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x5040铣床目录第一章绪论 0第二章总体设计 (1)2.1设计流程图 (1)2.2 X5040铣床简介 (1)2.3 FX2N(C)PLC简介 (2)2.4X5040型铣床电气原理图线路分析32.5PLC的I/O分配 (5)2.6 PLC接线图 (7)第三章X5040立式铣床电气系统的软件设计 (9)3.1 PLC程序设计 (9)第四章仿真调试 (13)第五章小结 (16)参考文献 (17)任务书 (18)摘要可编程控制器是在继电器控制和计算机技术的基础上，逐渐发展起来的以微处理器为核心，集微电子技术、自动化技术、计算机技术通信技术为一体，以工业自动化控制为目标的新型控制装置。
它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。
据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。
专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。
由于PLC具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富。
它的功能主要是：控制功能、数据采集、储存与处理功能、通信、联网功能、输入/输出接口调理功能、人机界面功能。
在系统构成时，可由一台计算机与多台PLC构成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络，以便完成较大规模的复杂控制。
本次设计的内容主要是利用PLC对X5040型铣床的电器部分进行改造。
首先我对本设计进行总体的分析，使自己有一个大致的总体概念，然后仔细分析铣床，对车床主运动和进给运动还有其它的辅助运动，进行分析。
最后根据控制电路的线路图，编译PLC的梯形图，编译通过后，利用PLC实验台进行实验仿真。
因此使X5040铣床在完成原有的功能特点外，还具有安装简便、稳定性好、易于维修、扩展能力强等特点。
关键词：X5040铣床；电气控制；PLC控制；梯形图第一章绪论随着社会生产力的发展，传统的继电器控制系统已经不能满足当今迅猛发展的社会的现代化生产要求，于是我们在选课程设计课题之际，选定了设计课题——铣床PLC改造设计。
X62W型万能铣床的PLC电气改造摘要本文对X62W万能铣床的电路图系统的设计进行了分析，指出了原设计存在的不足之处，阐述了采用中小型PLC和采用MCGS软件设计的远程控制的可行性及具体的实施过程，为业内同行进行相关的技术设计提供参考。
关键词PLC 电气控制组态软件MCGS X62W万能铣床电路图远程控制Abstract:Origin text rightness X62W all-powerful miller of electric circuit diagram system of design proceed analysis, point out original design exsit of lack it place,adoption inside small scaled PLC with adoption MCGS software design of long range control of possibility and concrete of put process into practice, is industry inside go together proceed related of technique design offering test.Key phrasePLC electricity control set software MCGS X62W all-powerful miller electric circuit diagram long range control1 X62W万能铣床电路图的PLC改进1.1 前言X62W型万能铣床，可用于平面，斜面和沟槽等的加工，安装分度头后可铣切直齿轮，螺旋面，使用圆工作台可以铣切凸轮和弧行槽，是一种常见的通用机床。
但是在应用过程中其自动化程度不高，为此，我们采用PLC对其进行改造，使其更适合于现代化的加工要求。
华中8型铣床标准PLC梯形图解析说明华中8型PLC梯形图共分为初始化、PLC1、PLC2三部分，初始化部分只在系统上电时执行一次，系统初始化状态的加载都在该部分。
PLC1为系统高速扫描部分，机床硬限位信号、系统急停复位、面板复位、I/O卡看门狗解密、手摇设置功能都在该部分实现。
PLC2为系统低速扫描部分，除上述功能外系统其他面板功能都在该部分实现，以下做详细说明。
一、初始化部分功能：完成系统上电后初始状态的加载，有排屑停、主轴停止、轴选X、手动状态、面板使能、倍率*10选择、润滑停、机械手换刀状态，当前刀位号。
图 1.1二、PLC 1部分功能：I/O卡看门狗解图2.1I/O卡看门狗解密设置，该地址根据I/O数量设置，为I/O设备输入点起始组的最后一组手摇设置图2.2手摇设置，X490为手摇脉冲输入点机床硬限位报警系统急停、急停复位过程的实现（26～34）图2.4面板复位 （35～41）图2.5子程序S0功能为急停复位过程的实现（先输出轴使能，后解开抱闸）子程序S1功能为急停时系统输出的处理（先断抱闸，后断轴使能）三、PLC 2部分功能：3.1 复位完成过程，轴使能设置图3.1子程序S3为面板复位时清空报警信号寄存器状态图3.2给轴使能和伺服使能3.2调用子程序S2为报警子程序；S5为斗笠式刀库子程序；S6，S7为机械手刀库子程序；S9为攻钻中心刀库子程序；S10为I/O信号输入输出点。
3.3手摇设置、自动、单段、手动、增量、回零模式切换的实现（61～87）图3.2寄存器G2563为当前刀号放置位图3.3手摇轴选、倍率选择功能系统工作模式设置功能图3.5模式状态灯状态设置3.4润滑（88～98）3.5循环启动、进给保持状态设置（99～104）3.6回零时轴选处理、快进状态设置（105～115）3.7增量倍率选择设置（116～127）3.8手动轴设置（128～136）3.9主轴修调、进给修调、快移修调设置图3.123.10空运行、程序跳段、选择停、Z轴锁住、机床锁住状态的切换（155～179）图3.143.11系统M0、M1、M2、M6、M30、M92指令的功能实现及响应（180～205）图3.16图3.17图3.18 3.12冷却功能（206～223）图3.19图3.20 3.13主轴手/自动控制（224～289）图3.21图3.223.14吹屑功能（290～297）3.15手自动松刀功能设置，增加旋转报警与松紧到位报警图3.27图3.283.16主轴定向功能（331～348）图3.29 3.17工件计数图3.30M64工件计数功能3.18 工作状态红绿黄灯四、子程序4.1S0：功能为急停复位过程的实现（先输出轴使能，后解开抱闸）（358～378）图4.14.2S1：功能为急停时系统输出的处理（先断抱闸，后断轴使能）（379～389）4.3 S2:功能为报警设置（390～392）4.4 S3：功能为报警信号清零，当复位时执行此程序（393～410）图4.4图4.54.5S4：斗笠式刀库和机械手刀库手动数刀图4.64.6S5：功能为斗笠式刀库换刀工作的实现，其中M指令有M35 换刀开始标记状态位M32 换刀检查M33 第二参考点到位检查M34 第三参考点到位检查M25 选刀M24 刀库退M36 换刀结束标记图4.8图4.9图4.10图4.13。
《机电一体化》课程设计数控立式铳床XY工作台机电系统设计院系:汽车学院专业:机械设计制造及其自动化班级:机电一班组长:雷博文组员：金亮、黄明亮、夏佳、熊秀成指导教师：蒋强目录一、设计目的 (3)二、设计任务 (3)三．总体方案的确定 (4)1、机械传动部件的选择..................................... ••:•. (3)(1) 导轨副的选用 (4)(2) 伺服电动机的选用 (4)(3) 工作台的选用 (4)2、................................................................. 控制系统的设计.. (4)3、................................................................. 绘制总体方案图.. (5)四、.......................................... 直线伺服电机的计算与选型51、.............................................. 导轨上移动部件的重量42、...................................................... 铣削力的计算43、........................................................ 载荷的计算74、............................................................ 初选型号75、............................................ 直线伺服电机可用性验算8五、........................................... 直线滚动导轨副的计算与选型81、直线滚动导轨选择理由 (8)2、直线导轨额定寿命L 的计算和选型 (10)3、光栅尺的选择 (11)4、工作台的选型 (12)六、PLC选型 (13)七、....................................................... 伺服放大器选型18八、控制系统硬件电路设计 (20)结束语 (21)参考文献 (22)一、设计目的课程设计是一个很重要的实践性教学环节，要求学生综合运用所学的理论知识，独立进行设计训练，主要目的：1) 通过本设计，使学生全面地，系统地了解和掌握数控机床得基本组成及其相关基本知识，学习总体方案拟定、分析与比较的方法。
PLC在机床控制中的应用案例近年来，随着工业自动化技术的快速发展，可编程逻辑控制器（PLC）在机床控制领域的应用不断扩大。
PLC的灵活性、可靠性和高效性让其成为了控制机床的首选设备。
本文将介绍几个PLC在机床控制中的应用案例，展示其重要性和优势。
案例一：数控车床控制系统在传统的机械车床中，工人需要手动操作杠杆和摇柄来控制机床运动，而且加工精度受到工人经验和操作的限制。
而采用PLC控制的数控车床则能够通过编写程序来自动控制机床的运动，提高加工的精度和效率。
PLC通过接收输入信号和传感器的反馈，对机床的刀具、工作台和进给轴等进行精准控制。
操作人员只需要提供工件的尺寸和加工要求，PLC就能够自动计算出最佳的加工路径和刀具切削参数，并实时调整工件的加工位置和速度。
此外，PLC还能够监测机床的状态和运行情况，及时发现故障并进行报警，提高了机床的可靠性和安全性。
数控车床的应用案例证明了PLC在机床控制中的重要性和价值。
案例二：数控铣床控制系统数控铣床是一种广泛应用于金属加工和零件加工领域的机床。
通过PLC控制，数控铣床可以实现复杂零件的加工，提高加工精度和效率。
PLC控制系统通过接受外部输入信号，如加工程序、刀具切削参数和加工路径等，自动控制铣床的各个运动轴。
根据预先编写的加工程序，PLC能够自动调整铣刀的进给速度、转速和切削深度，使得加工结果更加准确和一致。
同时，PLC还能实现多轴协调控制，使得数控铣床能够同时进行多个方向的运动，实现复杂曲线和形状的加工。
这种自动化的控制方式减少了人为操作的失误和偏差，提高了生产效率和产品质量。
案例三：激光切割机控制系统激光切割技术是一种高精度、高效率的切割方法，广泛应用于金属加工和电子制造等领域。
PLC在激光切割机控制系统中发挥了重要的作用。
激光切割机通过PLC控制实现对激光束的精确控制，包括功率调节、频率调节和激光束方向调节等功能。
PLC能够根据切割要求，实时调整激光切割机的参数，如切割速度、激光功率和扫描路径等，使得切割结果更加精确和一致。
机电工程学院课程设计说明书设计题目：X52K立式铣床PLC控制系统设计学生姓名：学号：专业班级：指导教师：2011年12月5日2011-2012学年第1学期机电控制综合设计课程设计设计题目名称：X52K立式铣床PLC控制系统设计院系名称专业班级：学生姓名：学号：指导老师：材料目录序号名称数量备注1 课程设计任务书 12 课程设计说明书 13 图纸 24内容摘要可编程控制器是在继电器控制和计算机技术的基础上，逐渐发展起来的以微处理器为核心，集微电子技术、自动化技术、计算机技术通信技术为一体，以工业自动化控制为目标的新型控制装置。
它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。
据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。
专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。
由于PLC具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富。
它的功能主要是：控制功能、数据采集、储存与处理功能、通信、联网功能、输入/输出接口调理功能、人机界面功能。
在系统构成时，可由一台计算机与多台PLC构成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络，以便完成较大规模的复杂控制。
本次设计的内容主要是利用PLC对X52K型铣床的电器部分进行改造。
首先我对本设计进行总体的分析，使自己有一个大致的总体概念，然后仔细分析铣床，对车床主运动和进给运动还有其它的辅助运动，进行分析。
最后根据控制电路的线路图，编译PLC的梯形图，编译通过后，利用PLC实验台进行实验仿真。
因此使X52K铣床在完成原有的功能特点外，还具有安装简便、稳定性好、易于维修、扩展能力强等特点。
关键词：可编程控制器，X52K立式铣床，梯形图，电气控制目录第一章引言 (5)1.1 X52K立式铣床改造主要内容 (1)第二章电气控制原理 (2)2.1 主电路分析 (2)2.2控制电路分析 (3)第三章X52K万能铣床电气控制线路的PLC改造措施 (6)第四章系统元器件的选择 (7)3.1 PLC 类型的简介 (7)3.2 PLC型号的选择 (7)3.3 电动机选择 (8)3.4 其它元器件的选择 (8)3.4.1 交流接触器的选择 (8)3.4.2 中间继电器的选择 (9)3.4.3 保护电器的选择 (9)3.4.4 控制开关电器的选择 (9)第五章 PLC控制电路设计 (12)4.1 PLC的硬件电路框图 (12)4.2 车床控制PLC输入/输出接口分配表及电气原理图 (12)4.2.1 PLC控制原理电路设计 (13)第六章调试 (18)第七章设计总结及其致辞 (18)参考文献 (19)第一章引言随着社会生产力的发展，传统的继电器控制系统已经不能满足当今迅猛发展的社会的现代化生产要求，于是我们在选毕业设计课题之际，选定了课程设计课题——铣床PLC控制系统设计。
我们选定了X52K立式铣床为改造对象，进行传统控制系统的改造，以PLC控制系统取代之前的传统控制系统。
改由PLC控制后，其控制系统大大的简单化，并且维修方便，易于检查，节省了大量空间，机床的各项性能有了很大的改善，工作效率有了明显提高。
1.1 X52K立式铣床PLC控制系统设计的主要内容⑴主要控制电器为三台电机：主电动机M1，冷却泵电机M3，快速移动电机M2.三台电机都要有短路保护措施。
⑵主电动机M1能完成主轴主运动和流板箱进给运动的驱动，采用降压启动的方法启动，可以正反两个方向旋转，并且可以正反两个旋转方向的反接制动，为加工方便，还应具有点动控制空能。
⑶电动机M3拖动冷却泵，在加工时提供切削液，采用直接启动及停止方式，并且为连续工作方式。
⑷主电路负载的电流大小能够监控，但要防止启动电流对电流产生冲击。
⑸主电动机和冷却泵电机采用热继电器进行过载保护。
⑹机床要有照明设施。
第二章电气控制原理X52K立式铣床属于中型车床，为提高工作效率，该机床采用了反接制动。
为了减少制动电流，制动时在定子回路串入了限流电阻R，图2-1是它的电气原理图。
图2-1 X52K铣床电气原理图2．1 主电路分析主轴电动机M1拖动主轴带动铣刀进行铣削加工，通过组合开关SA5来实现正转；进给电动机M2通过操纵手柄和机械离合器的配合拖动工作台前后、左右、上下6个方向的进给运动和快速移动，其正反转由接触器KM2、KM3来实现；冷却泵电动机M3供应切削液，且当M1启动后，用手动开SA3控制；3台电动机分别用热继电器FR2、FR3、FR1作过载保护。
图2-2为X52K 立式铣床的主电路图。
图2-2 X52K立式铣床主电路2．2控制电路分析控制电路的电源由控制变压器TC输出110V电压供电。
⑴主轴电动机M1的控制主轴电动机M1采用两地控制方式，SB3和SB4是两组启动按钮，SB3和SB4是两组停止按钮。
KM1是主轴电动机M1的启动接触器，YB是主轴制动用的电磁离合器，SQ7是主轴变速时瞬时点动的位置开关。
1）主轴电动机M1启动前，应首先选择好主轴的转速，再把主轴换向开关SA5扳到所需要的转向。
按下启动按钮SB3（或SB4），接触器KM1线圈得电，KM1主触头和自锁触头闭合，主轴电动机M1启动运转，KM1常开辅助触头（9-10）闭合，为工作台进给电路提供了电源。
按下停止按钮SB1（或SB2），SB1（或SB2）常闭触头分断，接触器KM1线圈失电，KM1触头复位，电动机M1断电惯性运转，SB1（或SB2）常开触头闭合，接通电磁离合器YB，主轴电动机M1制动停转。
图2-3 X52K控制电路图2)主轴换铣刀时将转换开关SA2扳向换刀位置，这时常开触头SA2-2闭合，电磁离合器YB线圈得电，主轴处于制动状态以便换刀；同时常闭触头SA2-1断开，切断了控制电路，保证了人身安全。
3)主轴变速时，利用变速手柄与冲动位置开关SQ7，通过M1点动，使齿轮系统产生一次抖动，以便于齿轮顺利啮合，且变速前应先停车。
⑵进给电动机M2的控制工作台的进给运动在主轴启动后方可进行。
工作台的进给可在3个坐标的6个方向运动，进给运动是通过两个操作手柄和机械联动机构控制相应的位置开关使进给电动机M2正转或反转来实现的，并且6个方向的运动是联锁的，不能同时接通。
1）当需要圆形工作台旋转时，将开关SA2扳到接通位置，这时触头SA1-1和SA1-3断开，触头SA1-2闭合，使接触器KM2得电，电动机M2启动，通过一根专用轴带动圆形工作台作旋转运动。
转换开关SA1扳到断开位置，这时触头SA1-1和SA1-3闭合，触头SA1-2断开，以保证工作台在6个方向的进给运动，因为圆形工作台的旋转运动和6个方向的进给运动也是联锁的。
2）工作台的左右进给运动由左右进给操作手柄控制。
操作手柄与位置开关SQ1和SQ2联动，有左、中、右三个位置，其控制关系见表1。
当手柄扳向中间位置时，位置开关SQ1和SQ2均未被压合，进给控制电路处于断开状态；当手柄扳向左或右位置时，手柄压下位置开关SQ1或SQ2，使常闭触头SQ1-2或SQ2-2分断，常开触头SQ1-1或SQ2-1闭合，接触器KM2或KM3得电动作，电动机M2正转或反转。
由于在SQ1或SQ2被压合的同时，通过机械机构已将电动机M2的传动链与工作台下面的左右进给丝杠相搭合，所以电动机M2的正转或反转就拖动工作台向左或向右运动表1 工作台左右进给手柄位置及其控制关系手柄位置位置开关动作接触器动作电动机M2转向传动链搭合丝杠工作台运动方向左SQ1 KＭ2 正转左右进给丝杠向左中——停止—停止右SQ2 KＭ3 反转左右进给丝杠向右工作台的上下和前后进给运动是由一个手柄控制的。
该手柄与位置开关SQ3和SQ4联动，有上、下、前、后、中5个位置，其控制关系见表2。
当手柄扳至中间位置时，位置开关SQ3和SQ4均未被压合，工作台无任何进给运动；当手柄扳至下或前位置时，手柄压下位置开关SQ3使常闭触头SQ3-2分断，常开触头SQ3-1闭合，接触器KM3得电动作，电动机M2正转，带动着工作台向下或向前运动；当手柄扳向上或后时，手柄压下位置开关SQ4，使常闭触头SQ4-2分断，常开触头SQ4-1闭合，接触器KM4得电动作，电动机M2反转，带动着工作台向上或向后运动。
当两个操作手柄被置定于某一进给方向后，只能压下四个位置开关SQ3、SQ4、SQ1、SQ2中的一个开关，接通电动机M2正转或反转电路，同时通过机械机构将电动机的传动链与三根丝杠（左右丝杠、上下丝杠、前后丝杠）中的一根（只能是一根）丝杠相搭合，拖动工作台沿选定的进给方向运动，而不会沿其他方向运动。
表2 工作台上、下、中、前、后进给手柄位置及其控制关系手柄位置位置开关动作接触器动作电动机M2转向传动链搭合丝杠工作台运动方向上SQ4 KM4 反转上下进向上给丝杠下SQ3 KM3 正转上下进向下给丝杠中停止停止向前前SQ3 KM3 正转前后进给丝杠后SQ4 KM4 反转前后进向后给丝杠左右进给手柄与上下前后手柄实行了联锁控制，如当把左右进给手柄扳向左时，若又将另一个进给手柄扳到向下进给方向，则位置开关SQ1和SQ3均被压下，触头SQ1-2和SQ3-2均分断，断开了接触器KM2和KM3的通路，电动机M2只能停转，保证了操作安全。
3）６个进给方向的快速移动是通过两个进给操作手柄和快速移动按钮配合实现的。
安装好工件后，扳动进给操作手柄选定进给方向，按下快速移动按钮SB5或SB6（两地控制），接触器KM2得电，KM2常闭触头分断，电磁离合器YC1失电，将齿轮传动链与进给丝杠分离；KM2两对常开触头闭合，一对使电磁离合器YC2得电，将电动机M2与进给丝杠直接搭合；另一对使接触器KM2或KM3得电动作，电动机M2得电正转或反转，带动工作台沿选定的方向快速移动。
由于工作台的快速移动采用的是点动控制，故松开SB5或SB6，快速移动停止。
4）进给变速时与主轴变速时相同，利用变速盘与冲动位置开关SQ6使M1产生瞬时点动，齿轮系统顺利啮合。
第三章X52K万能铣床电气控制线路的PLC改造措施图3-1 PLC控制原理电路图X52K万能铣床电气控制线路中的电源电路、主电路及照明电路保持不变，在控制电路中，变压器TC的输出及整流器VC的输出部分去掉。
用可编程控制器改造后的PLC硬接线如图3所示，为了保证各种联锁功能，将SQ1～SQ6,SB1～SB6按图示分别接入PLC的输入端，换刀开关SA2和圆形工作台转换开关SA1分别用其一对常开和常闭触头接入PLC的输入端子。
输出器件分两个电压等级，一个是接触器使用的110V电压，另一个是电磁离合器使用的36V直流电，这样也将PLC的输出口分为两组连接点。
根据输入输出口的数量，可选择三菱FX2N—32MR型PLC。
