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1、1专用镗孔机床的电气控 制设计班级:机电 0905姓名: 徐晴指导教师：周伟时间:2010 年 11 月2摘要摘要可编程序控制器（PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用了可编程序的存储器是将逻辑运算、顺序控制时序、计数以及算术运算等控制程序 ，用一串指令形式存放到存储器中，然后根据存储的控制内容，经过模拟、数字等输入输出部件，对生产设备与生产过程进行控制的装置。随着大规模集成电路的发展，可编程序控制器得到了迅速发展，并广泛应用于各种领域中，以满足现代化大生产的高效、高可靠性、高难度的自动化要求。镗床主要用于加工精确的孔和各孔间的距离要求较为精确的零件。目前国内
2、使用镗床 90%都是使用继电器-接触器传统的控制方式，这种方式使机械震动噪声大，接线复杂，维修工作量大。孔加工一般可在钻床、车床、镗床、拉床、内圆磨床上进行，有些工件也在镗床上加工。镗床加工的特点是：主运动由刀具作旋转来完成，而进给运动是由主轴或工作台的移动来达到，并且可以通过镗床工作台的三个方向移动，很方便、准确地调整切削刀具与工件的相对位置。因此在镗床上进行钻孔、铰孔和镗孔也是一种重要的加工方法。本书选用日本三菱公司生产的 FX2N48MR PLC 可编程序控制器对 T68 卧式镗床的电器控制进行设计。在编写过程中得到了许多同学们和老师的帮助和大力支持，并提出了许多宝贵意见和建议，在此向他
3、们表示衷心的感谢。由于时间仓促，加上编写经验不足，书中还难免有存在缺点和错误，在此恳切的希望指导教师提出批评和指正，以便进一步修改和完善。3目目录录摘摘 要要 -2-2第第 1 1 章章 可编程序控制器的介绍可编程序控制器的介绍 1.1 可编程序控制器的概述-51.2 PLC 的基本结构和工作原理-51.3 PLC 的工作过程-91.4 PLC 的主要技术指标-9第第 2 2 章章 T68T68 型卧式镗床的电气控制线路分析型卧式镗床的电气控制线路分析2.1 主要结构和运动形式-112.2 电力拖动方式及电气控制要求-112.3 T68 型镗床的电气控制线路分析-12第第 3 3 章章 T68
4、T68 卧式镗床的卧式镗床的 PLCPLC 控制控制3.1 梯形图编程语言-213.2 助记符语言-213.3 PLC 对 T68 卧式镗床梯形图的绘制-223.4 PLC 状态表-223.5 汇编语言-26元件明细表元件明细表-27总结总结 -28致谢致谢 -29参考文献参考文献 -304毕毕业业设设计计任任务务书书指导教师：周伟一、设计题目 专用镗孔机床的电气控制设计（一）二、设计的目的1）掌握机床的液压控制的功能。2）掌握镗孔机床加工动作流程。3）掌握机床电气控制元件的选择与计算方法。三、设计要求一台机床用于零件的镗孔与铰孔两种工序加工，进给速度分为快进和工进，进给采用液压控制。主轴采用
5、 1500W 电机，液压系统是 500W 电机，有四个电磁阀。设计要求：1）主轴单向运转，停车采用能耗制动。2）主轴加工采用两地控制，必须 液压泵电动机才能启动主轴电动机。3）有工作状态指示及照明。4）有必要的电气保护和联 锁。四、完成的任务要求说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。(1) 设计与绘制电气控制原理图，元件安装布置图、接线图。（2）毕业设计说明书（8000 以上）1）设计题目2）控制原理说明设计3）主要器件选择依据与计算4）元件明细表5 ) 设计总结及改进意见6）主要参考资料5第一章 可编程序控制器的介绍1.11.1 可编程序控制器的
6、概述可编程序控制器的概述可编程序控制器（Programmable Logical Controller,简称 PLC)是在继电器控制和计算机控制的基础上，以微机处理器为核心，引入微电子技术、自动控制技术而形成的一代新型工业控制装置。可编程序控制器在系统结构、硬件组成、软件结构、输入/输出（I/O）接口以及用户界面等方面都有独特性。目前，可编程序控制器不仅具有继电器控制系统所能完成的逻辑运算、定时、记数等控制功能，同时还可以进行数据处理、模拟量控制、过程控制、通信联网等功能。1-21-2 PLC 的基本结构和工作原理的基本结构和工作原理1.1. . 可编程控制器的基本结构可编程控制器的基本结构世
7、界各国生产的可编程控制器外观各异，但作为工业控制计算机，其硬件结构大体相同，主要由中央处理器、存储器、IO 接口、电源及编程设备几大部分构成。1.中央处理器（CPU）中央处理器是可编程控制器的核心，它在系统程序的控制下，完成逻辑运算、数学运算、协调系统内部 各部分工作任务。可编程控制器中采用的CPU 一般有三大类，一类为通用微处理器，如 80286、80386 等；一类为单片机芯片，如 8031、8096 等；另外还有为处理器，如 AMD2900、AMD2903 等。2.存储器存储器是可编程控制器的存放系统程序、用户程序及运算数据的单元。和一般计算机一样，可编程控制器的存储器有只读存储器(RO
8、M)和随机读/写存储器（RAM）两大类。只读存储器是用来保存那些需永久保存的程序的存储6器，即使机器掉电后其保存的数据也不会丢失，一般为掩膜只读存储器和可编程电擦写只读存储器。只读存储器用来存放系统程序。随机读/写存储器的特点是写入与擦除都很容易，但在掉电情况下存储的数据就会丢失，一般用来存放用户程序及系统运行中产生的临时数据。3.输入/输出接口输入/输出接口是可编程控制器和工业控制现场各类信号连接的部分。输入口是用来接受生产过程的各种参数。输出口是用来送出可编程控制器运算后得出的控制信号，并通过机外的执行机构完成工业现场的各类控制。主要有以下几中： 开关量输入接口。 （2）开关量输出接口。（
9、3）模拟量输入接口。 （4）模拟量输出接口。（5）智能输入/输出接口。4电源可编程控制器的电源包括可编程控制器各工作单元供电的开关电源及为掉电保护电路供电的后备电源，后者一般为电池。5.外部设备(1) 编程器。可编程控制器的特点是它的程序是可变更的，能方便的加载程序，也可方便地修改程序，因此编程设备就成了可编程控制器工作中不可缺少的部分。可编程控制器的编程设备一般有两类，一类专用编程器，有手持的，也有台式的，还有的可编程控制器机身上自带编程器，其中手持式的编程器携带方便适合工业控制现场应用；另一类是个人计算机，在个人计算机上运行可编程控制器相关的编程软件即可完成编程任务，借助软件编程比较容易，
10、一般是编好了以后再下载到可编程控制器中去。（2）其他外部设备。PLC 还可能配设其他一些外部设备。7盒式磁带机，用以记录程序或信息。打印机，用以打印程序或制表。EPROM 写入机，用以将程序写入用户 EPROM 中。高分辨率大屏幕彩色图形监控系统，用以显示或 监视有关部分的运行状态。1.2.21.2.2 PLCPLC 的工作原理的工作原理与普通微机类似，PLC 也是由硬件和软件两大部分组成的。在软件的控制下，PLC 才能正常地工作。软件分为系统软件和应用软件两部分。PLC 的基本工作如下:(1)输入现场信息:在系统软件的控制下，顺次扫描各输入点的状态;(2)执行程序:顺次扫描用户程序中的各条指
11、令，根据输入状态和指令内容进行逻辑运算:(3)输出控制信号:根据逻辑运算的结果，输出状态寄存器向各输出点并行发出相应的控制信号，实现所要求的逻辑控制功能。上述过程执行完后，又重新开始，反复地执行。每执行一遍所需的时间称为扫描周期。PLC 的扫描周期通常为几十毫秒。PLC 就这样不断反复循环，实现对机器的连续控制，直到接收到停机命令，或因停电、出现故障等才停止工作。81.3 PLC 的主要技术指标的主要技术指标1. I/O(输入/输出)点数如前所述，输入/输出点数是 PLC 组成控制系统时所能接入的输入/输出信号的最大数量，表示 PLC 组成系统时可能的最大规模。这里有个问题要注意，在总的点数中
12、，输入点与输出点总是按一定比例设置的，往往是输入点数大于输出点数，且输入和输出点数不相互代替。2.应用程序的存储容量应用程序的存储容量是存放用户程序的存储趋的容量。通常用 K 字（KW） ，K 字节（KB）或 K 位（Kb）来表示，1K=1024。也有的 PLC 直接用所能存放的程序量表示。3.扫描速度扫描速度一般以执行 1000 条基本指令所需的时间来衡量，单位为毫秒/千步，也有以执行一步指令时间的，如微妙/步。以下是扫描速度参考值：由目前 PLC 采用的 CPU 主频考虑，扫描速度比较慢的为 2.2ms/K 逻辑运算程序和 60ms/K 数字运算程序；较快的为 1ms/K 逻辑运算程序和
13、10ms/K 数字运算程序；更快的能够达到 0.75ms/K 逻辑运算程序。另外，可编程控制器的可扩展性、可靠性、易操作性及经济性等 指标也是用户关心的问题。9第二章 T68 型卧式镗床的电气控制线路 分析一、主要结构和运动形式一、主要结构和运动形式 镗床的床身是一个整体铸件，在它的一端固定有前立柱，在前立柱的垂直导轨上又安装有镗头架，镗头架可沿垂直导轨上下移动。在镗头架里集中里装有主轴、变速箱、进给箱和操纵机构等部件。切削刀具一般安装在镗轴前端的锥形孔里，或安装在花盘的刀具溜板上。在切削过程中，镗轴一面旋转，一面沿轴向作进给运动，而花盘只能旋转，装在他上面的刀具溜板可作垂直主轴轴线方向的径向
14、进给运动，镗轴和花盘轴分别通过各自的传动链传动，可以独立转动。后立柱位于镗床床身的另一端，后立柱上的尾座用来支撑装夹在镗轴上的镗杆末端，它与镗头架同时升降，两者的轴线始终在同一水平直线上。根据镗杆的长短，可通过后立柱沿床身水平导轨的移动来调整前、后立柱之间的距离。有以上分析可知，T68 型卧式镗床运动形式为：（1）主运动 镗轴和花盘的旋转运动（2）进给运动 镗轴是轴向进给、花盘上刀具的径向进给、镗头架的垂直进给、工作台的横向和纵向进给。（3）辅助运动 工作台的回转、后立柱的轴向水平移动、尾座的垂直移动及各部分的快速移动。二、电力拖动方式及电气控制要求二、电力拖动方式及电气控制要求T68 型卧式镗床由两台电动机拖动：主轴电动机 M1 和快速转动电动机M2。主轴电动机 M1 用来驱动镗轴或花盘的旋转，并通过变速箱的传动产生镗轴、花盘：工作台及镗头架的进给运动。调整尾座或工作台相对位置的快速10移动电动机 M2 来拖动。T68 型卧式镗床的电气
