多工步机床的电气控制系统设计

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1、毕业设计任务书2001年12月30口指导教师姓名（）职称（高工）所在教研室（电气自动化）课题名称8.多工步机床的电气控制系统设计课题来源社会实际（）科研或教改项目（V）课程或实验室建设（）其他（）课题类型设计（V）论文（）调研报告（）其他（）毕业生承担课题所需人数（1人）专业要求（电气自动化技术专业）设计内容：多工步机床用于加工棉纺锭子，工艺复杂。零件加工前为实心坯件，加工过程由7个刀具分别按照7个工步依次进行加工，即钻孔、车平面、钻深孔、车外圆、钻孔、粗铰双节孔、倒角。指标要求：1.刀具进给的启动由启动按钮控制，各个动作的转换由位置开关控制；2.横向快进结朿转横向

2、工进，横向工进结朿转延时，延时结朿转横向快退；3.横向快退结朿转纵向快进、工进、延时、快退；4.然后依次是第3、4、5、6、7工步，每一工步都重复第1工步的变化。工作任务：1.熟悉设计题目涉及的相关知识；2.设计多工步机床新型电气控制系统的硬件电路；3.设计多工步机床新型电气控制系统的控制程序；4.提供设计说明书与相关附件。教研室主任意见同意！签字：王玉中2002年1月20日系主任意见签字：年月曰注：此表巾指导教师填写，经批准后交系办公室存档。目录1弓IB11.1课题研究的背景41.1.1国内外机床的发展状况41.1.2我国工业电气控制技术的发展状况61.2可编程控

3、制器的简介61.2.1可编程控制器的定义61.2.2PLC的特点71.2.3PLC的国内外发展状况81.3课题的提出91.4课题研究的意义、价值和技术可行性91.4.1PLC控制系统与继电器控制系统的比较101.4.2PLC控制系统与单片机控制系统的比较121.5小结122多工步机床电气控制系统的硬件设计132.1PLC选型设计132.2PLCI/O编址142.3PLCI/O点分配142.4PLCI/O电路设计152.5元件明细表172.6小结193多工步机床电气控制系统的软件设计213.1软件开发平台和编程语言的选择213.1.1软件开发平台213.1.2编程语言

4、的选择213.2多工步机床电气控制系统的流程图设计223.3多工步机床电气控制系统梯形图设计232.4小结294系统模拟仿真314.1硬件设罝314.2生成ASCII文本文件314.3下载程序314.4系统仿真314.5小结355结束语36参考文献37翻38⑺铰锥孔1.1课题研宄的背景工业机床的控制在工业生产自动化控制中占有重耍的位置。多工步机床由于其工步及动作多，控制较复杂，采用传统的继电器控制时，需要的继电器多，接线复杂，因此，故障多，维修困难，费工费时，不仅加大了维修成本，而且影响了设备的工效。采用PLC控制，可使接线大为简化，不但安装十分方便，而且保证了可靠

5、性，减少了维修费，提高了工效。本文设计的多工步机床是用于加工棉纺锭子锭脚的一种加工机床，其锭脚加工工艺比较复杂，零件加工前为实心坯件，整个机械加工过程由七个工步耍求依次进行切削。七个工步依次为:钻孔，车平而，钻深孔，车外圆及钻孔，粗铰双节孔及倒角，精铰双节孔，铰锥孔，各个工步的动作分解如图1-1所示。SB快进SQ1工进SQ2SQ3快退（1〉钻孔快进SQ1延时1S纵进纵退（2）车平面SBSQ3快进SQ1工进SQ2快退快进SQ1（3）钻深孔延时1S工进SQ2工进SQ2SQ3快退（4）车外圆及钻孔快进SQ1工进SQ2SQ3七快退延时1S延时1SSQ3SQ3快退（5）粗铰叹

6、节孔及倒角快进SQ1快退工进SQ2延时1S延时1S（6）楕铰叹节孔图1-1各个工步的动作分解图Fig.1-1Stepallthedecompositionoftheactionplans1.1.1国内外机床的发展状况在机床工业的发展过程中，提高机床的加工速度和加工精度，始终是人们努力解决的相互制约的两大课题，也是推动机床电气控制系统发展的动力。电力拖动控制、电力电子、检测、计算机和控制理论的发展，为机床电气控制系统不断发展提供了物质和科技条件。[2]20世纪40年代以前，机床的电气控制主耍采用交流电动机拖动的继电器-接触器控制。由于当时的交流电动机难以实现调速，只能

7、通过皮带、齿轮等机械机构来实现有级变速，因而机床的机械结构比较复杂，同时还限制了加工精度的提高。继电器-接触器控制系统可以实现机床的各种运动控制(如启动、制动、反转、变速等)，并可实现逻辑控制、联锁控制、异地控制等，因而大大提高了机床的自动化水平，有助于减轻工人的劳动强度。这种控制系统技术简单、易于掌握，至今仍被广泛采用。继电器-接触器控制系统是由各种电器组成的，而这些电器的机械动作寿命是有限的，必须按时更换损坏的电器，以免影响系统的可靠性。另外，根据加工工艺的耍求，需耍改变控制逻辑关系时，必须修改线路，重新安装配线，这对现代机床的控制要求是很不适应的。20世纪