基于PLC的机床控制系统设计毕业论文

基于plc的毕业设计论文基于PLC的毕业设计论文引言：近年来，自动化技术在工业领域得到了广泛应用，其中基于可编程逻辑控制器（PLC）的系统在自动化控制方面具有重要地位。

本篇论文将探讨基于PLC的毕业设计，旨在通过深入研究和实践，提高学生对PLC技术的理解和应用能力。

一、PLC技术概述1.1 PLC的定义和发展PLC是一种专门用于工业自动化控制的计算机控制系统，它具有可编程、可扩展、可靠性高等特点。

自20世纪60年代问世以来，PLC技术经历了多个发展阶段，从最初的继电器逻辑控制到现代化的数字化控制系统，不断满足了工业自动化的需求。

1.2 PLC的工作原理PLC系统由中央处理器、输入模块、输出模块和编程设备等组成。

其工作原理是通过输入模块采集外部信号，经过中央处理器的逻辑运算和控制算法处理后，再通过输出模块控制执行器或执行设备实现自动化控制。

二、基于PLC的毕业设计案例分析2.1 设计目标和需求以某工厂生产线上的自动化控制系统改进为例，设计目标是提高生产效率、降低人力成本和减少人为错误。

需求包括对生产流程的实时监控、故障检测和报警、自动化控制等。

2.2 系统设计和实施通过对生产线进行调研和分析，设计了基于PLC的自动化控制系统。

首先，确定了输入信号和输出信号的类型和数量，然后编写了相应的PLC程序。

接着，进行硬件的布线和连接，安装输入输出模块，并进行调试和测试。

最后，对系统进行了实时监控和性能评估。

2.3 结果和效果经过设计和实施，该自动化控制系统取得了显著的效果。

生产线的生产效率提高了20%，人力成本减少了30%，人为错误率降低了50%。

同时，系统的稳定性和可靠性也得到了显著提升。

三、PLC技术在工业领域的应用前景3.1 工业自动化的发展趋势随着信息技术的不断发展，工业自动化正朝着智能化、网络化和柔性化的方向发展。

PLC作为核心控制设备，将在工业领域的应用中发挥越来越重要的作用。

3.2 PLC技术的应用领域PLC技术广泛应用于各个工业领域，如制造业、能源行业、交通运输等。

基于PLC的组合机床控制系统设计摘要组合机床是一种集多种加工方式于一身的高端智能化设备。

本文基于PLC平台，设计和实现了一套组合机床控制系统，以实现多种加工方式的联合操作。

在系统设计中，首先对组合机床的结构和工作原理进行了详细分析和描述，随后选择合适的PLC控制器，根据系统控制需求，编写程序实现各种加工作业的自动控制和监控。

通过仿真实验，验证了系统的稳定性和实用性，结果表明该系统可以支持多种加工方式的组合操作，同时保证加工质量和工作效率的提高。

AbstractCombined machine tool is a high-end intelligent equipment that integrates multiple processing methods. Based on the PLC platform, this paper designs and implements a set of combined machine tool control system to realize the joint operation of multiple processing methods. In the system design, the structure and working principle of the combined machine tool are analyzed and described in detail. Then the appropriate PLC controller is selected, and the program is written according to the system control requirements to realize automatic control and monitoring of various processing tasks. Through simulation experiments, thestability and practicality of the system are verified. The results show that the system can support the combined operation of multiple processing methods while ensuring the improvement of processing quality and work efficiency.关键词：组合机床；PLC控制；加工质量；工作效率；仿真实验Keywords: combined machine tool; PLC control; processing quality; work efficiency; simulation experiment一、研究背景随着工业技术的快速发展，组合机床逐渐成为了制造业领域中的重要设备。

毕业论文（设计）题目：基于PLC的数控机床控制设计班级专业电气自动化学生指导教师摘要数控机床是一种机电一体化的数字控制自动化机床。

早期的数控机床是依靠继电器逻辑来实现相应的功能。

由于继电器逻辑是一种硬接线系统，布线复杂，体积庞大，更改困难，一旦出现问题，很难维修。

这样的系统，其可靠性往往也不高，影响正常的生产。

本文正是针对这一问题展开工作的。

本文介绍了西门子可编程控制器对CK9930机床的电气控制部分的改造设计，重点阐述了数控机床PLC的功能、机床的电气控制原理及相应的PLC程序编制与调试三方面的问题。

并且详尽地展示了PLC控制程序的开发过程。

根据数控车床所承担加工任务的特点，可知其操作过程比较复杂。

要用PLC 控制车床动作，必须将PLC及其控制模块和相应的执行元件加以组合。

所以在该控制程序的开发过程中，采用了模块化的结构设计方法。

本文主要完成了主轴控制、坐标轴控制、自动换刀控制、定时润滑控制以及报警处理等功能的PLC控制程序的开发。

并且利用FXGP_WIN-C软件编写了该机床的PLC控制程序，并借助其运行、监控功能，通过相关设备，观察了程序的运行情况。

关键词：PLC控制，数控车床，梯形图目录摘要1第1章概述41.1数控系统的工作原理41.1.1 数控系统的组成51.1.2 数控系统的工作原理61.2 PLC的硬件与工作原理71.2.1 PLC简介71.2.2 PLC的基本结构71.2.3 PLC的工作原理8第2章数控车床PLC92.1 数控车床PLC的信息传递102.2 数控车床中PLC的功能112.2.1 PLC对辅助功能的处理112.2.2 PLC的控制对象122.3 用PLC实现车床电气控制系统的功能122.4 利用PLC代替继电器--接触器控制方式的优越性14 第3章CK9930数控车床电气控制分析143.1 车床主要结构和运动形式153.2 车床对电气控制的要求153.3 车床的电气控制电路分析153.3.1 主电路分析173.3.2控制电路分析18第4章PLC程序设计方法194.1 PLC的编程语言194.2 PLC程序设计步骤204.3 PLC程序的模块化设计224.4 输入输出分配224.5 梯形图程序设计244.5.2 公用程序254.5.3 回原点程序264.5.4 主轴控制程序274.5.5 坐标轴控制程序284.5.6 报警处理程序324.5.7 定时润滑控制程序334.5.8 冷却程序354.5.9 自动换刀控制程序364.5.10 需要说明的问题384.6 梯形图程序的调试384.7 本章小结39第5章调试程序40结论42致45参考文献46、第1章概述CK9930型数控车床配备的是华中I型数控系统，是一种比较老式的小型简易经济型数控系统。

基于PLC的数控机床电气控制系统研究1. 引言1.1 研究背景随着工业自动化的不断发展，数控机床已经成为现代制造业中不可或缺的重要设备。

数控机床通过计算机控制系统来实现工件的加工，具有精度高、效率高、灵活性强等优点。

在数控机床中，电气控制系统起着至关重要的作用，它负责控制各种执行元件的运动，完成加工工艺。

随着数控机床的发展，传统的电气控制方式已经不能满足需要，因此需要引入更先进的控制技术。

PLC（可编程逻辑控制器）作为一种先进的工业控制设备，具有程序灵活、控制可靠等特点，已经被广泛应用于数控机床的电气控制系统中。

通过PLC，可以实现对数控机床各个执行元件的精确控制，提高机床的加工精度和效率。

因此，研究基于PLC的数控机床电气控制系统具有十分重要的意义，可以为现代制造业的发展提供强大的支持。

本文将探讨PLC在数控机床中的应用、数控机床电气控制系统的基本组成以及基于PLC的数控机床电气控制系统设计原理和实现方法，以期为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。

1.2 研究目的本研究旨在探讨基于PLC的数控机床电气控制系统的设计与实现方法，旨在研究如何利用PLC技术来提升数控机床的电气控制性能和稳定性，提高加工精度和效率。

具体目的包括：1. 分析PLC在数控机床中的应用现状，探索其在电气控制系统中的优势和不足之处；2. 研究数控机床电气控制系统的基本组成，深入了解各个部件的功能和联系；3. 探讨PLC在数控机床电气控制系统中的作用，分析其在控制逻辑和信号传递方面的应用；4. 探讨基于PLC的数控机床电气控制系统设计原理，以及如何结合具体需求进行系统设计；5. 研究基于PLC的数控机床电气控制系统实现方法，探讨如何实现系统的可靠性和稳定性。

通过以上研究目的的实现，旨在为数控机床电气控制系统的设计和实现提供有效的方法和技术支持，为数控机床的发展和应用带来新的思路和方向。

1.3 意义基于PLC的数控机床电气控制系统的研究具有重要的意义。

基于PLC的数控机床控制系统设计数控机床是现代制造业中的核心设备之一，其在工业生产中的自动化程度非常高，能够实现高效、高精度的加工。

而PLC（可编程逻辑控制器）作为一种广泛应用于工控领域的专用计算机，其稳定性和可靠性非常高，适用于数控机床控制系统的设计。

硬件设计方面，首先需要选定适用于数控机床控制的PLC，一般推荐选择功能强大、性能稳定的工业级PLC。

其次，需要根据实际应用需求选择适配的输入输出模块，用于与机床的各个传感器和执行器进行连接。

然后，根据数控机床的运动结构，选择合适的电机驱动器和编码器等设备。

最后，需要设计数控机床的操作面板，用于人机交互，包括显示屏、按钮、旋钮等。

软件设计方面，PLC的控制程序需要通过编程语言进行编写，常用的编程语言包括梯形图、指令表、结构化文本等。

在编程中，首先需要实现数控机床的各种基本功能，例如：自动进给、自动下刀、自动换刀等。

然后，针对具体的加工要求，编写相应的加工程序，包括工件的坐标系设定、刀具半径补偿、切削速度设定等。

此外，还需要编写相应的报警和故障处理程序，以保证数控机床的安全运行。

设计完整的基于PLC的数控机床控制系统后，还需要进行相应的调试和测试。

通过连接各个部件，验证控制逻辑是否按预期工作，检查机床运动是否平稳、精确。

在测试过程中，还需要模拟各种异常情况，如断电、通信异常等，确保系统能够正确处理这些异常情况，保证机床的安全性和可靠性。

总之，基于PLC的数控机床控制系统设计需要考虑到硬件和软件两个方面，确保系统功能完善、稳定可靠。

通过合理的硬件设计和编写高效的控制程序，可以实现数控机床的自动化加工，提高生产效率和产品质量。

本科毕业论文（设计）设计题目：基于PLC的四工位组合机床控制系统设计学院：专业：机械设计制造及其自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：第2页贵州大学本科毕业论文（设计）诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。

毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。

特此声明。

论文（设计）作者签名：日期：目录摘要 (III)Abstract (IV)第一章绪论 (5)1.1组合机床概述 (5)1.2 PLC的四工位组合机床控制系统设计的目的和意义 (5)1.3 PLC的四工位组合机床控制系统设计的国内外现状和发展趋势 (6)第二章四工位组合机床原理及液压系统 (8)2.1四工位组合机床的工作原理与过程分析 (8)2.1.1 回转台工作原理 (9)2.1.2 钻孔工作原理 (9)2.1.3 扩孔工作原理 (9)2.2 四工位组合机床的液压控制系统 (11)第三章 PLC概述与方案论证 (13)3.1 PLC概述 (13)3.1.1 PLC基本介绍 (13)3.1.2 PLC硬件组成 (13)3.2方案论证 (17)3.2.1 PLC与继电器-接触器相比较： (17)3.2.2 PLC与单片机比较 (18)第四章电气控制系统硬件设计 (20)4.1选择PLC机型 (20)4.1.1 结构选择 (20)4.1.2 I/O点选取原则 (20)4.1.3确定PLC机型及扩展模块 (21)4.2设计I/O分配表 (22)4.3设计PLC控制系统电气原理图 (24)4.3.1 PLC的详细接线图 (24)4.3.2 电机电气原理图 (26)4.4设计PLC控制系统操作面板 (26)4.5相关元器件的选择 (28)4.5.1电气元件的选取 (28)4.5.2液压元器件的选择 (29)第五章部分程序的分析以及程序调试结果 (30)5.1 以下程序段的分析： (30)5.2 此次设计的程序建立以及调试结果分析如下： (32)第六章设计总结与体会 (34)6.1设计总结 (34)6.2心得体会 (35)参考文献 (36)致谢 (37)附录一 (38)附录二 (52)基于PLC的四工位组合机床控制系统设计摘要文章以四工位组合机床为研究对象,四工位主要包括钻孔、扩孔、攻丝、机械手上下料等工位，通过对主要结构和运动形式的探究以及对机床的工作过程和控制要求分析,给出了机床动作循环图、液压元件动作表以及四工位组合机床的液压控制系统;并采用PLC控制系统的设计方法, 进行了软硬件设计,列出了PLC的I/O地址分配表,绘制了PLC 的I/O分配图和单循环自动工作流程图，编写PLC控制程序的梯形图和指令表;由操作面板组成的人机界面，使整个控制系统的操作变得简单，方便，大大提高了系统的自动化程度和实用性。

基于PLC的组合机床控制系统设计第1章三面铣组合机床概述三面铣组合机床是用来进行铣销加工的一种自动加工设备，其作用对象是Z512W型台式钻床主轴箱的Ф80、Ф90孔端面及定位面。

1.1 组合机床概述1.1.1 组合机床发展史二十世纪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快速发展，组合机床的加工精度也有很大的提高。

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2.5～0.63微米；镗孔精度可达IT7～6级，孔距精度可达O.03～O.02微米[1]。

随着汽车工业的兴起，专用机床也逐渐发展起来。

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。

为了便于用户使用和维修，提高不同制造厂的通用部件的互换性，美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂于1953年协商，严格规定各部件间的联系尺寸，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即但对部件结构未作规定。

1.1.2 组合机床部件分类组合机床通用部件按功能可分为五类。

动力部件主要有动力箱、切削头和动力滑台，是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。

支承部件有侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等，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。

输送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，是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件。

控制部件有液压站、电气柜和操纵台等，是用以控制机床的自动工作循环的部件。

辅助部件主要就是有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。

1.2 组合机床的特点组合机床是用按一定规则和标准设计的通用部件以及按被加工零件的形状和工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。

组合机车是由专用机床和万能机床发展来的，它结构简单，又能够重新调整，适应新工件的加工。

基于PLC的数控机床电气控制系统研究【摘要】本文围绕基于PLC的数控机床电气控制系统展开研究，通过分析研究背景、研究目的和意义及价值，揭示了PLC在数控机床中的应用以及数控机床电气控制系统的特点。

探讨了基于PLC的数控机床电气控制系统设计原理和研究方法，结合实际案例展示了其应用效果。

结论部分总结了研究成果，展望未来研究方向，并得出研究的启示。

通过本文的研究，有望提高数控机床的生产效率和精度，促进工业自动化的发展，具有重要的理论和实践意义。

【关键词】PLC、数控机床、电气控制系统、研究、设计原理、研究方法、应用案例、结论、未来研究方向、启示1. 引言1.1 研究背景本文旨在探讨基于PLC的数控机床电气控制系统的设计原理、研究方法和应用案例，旨在为数控机床制造商和研发人员提供参考，推动数控机床电气控制技术的进步与应用。

1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨基于PLC的数控机床电气控制系统的设计和应用，从而提高数控机床的性能和精度，提高生产效率，降低能源消耗和成本。

通过研究，我们希望能够总结出一套科学的设计原则和方法，为数控机床领域的相关工作者提供有益的参考和借鉴，促进数控机床技术的发展和应用。

我们也希望通过这项研究，进一步推动PLC技术在数控机床领域的应用，促进数字化制造技术的发展，提高我国制造业的竞争力和创新能力。

通过研究基于PLC的数控机床电气控制系统，我们可以为我国工业自动化领域的发展做出贡献，推动我国制造业向高端、智能化方向迈进。

1.3 意义和价值基于PLC的数控机床电气控制系统具有重要的意义和价值。

这种电气控制系统可以实现自动化生产，提高生产效率，减少人力成本，提高产品质量和一致性。

基于PLC的数控机床电气控制系统可以实现多功能控制，即便在复杂的加工工艺中也能保持高度的稳定性和精度。

随着信息化和智能化的发展，基于PLC的数控机床电气控制系统还可以与其他系统进行数据共享和联网，实现智能制造。

摘要随着信息化产业的高速发展，数控机床的功能日趋完善，数控机场取代普通机床已是一种必然的趋势。

随着数控机床的发展，传统的继电器控制系统已经不能满足工业生产的需要，而可编程控制器（PLC）因其具有可靠性高，抗干扰能力强；功能强，性价比高；硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强；编程方法简单易学的显著特点，已成为人们的首要选择。

现代数控机床采用PLC代替继电器控制来完成逻辑控制，是数控机床结构更紧凑，功能更丰富，响应速度和可靠性大大提高。

当今世界，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各国加快经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。

数控设备的控制与维修一直是企业组织生产的重要环节，而其中数控机床的PLC控制应用技术为关键技术之一。

本文先对数控机床、PLC进行了概述，接着介绍了PLC在数控机床中主轴的应用和故障检修方法，最后介绍了数控机床中PLC的系统设计。

关键词：可编程控制器；PLC；数控机床；主轴；故障ABSTRACTWith the rapid development of information industry,the function of CNC machine tools is becoming more and more perfect,CNC machine tools to replace ordinary machine tools is a kind of inevitable trend.With the development of CNC machine tools,the traditional relay control system cannot meet the need of industrial production,and programmable logic controller (PLC) because of its high reliability,strong anti-interference ability;strong function,high ratio of performance to price;a complete range of hardware,Convenience of use for consumer,strong adaptability;simple and easy to learn the programming method and other significant characteristics,has become the first choice of people.Modern CNC machine tools by using PLC instead of relay control to perform logic control,make the structure of CNC machine tools more compact,more feature rich,greatly improve the response speed and reliability.In today’s world,vigorously develop the advanced manufacturing technology as the core of numerical control technology has become an important way for the world to speed up economic development,improve the comprehensive national strength and the national status.The control and repair of CNC equipment has always been an important part in production of enterprise organization,and the PLC control technology of CNC machine tools is one of the key technologies.The article first provides an overview of CNC machine tools and PLC,then introduces the application of PLC in the spindle of CNC machine tools and fault maintenance methods.Key words: Programmable logic controller;PLC;CNC machine tools;Spindle;faults目录1 绪论 (3)1.1 数控机床概述 (3)1.2 数控机床的结构 (3)1.2.1 控制介质 (3)1.2.2 数控装置 (3)1.2.3 伺服系统 (4)1.2.4 反馈装置 (4)1.2.5 机床本体 (5)1.3 数控机床的工作原理 (5)1.4 数控机床的控制对象 (5)1.5 数控机床的特点 (6)2 可编程控制器（PLC） (8)2.1 PLC概述 (8)2.2 PLC的结构 (8)2.2.1 PLC的硬件结构 (8)2.2.2 PLC的软件结构 (9)2.3 PLC的工作原理 (9)2.3.1 PLC的工作方式 (10)2.3.2 PLC的程序执行 (11)2.3.3 PLC的扫描周期 (11)2.4 PLC的特点 (12)3 PLC在数控机床的应用原理 (13)3.1 PLC在数控机床中的作用 (13)3.1.1 PLC与数控系统及数控机床间的信息交换 (13)3.1.2 PLC在数控机床中的某些控制功能 (14)3.2 PLC在数控机床中的应用分类 (14)3.2.1 独立型PLC (14)3.2.2 内装型PLC (16)4 PLC在数控机床中的几点应用 (17)4.1 PLC在主轴自动换挡的应用 (17)4.1.1 主轴换挡机构 (17)4.1.2 控制系统的信号与数据接口 (17)4.1.3 主轴自动换挡的PLC实现 (18)4.2 PLC在主轴制动改造中的应用 (18)4.2.1 主轴制动方式 (18)4.2.2 主轴转速监测方案 (19)4.2.3 PLC实现主轴能耗制动的控制方法 (19)4.3 PLC在数控机床故障诊断中的应用 (20)4.3.1 数控机床的常见故障和特点 (20)4.3.2 PLC在故障检测中的应用原则 (20)5 数控机床中PLC系统的设计 (23)5.1 PLC系统设计步骤 (23)5.1.1 工艺分析，提出要求 (25)5.1.2 确定方案，选择PLC (25)5.1.3 设计I/O信号地址表 (26)5.2 PLC程序设计 (26)5.2.1 PLC的编程语言 (26)5.2.2 PLC程序设计的常用方法 (27)5.2.3 PLC程序设计的一般步骤 (28)5.2.4 PLC程序设计的一般原则 (28)5.3 PLC调试 (29)结论 (30)参考文献 (31)谢辞 (32)1 绪论1.1 数控机床概述数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。

1前言1.1选题的必要性随着当今工业的发展，我们越来越依赖于流水线作业。

对于像我国这样的“世界工厂”而言那就更应该实现生产的流水线自动化作业。

在我国工业生产中，轻工业的流水线作业地发展是非常迅速的。

但对于重工业而言，却不是如此。

要实现重工业的流水线作业，首先要解决的一个问题，便是工件在生产过程中拖动问题。

对与轻工业而言，我们可以用传送带来完成。

但对于重工业而言，用传送带传送工件，则不太实用。

首先找重工业中所加工的产品，都是一些大型的工件，所以传送带的拖动力达到。

其次，传送带传送大型工件，需要占据较大的地面操作空间。

最后，大型工件在地面移动过程中，对生产工人的安全，也构成了一定的威胁。

鉴于此，我们在生产车间中，广泛采用行车起吊装置，即节省了地面操作空间，有提高了安全性。

但是，我们现在的许多起吊行车都是有人工控制。

这仍然达不到自动化生产的要求。

所以，本课题的研究着重于解决这一个问题，并将对现有行车的改造作为重点。

以求向自动化的生产迈进一步。

从而提高生产率、提高生产效益、改善生产环镜等。

1.2选题的依据本课题的选择来源于生产。

我之所以选择本课题的原因有四点：第一点，我曾于2009年暑假期间，在自贡川润股份有限责任公司实习过起重工这个职业。

所以我对起重行车的一些控制过程比较熟悉，同时发现现在人工控制的行车也确实存在着许多缺陷，特别是越来越不能满足当今自动化生产作业的要求。

第二点是，我对于自己本专业的学习。

其中很重要的一门专业课便是《电气控制与PLC的应用》，它为我在控制系统的选择与设计方面奠定了坚实的基础。

在诸多的专业课程中还有《电子电工基础》、《传感器原理及应用》、《维修电工实训》《CAD制图》等课程，都为我在线路设计、控制柜设计、行程开关的选择以及图纸的制作上奠定里基础。

第三点，是有王赛老师的鼎力支持。

对我所欠缺的许多东西（思维方式、论文格式等），他都给予了极大的支持。

第四点，学院图书馆的藏书，它为我的设计提供了极大的资料查阅支持。