两工位钻孔攻螺纹组合机床plc控制系统设计(附件)
目 录
1绪论 1
1.1 课题研究所处背景 1
1.2 课题的目的 1
1.3 课题所研究的任务 1
2 课题总体方案设计 2
2.1两工位钻孔攻螺纹组合机床结构 2
2.2两工位钻孔攻螺纹组合机床自动工作流程 3
2.3 两工位钻孔攻螺纹机床手动设计部分及指示灯 4
2.4两工位钻孔攻螺纹组合机床控制要求 5
2.5控制方式的选择 7
3 PLC控制系统的硬件设计 8
3.1 PLC的选型 8
3.2变频器的选择 12
3.3设计主电路 14
3.4输入输出接口分配表 15
3.5绘制PLC外部接线图 16
4 PLC控制系统的软件设计 18
4.1 PLC的编程语言 18
4.2 S7200的编程软件 18
4.3 PLC梯形图的程序设计 19
结 论 25
致 谢 26
附录A：两工位钻孔攻螺纹组合机床PLC控制设计梯形图 28
1绪论
课题研究所处背景
双工位钻孔和攻螺纹组合机床其作用是对工件进行钻孔和攻螺纹的，是人类经济建设和社 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ￥351916072$
会发展的重要工具。根据实习和入厂学习所得成果，现如今大部分机械行业所使用的双工位钻孔和攻螺纹组合机床都是用接触器的逻辑关系来进行控制的，甚至还在使用单独的钻孔和攻螺纹机床。传统所使用的继电器控制存在许多问题，刘丽茹接线复杂，找寻故障和排障都有较多问题，从而导致所处机械行业的企业生产效率低下，经济效益差。随着PLC在现代工业中不断提升的地位，PLC的广泛使用促使了当今机械行业的进步。
组合机床一般多采用多轴，多工序，多刀，多工位或多面同时加工的方式，其优势就是生产效率比通用机床高几倍[2]。而加入了PLC则使组合机床抗干扰能力增强，提高了可靠性，使得功能完善。该控制系统易于设计、安装和调试[4]。PLC控制系统在程序设计，硬件安装和后期调试三个方面都有显著的优势。并且PLC的控制系统结构较为简单且有很强的通用性和灵活性。
事实证明了采用PLC来控制两工位的钻孔和攻螺纹的组合机床是可行的。关于PLC，它是一种可编程控制器更是一种专门为在工业环境下应用而设计的进行数字运算操作的电子装置[8]。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程[11]。
课题的目的
本课题来源于工程实践，通过该环节的训练，培养学生调查研究，中外文献检索与阅读的能力，综合运用专业理论的技术，知识分析解决实际问题的思考方式，独立研究与论证的态度，使用计算机的能力，撰写设计说明书或论文的方法。分析了设计过程中可能出现的问题，并提出了相应的解决方案，从而培养了创新能力。
课题所研究的任务
本课题旨在研究两工位钻孔攻螺纹组合机床PLC控制系统的设计，用来解决传统继电器在机床使用过程中的诸多问题，从而达到机床的升级。使传统的两工位钻孔攻螺纹达到更高工作效率与精度，提升可靠性。在进行关于双工位钻孔和攻螺纹组合机床的PLC控制系统改造方案的应用研究中，关于一些细节问题也进行探讨和研究。其中需要重视问题有以下几点：
（1）分析两工位钻孔攻螺纹组合机床的工艺流程，系统总体方案设计：
（2）硬件设计： 绘制主电路图；I/O模块外部接线图；I/O定义号分配（输入输出分配表）。
（3） 软件设计：绘制梯形图，写出语句表。
2 课题总体方案设计
2.1两工位钻孔攻螺纹组合机床结构
该机主要由钻床滑台、攻丝滑台、移动工作台、夹具、钻床电机、攻丝电机、机身、工作台位移 电机、指示灯组成。如下图21所示。
图21 钻孔攻螺纹组合机床布局图与主要部件
图21为两工位钻孔攻螺纹组合机床的结构示意图，上面标清了主要电器元件的具体位置。图21下半部分为工作台和工作台的运行轨道，通过左右两个电机配合导轨使工作台移动达到指定位置。即达到钻孔和攻螺纹可到达的刀具工作范围内，通过三个开关完成定位。机床左侧加工位为钻孔刀具加工位即钻孔加工位，右侧加工位为攻螺纹刀具加工位即攻螺纹加工位，两个加工位可依次或同时进行加工[4]。
2.2两工位钻孔攻螺纹组合机床自动工作流程
双工位的钻孔和攻螺纹组合机床是一种用于加工零件的高精度通用型加工设备。为了使机床面对不同工件都可以自由调整其打孔的深度与位置，采用讲两个工位的原位开关和终点开关统一放置在一个拥有刻度的导轨上，从而达到可以自由调节加工深度的设备。
在设计时机床采用了由手动部分和自动部分两种部分来组成。在此次毕业设计说明书中重点介绍被分为两个模块的自动部分：自动钻孔部分和自动攻螺纹部分。使得工件可以在自动调节下完成某一个工位的自动加工，也可以一次进行加工，即在完成第一工位自动加工后直接走向第二工位，完成全自动操作。
钻孔位的自动工作流程如下图22。
钻孔位的工作流程：首先机床通电，各元件复位，开关打到自动工作开关并且选择钻孔工作位。工件的夹紧分为两部分首先在夹具放入后需进行手动夹紧，手动夹紧完成后按下自动夹紧按钮，工件在完成两个夹紧状态后才开始进行自动操作。工作台位移电机（左移电机）启动，直至工件接触到钻孔位开关，达到定位的效果。在工件进行定位后，钻孔工作电机启动做正转，启动后钻孔滑台在位移电机（步进电机）正转的带动下向前出发直至打到钻孔滑台的终点开关，工作结束。此时各工作电机复位，工件工作台在右移电机的带领下到中间复位开关停止，按夹具复位开关，解除夹具自动夹紧，手动解开固定将工件取下。
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