深孔鉆組合機床的plc控制系統(tǒng)設(shè)計-畢業(yè)設(shè)計說明書

1、<p><b>　　2013屆畢業(yè)生</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計說明書</b></p><p>　　題 目: 深孔鉆組合機床的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 </p><p>　　學院名稱： 電氣工程學院 班 級： 自動F0904 </p><p>　

2、　2013 年 5 月 20 日</p><p><b>　　目 次</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題背景和主要研究內(nèi)容1</p><p>　　1.2 深孔鉆技術(shù)的發(fā)展狀況介紹1</p><p>　

3、　1.3 PLC在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀介紹2</p><p><b>　　2 方案論證5</b></p><p>　　3 深孔鉆組合機床介紹6</p><p>　　3.1 深孔鉆組合機床的結(jié)構(gòu)6</p><p>　　3.2 深孔鉆組合機床的控制方式7</p><p>　　4 PL

4、C控制系統(tǒng)硬件設(shè)計9</p><p>　　4.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則和步驟9</p><p>　　4.2 深孔鉆組合機床PLC控制系統(tǒng)的控制要求11</p><p>　　4.3 PLC的選型11</p><p>　　4.4 PLC的I/O分配表12</p><p>　　4.5 PLC的I/

5、O接線圖12</p><p>　　4.6 主要電器元件選型13</p><p>　　5 PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計18</p><p>　　5.1 深孔鉆組合機床邏輯控制流程18</p><p>　　5.2 程序設(shè)計20</p><p><b>　　總 結(jié)22</b></

6、p><p><b>　　致 謝23</b></p><p>　　參 考 文 獻24</p><p>　　附錄一 語句表25</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 課題背景和主要研究內(nèi)容</p><p>　　

7、隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展，可編程邏輯控制器（PLC）被越來越多地應(yīng)用于機械加工設(shè)備和其它電氣控制系統(tǒng)中?，F(xiàn)在人們在工業(yè)生產(chǎn)中所使用的機械加工設(shè)備，它的控制系統(tǒng)有些已經(jīng)落后，而使用PLC則可以對其控制系統(tǒng)進行改造升級[1]。經(jīng)過PLC改造過的機械加工設(shè)備，其生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量和加工效率會明顯提高，降低了設(shè)備故障率，能夠給企業(yè)創(chuàng)造更多的價值[4]。使用深孔鉆組合機床，可以完成一些高精密零件的加工任務(wù)。有很多方法可以實現(xiàn)深孔鉆組合機床的自動化，

8、采用PLC對深孔鉆組合機床進行自動化控制，是一種比較好的控制方式。</p><p>　　本課題的目的是把深孔鉆組合機床的控制與PLC結(jié)合起來，以實現(xiàn)深孔鉆組合機床的自動控制。以前的深孔鉆組合機床使用的是具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉的繼電器-接觸器電氣控制系統(tǒng)，這種傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)布線比較復(fù)雜，靈活性很差，并且容易損壞元器件，可靠性差，經(jīng)濟效益低[11]。基于這種考慮，本文提出了一種基于PLC的控制系統(tǒng)，來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器

9、-接觸器控制系統(tǒng)。PLC以軟件手段實現(xiàn)各種控制功能，具有靈活性高、抗干擾能力強、編程簡單、擴展方便等突出優(yōu)點。與繼電器接觸器控制系統(tǒng)相比，極大地提高了靈活性。</p><p>　　1.2 深孔鉆技術(shù)的發(fā)展狀況介紹</p><p>　　在機械制造業(yè)中，人們一般把那些孔的深度對孔的直徑的比值大于五的圓柱形的孔叫做深孔，而孔深與孔徑的比值被人們稱為“長徑比”。然而在深孔加工中，長徑比往往大于十

10、。</p><p>　　深孔加工技術(shù)有廣義和狹義之分。從狹義上來講，深孔加工就是指使用切削加工的方法和工業(yè)設(shè)備進行深孔加工的技術(shù)。從廣義上來講，深孔加工技術(shù)不僅包括用于此加工的設(shè)備和生產(chǎn)原理，還包括生產(chǎn)過程中的一些工作章程和操作技巧。隨著科學技術(shù)的日益發(fā)展，上世紀末出現(xiàn)了一些能夠用于深孔加工的新技術(shù)，這些技術(shù)增加了深孔加工的功能性，極大地拓展了深孔加工技術(shù)的領(lǐng)域。</p><p>　　深孔

11、鉆組合機床是進行深孔加工的專用設(shè)備。加工質(zhì)量和工作效率是衡量深孔加工性能的兩個指標[15]。好的加工設(shè)備不僅加工出來的產(chǎn)品質(zhì)量很高，并且加工效率也很高。但是鉆頭的冷卻和排屑深深地影響著深孔加工的性能，為了使深孔加工能正常進行，進而生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，必須想出可行的辦法很好地解決這兩個問題。即使在機械加工中，深孔鉆都是一項比較難的工藝，因為它不僅對設(shè)備的轉(zhuǎn)速、進給等性能要求極高，而且對鉆頭的要求業(yè)極高，只有高性能的設(shè)備才能非常完美的完成深

12、孔加工這項工藝。</p><p>　　1.3 PLC在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀介紹</p><p>　　1.3.1 PLC發(fā)展歷程</p><p>　　PLC是可編程控制器的英文簡稱，全稱是Programmable Logic Controller[2]。它使用了可以編程的基本功能指令，用來執(zhí)行諸如邏輯、順序等功能。并且通過數(shù)字或模擬量的輸入和輸出來控制各種機械生產(chǎn)過程

13、。</p><p>　　早期的PLC功能極為有限，只能進行簡單的定時計數(shù)以及邏輯控制。并且當時的PLC 結(jié)構(gòu)也比較簡單，主要由中小規(guī)模集成電路和分立元件組成。后來，隨著微處理器的出現(xiàn)，人們很快地把微處理器引入到可編程控制器中，將其作為可編程控制器的核心，使PLC增加了數(shù)據(jù)傳送和處理等功能。最后，PLC發(fā)展成為了一種全新的工業(yè)自動化控制裝置。梯形圖是可編程控制器的主要編程語言，此時的PLC是微機技術(shù)發(fā)展到一定階段的

14、產(chǎn)物。</p><p>　　由于科學技術(shù)日新月異的發(fā)展，可編程控制器的發(fā)展也不甘落后。在上個世紀70年代中期以后，可編程控制器的功能得到進一步完善，發(fā)展迅速，進入了全面的實用性階段。</p><p>　　1980年以后，在一些發(fā)達國家，他們的工業(yè)發(fā)展比較迅速，很多已經(jīng)在廣泛的使用可編程控制器。在這個關(guān)鍵性的時期，越來越多的國家和企業(yè)在可編程控制器這一領(lǐng)域進行科學研究，快速發(fā)展，使可編程控制

15、器性能越來越高，產(chǎn)品規(guī)模也越來越大。這個階段，可編程控制器的技術(shù)發(fā)展已經(jīng)趨于成熟。現(xiàn)在，在一些機械和化工領(lǐng)域，可編程控制器的應(yīng)用發(fā)展更為迅速。</p><p>　　我國可編程控制器的引進、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴大了PLC的應(yīng)用。目前，我國已經(jīng)可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的CF系列、杭州機床電

16、器廠生產(chǎn)的DKK及D系列、大連組合機床研究所生產(chǎn)的S系列、蘇州電子計算機廠生產(chǎn)的YZ系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用。此外，無錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國比較著名的PLC生產(chǎn)廠家?？梢灶A(yù)期，隨著我國現(xiàn)代化進程的深入，PLC在我國將有更廣闊的應(yīng)用天地。</p><p>　　1.3.2 PLC的結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC是一種用于新型自動控制裝

17、置，其硬件結(jié)構(gòu)與微型計算機相比基本上相同。PLC系統(tǒng)主要由基本單元、外部設(shè)備和I/O擴展單元組成，其中基本單元又包含中央處理單元、電源、I/O接口、存儲器[7]。如圖1.1為PLC的硬件結(jié)構(gòu)圖。</p><p>　　圖1.1 PLC的硬件結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　1.3.3 PLC的特點</p><p><b>　　PLC的特點如下：</b&g

18、t;</p><p>　?。?）可靠性高，抗干擾能力強</p><p>　　使用軟件編程可以實現(xiàn)大量的模擬量邏輯運算，解決了因繼電器觸頭接觸不良導(dǎo)致的一些問題。采用直流低電壓輸入，更安全、可靠。對于工業(yè)環(huán)境方面，采取諸如濾波、屏蔽、隔離等在內(nèi)的多種抗干擾的措施，以適應(yīng)多種復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境。與傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制系統(tǒng)相比，更加卓越。</p><p>　　（2）質(zhì)量輕

19、，體積小，功耗低</p><p>　　因為采用了單片機等一些集成芯片，所以它的體積較小，結(jié)構(gòu)緊密，功耗較低。</p><p>　　（3）編程簡單，容易掌握</p><p>　　PLC采用梯形圖的方式編寫應(yīng)用程序，與繼電器控制的邏輯設(shè)計相似，編寫簡單，看起來直觀，一般人掌握起來比較容易。</p><p><b>　?。?）功能完善&l

20、t;/b></p><p>　　由于PLC技術(shù)的進一步發(fā)展，不僅具有步進、開關(guān)量邏輯控制和計數(shù)功能，同時還有處理模擬量、網(wǎng)絡(luò)通信、溫度控制和位置控制等功能。在使用過程中，不僅可以單機運行，而且可以聯(lián)網(wǎng)使用。在使用過程中，操作員可以隨時修改控制邏輯，比較方便。</p><p>　　1.3.4 PLC發(fā)展趨勢</p><p>　　21世紀，PLC會有更大的發(fā)展。

21、以下是可編程控制器的發(fā)展趨勢：</p><p>　　從技術(shù)上看，計算機技術(shù)的新成果會更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計和制造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會進一步向超小型及超大型方向發(fā)展；</p><p>　　從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設(shè)備會更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場合的需求；</p>&

22、lt;p>　　從市場上看，各國各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現(xiàn)少數(shù)幾個品牌壟斷國際市場的局面，會出現(xiàn)國際通用的編程語言；</p><p>　　從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計算機組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計算機集散控制系統(tǒng)DCS(Distributed control system)中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)

23、展，可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用[12]。</p><p><b>　　2 方案論證</b></p><p>　　我們都知道，大多組合機床的控制系統(tǒng)都是采用機械、液壓或氣動、電氣相結(jié)合的控制方式[10]。其中，電氣控制就像是人類的大腦，起著核心作用。因此，當設(shè)計組合機床的控制系統(tǒng)時，應(yīng)當注

24、意分控制系統(tǒng)與機械、液壓或氣動部分之間的相互關(guān)系[10]。根據(jù)對控制對象的分析，本文設(shè)計了兩種方案，如下。</p><p>　　方案一 根據(jù)深孔鉆組合機床的工藝流程，可以選擇4臺電動機進行工作。其中，有主軸電動機，控制主軸的旋轉(zhuǎn)；快進（快退）電動機，通過接觸器之間的互鎖控制鉆頭的快退與快進；工進電動機，控制鉆頭進行工進運動；切削液泵電動機，當鉆頭進行工進工作時，對鉆頭進行冷卻。本方案是通過四臺電動機之間的配合完成

25、深孔鉆組合機床的工藝過程。</p><p>　　方案二 根據(jù)深孔鉆組合機床的工藝流程，可以選擇3臺電動機進行工作。其中，主軸電動機控制主軸的旋轉(zhuǎn)；液壓泵電動機，控制液壓傳動過程，從而實現(xiàn)對深孔鉆組合機床滑臺的快進、快退、工進進行控制；冷卻泵電動機，對鉆頭進行冷卻。</p><p>　　通過對以上兩種方案的分析，因為液壓系統(tǒng)可以提供很大的動力，并且運動傳遞平穩(wěn)，控制方便，因此我選擇方案二[1

26、2]。該控制系統(tǒng)的框圖如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 系統(tǒng)框圖</p><p>　　3 深孔鉆組合機床介紹</p><p>　　3.1 深孔鉆組合機床的結(jié)構(gòu)</p><p>　　機床的主電路是由3臺三相交流異步電動機及控制元件組成，由于各電動機的功率均在10kw以下，可以采用直接啟動方法。液壓工作臺和電動機之間的配合與連

27、鎖必須符合深孔鉆組合機床的工藝要求。工藝要求機床滑臺在工件定位夾緊后快進，到達指定位置進行工進開始鉆孔加工，經(jīng)過三次循環(huán)操作，鉆孔完成之后，機床滑臺退回原位。控制回路出了電氣基本保護外，還設(shè)置了“電隔離保護”，以提高安全性。</p><p>　　深孔鉆組合機床為臥式機床，在啟動液壓泵電動機M1以后，夾緊工件后，電動機M2自行啟動，由液壓進給系統(tǒng)推動主軸前進，當?shù)竭_指定位置時，帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)進行加工，電動機M3在電動

28、機M2啟動后方可啟動，加工完成后機床滑臺后退到原位，松開工件，拔出定位銷。組合機床工藝流程如圖3.1所示，組合機床的結(jié)構(gòu)簡圖如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.1 深孔鉆組合機床工藝流程圖</p><p>　　圖3.2 深孔鉆組合機床結(jié)構(gòu)簡圖</p><p>　　液壓、機械、電氣三種控制相結(jié)合的控制方式非常好，能夠很好地對深孔鉆組合機床進行控制。并且，由于

29、它是有三種控制方式組合而成，各個控制方式都能發(fā)揮他的優(yōu)勢，相輔相成，效果更好[10]。電磁閥動作表如表3.1所示。</p><p>　　表3.1 電磁閥動作表</p><p>　　注：表中“+”表示電磁閥線圈通電，“-”表示電磁閥線圈斷電。</p><p>　　3.2 深孔鉆組合機床的控制方式</p><p>　　由于深孔鉆組合機床配置的

30、電動機均在10kw以下，滿足電動機直接啟動的要求，所以可采用直接啟動方式。電氣控制電路有基本的保護環(huán)節(jié)，例如過載保護和短路保護等[1]。設(shè)計的主電路如圖3.3所示。</p><p>　　圖3.3深孔鉆組合機床電氣主電路</p><p>　　在圖3.3中，F(xiàn)U1-FU3是電動機短路保護環(huán)節(jié)中用到的熔斷器。FR1-FR3是電動機過載保護環(huán)節(jié)中用到的熱繼電器。電動機M1-M3分別由接觸器KM1-

31、KM3來控制，達到完美的控制效果。</p><p>　　4 PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計</p><p>　　4.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則和步驟</p><p>　　為了完美的實現(xiàn)生產(chǎn)過程的工藝要求，進而提升產(chǎn)品的質(zhì)量和效率，在實際的設(shè)計過程中，PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則主要有四點：</p><p>　　可靠性原則。需要保證PLC控制

32、系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使用起來安全可靠有保證。</p><p>　　經(jīng)濟型原則。設(shè)計控制系統(tǒng)不僅要考慮其實現(xiàn)的功能，更要考慮到使用者的經(jīng)濟能力，盡量簡單實用。</p><p>　　完整性原則。在控制系統(tǒng)設(shè)計的過程中，要盡量滿足工業(yè)生產(chǎn)的控制要求。</p><p>　　可持續(xù)發(fā)展原則。應(yīng)該考慮到生產(chǎn)工藝改進等方面的需求，注意保留適當?shù)纳壙臻g。</p><

33、p>　　PLC控制系統(tǒng)設(shè)計主要包括兩方面，一是硬件設(shè)計，二是軟件設(shè)計[8]。硬件設(shè)計，就是設(shè)計PLC的外部設(shè)備，而軟件設(shè)計就是設(shè)計PLC的應(yīng)用程序。整個控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟如圖4.1所示。</p><p>　　圖4.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計流程圖

34、 </p><p>

35、;　　4.2 深孔鉆組合機床PLC控制系統(tǒng)的控制要求</p><p>　　（一）深孔鉆組合機床電動機控制要求</p><p>　　電動機M1首先啟動，當運轉(zhuǎn)正常同時機床供油系統(tǒng)正常后，電動機M2和M3方可啟動。主軸電動機M2只是在工作臺進給循環(huán)開始時啟動，當工作臺加工完工件退回原位后，M2停止轉(zhuǎn)動。電動機M3在工作臺工進時自行啟動，當工進完成后立刻停止。</p><p

36、>　　（二）夾緊工件裝置和定位工件裝置及機床滑臺控制要求</p><p>　　以上說明的工作滑臺或者與工件夾緊定位相關(guān)的裝置都是由液壓系統(tǒng)驅(qū)動的[6]。而且在定位銷工作期間，我們通過控制電磁閥線圈YV1和YV2的通斷來控制液壓缸活塞運動方向，繼而控制定位銷進行工作。在夾緊裝置工作期間，我們通過控制控制電磁閥線圈YV3和YV4。YV5和YV6、YV7為換向電磁閥線圈。</p><p>

37、　　4.3 PLC的選型</p><p>　　統(tǒng)計深孔鉆組合機床輸入輸出設(shè)備和I/O點數(shù)，如表4.1所示。</p><p>　　表4.1 總計I/O點數(shù)表</p><p>　　根據(jù)設(shè)計的控制系統(tǒng)對I/O點數(shù)的要求，本著經(jīng)濟實用的原則，本文選用產(chǎn)自日本三菱公司的可編程控制器，型號為FX2N–32MR。該型號的輸入點數(shù)16個，輸出點數(shù)16個，輸出形式是繼電器輸出。選擇

38、這種型號的PLC不僅滿足了設(shè)計要求，而且為將來該PLC控制系統(tǒng)的更新保留了一些適當?shù)目臻g[12]。</p><p>　　4.4 PLC的I/O分配表</p><p>　　如表4.2所示，為PLC的輸入 /輸出分配表</p><p>　　表4.2 輸入 /輸出分配表</p><p>　　4.5 PLC的I/O接線圖</p>&

39、lt;p>　　圖4.2 深孔鉆組合機床PLC的I/O接線圖</p><p>　　4.6 主要電器元件選型</p><p>　　4.6.1 電動機選擇</p><p>　　首先，選擇電動機的類型。類型的選擇不僅考慮電動機的特性，而且要考慮初期投資和運行成本等因素。由于本設(shè)計對啟動調(diào)速等性能沒有特殊要求，三相籠型異步電動機具有價格低廉、結(jié)構(gòu)簡單、容易維修等特點

40、，因此，選擇三相籠型異步電動機。</p><p>　　其次，正確選擇額定功率。一般有四種方法選擇功率：1）類比法。參照同類生產(chǎn)機械決定電動機的額定功率。2）統(tǒng)計法。經(jīng)統(tǒng)計分析從中找出電動機的額定功率與生產(chǎn)機械主要參數(shù)之間的計算公式，按此公式計算出電動機的額定功率。3）實驗法。用一臺同類型或相近類型的生產(chǎn)機械進行實驗，測出所需功率的大小。4）計算法。根據(jù)電動機的負載情況，從電動機的發(fā)熱、過載能力和啟動能力等方面考慮

41、，通過計算求出所需要的額定功率。</p><p>　　最后，額定電壓的選擇。主要是根據(jù)電動機的額定功率和供電電壓的情況選擇電動機的額定電壓。本設(shè)計需要用到三臺電動機，其中M1選擇的是由浙江臺州恒富電動機廠生產(chǎn)的Y132M-4三相異步電動機，技術(shù)參數(shù)如下：額定電壓為AC380V，額定功率為1.5KW，額定電流為2A，額定轉(zhuǎn)速為1400r/min，M1的主要功能是用來驅(qū)動液壓泵。電動機M2選擇的是由臺州恒富電動機廠生

42、產(chǎn)的三相異步電動機，型號為Y132M-4，技術(shù)參數(shù)如下：額定電壓為AC380V，額定功率為7.5KW，額定電流15A，額定轉(zhuǎn)速為1400r/min，電動機M2的主要功能是主運動。電動機M3選擇的是由臺州恒富電動機廠生產(chǎn)的三相異步電動機，型號為Y80M1-4，技術(shù)參數(shù)如下：額定電壓為AC380V，額定功率為0.55KW，額定電流1.5A，額定轉(zhuǎn)速為1390r/min，電動機M3的主要功能是驅(qū)動冷卻泵噴出冷卻液為鉆頭降溫。</p>

43、;<p>　　4.6.2 熱繼電器的選擇</p><p>　　熱繼電器是一種保護電器，專門用來對過載機電源斷相進行保護，以防止電動機因上述故障導(dǎo)致過熱而損壞。熱繼電器具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低等特點，選擇適當?shù)臒嵩傻昧己玫姆磿r限特性。所謂反時限特性就是指熱繼電器動作時間隨電流的增大而減小的性能。熱繼電器的機構(gòu)主要有三部分組成：動作機構(gòu)；加熱元件；復(fù)位機構(gòu)。熱繼電器的動作機構(gòu)一般都設(shè)有溫度補償

44、裝置，這主要是保證其特性在一定溫度范圍內(nèi)基本不變。在熱繼電器使用過程中，熱繼電器的整定值一般參考電動機的額定電流選取，大約是是后者額定電流的（0.95-1.05）倍。本設(shè)計選用的三個熱繼電器都是由上海富繼電氣有限公司生產(chǎn)的JR36系列的，型號為JR36-20/3D，其中FR1的技術(shù)參數(shù)是整定電流是2.1A，F(xiàn)R2的技術(shù)參數(shù)為整定電流是15.75A，F(xiàn)R3的整定電流是1.57A。熱繼電器FR1-FR3主要是為電動機M1-M3提供過載保護和

45、電源斷相保護。</p><p>　　4.6.3 接觸器的選擇</p><p>　　接觸器是一種能夠反復(fù)的斷開和接通距離遠的用電設(shè)備主電路或其他比較大的容量的用電回路的自動控制的電氣裝置。它分為交流和直流兩類，其主要以電燈、電動機等為主要的控制對象。接觸器主要有三部分組成，第一部分是滅弧裝置；第二部分是是觸頭系統(tǒng)；第三部分是電磁機構(gòu)。接觸器的型號說明如圖4.3所示。</p>

46、<p>　　圖4.3 接觸器型號說明</p><p>　　本文選用的接觸器是由浙江永華電氣有限公司生產(chǎn)的CJ20系列交流接觸器，其中KM1的型號是CJ20-10，額定電壓是380V，額定電流是10A，線圈額定電壓是220V；KM2的型號是CJ20-16，額定電壓是380V,額定電流是25A，線圈額定電壓是220V。KM3與KM1的型號及技術(shù)參數(shù)相同。接觸器KM1-KM3分別用來控制電動機M1-M3的運

47、轉(zhuǎn)。</p><p>　　4.6.4 熔斷器選擇</p><p>　　熔斷器是一種串聯(lián)于電路中利用金屬導(dǎo)體作為熔體，當短路或過載電流通過時，由于發(fā)熱致其熔斷，從而斷開電路達到保護目的的電器。熔斷器是一種簡單有效的保護電路，其結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、體積小、價格低廉，廣泛的使用在工業(yè)生產(chǎn)中。熔斷器的主要作用是用來進行短路保護，偶爾也可以進行過載保護。熔斷器主要有兩部分組成，一是安裝熔體的熔管，二

48、是熔體；其中熔體俗稱保險絲，熔管又叫熔座。熔斷器型號說明如圖4.4所示。</p><p>　　圖4.4 熔斷器型號說明</p><p>　　選擇熔斷器時，必須保證其額定電壓大于電路工作電壓，額定電流等于或大于所裝熔體額定電流。本設(shè)計中所使用的熔斷器是由華通機電集團生產(chǎn)的RT14系列的，其中FU0選擇的型號是RT14-32，額定電流是32A；FU1選擇的是RT14-20，額定電流是4A；F

49、U2選擇的是RT14-20，額定電流是20A；FU3選擇的是RT14-20，額定電流是2A。</p><p>　　4.6.5 主令電器選擇</p><p>　　主令電器一般是用于發(fā)出命令進而分斷和接通控制電路，一般有轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕、和位置開關(guān)等類型。</p><p>　　按鈕是一種具有儲能復(fù)位功能并且需要人力來操作的開關(guān)電器。按鈕的主要結(jié)構(gòu)是由復(fù)位彈簧和一些簡單的

50、裝置等組合而成的。按鈕使用的非常普遍，本設(shè)計也是用了按鈕。本文采用的是由上海五九自動化設(shè)備有限公司生產(chǎn)的LA19-11A按鈕，SB0-SB3使用的一樣，額定電壓是220V，額定電流是11A。</p><p>　　行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，是一種在工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常用到的小電流主令電器，主要用來對自動生產(chǎn)線、機床或其他生產(chǎn)機械進行限位及流程控制。行程開關(guān)還應(yīng)用于重型機械領(lǐng)域，對重型機械的行程加以控制。在實際生產(chǎn)中，行程開關(guān)

51、需要被安裝到預(yù)定位置，當裝其被安裝在生產(chǎn)機械運動部件上的模塊撞擊時，行程開關(guān)的觸點發(fā)生動作，繼而實現(xiàn)電路之間的切換。行程開關(guān)主要有兩種類型：1、滾輪旋轉(zhuǎn)式行程開關(guān) 其復(fù)位方式有非自動和自動復(fù)位兩種。此類行程開關(guān)主要使用在做低速運動的機械中。2、直動式行程開關(guān) 它用運動部件上的撞塊碰撞行程開關(guān)的頂桿，達到控制的目的。這種開關(guān)不能在模塊的移動速度低于40cm/min的場合中使用。本文所使用的行程開關(guān)是由上海五久自動化設(shè)備有限公司生產(chǎn)的。

52、行程開關(guān)的型號為LX5-11N2，技術(shù)參數(shù)為：主要用于交流電壓至380V，電流至3A的控制電路中。</p><p>　　本文所涉及到的主要元器件選擇如表4.3所示。</p><p>　　表4.3 元器件選型表</p><p>　　5 PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計</p><p>　　5.1 深孔鉆組合機床邏輯控制流程</p>

53、<p>　　首先啟動刀開關(guān)QS，系統(tǒng)由停止狀態(tài)轉(zhuǎn)換到激活等待狀態(tài)。按下啟動電動機M1的按鈕SB1，然后接觸器KM1的線圈得電并進行自鎖。同時液壓泵電動機啟動，為液壓系統(tǒng)的起動做好充分的準備。</p><p>　　KM1得電后，按下啟動液壓系統(tǒng)按鈕SB2，液壓系統(tǒng)開始供油，為機床滑臺工作做準備。此時，YV1得電，工件定位。當工件定位行程開關(guān)SQ1接通后，表示工件已處于規(guī)定位置，此時電磁閥YV3得電，執(zhí)行工

54、件夾緊命令。待工件夾緊壓力繼電器檢測到壓力變化達到規(guī)定值時，表示工件夾緊，壓力繼電器KP動作，主軸電動機的電源接觸器KM2得電，同時YV5和YV7得電，工作臺快進。當滑臺快進到預(yù)定位置壓下快進結(jié)束行程開關(guān)SQ3，使YV7斷電，YV5通電，工作臺由快進轉(zhuǎn)為工進。與此同時冷卻泵電動機M3的電源接觸器KM3得電，冷卻泵電動機開始工作。等到工作臺工進到規(guī)定位置時開始進行鉆孔加工。工件第一次工進到特定位置，滑臺壓下行程開關(guān)SQ4，電動機M3停止，

55、電磁閥YV6得電，滑臺快速后退，定時器T0線圈通電，開始計時。經(jīng)過一定的時間后，計時結(jié)束，T0動作，常開觸頭閉合，電磁閥YV6失電，YV5得電，工作臺二次工進，冷卻泵電動機M3的電源接觸器KM3得電，冷卻泵電動機開始工作。到達特定位置壓下行程開關(guān)SQ5，電磁閥YV5失電，YV6得電，冷卻電動機M3停止，工作臺快退，同時定時器T1的線圈通電，計時開始。經(jīng)過特定的時間</p><p>　　本控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)流程圖如

56、圖5.1所示。</p><p><b>　　0</b></p><p>　　圖5.1 狀態(tài)流程圖</p><p><b>　　5.2 程序設(shè)計</b></p><p>　　本設(shè)計的自動控制程序梯形圖如圖5.2所示。</p><p><b>　　圖5.2 梯形圖

57、</b></p><p><b>　　語句表見附錄一。</b></p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　可編程控制器是新型的自動控制裝置，慢慢取代了以前的使用繼電器接觸器控制的系統(tǒng)。它具有抗干擾能力強、可靠性高、性價比高等優(yōu)點。PLC由于使用了單片機等集成芯片，因此它質(zhì)量輕，體積小，相

58、應(yīng)的功耗就低。使用PLC來控制深孔鉆組合機床，非常方便，不僅系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，而且效率很高，同時容易進行保養(yǎng)和維修。</p><p>　　本文主要是根據(jù)深孔鉆組合機床的工藝流程，合理的設(shè)計出深孔鉆組合機床PLC控制系統(tǒng)的硬件部分，選擇合適的電動機及其它各種元器件，進行PLC的選型和I/O分配，畫出主電氣原理圖和輸入/輸出接線圖。然后設(shè)計深孔鉆組合機床PLC控制系統(tǒng)的軟件部分，畫出梯形圖。本設(shè)計主要是控制深孔鉆組合機床

59、進行三次進給循環(huán)運動，不僅可以排屑，而且能夠?qū)︺@頭進行充分的冷卻，以確保其能以最佳狀態(tài)進行深孔加工。本設(shè)計還有一些不足之處，工件的放入和取出都是由人工進行的，沒能實現(xiàn)全面的自動化加工，是個遺憾。深孔加工技術(shù)是一項很重要的加工工藝，PLC控制系統(tǒng)起著關(guān)鍵的作用，希望以后能對PLC控制系統(tǒng)的不足之處加以完善和改進，使之能更好的服務(wù)。</p><p><b>　　致 謝</b></p>

60、;<p>　　本文是在導(dǎo)師林琪老師的精心指導(dǎo)下完成的。在進行畢業(yè)設(shè)計的幾個月里，林琪老師在每個環(huán)節(jié)里對我的設(shè)計進行細心地講解，告訴我設(shè)計的大致方向和思路，使我對本課題有了更為深刻的認識和理解。在此期間，林老師對我完成的每一項任務(wù)都進行了仔細的檢查和說明，以便我進行改進。在此，對在畢業(yè)設(shè)計完成期間給予我極大幫助的林琪老師說聲謝謝，老師，您辛苦了！</p><p>　　通過本次設(shè)計，我對以前所學的理論知

61、識有了更為深刻的認識，理論聯(lián)系實踐，培養(yǎng)了我查閱資料和獨立完成任務(wù)的能力。并且在此期間，我得到了一些同學的幫助，在此對他們表示深深的感謝!</p><p>　　最后，謝謝各位老師參加我的論文答辯，非常感謝！</p><p><b>　　參 考 文 獻</b></p><p>　　胡俊達.PLC在專用雙面銑床電氣控制中的應(yīng)用[J].組合機床與自動

62、化加工技術(shù)，2003，(12)35-37.</p><p>　　常曉玲.電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004</p><p>　　尹昭輝，姜福詳，高安邦.數(shù)控機床的機電一體化改造設(shè)計[J].電腦學習，2006(4)，8.</p><p>　　呂棟騰，劉曉青.基于PLC控制的普通臥式銑床電氣化改造[J].新技術(shù)新工藝，2011(6)31-3

63、3.</p><p>　　李明建.基于PLC三面銑組合機床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計研究[J].無線互聯(lián)科技，2012(12)93.</p><p>　　劉春林，閔文林，林科錢，肖柳蔭.液壓-機械式滾齒機自動夾緊裝置[J].液壓氣動與密封，2012(4)60-61.</p><p>　　曾葵.基于PLC技術(shù)的機床控制應(yīng)用[J].制造業(yè)自動化，2012(10)129，137.

64、</p><p>　　鄭鳳翼，金沙.圖解西門子S7-200系列PLC應(yīng)用88例[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009</p><p>　　賀哲榮.機床電氣控制線路試圖技巧[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2005</p><p>　　曹春宜.雙面鉆孔組合機床的改造[J].大眾科技，2010(1)108-109</p><p>　　呂棟騰，孫永芳

65、.普通臥式車床電氣控制系統(tǒng)的PLC改造[J].科技信息，2001(7)89-92.</p><p>　　王立峰.千米瀝青碳纖維收絲系統(tǒng)控制與試驗研究[D].北京：北京化工大學，2009</p><p>　　金大青．PLC在機床電氣控制中應(yīng)用[J]木工機床，2011．(3)．</p><p>　　候正坤，盛洪斌. PLC在深孔鉆機床控制電路中的應(yīng)用[J].一重技術(shù),2

66、008(2)88-89</p><p>　　劉燕平.PLC在深孔鉆組合機床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].機床電器，2005.(3)42-43</p><p>　　葉曉光 .PLC在組合機床的控制應(yīng)用探討[J].制造業(yè)自動化，2011.（10）146-148</p><p>　　王雅紅，蔡善樂.深孔鉆專用機床PLC控制[J]礦山機械，2008（8）66-67</p&g

67、t;<p>　　Belen Curto Diego· Vidal Moreno Rodilla ·Carlos Fernandez Carames ·Anibal Chehayeb Moran · Raul Alves Santos.Applying a software framework for supervisory control of a PLC-based flexib

68、le manufacturing systems[J].Int J Adv Manuf Technol (2010) 48:663–669</p><p>　　LU Zhi-jiang. PLC Application in the Automatic Straight-line Welder [J]. Occupation,2010,02(01):159.(in Chinese).

69、 </p><p>　　GE Xiao-zhong, MA Jun. Design of Minitype Three-dimensional Storage Base on Kingview6.5 and PLC [J] . Machine Building & Automation, 2009,06(02):143-145.</p><p><b>　　附錄一