 (11)3.1 Z3040摇臂钻床控制线路概述 (12)3.1.1 操纵机构液压系统 (12)3.1.2 夹紧机构液压系统 (12)3.2 Z3040摇臂钻床控制线路原理分析 (12)3.3 Z3040摇臂钻床控制线路主电路分析 (14)3.4 Z3040摇臂钻床控制线路控制电路分析 (14)3.4.1 主电动机控制电路 (14)3.4.2 摇臂升降控制电路 (14)3.4.3 立柱和主轴箱松开、夹紧控制电路 (15)3.4.4 冷却泵控制电路 (16)3.4.5 照明、信号线路电路 (16)4 Z3040摇臂钻床的PLC控制系统 (16)4.1 PLC的选型 (17)4.1.1 确定I/O点数 (17)4.1.2选配PLC的型号 (17)4.2 Z3040摇臂钻床的PLC控制I/0（输入、输出）地址分配表 (19)4.3 PLC控制系统分析 (19)4.3.1主轴电动机控制 (20)4.3.2 摇臂升降控制 (20)4.3.3 立柱与主轴松开、夹紧控制 (20)4.4 PLC梯形图程序设计 (20)4.4.1 系统预开程序 (21)4.4.2主轴电动机控制程序 (21)4.4.3 摇臂升降控制程序 (22)4.4.4 立柱箱、立柱、摇臂松开、夹紧控制程序 (22)4.4.5 立柱箱、立柱松开、夹紧控制程序 (23)4.4.6 冷却泵控制 (23)4.4.7信号指示梯形图程序 (24)4.4.8 完整的PLC控制梯形图 (24)参考文献 (25)附录 (26)总结 (31)致谢 (32)1 绪论随着科学技术的发展，机电产品日趋精密复杂。
产品的精度要求越来越高、更新换代的周期也越来越短，从而促进了现代制造业的发展。
尤其是宇航、军工、造船、汽车和模具加工等行业，用普通机床进行加工（精度低、效率低、劳动度大）已无法满足生产要求，从而一种新型的用数字程序控制的机床应运而生。
这种机床是一种综合运用了计算机技术、自动控制、精密测量和机械设计等新技术的机电一体化典型产品。
数控机床是一种装有程序控制系统（数控系统）的自动化机床。
该系统能够逻辑地处理具有使用号码，或其他符号编码指令（刀具移动轨迹信息）规定的程序。
具体地讲，把数字化了的刀具移动轨迹的信息输入到数控装置，经过译码、运算，从而实现控制刀具与工件相对运动，加工出所需要的零件的机床，即为数控机床。
1.1 数控机床的发展⑴高速度高精度化数控系统的高速度高精度化要求数控系统在读入加工指令数据后，能高速度计算出伺服电动机的位移量，并能控制伺服电动机高速度准确地运动。
此外，要实现生产系统的高速度化，还必须要求主轴转速、进给率、刀具交换、托板交换等实现高速度化。
提高微处理器的位数和速度是提高CNC速度的最有效的手段。
⑵智能化数控系统应用高级速的重要目标是智能化。
智能化技术主要体现在以下方面。
自适应控制技术，自适应控制系统（AC,adaptive control）可对机床主轴转矩、功率、切削力、切削温度、刀具磨损等参数值进行自动测量，并由CPU进行比较运算后，发出修改主轴转速和进给量大小的信号，确保AC系统处于最佳切削状态，从而在保证加工质量条件下，使加工成本最低或生产率最高。
附加人机会话自动变成功能建立切削用量专家系统和示教系统，从而提高变成效率和降低对变成操作人员的技术水平的要求。
具有设备故障自诊断功能数控系统出了故障，控制系统能够进行自诊断，并自动采取排除故障的措施，以适应长时间无人操作环境的要求。
3.计算机群控计算机群控也叫做计算机直线数控系统（DNC）。
它是用一台大型通用计算机为数台数控机床进行编程，并直接控制一群数控机床的系统。
⑸机床的发展趋势数控机床总的发展趋势是工序集中、高速、高效、高精度以及方便使用、提高可靠性等。
工序集中 20世纪50年代末期，在一般数控机床的基础上开发了数控加工中心，即自备刀具库的自动换刀数控机床。
在加工中心机床上，工件一次装夹后，机床的机械手可以自动更换刀具，连续的对工件进行多种工序加工。
目前，加工中心机床的刀具库容量达到100多把刀具，自动换刀装置的换刀时间仅需0.5~2秒。
加工中心机床使工序集中在一台机床上完成，减少了由于工序分散，工件多次安装引起的定位误差，提高了加工精度，同时也减少了机床的台数与占地面积，压缩了半成品的库存量，减少了工序间的辅助时间，有效的提高了数控机床的生产效率和数控加工的经济效益。
高速、高效、高精度是机械加工的目标，数控机床因其价格昂贵，在上述三方面的发展也更为突出。
数控机床制造厂把建立友好的人机界面、提高数控机床的可靠性作为提高竞争能力的主要方面。
手工编程和自动编程已经使用了几十年，有了长足的发展，在手工编程方面，开发多种加工循环、参数编程和除直线、圆弧以外的各种插补功能，CAD/CAM的研究发展，从技术上来讲可以替代手工编程。
但是一套适用的CAD/CAM软件加上计算机硬件，投资较大，学习、掌握时间较长，对大多数的简单工件很不经济。
近年来，发展起来的图形交互式编程系统（WOP,又称面向车间编程），很受用户欢迎。
这种编程方式不使用G/M代码，而是借助图形菜单，输入整个图形块以及相应参数作为加工指令，形成加工程序，与传统加工时的思维方式类似。
图形交互编程方法在制定标准后，有可能成为各种型号的数控机床统一的编程方法。
数控机床普遍采用彩色CRT进行人机对话、图形显示和图形模拟的。
有的数控机床将采用说明书、编程指南、润滑指南等存入系统供使用者调阅。
1.2 数控机床原理和特点在对零件进行数控加工之前，首先要根据被加工零件的图样和工艺方案，用规定的代码和程序格式编写加工程序，并用适当的方法将程序指令输入到机床的数控装置中。
数控系统对输入的加工程序进行译码、运算之后，想机床输出各种信息和指令，控制其各部分按规定有序地动作（包括机床主运动的变速、启停，进给运动的速度、方向和位移大小，以及其他诸如刀具选择交换、工件夹紧松开和冷却润滑液的启、停等）。
伺服系统的作用就是将进给速度、位移量等信息转换成机床的进给运动，数控系统要求伺服系统能准确、快速地跟随控制信息，执行机械运动，同时，检测犯规系统将机械运动的实际位置、速度等信息反馈至数控系统中，并与指令数值进行比较后发出相应指令，修正所产生的偏差，提高数控机床的位置控制精度。
总之，数控机床的运行在数控系统的严密监控下，处在不断地计算、输入、输出、反馈等控制过程中，从而保证数控机床能严格按照输入程序的要求来执行动作。
从数控机床最终要完成的任务看，主要有以下三个方面的内容：⑴主轴运动和普通机床一样，主轴运动主要完成切削任务，其动力约占机床动力的70%~80%。
基本控制功能是主轴的正、反转和停止，可自动换挡及无极调速；对加工中心和有些数控车床，还要求主轴进行高精确度准停和分度功能、⑵进给运动进给运动是数控机床区别于普通机床最主要的地方，即用电气驱动代替了机械驱动，数控机床的进给运动是由进给伺服系统完成的。
进给伺服系统由进给伺服驱动装置、伺服电动机、进给传动链及位置检测反馈装置等组成。
一般说来，数控机床功能的强弱主要取决于计算机数控系统（CNC）装置，而数控机床性能的优势，如运动速度与精度等，主要取决于进给伺服驱动系统。
为了保证进给运动的位置精度，人们采取了一些有效的措施。
如对机械传动链进行预紧和反向间隙调整；采用高精图1-1 数控机床进给伺服系统⑶输入/输出（I/O）接口数控系统对加工程序处理后输出的控制信号除了对进给运动轨迹进行精确的控制外，还需要对机床主轴启/停、换向、刀具更换、工件夹紧/松开以及液压、冷却、润滑、分度工作台转位等辅助运动进行控制。
例如，通过对加工程序中的M代码指令、机床操作面板上的控制开关及分布在机床各部位的行程开关、接近开关、压力开关等输入原件的检测，由数控系统内的可编程控制器（PLC）进行逻辑运算，输出控制信号驱动中间继电器、接触器、电磁阀及电磁制动器等输出原件，对冷却泵、润滑泵、液压系统和启动系统进行控制。