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1、太原科技大学本科毕业设计（论文或说明书）UZ01型加工135系列柴油机缸盖组合机床自动线的PLC控制系统设计第四工段（C11-C13）TheDesignofControlSystemofMulti two stationModularMachineToolBased onPLC学院（系）：专业：学生姓名：学号：指导教师：评阅教师：完成日期：2015.6.13太原科技大学Taiyuan University of Science and Technology摘要在如今机械制造业中，组合机床及其自动线有着十分重要的地位，发挥着重要作用。其综合自动化水平、技术性能在一定程度上决定着机械领域、制造业的
2、发展。伴随着机械产业不断发展，以继电器为基础的组合机床控制系统愈加与现在机械发展不相适应，在这种情况下，可编程序控制技术取代了继电器控制方式，因为plc控制比继电器控制更加灵活，可靠，通用，是现在机械控制的主要方法。使用三菱公司plc控制取代原来的继电器控制。可以提高组合机床工作效率(两工位双面卧式钻床)，降低维修设备次数，通过了解机床工作过程及控制要求，设计了plc的程序，画出了plc梯形图，并分析说明plc程序的每一步运行功能。本论文详细叙述了组合机床的PLC控制系统的设计。全套图纸，加153893706文章中使用三菱FXON系列PLC控制双工位组合机床控制系统,通过了解控制内容、控制要求
3、及其他,设计了plc控制系统,采用plc梯形图编程,开发了控制程序实现了用顺序控制控制双工位组合机床,介绍了实现PLC控制的三个要求,实现了机床的自动循环加工、半自动加工以及调试。在对整个系统进行运行和调试之后,得到以下结论：PLC控制技术大大提高了二工位组合机床的控制系统自动化程度和工作效率,不但如此，plc控制系统减少了以前因为使用继电器控制组合机床而大量存在的硬件接线,提高了系统的稳定性。关键词：组合机床；继电器控制；PLC程序设计TheDesignofControlSystemofMulti two stationModularMachineToolBased onPLCAbstrac
4、tNowadays , modular machine tool and its automatic lines play a more and more important role in machine manufacturing industry, its technique function and automate level decide the development of the related section to a large extent. Along with the development of science technique, traditional comb
5、ined machine based on relay-control cannot adapt to the advanced productivity, in that case, the programmable controlling technique, with its flexibility, high reliability, goodgeneralization, gradually replaced the relay-control, becoming the main development direction of the contemporary industry
6、control.To improve the horizontal drilling of two-station machine tool portfolio efficiency and reduce equipment maintenance workload, ituses Mitsubishi PLC technology to replace the original relay control of traditional equipment for technological transformation.Thispaperintroducesindetailaboutthed
7、esignofPLConthecontrolsystem. IN this paper, the research of control system of two-station modular machine tool based on PLC is introduced. The objects and requirements of the control system are analyzed.The control circuit is designed, the control program adopting ladder diagrams programming method
8、 with the sequential control theory is developed, and the process of plc control is fulfilled, so the machine tool of automatically circulation processes is available. It can improve the automation extent and work efficiency and reduce a great deal of hardware wiring which means the reliability of t
9、he system is improved after the running and testing of the whole system.Key Words：Modular machine tool; relay control; PLC program design目录摘要IAbstractII引言- 1 -1.UZ01线的工艺要求- 2 -1.1全线的工艺要求- 2 -1.1.1自动线的主要技术数据- 2 -1.1.2自动线的配置型式- 2 -1.1.3自动线的工序安排- 3 -1.1.4自动线的工作循环- 6 -1.1.5自动线的机床夹具- 7 -1.2第四工段（C11C13）的工
10、艺要求- 8 -1.2.1本段加工工艺内容- 8 -1.2.2本工段的工作循环- 11 -1.2.3机床的选用- 13 -1.2.4夹具- 14 -1.2.5刀具- 16 -2.液压部分- 17 -2.1自驱式液压动力头进给系统- 17 -2.2定位夹紧液压系统- 18 -2.3自动线工件输送带液压系统- 20 -3、本人承担部分的继电器逻辑线路的设计- 22 -3.1本工段自动线的互锁- 22 -3.2本工段继电器逻辑图的绘制- 23 -3.3继电器逻辑图分析- 26 -4PLC控制系统软硬件设计与分析- 27 -4.1plc介绍- 27 -4.2选择plc机类型- 27 -4.2输入/输出
11、地址表- 29 -4.3PLC程序错误!未定义书签。结论- 37 -参考文献- 49 -致谢- 50 -引言目前大多数企业都拥有部分组合机床是用继电器控制的。继电器控制方式有着结构简单、价格便宜的优点，但接触器触点磨损快、寿命短、可靠性差。特别是在更换产品而改变动作循环时，需重新设计、安装、调试，不能适应现在的生产要求。因此机床的生产率低下，效益差，有些企业又没有钱购买最先进的数控车床。因此，对普通车床进行技术改造，提高企业的设备利用率，提高产品的质量和产量势在必行。采用PLC改造机床，使线路简化。同时，由于PLC的高可靠性，输入输出部分还具有信号指示，这不仅使电气故障次数大大减少，而且还能给
12、准确判断电器故障的发生部位提供了很大的方便。控制系统可靠性好、故障率低、工艺参数调整方便等特点。因为可编程控制器的抗干扰能力强，可靠性高，且配置灵活，已在工控领域广泛应用。这不仅可以实现生产过程的自动控制，还可以构成适合工业环境的实时网络。使用PLC控制机床电气系统后为了充分发挥设备效能，迅速提升加工技术与精度，越来越多的企业每年投入大量资金和技术对传统老式组合机床进行技术改造，取得了良好的效果。用PLC模块、变频驱动技术、操控监控设备等组成电气数字控制系统，以实现编程输入、人机交互、自动化加工的控制方式，扩大加工能力，减少故障，提高效率，已成为企业进行技术改造的有效途径。1.UZ01线的工艺
13、要求1.1全线的工艺要求UX01型组合机床是用于加工135系列气缸盖的，工件材料为HT2547，硬度HB170241。气缸盖从毛坯上线，经过铣、钻、扩、攻丝、铰、倒角、切端面等切削加工工序和清洗、检查等辅助工序，最后成品出线1.1.1自动线的主要技术数据机床台数 15台加工工位数25个检查工位数2个动力部件数 24个主轴总数 220根液压油箱数8个电动机数量46个电动机总功率220kw外形尺寸（长宽高） 3500050001800毫米生产率负荷率为100%时，18件/小时1.1.2自动线的配置型式自动线为直线通过式配置方案。全线由铣削、两端面铣钻、两侧面铣钻及顶底面加工四个工段组成，各段间有转
14、位设备，以便完成对工件六个面的机械加工。自动线采用了通用的的液压自驱式动力头、铣头及其配套部件，通用化程度很高。图1.1所示为自动线的外观图自动线首端装料工位设有自动上料机构。自动线末端有清洗设备，以便对自动线加工出来的气缸头进行清洗。自动线上采用了自动排屑。在铣削工段采用刮板排屑，由自动线首端向中间排送。三、四段采用皮带排屑，由自动线末端向中间排送。两者使切屑集中于中间地沟中，由倾斜式提升刮斗送入储屑箱中。图1.1机床自动线外观图1.1.3自动线的工序安排气缸盖加工特点是：工件有七个面需要加工，其中一个为倾斜面。工件加工精度要求为：精加工的孔为2级精度，光洁度6，平面加工要求达到光洁度4和5
15、.加工时对精铰孔及攻丝分别采用煤油和机油润滑。第一工段由5台机床组成，机床C1、C2同时加工两个气缸盖，完成气缸盖底面，顶面的粗铣，半精铣，机床C3、C4为精铣气缸盖顶面、底面，机床C5扩、铰定位销孔，为下三个工段的定位基准。第二工段由2台机床组成，完成气缸盖端面的铣削以及扩孔、倒角、铰孔等工序。其中C7同时加工两个气缸盖。第三工段由3台机床组成，完成气缸盖侧面的铣削、钻孔、倒角及攻丝等工序。其中机床C9、C10同时加工两个气缸盖。第四工段由5台机床组成，其中机床C11C14同时加工两个气缸盖，机床C15加工一个气缸盖。完成顶面、底面及斜面上的钻孔、倒角、扩孔、锪孔、铣半圆孔、铰孔及攻丝等工序。加工气门导管孔及燃烧室孔时采用了装配式复合刀具，铣半圆孔采用的是带断刃的扩孔钻。自动线采用了强制换刀方案，在两班工作的情况下，每周更换一次刀具，但其中精铣刀有时需要提前更换。如图1.2，图1.3为气缸盖加工工序图图1.2气缸盖加工工序图图1.3气缸盖加工工序图1.1.4自动线的工作循环自动线具有自动的、半自动的及调整的工作循环。自动工作循环是用于全线自动工作，即全线各工位都
