毕业设计05217.doc

1、毕 业 论 文 （ 设 计 ）题 目 CK6150 数控机床 PLC 控制 学生姓名 唐嘉隆 学号 48 班 级 100222 专 业 机电一体化技术 分 院 工程技术分院 指导教师 史 晶 2010 年 月 日长春职业技术学院毕业论文（设计）专用纸I摘 要本设计是数控机床的 PLC 控制，用国内广泛使用的德国西门子 S7-200 系列 PLC 来控制CK6150 数控机床。本设计主要包括 CK6150 机床的简单介绍、PLC 类型选择、输入/输出分配表、梯形图、指令语句等内容。本文分析了数控中的 PLC，以 CK6150 数控车床的 PLC 控制来分析 PLC 在工业中的应用。通过 CK61

2、50 数控车床的 PLC 控制这个实例，可以清楚地看出独立型 PLC 与 CNC 装置之间、PLC 与机床侧的开关量之间的 I/O 连接关系：并通过 PLC程序设计，使 CNC 装置、PLC 和数控机床三者紧密结合在一起，形成一个有机整体，从而控制数控机床有条不紊地工作。关键词：可编程控制器（PLC）、控制、机床数控IIAbstractThis design is the PLCs conformity of CNC machine tools. Germanys Siemens S7-200 series PLC what is widely used at home to control

3、the CK6150 CNC machine tools. The design includes a brief introduction of the CK6150 machine, PLC type, input / output allocation table, ladder, instructions, etc. statements. This paper analyzes the PLC of the numerical control and applications of PLC control in industry by the PLCs conformity of t

4、he CK6150 CNC machine tools. You can clearly see that the I / O connections between independent PLC and CNC equipment and that PLC and the machine side of the switch by this example of the PLCs conformity of the CK6150 CNC machine tools. The close connection with the three together forms an organic

5、whole by the designing of PLC program, and thus conformity of CNC machine tools work in an orderly manner.Keywords:Programmable controller (PLC)、 control、 engine bed numerical controlIII目 录摘 要 IAbstractII一 CK6150 数控车床 PLC 控制 11.1概述 112 CK6150 数控车床 113 PLC 类型的选择 114 输入/输出分配表 215 PLC 的 I/O 接线图 316 PLC

6、 主程序梯形图 517 主要子程序梯形图 8171 液压卡盘和液压尾座控制子程序 8172 冷却和润滑控制子程序 10173 换刀控制子程序 11174 主轴控制子程序 .13175 急停、进给保持控制子程序 17IV二. 指令语句 1921 主程序指令语句 1922 子程序指令语句 20221 液压卡盘和液压尾座控制子程序指令语句 20222 冷却和润滑控制子程序指令语句 21223 换刀控制子程序指令语句 22224 主轴控制子程序指令语句 23225 急停、进给保持控制子程序指令语句 24结 语 26参考文献 27谢 辞 281一 CK6150 数控车床 PLC 控制1.1 概述数控机床

7、的控制就是由数控系统和可编程控制器协调配合共同完成的。 6其中可编程控制器主要完成与逻辑运算有关的一些动作，没有实现轨迹运动上的具体要求。可编程控制器通过辅助控制装置完成机床相应的开关动作，如刀具的更换，工件的装夹，冷却液的开关，自动润，滑等一些辅助动作。它还接收机床操作面板的指令，一方面直接 控制机床的动作，另一方面，将一部分信息送往数控系统用于加工过程的控制。在现代数控系统中，多数机床逻辑控制器都由可编程控制器来实现，也就是利用 PLC 中可靠的开关实现，从而避免相互矛盾和操作者有危险的现象出现。12 CK6150 数控车床CK6150 普通数控车床主要由床身、主轴变速箱、进给箱、刀架、尾

8、座、丝杆和光杠等部分组成。具有性能优越、操作方便、外形美观、结构先进等优点。主轴变速箱用来支承主轴和传动其旋转，它包含主轴及其轴承、传动机构、启停及换向装置、制动装置、操纵机构及润滑装置。进给箱用来变换被加工螺纹和导程，以及获得所需的各种进给量，它包含变换螺纹导程和进给量的变速机构、变换螺纹种类的移换机构、丝杆和光杠转换机构以及操作机构等部件。溜板箱用来将丝杆或光杠传来的旋转运动变为直线运动并带动刀架进给，控制刀架运动的接通、断开和换向等操作。车床的切削运动包括卡盘或顶尖带动工件的旋转主运动。中小型普通车床的主运动和进给运动一般采用一台异步电动机进行驱动。 5根据被加工零件的材料性质、几何形状

9、、工作直径、加工方式及冷切条件的不同，要求车床有不同的切削速度，因此车床主轴需要在相当大的范围内改变速度，普通车床的调2速范围在 70 以上，中小型普通车床多采用齿轮变速箱调速。车床主轴在一般情况下是单方向旋转的，但在车削螺纹时，要求主轴能正反转。主轴旋转方向可通过离合器或电气的方法实现，CK6150 车床的主轴单方向旋转速度有 24 种（101400r/min） ，反转速度有 12 种（141580r/min）13 PLC 类型的选择数控机床用 PLC 可分为两类：一类是专为实现数控机床顺序而设计制造的内装型 PLC；另一类是专业的 PLC 生产厂家的产品，他们规范输入/输出接口、输入/输出

10、点数、程序存储容量，其运算和控制功能均能满足数控机床的控制要求称为独立型 PLC。独立型 PLC 又称通用 PLC。独立型 PLC 独立于 CNC 装置，具有完备的硬件和软件功能，能够独立完成规定控制任务的装置。 2由于 CK6150 数控机床的辅助控制逻辑较为复杂，单纯用接触器和继电器控制逻辑实现比较困难，因此采用了独立于 CNC 之外的 S7200 来完成辅助控制功能。CPU226 模块有 24 输入/16 输出的共同体 40 个数字量 I/O 点，程序和数据存储容量达成 13KB，并能最多扩展 7 个外部功能模块，最大扩展至此 248 路数字量 I/O 点或是 35 路模拟量 I/O；2

11、 个 RS-485 通信/编程口，具有 PPI 通信协议、MPI 通信协议和自由方式通信能力；其 I/O 端子排可很容易地整体拆卸，适用于控制要求较高、点数多的小型或中型控制系统。由于 CPU224、CPU222 数字量 I/O 点数比较少，适合于点数少的控制系统或小点数的微型控制系统。它们的存储空间也比较少。CK6150 工作台 PLC 控制逻辑复杂，需要的输入/输出点数比较多，则选用 S7-200 系列的 CPU226。314 输入/输出分配表 3表 1-1 CK6150 PLC 控制输入/ 输出分配表输入 输出功能 PLC 地址 功能 PLC 地址冷却液开关 I0.0 主轴低速 Q0.0

12、尾座连续左 I0.1 主轴高速 Q0.1点动 I0.2 开冷却液 Q0.2连续右 I0.3 刀架正转 Q0.3超程解除 I0.4 刀架反转 Q0.4油泵停止开关 I0.5 润滑 Q0.5主轴低速控制开关I0.6 尾座向左 Q1.0主轴高速控制开关I0.7 尾座向右 Q1.11 号刀位 I1.0 卡盘夹紧 Q1.22 号刀位 I1.1 卡盘松开 Q1.33 号刀位 I1.2 离合器低速 Q1.44 号刀位 I1.3 离合器高速 Q1.5X 轴限位开关 I1.4 主轴刹车制动 Q1.6Z 轴限位开关 I1.5 急停报警指示灯 Q2.0脚踏开关 I1.6 卡盘夹紧指示灯 Q2.1伺服准备好 I2.0

13、 X 轴超程指示灯 Q2.2电机过热 I2.1 Z 轴超程指示灯 Q2.3冷却开启控制开关I2.2 顶尖指示灯 Q2.4挡位控制开关 I2.3 外部急停 Q2.5换刀控制开关 I2.4 进给保持 Q2.6油泵急停 I2.5NC 急停 I2.6NC 复位 I2.7415 PLC 的 I/O 接线图 45图 1-1 CNC 系统和 PLC 接口16 PLC 主程序梯形图 1在 CK6150 数控车床的 PLC 控制主程序中，首先处理 CNC 的 MST 代码（BCD码） ；然后在 M 选通、S 选通、T 选通信号的作用下，分别将 M 代码、S 代码、T代码转存到不同的 M 存储器中；无条件调用主轴控制子程序、液压卡盘和液压尾座控制子程序、冷却和润滑控制子程序、换刀控制子程序、急停和进给保持控制子程序。CK6150 数控车床 PLC 控制主程序