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1、毕业设计 摘要摘要本论文是研究机械加工中常用的X52K立式铣床的电气控制系统的改造问题,旨在解决传统继电器接触器电气控制系统存在的线路复杂、可靠性稳定性差、故障诊断和排除困难等难题。由于PLC电气控制系统与继电器接触器电气控制系统相比，具有结构简单，编程方便，调试周期短，可靠性高，抗干扰能力强，故障率低，对工作环境要求低等一系列优点。因此，本文对X52K电气控制系统的改造，将把PLC控制技术应用到改造方案中去，从而大大提高铣床的工作性能。论文分析了立式铣床控制原理，制定了可编程控制器改造立式铣床电气控制系统的设计方案，完成了电气控制系统硬件和软件的设计，其中包括PLC机型的选择、I/O端口的分
2、配、I/O硬件接线图的绘制。对PLC铣床的工作过程作了详细阐述，论述了采用PLC取代传统继电器接触器电气控制系统从而提高机床工作性能的方法，给出了相应的控制原理图。关键词：可编程控制器，立式铣床，电气控制系统1毕业设计 ABSTRACTABSTRACTThis paper is to study the machining X52K vertical milling machine commonly used in electrical control system transformation issues, Designed to address the traditional relay
3、 - contactor electrical lines exist in a complex control system, reliability, poor stability, fault diagnosis and rule out the difficulties problems. As the PLC electrical control system and relay - contactor electrical control system, compared with a simple structure, easy programming, debugging sh
4、ort cycle, high reliability, strong anti-interference, the failure rate is low, the work environment requires a series of advantages of low. Therefore, this paper X52K the transformation of electrical control system, PLC control technology will be applied to programs in the transformation, which gre
5、atly enhance the performance of the work of milling. Paper analyzes the vertical milling machine control theory, developed a programmable controller transformation of vertical milling machine electrical control system design, completed the electrical control system hardware and software design, incl
6、uding the choice of PLC models, I / O ports distribution, I / O hardware, wiring diagram drawing. The work of the PLC milling process were described in detail, discusses the use of PLC to replace the traditional relay - contactor electrical control system to improve machine tool performance, and giv
7、es the corresponding control schematic.Keywords: PLC ， vertical milling machine, electric control system2毕业设计 目录目录1 引言1.1课题研究的背景11.2国内外研究综述11.3技术及经济分析22 铣床的概述2.1 铣床的现状及发展32.2 铣床的分类41.2.1铣床按照结构分类41.2.2按照布局和适用范围分类51.3.3 按照控制分类52.3 铣床的性能及特点52.4 铣床的维修及保养7小结73 PLC的介绍3.1 PLC的概述83.2 PLC的分类83.2.1按照I/O点数分类83
8、.2.2按照结构形式分类93.3 PLC的硬件组成93.3.1 CPU的构成93.3.2 I/O口模块103.3.3 电源模块103.3.4 底板和机架113.3.5 PLC系统的其他设备113.4 PLC的软件组成及图像表示113.4.1 梯形图程序的设计123.4.2 功能模块图的设计语言13小结134 系统硬件电路设计14.1铣床控制系统的总体要求144.1.1系统组成144.1.2铣床运行原理144.2铣床被控对象的设计要求1524.3铣床电气原理图的设计164.3.1主轴电动机M1控制164.3.2进给电动机M2控制174.3.3冷却泵电动机的控制与工作照明194.3.2控制电路的联
9、锁与保护194.4控制电路元器件的设计194.4.1铣床电动机的选择194.4.2按钮、低压开关的选用214.4.3熔断器的选用224.4.4 热继电器的选用234.4.5接触器的选用244.5 铣床控制电路的分析25小结275 铣床软件的设计5.1铣床主程序285.2铣床的程序设计29小结316 铣床故障分析及问题铣床常见问题分析32小结34参考文献35致谢364毕业设计 1引言1 引言1.1 课题研究的背景机床是机械加工生产过程中最重要的生产设备之一，通过对机床进行电气控制，可实现机床的各种工作状态，以满足零件加工工艺的要求，对于机床设备来说加工精度及生产效率是至关重要的。一台车床的电气控
10、制性能的好坏直接影响零件的加工精度及整个生产过程的效率，甚至影响着其他机械产品的生产技术水平和经济效益。因此，机床的现代化水平和规模是一个国家工业发达程度的重要标志之一。随着机械加工领域零件产品的多样化少量化以及日趋复杂化，金属钻削制造业对能够加工出高质量、高精度、高效率、低成本产品的机床的需求日益增加。所以就要求我们如何在现有生产能力的基础上能够简单、实用、高效、经济地生产出具有复合加工能力的机床，在日趋激烈的市场竞争中求得生存并发展。1.2 国内外对铣床研究综述可编程控制器是计算机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是发展迅速应用广泛的工业自动控制装置之一。现代的可编程控制器除了开关量的
11、控制功能外，还具有模拟量控制、智能控制、时实监控、远程控制和联网功能等，而且体积小、可靠性高、编程方法简单。因此，可编程控制器取代继电器广泛应用于各种领域中，以满足现代化大生产中的高效、高可靠性高难度的自动化要求，如产品的技术、温度、压力、流量的设定与控制、生产工艺的死循环过程控制、通信与远程控制等。20世纪60年代，人们曾试图用小型计算机来实现工业控制代替传统的继电接触器控制，但因价格昂贵、输入输出电路不匹配、编程复杂等原因，而没能得到推广和应用。20世纪50年代末，美国通用汽车公司(GM)为了适应汽车型号不断翻新的需要，提出需要有这样一种控制设备。1969年美国DEC公司研制出第一台可编程
12、控制器，用在GM公司生产线上获得成功。其后日本、德国等相继引入，可编程控制器迅速发展起来。这一时期它主要用于顺序控制。虽然也采用了计算机的设计思想，但实际上只能进行逻辑运算，故称为“可编程逻辑控制器”，简称为PLC（Programmable Logic Controller）。进入20世纪80年代，由于计算机技术和微电子技术的迅猛发展，极大地推动了PLC的发展，使得PLC的功能日益增强。PLC可进行模拟量控制、位置控制和PID(proportion Integral Differential)控制等，易于实现柔性制造系统FMS。远程通信功能的实现更使得PLC如虎添翼。无怪乎有人将PLC称为现代
13、化控制的三大支柱(即PLC、机器人和计算机辅助设计/制造CAD/CAM)之一。由于PLC的功能已远远超出逻辑控制、顺序控制的范围，故称为“可编程控制器”，简称PC(Programmable Controller)。但因PC容易和“个人计算机”(Personal Computer)混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程控制器的缩写。对于PLC的定义,国际电工委员会(IEC)在1987年2月颁布的可编程控制器标准的第三稿中写道:“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，是专为在工业环境下应用设计的。它采用可编程序的内存，用来在内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并采
14、用数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。”目前PLC已广泛应用于冶金、矿业、机械、轻工等领域，为工业自动化提供了有力的工具，加速了机电一体化的进程。立式铣床通过与PLC的结合，方显蓬勃。1.3 技术及经济分析铣床是一种进行特定加工的高效率、自动化专用设备。它通常采用继电器逻辑控制方式，存在着控制柜体积大、改变控制方式困难、柔性差、设备的电控系统故障率高，检修周期长等缺点。随着技术的进步，这类控制系统已显示出越来越多的弊端。近年来PLC 机在工业自动控制领应用愈来愈广， PLC抗干扰能力强，可靠性高、寿命长，适合于工业设备的改造，它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现出的综合优势，较好地提高了其可靠性和灵活性，是其它工控产品难以比拟的。如果用PLC 控制技术对这些系统实施改造，则具有普遍的技术及经济意义。1毕业设计 2 铣床的概述2 铣床的概述2.1 铣床的现状及发展铣床是以各类电动机为动力的传动装置与系统的对象以实现生产过程自动化的技术装置。电气系统是其中的主干部分，在国民
