1组合机床的简介解析.doc

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1、第一章组合机床的简介 1.1 组合机床的发展历程 为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用，往往需要应用成组技术， 把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用率。 这类机床常见的有两种，可换主轴箱式组合机床和转塔式组合机床。 组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化 结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提 高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。 在中小批量生产中组合机床是如何应用的？ 组合机床是以通用部件 为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自 动或自动专用机床。它一般采用多轴、多刀、多工

2、序、多面或多工位同时加工 的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系 列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低 成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动 生产线。 组合机床一般用于加工箱体类或非凡外形的零件。加工时，工件一般不 旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、 锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组 合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转 体类零件（如飞轮、汽车后桥半轴等）的外圆和端面加工。 专用机床是随着汽车工业的兴

3、起而发展起来的。在专用机床中某些部件 因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。 最早的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车零件。初期，各 机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的互换 性，便于用户使用和维修，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机 床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定各部件间 的联系尺寸，但对部件结构未作规定。 通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅 助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有动 力箱、切削头和动力滑台。 为了使组合机床能在中小批量生

4、产中得到应用，往往需要应用成组技术， 把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用率。 这类机床常见的有两种，可换主轴箱式组合机床和转塔式组合机床。 组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简 化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以 提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。 1.2 组合机床部件分类 通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助 部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有动力 箱、切削头和动力滑台。 支承部件是用以安装动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部件， 有

5、侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等。 输送部件是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件，主要有分度回转工 作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往复移动工作台等。 控制部件是用以控制机床的自动工作循环的部件，有液压站、电气柜和 操纵台等。辅助部件有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。 1.3 组合机床的发展 二十世纪70年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检 测和刀具自动补偿技术的发展， 组合机床的加工精度也有所提高。 铣削平面 的平面度可达0.05毫米/1000毫米，表面粗糙度可低达 2.50.63微米; 镗孔精度可达IT76级，孔距精度可达 0.030.02微米。 最早

6、的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车零件。初期， 各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的 互换性，便于用户使用和维修， 1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与 美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定 各部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。 在我国，组合机床发展已有 28年的历史，其科研和生产都具有相当的 基础，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发展必不可少的设备之一。 从2002年年底第21届日本国际机床博览会上获悉，在来自世界 10 多个国家和地区的500多家机床

7、制造商和团体展示的最先进机床设备中，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 迎。该届博览会上展出的加工中心，主轴转速 1000020000r/min，最高进 给速度可达2060m/min ;复合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看 好。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时，加工的形状却日益复 杂。 组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动， 以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系 统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。 为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用，往往需要应用成组技术， 把结构和工艺相似的零件

8、集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用率。 这类机床常见的有两种，可换主轴箱式组合机床和转塔式组合机床。 组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化 结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提 高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。 1.4 在中小生产批量中组合机床是如何应用的 组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专 用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。它一般采用多轴、多刀、多工 序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由 于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和

9、制造周 期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广 泛应用，并可用以组成自动生产线。 组合机床一般用于加工箱体类或非凡外形的零件。加工时，工件一般 不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩 孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有 的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些 回转体类零件（如飞轮、汽车后桥半轴等）的外圆和端面加工。 专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部 件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。 最早的组合机床是 1911年在美国制成的

10、，用于加工汽车零件。初 期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件 的互换性，便于用户使用和维修，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与 美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定各 部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。 通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和 辅助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有 动力箱、切削头和动力滑台。 为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用，往往需要应用成组技 术，把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用 率。这类机床常见的有两种，可

11、换主轴箱式组合机床和转塔式组合机床。 组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化 结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提 高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。第二章 可编程控制器的概述 2.1 可编程控制器的由来 1968年美国最大的汽车制造商通用汽车公司（ GM）,为了适应汽车型号 不断更新的要求，以在激烈的竞争的汽车工业中占有优势，提出要研制一种新 型的工业控制装置来取代继电器控制装置，为此，特拟定了十项公开招标的技 术要求，即： 1） 编程简单方便，可在现场修改程序； 2） 硬件维护方便，最好是插件式结构； 3） 可靠性要高于继电器控

12、制装置； 4） 体积小于继电器控制装置； 5） 可将数据直接送入管理计算机； 6） 成本上可与继电器柜竞争； 7） 输入可以是交流115V ； 8） 输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀； 9） 扩展时，原有系统只需做很小的改动； 10） 用户程序存储器容量至少可以扩展到 4KB。根据招标要求， 1969年美国数字设备公司（DEC）研制出世界上第一台PLC（ PDP-14 型），并在通用汽车公司自动装配线上试用，获得了成功，从而开创了工业 控制新时期。 2.2 可编程控制器的应用领域 目前，可编程控制器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

13、、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。 开关量的逻辑控制 这是可编程控制器最基本、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。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产 线、电镀流水线等。 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。

14、运动控制 可编程控制器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。世界上各主要 PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机 械、机床、机器人、电梯等场合。 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

15、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。 数据处理 现代可编程控制器具有数学运算（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。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操 作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。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。 通信及联网 可编程控制器通信含可编程控制器间的通信及可编程控制器与其它智能设 备间的通信。随着计算机控制的发展，工

16、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。 21世纪，可编程控制器会有更大的发展。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

17、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 Co ntrol 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。 2.3 可编程控制器的特点 可编程控制器实际上是面向用户需要，适宜安装在工作现场的、为进行 生产控制所设计的专用计算机。因而它和计算机有基本类似的结构，但按其作 用它有自己的特点： （1）编程简单，使用面向控制

18、操作的控制逻辑语言。比如，梯形图、顺序 功能流程图。生产现场的工人易于掌握和使用它，便于普及和应用。 （2）可靠性高，抗干扰能力强，适于在恶劣的生产环境下运行。它完全不 需要一般计算机所要求的环境。因为它采用了很多硬件措施（屏蔽、滤波、隔 离等）和软件措施（故障的检测与处理、信息的保护与恢复等），以提高可靠 性，适应生产现场的要求。 （3）系统采用了分散的模块化结构。这不但使之可针对各类不同控制需要 进行组合，便于扩展；也易于检查故障和维修更换，从而大大提高了效率。目 前较高档的PC还配有各类智能化模板，如：模拟量I/O模板，PID过程控制模 板，I/O通讯模板，视觉输入、伺服及编码等专用模板

19、等等，大大提高了 PC的 功能与适应性。 (4) 由于PC采用了大规模集成电路技术和微处理器技术，故可将其设计 得紧凑、坚固、小体积，再加上它的可靠性， PC易于装入机械设备内部，实现 机电一体化。 (5 )相对于继电器逻辑控制而言， PC可节省大量继电器，故降低了成本 且提高了可靠性，而且用程序来执行控制功能，使其灵活易于修改。这一切都 大大提高了其性能价格比。 (6)目前中、高档PC均具有极强的联网通讯能力。通过简单的组合可连 成工业局域网，在网络间通讯。并可通过网络连接主控级的计算机，实现计算 机集成制造系统对全厂的自动化生产和管理都能进行控制。 2.4 PLC 的基本结构 PLC实质是

20、一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算 机相同，基本构成为： a、电源 PLC的电源在整个系统中起着十分重 要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此 PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在 +10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将 PLC直接连接到交流电网上去 b.中央处理单元(CPU) 中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照 PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据； 检查电 源、 存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。 当PLC投入运行时，首先它以扫描的方

21、式接收现场各输入装置的状态和数据， 并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命 令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入 I/O映象区或数据寄存 器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将 I/O映象区的各输出状态或输 出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。 为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型 PLC还采用双CPU构成冗余系 统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个 CPU出现故障，整个系统仍 能正常运行。 c、存储器 存放系统软件的存储器称为系统程序存储 器。 存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。 d、输入输出

22、接口 电路 1、现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是 PLC与现场控制的接口界面的输入通道。 2、现场输出接口电路由输出数 据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用 PLC通过现场输出接口电路向 现场的执行部件输出相应的控制信号。 e、功能模块 如计数、定位等 功能模块 f、通信模块 如以太网、RS485、通讯模块等 2.5 可编程控制器的发展趋势 PLC的技术从诞生之日起，就不停地发展。 PLC的定义也经过多次变动。 1987年，国际电工委员会IEC颁布了可编程序控制器最新的定义： 可编程控制器是一种能够直接应用于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。

23、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，控制各类的机械或生产过程。可编程控制器及其有 关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的 原则而设计。 可见，PLC的定义实际是根据PLC的硬件和软件技术进展而发展的。这些发展 不仅改进了 PLC的设计，也改变了控制系统的设计理念。这些改变，包括硬件 和软件的。 以下列出了 PLC的硬件进展： 采用新的、先进的微处理器和电子技术达到快速的扫描时间； 小型的、低成本的PLC,可以替代4到10个继电器，现在获得更大的发展 动力； 高

24、密度的I/O系统，以低成本提供了节省空间的接口； 基于微处理器的智能I/O接口，扩展了分布式控制能力。典型的接口如： PID，网络，CAN总线，现场总线，ASCII通信，定位，主机通讯模块，和语言 模块（女口 BASIC，PASCAL ； 包括输入输出模块和端子的结构设计改进，使端子更加集成; 特殊接口允许某些器件可以直接接到控制器上，如热电偶、热电阻、应力 测量、快速响应脉冲等; 外部设备改进了操作员界面技术，系统文档功能成为了 PLC的标准功能。 以上这些硬件的改进，导致了 PLC的产品系列的丰富和发展，使 PLC从最 小的只有十个I/O点的微型PLC，到8000点的大型PLC，应有尽有。

25、这些产品 系列，用普通的I/O系统和编程外部设备，可以组成局域网，并与办公网络相 连。整个PLC的产品系列概念对于用户来说，是一个非常节约成本的控制系统 与硬件的发展相似，PLC的软件也取得了巨大的进展，大大强化了 PLC的功 能： PLC引入了面向对象的编程工具，并且根据国际电工委员会的 IEC61131-3 的标准形成了多种语言； 小型PLC也提供了强大的编程指令，并且因此延伸了应用领域； 高级语言，如 BASIC，C在某些控制器模块中已经可以实现，在与外部通 讯和处理数据时提供了更大的编程灵活性； 梯形图逻辑中可以实现高级的功能块指令，可以使用户用简单的编程方法 实现复杂的软件功能； 诊

26、断和错误检测功能，从简单的系统控制器的故障诊断，扩大到对所控制 的机器和设备的过程和设备进行诊断； 浮点运算可以进行控制应用中计量、平衡和统计等所牵涉的复杂计算； 数据处理指令得到简化和改进，可以进行涉及大量数据存储、跟踪和存取 的复杂控制和数据采集和处理功能。 尽管PLC比原来复杂了很多，但是，他们依然保持了令人吃惊的简单性， 对操作员来说，今天的高功能的 PLC与三十年前一样那么容易操作 2.6 PLC 的基本技术领域 在当今的工业界，只要涉及控制的地方，都离不开 PLC这个大脑，简单的 讲，可大概分为两个领域: 其一为单机控制为主的一切设备自动化领域，比如：包装机械、印刷 机械、纺织机械

27、、注塑机械、自动焊接设备、隧道盾构设备、水处理设备、切 割、多轴磨床、冶金行业的辊压、 连铸机械 .太多了， 这些设备的所有动作, 加工都需要靠依据工艺设定在 PLC内的程序来指导执行和完成，就如人的大 脑； 其二为过程控制为主的流程自动化行业，比如污水处理、自来水处 理、楼宇控制、火电主控、辅控、水电主控、辅控、冶金行业、太阳能、水 泥、石油、石化、铁路交通 也太多了。这些行业所有设备的连续生产运行， 总存在许多的监控点和大量的实时参数，而要监视、控制、和采集这些流程参 数和相关的工艺设备，也必须依靠 PLC这个大脑来完成，当然传统叫法也有 DCS,尽管设计之初的理念不一样，但现技术路线已逐

28、渐融合。第三章 钻孔攻丝组合机床的设计 3.1 组合机床的控制 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 2-1所示。 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

29、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。 3.2 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 控制夹诂孔潸台 鮎fl幼力头 攻境动力头 图2-1两工位钻孔、攻丝组合机床示意图 具将工件夹紧，与此

30、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

31、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。 3.3 I/O 分配 输入 输出 压力检测PV I0.0 制动DL Q0.0 钻孔工位限位 SQ1 I0.1 液压泵电机MI （KM1） Q0.1 钻

32、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 钻孔动力头电机M3（ KM3） Q0.3 手动攻丝反转SB5 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 3.4 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 3-2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 3-1所 示。外部接线图如图3-3所示。梯形图如图3-4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钻孔滑台终点SQ5

33、 I0.5 攻丝动力头电机M4正转(KM4) Q0.5 攻丝工位SQ6 I0.6 攻丝动力头电机M4反转 (KM5) Q0.6 攻丝滑台终点SQ7 I0.7 夹紧电磁阀YV1 Q0.7 放松限位SQ8 I1.0 工作台右移电磁阀YV2 Q1.0 起动按钮SB 11.1 工作台左移电磁阀YV3 Q1.1 自动、手动选择SA 11.2 放松电磁阀YV4 Q1.2 液压泵手动SB1 原点扌曰示HL1 Q1.3 凸轮电机手动SB2 自动指示HL2 Q1.4 钻孔手动SB3 手动扌曰示HL3 Q1.5 手动攻丝正转SB4 手动电源 Q1.6 夹紧限位SQ4 10.4 冷却泵电机M5 (KM6) Q0.4

34、 罔皓1 11.2 M1.0 T 丿一$ R2 11.2 M1.0 T I_巧 FIJS 3 M1.0 Q15 T I_C ) M1.0 Q1.G -P _C 5 M1.0 Q1.7 I 7 IC ) 图3-1自动顺序循环控制和手动控制的转换程序 图3-3外部接线图 3.5 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 Ji1 1 - KM4 妙* AC22O COM2 COMS SB 10 HL1 4-2 SQ5 SQfi XLD XH X12 COM SB 6 KMS 10 Y1 YVJ YI3 COM3 Yt4 15 Y2i 16 J7 COM4 Y2

35、0 Wl 表4-2组合机床程序调试结果 工步 电 动 压 泵 通 起 部 在 原 位 心起 各丄 动机 床凸 轮电 机并 进行 夹紧 孔 加 工 钻 钻 滑 台退 回原 位工 作台 右移 F攻 丝 工 位 攻 丝 加 工 丝 滑 台 到 终 端 制 动 延 时 0.3s 丝工作头反转后退 :丝 攻滑 台 到 原 位 到 原 位 延 时 3s 攻 作 台 左 移 到 钻 孔 工 位 放 松 工 放 松 宀 完 成 原 位 指 示 灯 亮 入 压力 检测PV i 钻孔 工位限位 SQ1 i 1 1 钻孔 滑台原位 输Q2 i 1 1 1 1 1 1 钻孔 滑台终点 SQ5 1 攻丝 滑台原位 SQ

36、3 i 1 1 1 起动 按钮SB i 夹紧 限位SQ4 1 1 1 1 1 1 攻丝 工位SQ6 1 1 1 1 攻丝 滑台终点 SQ7 1 放松 限位SQ8 1 液压 泵电机 Ml 1 1 1 1 1 1 1 1 1 凸轮 电机M2 1 1 1 1 1 1 夹紧 电磁阀 YV1 1 1 1 1 1 1 出 钻孔 动力头 M3 1 冷却 泵电机 M5 1 1 1 1 工作 台右移电 磁阀YV2 1 攻丝 动力头电 机M4正 转 1 制动 DL 1 攻丝 动力头电 机M4反 转 1 工作 台左移电 磁阀YV3 1 放松 电磁阀 YV4 1 原点 扌曰示HL1 1 3 .6 梯形图设计（见附图）

37、 梯形图的设计整体反映了编者的思想，使我们更清楚的理解程序的作用及 用途，它是由状态图进一步转化而来，结合 PLC控制将会使程序浅显易懂，以 下便是该设计的梯形图： 原理：系统通电后，初始步 SO激活,当原位工作台在原位，钻孔滑台在原位, 攻丝滑台在原位（即SQ1、SQ2、SQ3动作）时，进入S20步，自动启动液压泵 电机M1。 将要加工的工件放到工作台上，同时按下启动按钮，进入 S21步，夹紧电 磁阀得电，液压系统控制夹具将待加工工具夹紧；紧接着进入 S22步，凸轮电 机M2得电运转，在夹紧限位X004开始动作时即表明工件已经被夹紧。 工件被夹紧后进入S23步，钻孔动力头电机M3启动，且由于

38、凸轮电机 M2 运转使钻孔滑台前移，进行钻孔加工。当 SQ5动作时即表明钻孔滑台已达到终 点，此时进入S24步，钻孔滑台将自动后退，到原位时停， M3同时停止。 等到钻孔滑台回到原位后，进入 S25步，电磁阀YV2得电，液压系统使工 作台右移，当，限位开关 SQ6动作时表明工作台到攻丝工位，此时工作台应停 止运动。接着进入S26步，启动电机M4正转，攻丝滑台开始前移，进行攻丝 加工，当攻终点限位 SQ7动作时，制动电磁阀 DL得电，攻丝动力头制动，进 入S27步同时计时器开始工作，0.3S后进入S28步，攻丝动力头电机 M4反 转，同时攻丝滑台将自动后退。 攻丝滑台后退到原位后，凸轮电机 M2

39、停，进入S29步，延时3S后即进入 S30步，左移电磁阀 YV3得电，工件台左移直至到钻孔工位时停。放松电磁阀 得电后放松工件，放松限位动作后，停止放松。原位指示灯亮时即可取下工 件，整个加工过程到此完成。总结 我衷心感谢班主任贺卓瑜贺老师三年来在学业和生活上给予我的帮助和关 怀。恩师在学术研究上所取得的丰硕成果是我学习的榜样和前进的动力。恩师 宽广的心胸、严于律己宽于待人的品格、勤勉的工作作风和严谨的治学态度深 深影响和感染了我。恩师不仅授我以文，而且教我做人，虽历时三载，却给以 终生受益无穷之道。对贺老师的感激之情是无法用言语表达的。 本课题在选题及研究过程中得到蔡滨蔡老师的悉心指导。蔡老

40、师多次询问 研究进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。蔡 老师敏锐的思想、一丝不苟的工作态度和善于思考的良好习惯给我留下了深刻 的印象，让我受益匪浅。蔡老师还在关于学术价值观和人生价值观的思考方面 给了我很大的启发。这些，都将使我在以后的工作和学习中受益匪浅。 非常感谢李老师在学习上和生活上的无私帮助，与他们的交流让我开阔了 思路，增长了知识，在此表示深深的谢意。感谢课题组的同伴们，他们伴我在 教室一起渡过了三年大学生活，并在学习和生活各个方面都给予了很多帮助。 感谢我的同学们，感谢他们在我大学三年来的帮助和关心。 感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回

41、报。你们永 远健康快乐是我最大的心愿。最大的致意献给我的舅舅，他给予我无限的鼓励 和支持，使我能够顺利的三年的渡过大学求学生涯。参考文献 (1) 张桂香编电气控制与PLC应用M.北京：化工工业出版社，2006 (2) 高安邦等编.新编机床电气与PLC控制技术M.北京：机械工业出 版社，2008 (3) 景绍学编.PLC实训指导书M.淮安信息职业技术学院，2007 (4) 黄净编电器及PLC控制技术M.北京：机械工业出版社，2003 (5) 阮友德.电器控制与PLC实训教材M.第一版.北京：人民邮电出版 社，2006 (6)三菱FX系列PLC编程手册这次毕业设计能按时完成，首先要感谢我的指导老师周奎老师，谢谢她对 我毕业设计的大力支持，还要感谢班主任陈勇老师三年来对我的照顾，还有学 校图书馆、阅览室的大力帮助，同时也要谢谢我的室友，有了他们的支持我才 有信心去做好每一件事，谢谢他们，正应为他们的帮助使我的能力有了很大的 提高，再次向他们表示由衷的感谢！