双工位钻孔攻丝组合机床地PLC改造设计

基于PLC的钻孔组合机床控制系统设计摘要：钻孔组合机床是一种常用的加工设备，其控制系统对于机床的工作效率和加工质量有着重要的影响。

本文基于PLC（可编程逻辑控制器）技术，设计了一种钻孔组合机床控制系统，并对系统进行了仿真和实验验证。

实验结果表明，该控制系统能够稳定可靠地控制钻孔组合机床的工作，并且具有较高的精度和效率。

关键词：PLC；钻孔组合机床；控制系统；仿真；实验验证一、引言钻孔组合机床是一种常用的加工设备，广泛应用于各行各业。

传统的钻孔组合机床控制系统多采用电磁继电器和电路控制的方式，具有控制精度低、可靠性差等缺点。

而PLC技术具有编程灵活、控制精度高、可靠性好等优点，因此在钻孔组合机床控制系统中得到了广泛应用。

本文基于PLC技术，设计了一种钻孔组合机床控制系统，并对系统进行了仿真和实验验证。

二、PLC钻孔组合机床控制系统的设计1.控制系统硬件设计PLC钻孔组合机床控制系统的硬件部分包括PLC主控模块、人机界面模块、执行机构模块等。

PLC主控模块实现对整个控制系统各部分的控制指令的解码和执行；人机界面模块为操作员提供了直观的控制界面；执行机构模块负责实际的加工操作。

2.控制系统软件设计PLC钻孔组合机床控制系统的软件部分主要包括控制程序的编写和参数设置。

控制程序的编写是整个软件设计的核心，包括自动控制程序、手动控制程序、故障检测程序等。

参数设置是根据具体的机床和工件进行的，包括钻孔深度、钻孔速度等参数的设置。

三、PLC钻孔组合机床控制系统的仿真为了验证设计的控制系统的正确性和可行性，本文进行了系统的仿真。

仿真结果表明，控制系统能够稳定可靠地控制钻孔组合机床的工作，并且具有较高的精度和效率。

四、PLC钻孔组合机床控制系统的实验验证根据仿真结果，设计了实验验证方案，并进行了实验。

实验结果表明，控制系统能够稳定可靠地控制钻孔组合机床的工作，实现了钻孔深度和钻孔速度的准确控制。

五、总结通过本文的研究，基于PLC的钻孔组合机床控制系统设计得到了较好的结果。

目录第一章绪论 (1)第一节设计要求 (3)第二节设备介绍及设计依据 (4)第二章组态控制................................... - 8 -第一节MCGS简介 . (8)第二节双工位组态控制画面 (9)第三节双工位铣钻加工机数据库列表 (11)第四节双工位铣钻加工组态控制脚本程序 (12)第三章可编程控制................................ - 20 -第一节PLC-200系列简介 (20)第二节硬件电路 (22)第三节I/O口地址分配表 (26)第四节可编程控制程序 (27)附录............................................ - 31 -总结 (31)致谢 (32)参考文献和资料 (33)毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

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作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

如何用PLC改造组合机床组合机床是一种高效率、自动化的专用设备，用继电器等控制，由于触点多，因而，故障率高。

本文根据实际情况，提出了用PLC控制的设计思路，设计了PLC梯形图及接线原理图，并写明了各部分电路的调试过程。

组合机床是对某种工件进行特定加工的一种高效率、自动化的专用加工设备。

原有的控制电路为继电器、接触器控制，其触点多、线路复杂、故障率高，给操作及维修人员增加了麻烦，并且影响了生产率进一步的提高。

用PLC改造后，克服了上述缺点，使故障率大为降低，相应提高了设备的利用率，从而提高了生产效率。

设计思路•原有机床的加工工艺步骤保持不变；•原有的电气系统的操作方式不变；•在改造过程中，机床原有的按钮、行程开关、控制变压器、交流接触器及热继电器等继续使用，总停按钮SB6继续使用常闭触头；•将原有的继电器控制线路改为由PLC来实现，型号为FP1-C40。

概述组合机床有单机控制、双机控制和多机控制。

加工工位有四个：第一个是钻孔工序，第二个是扩孔工序，第三个是铰孔工序，第四个工位做装卸工具用。

这里只说明单机控制，一道工序PLC控制的改造与调试过程。

（例如，钻孔工序）其工作过程如图一所示。

动力头由原位快进，当钻头接近工件时由快进转为工进，当钻孔达到要求深度时由工进转为快退，当动力头退回原位停止。

完成一道工序的加工过程。

M1主轴电动机，M2液压泵电动机，M3冷却泵电动机。

分别由交流接触器KM1、KM2、KM3控制。

主电路电压为380V，由电网提供；三台电动机控制用的交流接触器，继续使用原来的，其控制电压为220V，仍然用原有的控制变压器提供；电磁阀的直流控制电压为24V，由原来的整流电路提供，PLC中也有24V输出，考虑到PLC的输出功率，所以不采用。

主电路部分不做改动，控制电路原理由梯形图体现，如图二所示，控制电路接线如图三所示。

调试过程1、主电路调试：原电路要求M1、M2电动机同时启动工作。

由复合开关SA3、SA4可控制M1与M2个之单独启动、停止（机床调试用）；M3电动机在动力头工进时自动启动，也可以由按钮SB2单独控制。

毕业设计报告书题目：多工位组合机床的PLC控制系统设计专业机电一体化技术班级姓名指导教师目录第一部分设计任务与调研 (1)第二部分设计说明 (4)第三部分设计成果 (10)第四部分结束语 (25)第五部分致谢 (26)第六部分参考文献 (27)第一部分设计任务与调研1.毕业设计的主要任务组合机床是针对特定工件，进行特定加工而设计的一种高效率自动化专用加工设备，这类设备大多能多刀同时工作，并且具有自动循环的功能。

组合机床是随着机械工业的不断发展，由通用机床、专用机床发展起来的。

通用机床一般用一把刀具进行加工，自动化程度低、辅助时间长、生产效率低，但通用机床能够重新调整，以适应加工对象的变化。

专用机床可以实现的多刀切削，自动化程度较高，结构较简单，生产效率也较高。

但是，专用机床的设计，制造周期长，造价高，工作可靠性也较差。

专用机床是针对某工件的一定工序设计的，当产品进行改进，工件的结构，尺寸稍有变化时，它就不能继续使用。

在综合了通用机床、专用机床优点的基础上产生了组合机床。

组合机床通常由标准通用部件和加工专用部件组合构成，动力部件采用电动机驱动或采用液压系统驱动，由电气系统进行工作自动循环的控制，是典型的机电或机电液一体化的自动加工设备。

常见的组合机床，标准通用部件有动力滑台各种加工动力头以及回转工作台等，可用电动机驱动，也可用液压驱动。

各标准通用动力部件组合构成一台组合机床时，该机床的控制电路可由各动力部件的控制电路通过一定的连接电路组合构成。

多动力部件构成的组合机床，其控制通常有三方面的工作要求：第一方面是动力部件的点动和复位控制。

第二方面是动力部件的半自动循环控制。

第三方面是整批全自动工作循环控制。

本文所用组合机床为四工位组合机床，该机床由四个滑台，各载一个加工动力头，组成四个加工工位，除了四个加工工位外，还有夹具，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共14个部分。

机床的四个加工动力头同时对一个零件的四个端面以及中心孔进行加工，一次加工完成一个零件，由上料机械手自动上料，下料机械手自动取走加工完成的零件，零件每小时可加工80件。

毕业论文（设计）PLC在两工位钻孔攻丝组合机床的应用目录摘要 (I)第一章前言 (1)1.1研究目的和意义 (1)1.2国外研究现状 (2)1.3研究容和方法 (3)第二章 PLC在组合机床中的应用 (4)2.1 组合机床的简介 (4)2.2 可编程控制器的简介 (5)2.3 PLC的简介……………………………………………………………………第三章两工位钻孔攻丝组合机床的设计……………………………………………3.1 两工位钻孔攻丝组合机床示意图……………………………………………3.2 两工位钻孔攻丝组合机床的控制要求………………………………………3.3 I/O分配………………………………………………………………………3.4 硬件接线图设计………………………………………………………………3.5 软件系统设计…………………………………………………………………第四章结论和建议……………………………………………………………………总结………………………………………………………………………………………致谢………………………………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………………附录………………………………………………………………………………………摘要正文：本课题主要研究的是用PLC控制两工位钻孔攻丝组合机床的运作。

两工位钻孔攻丝组合机床经系统通电后能自动完成工件的钻孔和攻丝加工，该机床主要由床身、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组成。

工作台的移动包括左移和右移以及夹具的动作包括夹紧和放松，钻孔滑台的移动包括前移和后移，都由液压系统执行，其中钻孔滑台和攻丝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。

只需启动控制凸轮电机即可。

该系统通过PLC的控制，工作台和滑台的移动将严格的按规定的时序同步进行，使两种运动密切配合，生产效率大大提高。

2021年7期科技创新与应用Technology Innovation and Application设计创新引言某型汽车保险杠骨架横梁孔系加工，利用普通钻床按传统工艺加工：划线-打眼定位-钻孔加工或利用摇臂钻床+钻模，过度依赖工人技能熟练程度，不仅质量难保证，而且劳动强度大，生产效率低。

为解决以上问题，本文提出一种基于PLC多工位自动钻床设计方案，既可以提高生产效率，又可以保证产品质量，实现自动化生产。

1自动钻床组成多工位自动钻床的设计方案如图1所示，主要由控制柜、钻削动力装置、防护板、支撑定位装置、夹紧装置、控制按钮工作台等组成，实现钻削精准定位、自动夹紧、自动钻削加工等功能。

2自动钻床控制系统设计根据设计要求，着眼实际，考虑设备安装调试和后期维护，钻床的动作由自动控制和手动控制两部分组成，用档位开关切换。

基于PLC控制多工位自动钻床系统设计*林祖正，农万华，韦洪喜，刘长彬（柳州工学院，广西柳州545616）摘要：文章根据某型汽车保险杠骨架横梁孔系分布和加工工艺，提出一种多工位专用自动钻床设计方案，基于PLC控制，设计自动控制和手动控制系统，完成工件夹紧、松开和钻削自动进给与回退，实现自动连续钻削。

与传统的钻床相比，可以降低劳动强度，提高生产效率和产品质量。

关键词：自动钻床；PLC控制；系统中图分类号:TP273文献标志码:A文章编号:2095-2945(2021)07-0095-03Abstract:In this paper,according to the hole distribution and processing technology of a certain type of automobile bumper frame beam,a design scheme of a special automatic drilling machine for multi-station is proposed.Based on PLC control,automatic control and manual control system are designed to complete the clamping,loosening and automatic feed and retroversion of drilling,so as to realize automatic continuous pared with the traditional drilling machine,this type of machine can reduce the labor intensity and improve the production efficiency and product quality.Keywords:automatic drilling machine;PLC control;system*基金项目:2018年度广西高校中青年教师基础能力提升项目(编号:2018KY0881)作者简介:林祖正（1985-），男，本科，高级工程师，研究方向：模具CAD/CAM。

目录第一章课程设计内容与要求分析 (1)1.1课程设计内容 (1)1.1.1 题目 (1)1.1.2 内容 (1)1.2 要求分析 (2)第二章程序方案设计 (3)2.1 I/0 分配 (3)2.1.1 输入模块（IN） (3)2.1.2 输出模块（OUT） (3)2.2 顺序功能图 (4)2.2.1 SFC编程的优点 (4)2.2.2 SFC的结构 (4)2.2.3 双头钻床PLC控制系统顺序功能图 (4)2.3 PLC 容量估算 (5)2.3.1 估算I/O 点数(开关量与模拟量分别统计) (5)2.3.2 估算存储量 (5)2.4 PLC 功能选择 (6)第三章系统的外电路设计与调试 (7)3.1 系统的接线图 (7)3.2 GX Developer 编程软件的简介 (7)3.3 系统调试 (8)3.3.1 程序的输入与传输 (8)3.3.2 静态调试 (8)3.3.3 动态调试 (9)PLC 课程设计总结 (10)参考文献 (11)附录 (12)第一章课程设计内容与要求分析1.1课程设计内容1.1.1 题目双头钻床PLC控制系统1.1.2 内容SQ2 SQ1SQ4SQ3Y2Y1Y4Y3工件工件大钻头小钻头X2 X1X4X3图1.1 双头钻床的工作示意图设计一个用PLC控制的双头钻床控制系统。

其控制要求如下：1）双头钻床用来加工圆盘状零件上均匀分布的6个孔如图1.1所示。

操作人员将工件放好后，按下起动按钮，工件被夹紧，夹紧后压力继电器为ON，此时两个钻头同时开始向下进给。

大钻头钻到设定的深度(SQ1)时，钻头上升，升到设定的起始位置(SQ2)时，停止上升；小钻头钻到设定的深度(SQ3)时，钻头上升，升到设定的起始位置(SQ4)时，停止上升。

两个都到位后，工件旋转120°，旋转到位时SQ5为ON，然后又开始钻第二对孔。

3对孔都钻完后，工件松开，松开到位时，限位开关SQ6为ON，系统返回初始位置。

基于PLC的两工位钻孔攻丝组合机床控制系统设计摘要随着机床行业和控制技术的不断发展与进步，根据生产的实际需要，机床的升级改造已成为一种新兴的行业。

通过对现有机床的全部或局部结构进行改造，来提高机床的各项技术指标，对于实现资源的合理利用和促进经济增长起到重要的作用。

本课题主要研究的是采用PLC控制两工位钻孔攻丝组合机床的动作。

两工位钻孔攻丝组合机床通电后能自动完成工件的钻孔和攻丝加工。

在传统的控制系统的设备中，通常采用的是继电器控制，这种控制系统可靠性低，而采用PLC进行控制改造后，系统可靠性明显提高。

本次设计的重点在于控制系统的硬件设计，根据工艺要求选择了控制系统所需要的电气元件，绘出电力拖动系统的主回路电路图、PLC的外部接线图。

论文根据机床的加工要求设计了PLC控制的程序，以及对机床的调试进行了简要的概括。

关键词：PLC控制程序设计调试组合机床The Design Of The Control System Of two worktables drilling tapping bination machine Based On The PLCABSTRACTAlong with the development of machine tool industry and technology continues to progress according to the actual needs of the production machine ,upgrading has bee a new growth industry based on the existing machine tools in whole o r in part the structure upgrades to improve machine tool technology index. To achieve rational use of resources and promote economic growth plays an important role in.This topic main research is to use PLC to control two worktables drilling tapping modular machine tool operation. Two worktables drilling tapping modular machine tool by the system can automatically plete the workpiece. In the control system of the traditionalis monly used in the relay control, and this control system reliability is low, but when it is controlled by a PLC transformation, system reliability is obviously improved.The focus of this design is that the control system hardware design, accordingto the process requirements of electrical ponents control system requires the choice,Drawing the external wiring diagram of main circuit diagram and the PLC electric drive system.This paper designs a PLC control program according tothe machine processing requirements, and missioning of the machine are summarized.KEY WORDS: PLCcontrol The program design debug bination machine tools前言两工位钻孔攻丝组合机床主要用来给工件钻孔和攻丝的，是人类经济和社会发展的重要工具之一。

自动钻孔攻丝机床的PLC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7-32所示。

图7-32 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。

双面钻孔组合机床PLC控制————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：摘要新型组合钻床，属于机械加工用钻床.它由工作台、安装在工作台两端及一侧的导轨,导轨与工作台的边缘平行,钻架通过吊铁和锁紧螺钉安装在导轨上；导轨上设有燕尾,钻架可在导轨上水平移动；钻架包括溜板、溜板上装有传动机构，溜板底面上设有与导轨上的燕尾相配合的燕尾槽，机械滑台上装有主支撑架，主支撑架上装有纵向机械滑台及控制系统，控制系统连接一控制活动按钮站，纵向机械滑台上装有附属支撑架，附属支撑架上通过机械滑台装有水平方向的钻削动力头。

它解决了现有的钻床加工大型零部件特别是回转体直径较大时操作不方便、加工困难等技术问题。

关键词:组合钻床，PLC，可编程控制器1. 绪论1。

1课题背景随着生产的发展，产品精度的提高，机床加工的自动化程度也越来越高。

数控机床，加工中心已构成现代加工方法之代表。

但是根据我国的实际情况，对现有机床进行全部更新换代，几乎是不可能的。

因此为提高机床的生产率，改善工人的劳动条件，提高一般机床切削加工的自动化程度，提高控制系统的可靠性，对现有机床进行PC改造，仍然具有非常现实的意义，正是利用了PC控制技术具有功能强，速度快，可靠性高，经济实用等特点，针对双面组合钻床的控制部分进行了改造,并分析了系统的性能。

1。

2组合机床的概述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较大的大中型箱体类和轴类零件，完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等.随着技术的不断进步，一种新型的组合机床——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（PLC）、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。