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1、机电一体化PLC毕业设计毕业论文自动化组合机床的PLC控制系统设计姓名：董瑞峰班级：机电工程系学号：学12810237专业：机电工程系机电一体化指导教师：王玲玲自动化组合机床的PLC控制系统设计摘要：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。传统的组合机床采用继电器，精度低，可靠性不高,已不适合社会开展需要。随着PLC控制技术的迅速开展，以PLC为核心的组合机床控制系统已凸显出其优势。本文首先介绍PLC和组合机床的历史与开展，并论述了组合机床的运动形式以及控制方式，接着对PLC控制系统的总体设计和程序的表达方式做了概述，然后确
2、定PLC型号、分配I/O地址和外部配线,接着根据相关内容画出顺序功能图并利用FXGPWlN软件画出PLC梯形图。在文章的最后还介绍了PLC控制系统的故障诊断和排除以及对论文的进一步总结。关键词：PLCs组合机床目录第1章概述1.1 机械自动化开展史11.2 组合机床的开展特点及应用3第2章自动化组合机床的硬件52.1课题要求5主回路5工作循环62.2确定输入设备与输出设备82.3I/O点分配82.4PLC类型选择10PLC控制系统工作环境要求102.4.2PLC生产厂家的选择11输入输出（I/O）点数的估算11PLC存储器容量的估算112.4.5PLC机型的选择112.5PLC外围硬件电路图1
3、2电路主回路图12PLC外部接线图12第3章自动化组合机床的PLC控制系统软件133.1根据系统的控制要求设计程序13概述13编程语言的形式133.1.3PLC控制的程序设计153.2模拟调试及优化18准备工作19程序仿真19仿真故障说明193. 3联机调试及优化19I/O端子测试20系统调试20程序优化20第4章PLC控制系统的故障诊断与排除214. 1故障查找224. 2故障的处理22心得体会24致谢25参考文献26附录1操作说明书27附录2PLC外围硬件电路图28附录3PLC外部接线图29附录4梯形图30第1章概述1.1机械自动化开展史自动化技术是本世纪以来开展机迅速和影响极大的科学技术
4、之一。现代自动化技术是一种完全新型的生产力，是直接创造社会财富的主要手段之一，对人类的生产活动和物质文明起着极大的推动作用。机械自动化，主要指在机械制造业中应用自动化技术，实现加工对象的连续自动生产，实现优化有效的自动生产过程，加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与开展，是机械制造业技术改造、技术进步的动速度。机械自动化技术的应用与开展，是机械制造业技术改造、技术进步的制造业的开展，而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。1、机械自动化技术机械自动化是一个由低级到高级、由简单到复杂、由不完善到完善的开展过程。当机器的操作采用自动控制器后，生产方式才从机械化逐步过渡到
5、机械控制（传统）自动化、数字控制自动化、计算机控制自动化。只有建立了自动化工厂后，生产过程才能全盘自动化，才能使生产率全面提高，到达自动化的高级理想阶段。机械自动化技术从本世纪20年代首先在机械制造冷加工大批量生产过程中开始开展应用，60年代后为适应市场的需求和变化，为增强机械制造业对市场灵活快速反响的能力，开始建立可变性自动化生产系统，即围绕计算机技术的柔性自动化。它是在制造系统不变或变化较小的情况下，机器设备或生产管理过程通过自动检测、信息处理、分析判断自动地实现预期的操作或某种过程，并能够自动地从制造一种零件转换到制造另一种不同的零件。7080年代国际上出现了开始采用计算机集成制造系统C
6、IMS(ComPUterIntegratedManufacturing),柔性自动化生产模式也有这种情况。初期精蝌犒辇以信息集成为重点，以较高的自动化程度为特征，但在实现过程中遇到了困难。鉴于实现计算机集成制造系统的全盘自动化所需的巨额投入(一个全盘自动化工厂耗资数百亿美元，柔性制造系统一般价格为6002500万美元，所承当的巨大风险，加之技术上的难度与可靠性等问题，世界工业兴旺国家已开始“碰壁转产”，转而注重信息集成的效果，追求低本钱自动化LCA(LowCoStAUtOnlatiOn)的企业组织结构和运行方式。目前，世界各国的机械自动化水准除少数工业兴旺国家的某些生产部门外，大多数还处于操作
7、阶段的自动化。我国也不例外，需要循序渐进，不断努力，创造条件，向自动化的高级理想阶段迈进。实现我国机械自动化技术是一个长期的过程，不可能一蹴而就。应该开展工艺成熟的大批量生产的自动化技术。大批量生产的产品品种单一，结构稳定，产量很大，具有连续流水作业和综合机械化的良好条件。应开展生产效率高和技术经济效果良好的生产自动线，并在自动线的根底上按先进的工艺方案建立综合自动化车间和全盘自动化工厂。组合机床自动线和专用机床自动线本钱低，应优先开展。我国现阶段，在产品数量较大的同类产品连续流水作业的切削加工生产中，自动化设备仍然是半自动机床、自动机床、组合机床及其组成的自动线、回转体零件加工自动线等。2、
8、开展机械自动化技术开展机械自动化技术，应以企业的生产和技术开展的实际需要及具体条件为导向。只有对适宜的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产，才能收到良好的技术经济效益和社会经济效益。7080年代初期，我国开展数控机床缺乏明确的战略思想，究竟解决我国制造技术中哪些主要技术问题，似乎并不十清楚确，带有浓厚的就技术论技术色彩，偏重速度，无视效益，造成了不少数控机床只出样品、展品，不能提供商品，用于生产实际。70年代中期研制成功的数控机床，除数控非圆插齿机、数控劈锥铳床等能提供商品用于生产外，相当多的数控机床未能正常提供商品，甚至有的数控机床最终还是报废。80年代后期乃至“八五”方案期间，我国数控机
9、床自动化技术开展是快速的，但却是在曲折中前进。造成这种状况的原因是多方面的，但主要是在开展策略上有失误：主机攻关有背当时国内的主要市场，没有适应生产需要开展数控机床自动化技术，结果是数控机床品种虽不少，而结构性能重复的较多，影响了自动化数控机床的实际应用。在已有的数控机床中，能正常使用、不能正常使用和不能使用的各占三分之一。而正常和稳定运行的数控机床的利用率也很低。我国的铸造造型线品种不少，引进的多达一百几十条，从紧实原理、PC机控制到布线方式都是先进的，可以说当今世界上几乎所有的各类先进造型线都引进了，但能在生产中长期服役的生产线很少，相当数量的引进造型线长期闲置，没有发挥实效。3、自动化技
10、术开展低本钱自动化技术，潜力大，前景广，投资省，见效快，提高自动化程度，可以收到事半功倍的经济效果，适合我国现阶段的开展需要和国情。90年代美国麻省理工学院提出的精节生产LP(LeanPrOdUCtion)模式，就是以最小的投入，取得最大的产出的具体表现。我国机械制造业各企业有大量的通用设备，在开展现代机械自动化技术时，假设以原有的设备为主，合理调整机床布局，添加少量的数控设备，引入PLC技术，充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性，共同构成一个以人为中心、以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统，为我国机械制造业自动化技术开展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、机械自动化技术开展应
11、用新途径。应用微电子技术改造已有通用设备，花钱少，见效快，是加速传统设备现代自动化改造步伐，提高企业自动化技术水准的一条捷径。用数显、数控装置改造通用设备，提高单机自动化程度；用可编程序控制器改造通用机床、专用机床、组合机床及其自动设备与半自动设备组成的生产线，把计算机功能完备编程灵活、适应性强的优点和继电器控制简单、抗干扰能力强、价格廉价等优点结合起来，实现全生产线自动化作业。1. 2组合机床的开展特点及应用组合机床是对某种特定工作进行特定加工的一种高效的自动化专用加工设备。这类机床大都具有自开工作循环，并能同时用十几把，几十吧刀具进行加工。组合机床都由通用部件和一些专用部件组成，它的控制系
12、统大多采用机械，液压，电气相结合的控制方式。在我国，组合机床开展已有28年的历史，其科研和生产都具有相当的根底，应用也已深入到很多行业。是当前机械制造业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速开展必不可少的设备之一。组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比拟大的大中型箱体类和轴类零件（近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额），完成钻孔、扩孔、较孔，加工各种螺纹
13、、锋孔、车端面和凸台，在孔内镇各种形状槽，以及铳削平面和成形面等。组合机床的分类繁多，有大型组合机床和小型组合机床，有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式，还有多工位回转台式组合机床等。随着技术的不断进步，-一种新型的组合机床一一柔性组合机床越来越受到人们的青睐，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLCK数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。由过去的“刚性”机床结构，向“柔性”化方向开展，超高速和超高精度加工技术装备与复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢送。可编程控制器是一种数字运
14、算操作系统，专为工业环境应用而设计，有较强的抗干扰能力。PLC即可编程逻辑控制器，是工业控制的核心局部。它采用了可变程序的存储器，在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术等操作的指令，并通过数字式或模拟的输入和输出，控制各类型的生产过程。可编程控制器及其相关外围设备都按易于与工业系统联成一体，易于扩充其功能的原那么设计。随着可编程控制器在工控领域的广泛应用，PLC控制的组合机床渐渐取代了采用继电器控制的组合机床。本文主要介绍了基于自动化组合机床的PLC控制系统设计。第2章自动化组合机床的硬件2.1课题要求主回路这台组合机床是由主电动机、液压动力头、机床的主电路由三台三相交流异步电动
15、机及、及其附属电气元件组成，由于各电动机容量不大，可采用直接起动控制。主电路图如图2-1所示。图2-11、MI主电动机用来控制工件的进退。只需单方向起动，要求有短路及过载保护。2、M2液压泵电动机用来提供液压。也只需单方向起动，要求有短路及过载保护。液压动力头和液压回转台，是用来加工某轮轮工件上12孔的。立式动力到头上装有36把刀具，共有四个工位，第一工位为装卸工件用，第二、三、四工位分别是钻孔、扩孔和较孔的工序位，工位布置如图2-2所示。3、M3冷却泵功率较小，单方向运转，要求有短路及过载保护。4、MI和M2可以同时起停，也可单独起停。5、要求在动力头工作时，即M2起动后，M3才接通，但也可以随时调整。图2-2工作循环1、液动回转台原理图2-3及工作控制要求图2-3液动回转台工作控制要求如图2-4图2-42、液压动力头原理图2-5及控制要求回转台压紧后31f3477482fb4daa58d4b9c.html一动力刀头快进一动力刀头工进一加工完成一快退一完成一次加工。图2-52.2确定输入设备与输出设备根据系统的要求和性质，确定系统所需的输入设备如表2-1所示，输出设备如表2-2所示表2-1表2-22. 3I/O点分配根据系统的要求和性质，确定PLC输入地址编号如表2-3,PLC输出地址编号如表2-4oPLC输入地址编号
