组合机床的控制PLC控制系统
两工位钻孔、攻丝组合机床，能自动完成工件的钻孔和攻丝加工，自动化程度高，生产效率高。两工位钻孔、攻丝组合机床如图1所示。
图1
两工位钻孔、攻丝组合机床示意图
机床主要由床身、移动工作台、夹具、钻孔滑台、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。
移动工作台和夹具用以完成工件的移动和夹紧，实现自动加工。钻孔滑台和钻孔动力头，用以实现钻孔加工量的调整和钻孔加工。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），夹具的夹紧、放松，钻孔滑台和攻丝滑台的移动（前移、后移），均由液压系统控制。其中两个滑台移动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与放松由电磁阀控制。
根据设计要求，工作台的移动和滑台的移动应严格按规定的时序同步进行，两种运动密切配合，以提高生产效率。
1.
控制要求
系统通电，自动起动液压泵电动机M1。若机床各部分在原位（工作台在钻孔工位SQ1动作，钻孔滑台在原位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。
将工件放在工作台上，按下起动按钮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动机M2得电运转。当夹紧限位SQ4动作后，表明工件已被夹紧。
起动钻孔动力头电动机M3，且由于凸轮电动机M2运转，控制凸轮控制相应的液压阀使钻孔滑台前移，进行钻孔加工。当钻孔滑台到达终点时，钻孔滑台自动后退，到原位时停，M3同时停止。
等到钻孔滑台回到原位后，工作台右移电磁阀YV2得电，液压系统使工作台右移，当工作台到攻丝工位时，限位开关SQ6动作，工作台停止。起动攻丝动力头电机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，0.3s后攻丝动力头电机M4反转，同时攻丝滑台由控制凸轮控制使其自动后退。
当攻丝滑台后退到原位时，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，到钻孔工位时停。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。
两个滑台的移动，是通过控制凸轮来控制滑台移动液压系统的液压阀实现的，电气系统不参与，只需起动控制凸轮电机M2即可。
在加工过程中，应起动冷却泵电机M5，供给冷却液。
2. I/O分配
输入
输出
压力检测PV
I0.0 原点指示HL1
Q1.4
钻孔工位限位SQ1
I0.1 液压泵电机MI（KM1）
Q0.1
钻孔滑台原位SQ2
I0.2 凸轮电机M2（KM2）
Q0.2
攻丝滑台原位SQ3
I0.3 夹紧电磁阀YV1
Q1.0
夹紧限位SQ4
I0.4 钻孔动力头电机M3（KM3）
Q0.3
攻丝工位SQ6
I0.6 冷却泵电机M5（KM6）
Q0.4
攻丝滑台终点SQ7
I0.7 工作台右移电磁阀YV2
Q1.1
放松限位SQ8
I1.0 攻丝动力头电机M4正转（KM4）
Q0.5
起动按钮SB
I1.1 制动DL
Q0.6
自动、手动选择SA
I1.2 攻丝动力头电机M4反转（KM5）
Q0.5
液压泵手动SB1
工作台左移电磁阀YV3
Q1.2
凸轮电机手动SB2
放松电磁阀YV4
Q1.3
钻孔手动SB3
自动指示HL2
Q1.5
手动攻丝正转SB4
手动指示HL3
Q1.6
手动攻丝反转SB5
手动电源
Q1.7
冷却泵手动SB6
手动夹紧SB7
手动右移SB8
手动左移SB9
手动放松SB10
3.
程序设计
由加工工艺要求可知，其为顺序控制过程，其功能流程图如图2所示。考虑具体情况，在设置自动顺序循环控制的同时，也设置了手动控制，在驱动回路中接入转换开关。自动顺序循环控制和手动控制的转换程序如图3所示。外部接线图如图4所示。梯形图如图5所示。
在程序设计时须注意：攻丝动力头M4正转和反转之间的互锁。
图3
自动顺序循环控制和手动控制的转换程序
图2
组合机床功能流程图
图4
外部接线图
4.
程序的调试和运行
输入程序编译无误后，按组合机床工艺要求调试程序，并将结果填入表1中。
表1
组合机床程序调试结果
工步
通电
起动
液压泵
各部分在原位
起动机床凸轮电机并进行夹紧钻孔加工
钻孔滑台退回原位工作台右移到攻丝工位攻丝加工
攻丝滑台到终端制动延时0.3s 攻丝工作头反转后退
攻丝滑台到原位到原位延时3s 工作台左移到钻孔工位放松
放松完成原位指示灯亮输入
压力检测PV
钻孔工位限位SQ1
钻孔滑台原位SQ2
攻丝滑台原位SQ3
起动按钮SB
夹紧限位SQ4
攻丝工位SQ6
攻丝滑台终点SQ7
放松限位SQ8
输出
液压泵电机MI
凸轮电机M2
凸轮电机M2
夹紧电磁阀YV1
钻孔动力头M3
冷却泵电机M5
工作台右移电磁阀YV2 攻丝动力头电机M4正转制动DL
攻丝动力头电机M4反转
工作台左移电磁阀YV3
原点指示HL1
图5
自动循环控制梯形图
图5
自动循环控制梯形图（续）
电气控制技术课程设计报告 设计课题: 基于PLC的卧式车床电气控制系统设计 姓名: 学号: 学院: 工学院 专业: 电气工程及其自动化 班级: 一班 日期 2012年12月26日——2013年1月6日指导教师: 安徽农业大学工学院机电工程系
电气控制技术课程设计任务书 1. 设计题目：基于PLC的卧式车床电气控制系统设计 2. 设计要求： 要求根据机床工作的实际情况，按照安全可靠、经济合理、控制线路简单的基本要求。选择用户输入设备，输出设备，执行电器；PLC的选择；分配I/O点，绘制I/O连接图；设计控制程序；制定电器元件明细表；最后按要求写出设计报告，绘出设计图样。 3. 设计依据： 主要技术参数和拖动控制要求： 1、最大车削工件外径为300mm。 2、要求主拖动电动机直接起动，点动串电阻，正反向转动。 3、要求切削时提供冷却液。 4、刀架可以由电动机拖动快速移动。 5、必要的照明、信号指示。 4. 设计任务： 要求在规定时间内完成下列工作量： 4.1 设计内容包括： 1. 分析控制要求。 2. 选择用户输入设备，输出设备，执行电器。 3. PLC的选择。 4. 分配I/O点，绘制I/O连接图。 5. 设计控制程序。 6. 绘制电器位置图、电气接线图。 7. 制定电器元件明细表。 4.2 设计图样： PLC控制线路（I/O连接图）原理图、电器位置图和电气接线图各1张（A4图纸）。 5. 课程设计报告的书写要求： 5.1 设计报告的格式： 要有封面、目录、正文、参考文献等，其中目录、参考文献部分各自要单独放在一页，参考文献的书写请参考《电气控制技术课程设计指导》的参考文献书写规范。正文的字数要求不少于4000字。 5.2 设计报告的书写内容： 按照任务书的4.1所列的设计内容逐一书写。
设计项目名称自动化组合机床的PLC控制系统设计 Abstract This article introduced that the PLC control system design of Automatic combined machine tool, this system has a high degree of automation 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 high, did not meet the social development need. Along with the PLC control technology's rapidly expand, as the core combined machine tool has highlighted its superiority take PLC. This paper first introduced that PLC and the history and development of the combined machine tools, and emphatically expounds the structure, movement and the control mode of combined machine tools, then 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 I/O 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。传统的组合机床采用继电器，精度低，可靠性不高，已不适合社会发展需要。随着PLC控制技术的迅速发展，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发展，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FXGPWIN软件
目录 第一章卧式车床简介及运动分析 (2) 1.1、卧式车床作用 (2) 1.2、卧式车床的结构分析 (2) 1.3、卧式车床的运动分析 (2) 1.4、C650卧式车床对电力拖动及控制的要求 (4) 第二章电气控制系统分析及设计 (5) 2.1、课程设计要求及任务 (5) 2.2、设备电气控制要求 (5) 2.3、主电路设计 (5) 2.4、控制电路设计 (6) 第三章电气元件的选择 (9) 3.1、电动机M1、M2、M3的选择 .................................................... 错误！未定义书签。 3.2、电源引入开关 (9) 3.3、热继电器 (10) 3.4、熔断器 (10) 3.5、接触器的选择 (11) 二、电气元件明细表............................................................................. 错误！未定义书签。 课程设计小结 (13) 参考文献 (14)
第一章卧式车床简介及运动分析 1.1、卧式车床作用 它是机床中应用最为广泛的一种，可以用于切削各种工件的外圆、内孔、端面及螺纹，卧式车床属于中型车床，随着工件材料和材质的不同，应选择合适的主轴转速及进给速度。目前中小型的车床多采用不变速的异步电动机拖动，而靠齿轮箱来进行有级变速。为满足生产加工需要，主轴的旋转运动可正转，也可以反转，这就要求可以改变主轴电动机的转向或采用离合器来实现。进给运动大多是通过主轴运动分出一部分动力，通过挂轮箱传给进给箱配合来实现刀具的进给。有的车床为了提高效率，刀架的快速运动由单独一台进给电动机来拖动。车床一般都设有交流电动机拖动的冷却泵，实现刀具切削时的冷却。 1.2、卧式车床的结构分析 平面磨床的结构如图所示，由床身、主轴、刀架、尾架、溜板箱等部分组成。 图1-1 卧式车床结构简图 1.床身：其中之中有变速装置，以以控制车床的转速。 2.主轴：主轴传动主运动，其中主轴上安装夹具以固定工件。 3.刀架：安装并夹紧刀具的装置，并且进行必要的进给运动。 4.尾架：用于固定需要固定两端的工件。 5.溜板箱：进行进给运动。 1.3、卧式车床的运动分析
一、设计目的 本课程设计是电气工程专业教学计划中不可缺少的一个综合性教学环节，是实现理论与实践相结合的重要手段。它的主要目的是培养学生综合运用本课程所学知识和技能去分析和解决本课程范围内的一般工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法。通过课程设计使学生得到工程知识和工程技能的综合训练，获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。 二、设计任务及要求 设计任务 四工位组合机床由四个工作滑台各载一个加工动力头，组成四个加工工位完成对零件进行铣端面、钻孔、扩孔和攻丝等工序的加工，采用回转工作台传送零件，有夹具、上、下料机械手和进料器四个辅助装置以及冷却和液压系统。系统中除加工动力头的主轴由电动机驱动以外，其余各运动部分均由液压驱动。机床的四个动力头同时对一个零件进行加工，一次加工完成一个零件。 本机床共有连续全自动工作循环、单机半自动循环和手动调整三种工作方式。连续全自动和单机半自动循环的控制要求为：按下启动按钮，上料机械手向前，将待加工零件送到夹具上，同时进料装置进料，然后上料机械手退回原位，送料装置放料，回转工作台自动微抬并转位，接着四个工作滑台向前，四个动力头同时加工，加工完成后，各工作滑台退回原位，下料机械手向前抓住零件，夹具松开，下料机械手退回原位并取走已加工完的零件，完成一个工作循环，并开始下一个工作循环，实现全自动工作方式。如果选择预停，则每个工作循环完成后，机床自动停止在初始位置，等到再次发出启动命令后，才开始下一个循环，这就是半自动循环工作方式。 1.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。 2. 绘制主轴电动机的电气原理图、控制系统的PLC I/O接线图和梯形图，写出指令程序清单。 3.选择电器元件，列出电器元件明细表。 4.编写设计说明书。 设计要求 1、所选控制方案合理，所设计的控制系统能够满足控制对象的工艺要求，并且技术先进，安全可靠，操作方便。 2.所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728－84《电气图用图形符号》、GB6988－87《电气制图》、GB7159－87《电气技术中的文字符号制定通则》。 3.所编写的设计说明书应重点突出，层次清楚，条理分明，篇幅不少于7000字。
目录 第1章引言·1 1.1 可编程控制器的简单介绍··1 1.2 西门子S7-200 的简单介绍··4 1.3 C650卧式车床简述··5 第2章继电接触器控制系统设计·7 2.1 C650卧式车床的控制要求··7 2.2 电气控制线路分析··7 2.3 C650卧式车床电气控制线路的特点··9 第3章C65O普通车床的PLC 设计过程·10 3.1 控制要求··10 3.2 方案说明··10 3.3 确定I/O信号数量，选择PLC的类型··10 3.4 C650普通车床PLC控制系统I/O地址分配表··11 3.5 控制电路设计··11 3.6 PLC控制程序设计··13 3.7 C650普通车床控制系统PLC控制程序语句表··15 3.8 系统调试··18 结论·19
设计总结·20谢辞·21 参考文献·22
第1章引言 本设计主要针对C650普通车床进行电气控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。 1.1 可编程控制器的简单介绍 1.1.1 PLC的工作原理 PLC 英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种机械或生产过程。 PLC采用循环扫描的工作方式，即顺序扫描，不断循环这种工作方式是在系统软件控制下进行的。当PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编写好并存于用户存储器中的程序，按序号作周期性的程序循环扫描，程序从第一条指令开始，逐条顺序执行用户的程序直到程序结束。然后重新返回第一条指令，再开始下一次扫描；如此周而复始。实际上，PLC扫描工作除了执行用户程序外，还要完成其他工作，整个工作过程分为自 诊 断、通讯服务、输入处理、输出处理、程序执行五个阶段。 1.1.2 可编程序控制器的组成 可编程序控制器硬件由中央处理器、电源、输出组件、输入组件、输入输出、编程器六部分构成: 中央处理器（Central Processor Unit 简称CPU）：它是可编程序控制器的心脏部分。CPU 由微处理器（Microproce-ssor）存储实际控制逻辑的程序存储器和存储数据、变量的数据储器构成。 电源（Power Supply）：给中央处理器提供必需的工作电源。 输入组件（Inputs）：输入组件的功能是将操作开关和现场信号送给中央处理器。现场信号可能是开关量、模拟量或针对某一特定目的使用的特殊变量。 输出组件（Outputs）：输出组件接收CPU 的控制信号，并把它转换成电压或电流等现场执行机构所能接收的信号后，传送控制命令给现场设备的执行器。 输入输出（简称I/O）是可编程序控制器的“手”和“脚”或者叫作系统的“眼睛”
关于PLC在组合机床控制中的应用与展望 发表时间：2009-04-08T14:05:00.937Z 来源：《科海故事博览•科教创新》2009年第3期供稿作者：杨海波[导读] PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。摘要：PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计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，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 关键词：PLC 组合机床控制器一、PLC的应用领域 目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。 1、开关量的逻辑控制。这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。 2、模拟量控制。在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。 3、运动控制。PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。 4、过程控制。过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。 5、数据处理。现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 6、通信及联网。PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC 厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。 二、组合机床自动线中的三种滑台 1、PLC控制的数控滑台结构 一般组合机床自动线中的数控滑台采用步进电机驱动的开环伺服机构。采用PLC控制的数控滑台由可编程控制器、环行脉冲分配器、步进电机驱动器、步进电机和伺服传动机构等部分组成，伺服传动机构中的齿轮Z1、Z2应该采取消隙措施，避免产生反向死区或使加工精度下降；而丝杠传动副则应该根据该单元的加工精度要求，确定是否选用滚珠丝杠副。采用滚珠丝杠副，具有传动效率高、系统刚度好、传动精度高、使用寿命长的优点，但成本较高且不能自锁。 2、控制系统的软件结构 软件结构根据控制要求而设计，主要划分为五大模块：即步进电机控制模块、定位控制模块、数据拨盘输入及数据传输模块、数码输出显示模块、元件故障的自动检测与报警模块。由于整个软件结构较为庞大，脉冲控制器产生0.1秒的控制脉冲，使移位寄存器移位，提供六拍时序脉冲，通过三相六拍环形分配器使三个输出继电器Y430、Y431、Y432按照单双六拍的通电方式控制步进电机。为实现定位控制，采用不同的计数器分别控制粗定位行程和精定位行程，计数器的设定值依据行程而定。例如，设刀具或工作台欲从A点移至C点，已知AC＝200mm，把AC划分为AB与BC两段，AB＝196mm，BC＝4mm，AB段为粗定位行程，采用0.1mm/步的脉冲当量快速移动，利用了6位计数器（C660/C661），而BC段为精定位行程，采用0.01mm/步的脉冲当量精确定位，利用了3位计数器C460，在粗定位结束进入精定位的同时，PLC自动接通电磁离合器输出点Y433以实现变速机构的更换。 3、 PLC控制系统的接地方法（1）由于PLC机柜和操作台、配电柜等用电设备的金属外壳及控制设备正常不带电的金属部分，由于各种原因（如腐蚀、绝缘破损等）而有可能带危险电压，所以应该进行保护接地，低于36V供电的设备，无特殊要求可不做接地保护。（2）PLC控制系统中的基准电位是各回路工作的参考电位，基准电位的连接线称为系统地，通常是控制回路直流电源的零伏导线，系统接地的方式有浮地方式、直接接地方式和电容接地方式。（3）为防止静电感应和磁场感应而设置的屏蔽接地端子应做屏蔽接地。其中信号回路接地和屏蔽接地又通称为工作接地。 一般以上接地方法的控制原则是：保护地和工作地不能混用，这是由于在每一段电源保护地线的两点间会有数毫伏，甚至几伏的电位差，这对低电平信号电路来说是一个非常严重的干扰。 三、PLC未来展望21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS（Distributed Control System）中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。参考文献：
机电传动控制课程设计 题目：CW6163卧式车床电气控制系统设计 学院：机械与电子工程学院 专业：机械工程及其自动化 学号： 姓名： 指导老师： 2013 年6 月28 日
目录 第1章课程设计目的 (2) 第2章课程设计主要内容 (2) 第3章课程设计题目描述与要求 (3) 第4章CW6163卧式车床电气控制系统设计 (4) 第5章课程设计总结 (13) 附录一CW6163卧式车床零件清单 (14) 附录二CW6163卧式车床电气原理图 (15)
第1章课程设计目的 1.1 具备机械、电气知识的综合运用能力； 1.2 具备分析机电传动控制系统的组成及原理的能力； 1.3具备设计机电传动控制系统的基本电气原理图的能力； 1.4具备编写设计说明书、操作说明书能力。 第2章课程设计主要内容 2.1分析对象：熟悉被控对象的组成、电力拖动的要求及控制的具体要求。 2.2电路图设计：根据任务要求，设计主电路及其保护电路，根据任务的控制关系设计控电路及其保护电路，设计开关面板图，选定所需的电气元件，列出清单，修改图纸，定稿。 2.3撰写说明书：编写电气原理说明书和操作说明书。 2.4课程设计总结
第3章课程设计题目描述与要求 题目：CW6163卧式车床电气控制系统设计 CW6163系列卧式车床适用于加工各种钢材、铸铁和有色金属及中、小型金属工件。机床功率大,刚性好，适用于强力或高速切削。本机床主要用于车削各种工件的内圆、外圆、端面、以及公制、英制、模数和螺纹并可承担钻孔、镗孔等工艺。 机床主轴为变频无级调速，可实现不停车变速及变速范围宽，可适合粗、精加工工艺的需求。床身采用树脂砂造型的高强度铸件，床身导轨经过超高频淬火处理和精密磨削，耐磨性和精度保持性好，承载能力强。溜板箱内装有安全机构，防止因过载而对机床造成损坏，保证使用安全可靠。该机床设有刀架纵、横向机动及快速运动手柄，操作灵活，宜人性好。 CW6163型卧式车床是以继电器接触系统的控制方式的传统车床，其主轴正反转运动，主轴的制动采用液压制动器，进给运动的纵向左右运动，横向前后运动及快速移动均由一个手柄操作控制。可完成工件最大车削直径为630mm，工作最大长度为1500mm. 采用三台电动机控制 （1）通常车削加工近似于恒功率负载，同时考虑经济性，工作可靠，主轴电动机M1通常选用三相异步电动机，完成主运动和刀具进给运动的驱动。 （2）车削时产生的高温，可由一台普通冷却泵电动机加以控制。 冷却电动机在加工时提供切削液，采用直接启动的方式。 （3）根据车床工作的要求，需要配备一台快速移动电动机M3，用于完成溜板箱快速移动的驱动，可随时手动启停。 （3）根据整个生产线状况，要求配备一套局部照明装置及必要的工作状态指示灯，局部照明电路采用独立回路。
长沙学院 课程设计说明书 题目通用卧式车床电气控制系统设计 电子与通信工程系系(部) ) 班(级专业姓名 学号
教导指师起日止期
目录 第1章概述 (4) 1.1 车床电气控制技术的介绍 (4) 1.2车床电气控制技术要求 (5) 第2章电路设计 (5) 2.1电路工作原理 (6) 2.1.1主电路设计 (6) 2.2 控制电路设计 (8) 第3章电器元件参数计算及选择 (9) 3.1 刀开关QS： (9) 3.2 熔断器FU： (9) 3.3 热继电器FR： (10) 3.4 交流接触器KM: (10) 3.5 时间继电器：KT (10) 第4章面板布置图及接线图设计 (12) 4.1 电器元件的安装与接线 (12)
4.2 自检 (13) 第5章设备使用及注意事项 (14) 参考资料: (14) 概述章第1 车床电气控制技术的介绍1.1 电气控制技术是以各类电动机为动力的传动装置与系统为对象，以实现生产过程自动化的控制技术。电气控制系统是其中的主干部分，在国民经济各行业中的许多部门得到广泛应用，是实现工业生产自动化的重要技术手段。 随着科学技术的不断发展、生产工艺的不断改进，特别是计算机技术的应用，新型控制策略的出现，不断改变着电气控制技术的面貌。在控制方法上，从手动控制发展到自动控制；在控制功能上，从简单控制发展到智能化控制；在操作上，从笨重发展到信息化处理；在控制原理上，从单一的有触头硬接线继电器逻辑控制系统发展到以微处理器或微计算机为中心的网络化自动控制系统。现代电气控制技术综合应用了计算机技术、微电子技术、检测技术、自动控制技术、智能技术、通信技术、网络技术等先进的科学技术成果。车床是机械加工中最广泛的金属切削机床，主要用于车削外圆、内圆、端面、螺纹和定型表面，也可通过尾架进行钻孔、铰孔、攻螺纹等加工。现代生产机械多采用机械、电气、液压、气动结合的控制技术。其中电气控制技术起联接中枢作用，应用最为广泛。电气控制系统是生产机械设备的重要组成部分，是保证机械设备按生产工艺要求，完成各种运动状态与协调工作，并保证机械设备安全可靠工作以及实现操作自动化。车床在加工工件时，随着工件材料和材质的不同，应选择合适的主轴转速及进给速度。但目前中小型车床多采用不变速的异步电动机拖动，它的变速是靠齿轮箱的有级调速来实现的，所以它的控制电路比较简单。为满足加工的需要，主轴的旋转运动有时需要正转或反转，这个要求一般是通过改变主轴电动机的转向或采用离合器来实现的。进给运动多半是把主轴运动分出一部分动力，通过挂轮箱传给进给箱来实现刀具的进给。有的为了提高效率，刀架的快速运动由一台进给电动机单独拖动。车床一般都设有交流电动机拖动的冷却泵，来实现刀具切削时冷却。有的还专设一台润滑泵对系统进行润滑。
《电气控制与PLC》课程设计报告 题目：卧式车床电气控制系统 通信与控制工程学院自动化专业 学号07041104 学生姓名 指导教师王志国 二〇一四年六月
卧式车床电气控制系统 车床是机床中应用最广泛的一种，它可以用于切削各种工件的外圆、内孔、端面及螺纹。车床在加工工件时，随着工件材料和材质的不同，应选择合适的主轴转速及进给速度。但目前中小型车床多采用不变速的异步电动机拖动，它的变速是靠齿轮箱的有级调速来实现的，所以它的控制电路比较简单。为满足加工的需要，主轴的旋转运动有时需要正转或反转，这个要求一般是通过改变主轴电动机的转向或采用离合器来实现的。进给运动多半是把主轴运动分出一部分动力，通过挂轮箱传给进给箱来实现刀具的进给。有的为了提高效率，刀架的快速运动由一台进给电动机单独拖动。车床一般都设有交流电动机拖动的冷却泵，来实现刀具切削时冷却。有的还专设一台润滑泵对系统进行润滑。 一、机床的主要结构和运动形式 卧式车床的电气控制车床的种类很多，其中卧式车床是应用极为广泛的金属切削机床。它用于对具有旋转表面的工件进行加工，如车削外圆、内圆、端面、螺纹等，也可用钻头、铰刀、镗刀等刀具进行加工。 1、卧式车床的主要结构 卧式车床的结构外形如图3—1所示。它主要由床身10、主轴变速箱3、挂轮箱2、进给箱1、溜板箱6、刀架5、尾座7、光杆9与丝杠8等部分构成。图3—1卧式车床的外形结构示意图1一进给箱；2一挂轮箱；3一主轴变速箱；4一卡盘；5一刀架；6一溜板箱；卜尾座；8一丝杠；9一光杆；
2、卧式车床的主要运动 车床的切削加工包括主运动、进给运动和辅助运动。主运动为工件的旋转运动，由主轴通过卡盘或顶尖带动工件旋转。进给运动为刀具的直线运动，由进给箱调节加工时的纵向或横向进给量。辅助运动为刀架的快速移动及工件的夹紧、放松等。 二、车床对电气控制的要求 主要控制电器为三台电机：主电动机、冷却泵电机、快速移动电机。三台电机都要有短路保护措施。信号说明如表1所示。主电动机和冷却泵电机采用热继电器进行过载保护；主电动机要采用降压起动方式起动；主电动机要求能够正反转控制，并且有点动调整控制和长动控制，采用反接制动；主回路负载的电流大小能够监控，但要防止启动电流对电流表产生冲击；机床要有照明设施。
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
卧式车床电气控制系统 车床是机床中应用最广泛的一种，它可以用于切削各种工件的外圆、内孔、端面及螺纹。车床在加工工件时，随着工件材料和材质的不同，应选择合适的主轴转速及进给速度。但目前中小型车床多采用不变速的异步电动机拖动，它的变速是靠齿轮箱的有级调速来实现的，所以它的控制电路比较简单。为满足加工的需要，主轴的旋转运动有时需要正转或反转，这个要求一般是通过改变主轴电动机的转向或采用离合器来实现的。进给运动多半是把主轴运动分出一部分动力，通过挂轮箱传给进给箱来实现刀具的进给。有的为了提高效率，刀架的快速运动由一台进给电动机单独拖动。车床一般都设有交流电动机拖动的冷却泵，来实现刀具切削时冷却。有的还专设一台润滑泵对系统进行润滑。 一、机床的主要结构和运动形式 卧式车床的电气控制车床的种类很多，其中卧式车床是应用极为广泛的金属切削机床。它用于对具有旋转表面的工件进行加工，如车削外圆、内圆、端面、螺纹等，也可用钻头、铰刀、镗刀等刀具进行加工。 1、卧式车床的主要结构 卧式车床的结构外形如图3—1所示。它主要由床身10、主轴变速箱3、挂轮箱2、进给箱1、溜板箱6、刀架5、尾座7、光杆9与丝杠8等部分构成。图3—1卧式车床的外形结构示意图1一进给箱；2一挂轮箱；3一主轴变速箱；4一卡盘；5一刀架；6一溜板箱；卜尾座；8一丝杠；9一光杆；
2、卧式车床的主要运动 车床的切削加工包括主运动、进给运动和辅助运动。主运动为工件的旋转运动，由主轴通过卡盘或顶尖带动工件旋转。进给运动为刀具的直线运动，由进给箱调节加工时的纵向或横向进给量。辅助运动为刀架的快速移动及工件的夹紧、放松等。 二、车床对电气控制的要求 主要控制电器为三台电机：主电动机、冷却泵电机、快速移动电机。三台电机都要有短路保护措施。信号说明如表1所示。主电动机和冷却泵电机采用热继电器进行过载保护；主电动机要采用降压起动方式起动；主电动机要求能够正反转控制，并且有点动调整控制和长动控制，采用反接制动；主回路负载的电流大小能够监控，但要防止启动电流对电流表产生冲击；机床要有照明设施。
基于PLC的组合机床控制系统设计 哈尔滨理工大学学士学位论文 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 基基于于PPLLCC的的组组合合机机床床控控制制系系统统设设计计 摘要 摘要 摘摘要要 为了充分发挥设备效能，迅速提升加工技术与精度，越来越多的企业每年
投入大量资金和技术对传统老式组合机床进行技术改造，取得了良好的效果。 用PLC 模块、变频驱动技术、操控监控设备等组成电气数字控制系统，以实现 编程输入、人机交互、自动化加工的控制方式，扩大加工能力，减少故障，提 高效率，已成为企业进行技术改造的有效途径。 论文以A7-39 组合机床的数控化改造为背景，概述了组合机床数控化改造 的设计方案与应用技术，并对PLC 的发展与应用作了简要介绍。论文介绍了 PLC 编程特点和方式，重点以三菱 FX2N 型PLC 为例，介绍了 PLC 编程环 境，并对A7-39 组合机床应用编程作了阐述。论文还进一步阐述了PLC 接口与
通信技术，介绍了FX2N 系列PLC 的网络协议，另外对人机界面HMI 也做了 论述。 关键词：PLC；编程技术；组合机床 - I - 哈尔滨理工大学学士学位论文 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 基基于于PPLLCC的的组组合合机机床床控控制制系系统统设设计计 THE DESIGN OF TRANSFERAND UNIT THE DESIGN OF TRANSFERAND UNIT
TTHHEEDDEESSIIGGNNOOFFTTRRAANNSSFFEERRAANNDDUUNNIITT MACHINE CONTROL SYSTEM BASED ON PLC MACHINE CONTROL SYSTEM BASED ON PLC MMAACCHHIINNEECCOONNTTRROOLLSSYYSSTTEEMMBBAASSEEDDOONNPPLLCC Abstract Abstract AAbbssttrraacctt More and more financing and technology are plough into the tradition machine for exerting efficiency and prompting precision rapidly, acquire well impression. Now it become efficiency approach for corporation
前言 电气控制和电气拖动有着密切的关系。20世纪初，由于电动机的出现，使得机床的拖动发生了变革，用电动机代替蒸汽机，机床的电气拖动随电动机的发展而发展。 电气拖动的控制方式亦经历了一个从低级到高级的发展过程。最初采用手动控制。最早的自动控制是20世纪20、30年代出现的继电接触器控制，它可以实现对控制对象的起动、停车、凋速、自动循环以及保护等控制。它所使用的控制器件结构简单、价廉、控制方式直观、易掌握、工作町靠、易维护，因此在机床控制卜得到长期、广泛的使用。它的缺点是体积大、功耗大、控制速度慢、改变控制程序困难，由于是有触点控制，在控制复杂时可靠性降低。为了解决复杂和程序可变控制对象的需要，在20世纪60年代出现了顺序控制器。它是继电器和半导体元件综合使用的控制装置，具有程序改变容易、通用性较强等优点，广泛用于组合机床、自动线上。随着计算技术的发展，又出现了以微型计算机为基础的具有编程、存储、逻辑控制及数字运算功能的可编程控制器PLC。PLC的设计以上业控制为目标，因而具有功率级输出、接线简单、通用性强、编程容易、抗干扰能力强、工作可靠等一系列优点。它一问世即以强大的生命力，大面积地占领了传统的控制领域。PLC的一个发展方向是微型、简易、价廉，以图取代传统的继电器控制；而它的另一个发展方向是大容量、高速、高性能、对大规模复杂控制系统能进行综合控制。 CA6140型卧式车床的电气控制电路 一、CA6140型卧式车床的电气控制 1、CA6140型卧式车床的电气控制电路（如图1-1） 图1-1
二、中小型车床对电气控制的要求 1、主拖动电动机一般选用三相笼型异步电动机，为满足调速设计要求，采用机械变速。主轴要求正、反转，对于小型车床主轴的正反转由拖动电动机正反转来实现；档拖动电动机容量较大时，可由摩擦离合器来实 现主轴正反转，电动机只作单向旋转。一般中小型车床的主轴电动机均采
卧式车床电气控制系统设计任务书 1．设备概况 车床是机床中应用最广泛的一种，它可以用于切削各种工件的外圆、内孔、端面及螺纹。车床在加工工件时，随着工件材料和材质的不同，应选择合适的主轴转速及进给速度。但目前中小型车床多采用不变速的异步电动机拖动，它的变速是靠齿轮箱的有级调速来实现的，所以它的控制电路比较简单。为满足加工的需要，主轴的旋转运动有时需要正转或反转，这个要求一般是通过改变主轴电动机的转向或采用离合器来实现的。进给运动多半是把主轴运动分出一部分动力，通过挂轮箱传给进给箱来实现刀具的进给。有的为了提高效率，刀架的快速运动由一台进给电动机单独拖动。车床一般都设有交流电动机拖动的冷却泵，来实现刀具切削时冷却。有的还专设一台润滑泵对系统进行润滑。 2．控制要求 (1) 主要控制电器为三台电机：主电动机、冷却泵电机、快速移动电机。三台电机都要有短路保护措施。 主电动机和冷却泵电机采用热继电器进行过载保护 主电动机要采用降压起动方式起动 主电动机要求能够正反转控制，并且有点动调整控制和长动控制，采用反接制动 % 主回路负载的电流大小能够监控，但要防止启动电流对电流表产生冲击。 机床要有照明设施 表3-1 车床控制系统信号说明
3．设计任务 1) 根据控制要求，进行卧式车床电气控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。 2) 根据控制要求，编制卧式车床控制PLC应用程序。 3) 编写设计说明书，内容包括： 、 ①设计过程和有关说明。 ②基于PLC的卧式车床电气控制系统电路图。 ③ PLC控制程序（梯形图和指令表）。 ④电器元器件的选择和有关计算。 ⑤电气设备明细表。 ⑥参考资料、参考书及参考手册。
基于PLC的组合机床控制系统设计 摘要 组合机床是高度机电一体化的产品，是现代机床技术水平的重要标志，是现代机械制造业重要标志，是现代制造业的基础装备，尤其是在加工产品更换频繁、零件形状复杂、精度要求较高的工件时，不但可以节省大量的时间和资源，而且还能够确保工件的质量与产量，进而提高生产效率，具有良好的经济性。 传统的机床主要采用继电器--接触器进行控制，其缺点是故障率高、可靠性差、维修工作量大等，而采用PLC组成的控制系统可以很好地解决上述问题。本文在基于可编程控制器（PLC）的结构和工作原理的基础上，介绍了基于PLC的加工中心控制系统的总体方案设计，重点介绍了加工中心控制系统中的硬件选择方法、软件的设计过程，并给出了系统组成框图和程序流程图，提出了西门子PLC 的编程方法，列出了具体的主要硬件电路、加工中心的控制梯形图及指令表，解决了继电器——接触器故障率高、可靠性差、安装调试周期长、维修工作量大、接线复杂等缺点。 关键词：组合机床，继电器—接触器，PLC，控制系统
Based on a combination of the plc tools to monitor system design ABSTRACT Building-block machine is a highly integrated mechanical and electrical products, is an important indicator of the level of modern technology ,is an important symbol of modern machinery manufacturing industry ,is the basis of modern manufacturing equipment, especially in the frequent replacement of processed products, spare parts of complex shape, the accuracy requirements are more stringent than work piece high, not only can save a lot of time and resources, but also to ensure the quality and output of the work piece, thus improving production efficiency, has a good economy. The main use of the traditional machine tool relay - contactor control, the drawback is the high failure rate, poor reliability,heavy workload of maintenance, consisting of the use of PLC control system can solve these problems. In this paper, based on the programmable logic controller (PLC) of the structure and working principle, based on the introduction of the PLC-based control system for machining center's overall program design, focuses on the machining center control system hardware selection, software design process and gives the system flow chart diagram and procedures, put forward a Siemens PLC programming methods, a list of specific hardware circuit, the control processing center table ladder and instructions to solve the relay - contacts high failure rate, reliability, poor long-term installation, maintenance workload and the complexity of wiring and other shortcomings. KEY WORDS: Building-block machine, the relay - contactor, PLC, control system
三江学院 机电传动与控制课程设计题目￠400卧式车床电气控制系统设计 机械工程学院 机械设计制造及其自动化（机电技术）专业 学生姓名冯怿学号12011158001 起讫日期2014.6.16-2014.6.20 指导教师姓名（签名）王卓君
目录 第一章卧式车床简介及运动分析 (1) 1．卧式车床的型号 (1) 2．卧式车床各部分的名称和用途 (1) 3、车床的运动形式 (2) 第二章控制方案设计 (4) 1、课程设计要求及任务 (4) 2、设备电气控制要求 (4) 3、电动机的选择 (4) 第三章电气控制线路设计 (6) 1、主电路设计 (6) 2、控制电路设计 (7) 第四章电气元件的选择 (8) 1、熔断器的选用 (8) 2、接触器的选用 (8) 3、热继电器的选用 (8) 4、电气元件明细表 (10) 课程设计小结 (11) 参考文献 (12)
第一章卧式车床简介及运动分析 1．卧式车床的型号 卧式车床用C61×××来表示，其中C棗机床分类号，表示车床类机床；61棗组系代号，表示卧式。其它表示车床的有关参数和改进号。 图1 C6132普通车床的外形 2．卧式车床各部分的名称和用途 C6132普通车床的外形如图1所示。 （1）主轴箱主轴箱用来支承主轴，并使其作各种速度旋转运动；主轴是空心的，便于穿过长的工件；在主轴的前端可以利用锥孔安装顶尖，也可利用主轴前端圆锥面安装卡盘和拨盘，以便装夹工件。 （2）变速箱变速箱用来改变主轴的转速。主要由传动轴和变速齿轮组成。通过操纵变速箱和主轴箱外面的变速手柄棗改变齿轮或离合器的位置，可使主轴获得12种不同的速度。主轴的反转是通过电动机的反转来实现的。 （3）挂轮箱挂轮箱用来搭配不同齿数的齿轮，以获得不同的进给量。主要用于车削不同种类的螺纹。 （4）进给箱进给箱用来改变进给量。主轴经挂轮箱传入进给箱的运动，通过移动变速手柄来改变进给箱中滑动齿轮的啮合位置，便可使光杆或丝杆获得不同的转速。 （5）溜板箱溜板箱用来使光杠和丝杠的转动改变为刀架的自动进给运动。光杠用于一般的车削，丝杠只用于车螺纹。溜板箱中设有互锁机构，使两者不能同