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1、毕业设计（论文）卧式镗铣床电气控制系统设计摘 要镗床是冷加工中使用比较普遍的设备它主要用于加工精度、光洁度要求 较高的孔以及各孔间的距离要求较为精确的零件（如一些箱体零件） ，属于精 密机床。主要用于加工工件上的精密圆柱孔。这些孔的轴心线往往要求严格 地平行或垂直，相互间的距离也要求很准确。因此，保证机床的精度至关重要。PLC（可编程控制器）作为一种工业控制微型计算机，它以其编程方便、操作简单尤其是它的高可靠性等优点，在工业生产过程中得到了广泛的应用。它应用大规模集成电路，微型机技术和通讯技术的发展成果，逐步形成了具铣床控制 工业应用有多种优点和微型，中型，大型，超大型等各种规格的系列产品，应
2、用于从继电器控制系统到监控计算机之间的许多控制领域。因此现在的机床控制设计以PLC模块为主，硬件电器元件为辅，可使接线大为简化，不但安装十分方便而且工作可 靠、降低了故障率、减小了维修量、提高了功效。关键词：控制系统 PLC 镗铣床 工业应用Horizontal boring and milling machine elctric control system design SummaryBoring is used in the manufacture of the equipment is widely used for its main machining precision and f
3、inish requirement high hole and the distance between each hole required comparatively accurate parts (as some case accessories), belongs to pure dense machine tools. Mainly used for machining precision cylindrical holes on. These holes of axis line often asks strictly parallel or vertical, the dista
4、nce between each other and requirements are accurate. Therefore, guarantee the accuracy of machine tool is very important. PLC (programmable controller) as a kind of industrial control microcomputer, with its programming convenient, simple operation especially its advantages such as high reliability
5、 in industrial production process, has been widely used. It application large-scale integrated circuits, Internet technology and communication technology development achievements, and gradually formed a has many advantages and mini, medium, large and super large specifications of the various series
6、of products, from relay control system applied to monitor the many control area between computers. So now with PLC control design of machine tools, hardware electrical components are mainly module complementary, can make the connection not only greatly simplified and installation is very convenient
7、and the work can depend, reduced failure, reducing the maintenance, improve the efficacy. KEY WORDS: Control system PLC Boring and milling machine control Industrial application 目录前言 1第一章 镗床的基本知识 21.1镗床的简介 21.2卧式镗床的主要结构 21.3卧式镗床的主要运动 21.4卧式镗床的拖动特点及控制要求 31.5设计要求 3第二章 卧式镗铣床的硬件电路设计 52.1 各种工况要求 52.1.1 输
8、入信号 52.1.1.1 主轴控制 52.1.1.2 转进给 52.1.1.3 终端限位 52.1.1.4 其他 52.1.2 输出信号 52.2 镗铣床总体电路图设计 62.3 电器元件的布局以及控制系统的主要功能 62.4各部分电路简介 62.4.1 主轴电机控制 62.4.2.主轴转速和转进给速度的变换 72.4.3 机床的转进给 82.4.4机床的调整移动 82.4.5 油泵的控制 82.4.6光学读数照明 92.4.7 刀具松开与夹紧 9第三章. 软件设计 103.1 PLC简介 103.1.1 选用的PLC的型号简介 113.2 程序设计 13第四章 使用的电气元件与设备 14参考
9、文献 总结 IV洛阳理工学院毕业设计（论文） 前言由于制造武器的需要，在15世纪就已经出现了水力驱动的炮筒镗床。1769年J.瓦特取得实用蒸汽机专利后，汽缸的加工精度就成了蒸汽机的关键问题。1774年英国人J.威尔金森发明炮筒镗床，次年用于为瓦特蒸汽机加工汽缸体。1776年他又制造了一台较为精确的汽缸镗床。1880年前后，在德国开始生产带前后立柱和工作台的卧式镗床。为适应特大、特重工件的加工，20世纪30年代发展了落地镗床。随着铣削工作量的增加，50年代出现了落地镗铣床。20世纪初，由于钟表仪器制造业的发展，需要加工孔距误差较小的设备，在瑞士出现了坐标镗床。为了提高镗床的定位精度，已广泛采用光
10、学读数头或数字显示装置。有些镗床还采用数字控制系统实现坐标定位和加工过程自动化。镗床分为卧式镗床、落地镗铣床、金刚镗床和坐标镗床等类型(见彩图)。卧式镗床：应用最多、性能最广的一种镗床，适用于单件小批生产和修理车间。落地镗床和落地镗铣床：特点是工件固定在落地平台上，适宜于加工尺寸和重量较大的工件,用于重型机械制造厂。金刚镗床:使用金刚石或硬质合金刀具，以很小的进给量和很高的切削速度镗削精度较高、表面粗糙度较小的孔，主要用于大批量生产中。坐标镗床：具有精密的坐标定位装置，适于加工形状、尺寸和孔距精度要求都很高的孔，还可用以进行划线、坐标测量和刻度等工作，用于工具车间和中小批量生产中。其他类型的镗
11、床还有立式转塔镗铣床、深孔镗床和汽车、拖拉机修理用镗床等。- 4 -洛阳理工学院毕业设计（论文） 第1章 镗床的基本知识1.1镗床的简介镗床是一种精密加工机床，主要用于加工工件上的精密圆柱孔。这些孔的轴心线往往要求严格的平行或者垂直，相互间的距离也要求很准确。这些要求都是钻床难以达到的。而且镗床本身刚性好，其可动部分在导轨上的活动间隙很小，且有附加支撑，所以能满足上述加工要求。镗床除了能完成镗孔工序外，在万能镗床上还可以进行镗、钻、扩、铰、车及铣等工序，因此，镗床的加工范围很广。按用途不同，镗床可以分为卧式镗床、坐标镗床、金刚镗床及专门化镗床等。在这次的毕业设计中，设计的是最常见的卧式镗床的电
12、气与PLC控制电路。卧式镗床用于加工各种复杂的大型零件，如箱体零件、机体等，是一种功能很全的机床。除了镗孔外，还可以进行钻、扩、铰孔以及车削内外螺纹、用丝锥攻螺纹、车外圆柱面和端面。安装了端面铣刀与圆柱铣刀后，还可以完成铣削平面等工作。因此，在卧式镗床上，工件一次装夹完成后，既能完成大部分表面的加工，有时甚至可以完成全部表面的加工，这在加工大型及笨重的工件时，具有特别的意义。1.2 卧式镗床的主要结构主要有床身、尾架、导轨、后立柱、工作台、镗床、前立柱镗头架、下溜板、上溜板等组成。1.3 卧式镗床的主要运动卧式镗床的床身有整体的铸件制成，床身的一端装有固定不动的前立柱，在前立柱的垂直导轨上装有
13、镗头架，可以上下移动。镗头架上集中了主轴部件、变速箱、进给箱与操纵机构等部件。切削刀具安装在镗轴前端的锥孔里，或装在平旋盘的刀具溜板上。在工作过程中，镗轴一面旋转，一面沿镗轴坐进给运动。平旋盘只能旋转，装在上面的刀具溜板可以在垂直于株主轴轴线方向的径向做进给运动。平旋盘主轴是空心轴，镗轴穿过其中空部分，通过各自的传动链传动，因此可以独立转动。在大部分工作情况下，使用镗轴加工，只有在用车刀切削端面时才能使用平旋盘。卧式镗床的床身后立柱上装有尾架，用来夹持装在镗轴上的镗杆的末端，尾架可以随镗头架同时下降，并且其轴心线与镗头架轴心线保持在同一直线上。后立柱可以在床身导轨上沿镗轴轴线方向上做调整移动。加工时，工件安放在床身的中部的工作台上，工作台在溜板上面，上溜板下面是下溜板，下溜板安装在床身导轨上，并且可以眼床身导轨运动。上溜板又可以沿下溜板上的导轨运动，工作台相对于上溜板可以做回转运动。这样，工作台可以床身上做
