1、XXXXXX 大 学课 程 设 计题 目 ： PLC 控 制 仿 形 液 压 铣 床 班 级 ： 姓 名 ： 指 导 教 师 ： 完 成 日 期 ： 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 1一、设计题目 PLC 控制仿形液压铣床二、设计要求1 应 用 PLC 为 核 心 ， 对 仿 形 液 压 铣 床 进 行 控 制2 此 设 计 用 PLC 控 制 三 个 异 步 电 动 机 对 铣 床 进 行 控 制 ， 一 个 液 压泵 电 机 对 仿 形 指 控 制 ， 达 到 仿 形 的 目 的 。三、上交材料1 开 题 报 告 1 份2 说 明 书 1 本四、进度安排第 一 周 ： 查
2、阅 并 收 集 资 料 ， 确 定 设 计 题 目 。第 二 周 ： 确 定 整 体 设 计 方 案 并 编 写 设 计 开 题 报 告 。第 三 周 ： 具 体 硬 件 、 软 件 设 计 ， 实 现 控 制 要 求 。五、指导教师评语成 绩： 指导教师 日 期 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 2摘 要介 绍 铣 床 的 定 义 及 自 动 化 铣 床 的 发 展 和 现 状 ， 详 细 的 介 绍 了 液 压 仿 形铣 床 的 工 作 原 理 并 且 以 一 维 仿 形 为 例 详 细 的 介 绍 了 仿 形 铣 床 的 工 作 过 程及 过 程 分 析 ； PLC 的 特
3、 点 （ 体 积 小 ， 重 量 轻 ， 能 耗 低 可 靠 性 高 ， 抗 干 扰能 力 强 ； 配 套 齐 全 ， 功 能 完 善 ， 适 用 性 强 易 学 易 用 ， 深 受 工 程 技 术 人 员欢 迎 ； 系 统 的 设 计 、 建 造 工 作 量 小 ， 维 护 方 便 ， 容 易 改 造 ） 主 要 功 能（ 步进顺序控制，数据处理，限时控制，条件控制，计数控制，模 /数和数 /模转换） 以 及 PLC 型 号 选 择 所 要 注 意 的 事 项 （ 容 量 、 I/O 模 块 、 电 源模 块 、 特 殊 功 能 模 块 、 通 信 联 网 能 力 ） ； 根 据 仿 形 铣
4、 床 的 工 作 流 程 制 作流 程 图 ， 编 写 程 序 制 作 梯 形 图 ， 绘 制 I/O 地 址 分 配 图 。关 键 词 ： 仿 形 液 压 铣 床 ； PLC； 流 程 图 ； 梯 形 图辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 3AbstractDescribes the definition and automation of milling machine milling machine development and current situation, described in detail the working principle of hydraulic
5、 copy milling machine, and copying a one-dimensional case described in detail the process of copying the work of milling and process analysis; PLC characteristics (volume Small, light weight, low energy consumption, high reliability, strong anti-interference; fully furnished, perfect function, appli
6、cability and easy to use, welcomed by the engineering and technical personnel; system design, construction work is small, easy maintenance, easy transformation) the main function (step sequence control, data processing, limited control, conditional control, count controls, analog / digital and digit
7、al / analog conversion) and the PLC model to select the desired note (capacity, I / O module, power module special function modules, communication networking capabilities); copy milling machine according to the workflow flowcharts, programming production ladder, drawing I / O address assignment map.
8、 Key words: hydraulic copying milling machine; PLC; flow; Ladder 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 4目 录1 引言 12 发 展 现状 22.1 铣 床 的 介绍 22.2 自 动 铣 床 的 发 展 及 现状 33 整 体 设计 44 硬 件 设计 44.1 PLC 的 特 点 及 主 要 功能 44.2 PLC 型 号 的 选 择 84.3 液 压 仿 形 铣 床 行 程 分 析 124.4 PLC 的 I/O 地 址 分 配辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 5图 194.5 PLC 外 部 接
9、线图 205 PLC 控 制 软 件设 215.1 系 统 工 作 流 程 图 215.2 梯 形 图 22参 考 文献 24辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 61. 引 言随 着 机 电 一 体 化 技 术 的 迅 猛 发 展 , 数 控 机 床 的 应 用 已 日 趋 普 及 , 机 械 制 造 业 正 在 越 来 越 多 地 采 用 数 控 技 术 来 改 善 其 生 产 加 工 方 式 , 用 以 解 决 现 代 机 械 制 造 中 结 构 复 杂 、 紧 密 、 批 量 小 、 多 变 零 件 的 加 工 问题 。 然 而 , 从 目 前 企 业 面 临 的 情 况 看
10、 , 因 数 控 机 床 价 格 昂 贵 , 一 次 性 投 资 较 大 , 使 有 些 企 业 难 以 承 担 。 因 此 , 对 普 通 机 床 的 数 控化 改 造 就 显 得 非 常 必 要 , 这 种 必 要 性 主 要 体 现 在 :数 控 机 床 可 以 加 工 出 传 统 机 床 加 工 不 出 来 的 曲 线 、 曲 面 等 复 杂 的 零 件 ;可 以 实 现 加 工 的 自 动 化 , 而 且 是 柔 性 自 动 化 , 从 而 效 率 可 比 传统 机 床 提 高 3 7 倍 ；加 工 零 件 的 精 度 高 , 尺 寸 分 散 度 小 , 使 装 配 容 易 , 不
11、再 需 要 “修 配 ”；可 实 现 多 工 序 的 集 中 , 减 少 零 件 在 机 床 间 的 频 繁 搬 运 ；拥 有 自 动 报 警 、 自 动 监 控 、 自 动 补 偿 等 多 种 自 律 功 能 , 因 而 可实 现 长 时 间 无 人 看 管 加 工 。在 我 国 的 大 多 数 制 造 行 业 和 企 业 的 生 产 、 加 工 装 备 绝 大 多 数 是 传 统 的机 床 , 而 且 半 数 以 上 是 役 龄 在 10 年 以 上 的 旧 机 床 。 用 这 种 装 备 加工 出 来 的 产 品 普 遍 存 在 质 量 差 、 品 种 少 、 档 次 低 、 成 本 高
12、 、 供 货 期 长 , 从 而 在 国 际 、 国 内 市 场 缺 乏 竞 争 力 , 直 接 影 响 一 个 企 业 的 产 品 、 市 场 、效 益 , 影 响 企 业 的 生 存 和 发 展 。 所 以 必 须 大 力 提 高 机 床 的 数 控 化 率 。我 国 自 改 革 开 放 以 来 , 很 多 企 业 从 国 外 引 进 技 术 、 设 备 和 生 产 线进 行 技 术 改 造 。 据 不 完 全 统 计 , 从 19791988 年 间 , 全 国 引 进技 术 改 造 项 目 就 有 18446 项 , 大 约 165.8 亿 美 元 。这 些 项 目 中 , 大 部 分
13、 项 目 为 我 国 的 经 济 建 设 发 挥 了 应 有 的 作 用 。 但 是 有 的 引 进 项 目 由 于 种 种 原 因 , 设 备 或 生 产 线 不 能 正 常 运 转 , 甚 至 瘫 痪 , 使 企 业 的 效 益 受 到 影 响 , 严 重 的 使 企 业 陷 入 困 境 。 一些 设 备 、 生 产 线 从 国 外 引 进 后 , 有 的 消 化 吸 收 不 好 , 备 件 不 全 , 维 护 不 当 , 结 果 运 转 不 良 ； 有 的 引 进 时 只 注 意 引 进 设 备 、 仪 器 、 生产 线 , 忽 视 软 件 、 工 艺 、 管 理 等 , 造 成 项 目
14、 不 完 整 , 设 备 潜 力辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 7不 能 发 挥 , 有 的 甚 至 不 能 启 动 运 行 , 没 有 发 挥 应 有 的 作 用 。 种 种原 因 使 有 的 设 备 不 仅 没 有 创 造 财 富 , 反 而 消 耗 着 财 富 。这 些 不 能 使 用 的 设 备 、 生 产 线 是 个 包 袱 , 也 是 一 批 很 大 的 存 量资 产 , 修 好 了 就 是 财 富 。 只 要 找 出 主 要 的 技 术 难 点 , 解 决 关 键 技术 问 题 , 就 可 以 最 小 的 投 资 盘 活 最 大 的 存 量 资 产 , 争 取 到
15、 最 大 的经 济 效 益 和 社 会 效 益 。在 美 国 、 日 本 和 德 国 等 发 达 国 家 , 他 们 的 机 床 改 造 作 为 新 的 经 济增 长 行 业 , 生 意 盎 然 ,正 处 在 黄 金 时 代 。 由 于 机 床 以 及 技 术 的 不 断进 步 , 机 床 改 造 是 个 “永 恒 ”的 课 题 。 我 国 的 机 床 改 造 业 , 也 从老 的 行 业 进 入 到 以 数 控 技 术 为 新 的 行 业 。 在 美 国 、 日 本 、 德 国 , 用 数 控 技 术 改 造 机 床 和 生 产 线 具 有 广 阔 的 市 场 , 已 形 成 了 机 床 和
16、 生产 数 控 改 造 的 新 的 行 业 。 在 美 国 , 机 床 改 造 业 称 为 机 床 再 生 （ Remanufacturing） 业 。 从 事 再 生 业 的 著 名 公 司 有 ： Bertsche 工 程公 司 、 ayton 机 床 公 司 、 Devlieg-Bullavd(得 宝 )服 务 集 团 、 US 设 备公 司 等 。 美 国 得 宝 公 司 己 在 中 国 开 办 公 司 。我 们 提 出 的 对 普 通 铣 床 的 数 控 改 造 是 一 个 典 型 的 铣 床 数 控 改 造 实 例 , 对 于 改 善 生 产 环 境 , 降 低 劳 动 强 度 ,
17、 提 高 零 件 加 工 精 度 及 自 动 化 程度 具 有 重 要 的 意 义 , 可 以 创 造 一 定 的 经 济 效 益 和 社 会 效 益 。2. 发 展 现 状2.1 铣 床 的 介 绍铣 床 是 以 各 类 电 动 机 为 动 力 的 传 动 装 置 与 系 统 的 对 象 以 实 现 生 产 过 程自 动 化 的 技 术 装 置 。 电 气 系 统 是 其 中 的 主 干 部 分 ， 在 国 民 经 济 各 行 业 中的 许 多 部 门 得 到 广 泛 应 用 。随 着 电 子 技 术 的 发 展 ， 可 编 程 序 控 制 器 日 益 广 泛 的 应 用 于 机 械 、 电
18、 子加 工 与 设 备 电 气 改 造 中 。 铣 床 作 为 机 械 加 工 的 通 用 设 备 在 内 燃 机 配 件 的 生 产 中 一 直 起 着 不 可 替代 的 作 用 。 自 动 铣 床 具 有 工 作 平 稳 可 靠 ， 操 作 维 护 方 便 ， 运 转 费 用 低 的特 点 ， 已 成 为 现 代 生 产 中 的 主 要 设 备 。 自 动 铣 床 控 制 系 统 的 设 计 是 一 个很 传 统 的 课 题 ， 现 在 随 着 各 种 先 进 精 确 的 诸 多 控 制 仪 器 的 出 现 ， 铣 床 控辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 8制 的 设 计 方
19、 案 也 越 来 越 先 进 ， 越 来 越 趋 于 完 美 ， 各 种 参 考 文 献 也 数 不 胜数 。 在 我 国 70 80 年 代 大 多 数 铣 床 中 ,大 多 数 的 开 关 量 控 制 系 统 都 是采 用 继 电 器 控 制 ,也 有 相 当 一 部 分 辅 机 系 统 是 采 用 继 电 控 制 。 因 此 ,继 电 器 本 身 固 有 的 缺 陷 ,给 铣 床 的 安 全 和 经 济 运 行 带 来 了 不 利 影 响 ,用 PLC 对 铣 床 的 继 电 器 式 控 制 系 统 进 行 改 造 已 是 大 势 所 趋 。2.2 自 动 铣 床 的 发 展 及 现 状
20、从 上 世 纪 80 年 代 起 铣 床 制 造 业 的 发 展 虽 有 起 伏 但 对 自 动 控 制 技 术和 自 动 铣 床 床 一 直 给 予 不 是 很 大 的 关 注 。 经 过 九 五 自 动 车 床 和 加 工 中 心包 括 自 动 铣 床 的 产 业 化 生 产 基 地 的 形 成 ， 所 生 产 的 中 档 普 及 型 自 动 铣 床的 功 能 性 能 和 可 靠 性 方 面 已 具 有 较 强 的 市 场 竞 争 力 。 但 在 中 高 档 自 动 铣床 方 面 与 国 外 一 些 先 进 产 品 相 比 仍 存 在 较 大 差 距 。 这 是 由 于 欧 美 日 等 先
21、进 工 业 国 家 于 80 年 代 先 后 完 成 了 自 动 机 床 产 业 进 程 ， 其 中 一 些 著 名 机床 公 司 致 力 于 科 技 创 新 和 新 产 品 的 研 发 引 导 着 数 控 机 床 技 术 发 展 ， 如 美国 英 格 索 尔 公 司 和 德 国 惠 勒 喜 乐 公 司 对 用 于 汽 车 工 业 和 航 空 工 业 高 速 数控 铣 床 的 发 展 日 本 牧 野 公 司 对 高 效 精 密 加 工 中 心 所 作 的 贡 献 ， 德 国 瓦 德里 希 公 司 在 重 型 龙 门 五 面 加 工 铣 床 方 面 的 开 发 以 及 日 本 马 扎 克 公 司
22、 研 发的 车 铣 中 心 对 高 效 复 合 加 工 的 推 进 等 等 。 相 比 之 下 ， 我 国 大 部 分 数 近 代机 床 产 品 在 技 术 处 于 跟 踪 阶 段 。 表 1 以 中 挡 铣 床 为 例 列 出 国 内 外 先 进产 品 主 要 技 术 指 标 ， 由 此 可 以 看 到 效 率 精 度 和 可 靠 性 等 方 面 均 有 明 显 差 。随 着 科 学 技 术 的 不 断 发 展 ， 生 产 工 艺 的 不 断 发 展 改 进 ， 特 别 是 计 算 机技 术 的 应 用 ， 新 型 控 制 策 略 的 出 现 ， 不 断 改 变 着 电 气 控 制 技 术
23、的 面 貌 。在 控 制 方 法 上 ， 从 手 动 控 制 发 展 到 自 动 控 制 ;在 控 制 功 能 上 ， 从 简 单 控制 发 展 到 智 能 化 控 制 ； 在 操 作 上 ， 从 策 重 发 展 到 信 息 化 处 理 ； 在 控 制 原理 上 ， 从 单 一 的 有 触 头 硬 接 线 继 电 器 逻 辑 控 制 系 统 发 展 到 以 微 处 理 器 或微 型 计 算 机 为 中 心 的 网 络 化 自 动 控 制 系 统 。 X62W 铣 床 综 合 了 计 算 机 技术 、 微 电 子 技 术 、 检 测 技 术 、 自 动 控 制 技 术 、 智 能 技 术 、 通
24、 信 技 术 、 网络 技 术 等 先 进 的 科 学 技 术 成 果 。工 业 、 农 业 、 科 学 和 国 防 现 代 化 建 设 要 求 机 械 产 业 不 断 地 提 供 各 种 先进 的 设 备 。 如 电 力 机 床 、 内 燃 机 车 、 工 程 机 械 等 设 备 。辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 9利 用 刀 具 对 金 属 毛 坯 进 行 切 削 ， 从 而 加 工 出 机 械 零 件 的 工 作 机 械 称 为金 属 切 削 机 床 ， 简 称 机 床 。 机 床 是 现 代 机 械 制 造 业 中 最 重 要 的 加 工 设 备 ，在 一 般 机 械
25、制 造 厂 中 ， 机 床 所 担 负 的 加 工 工 作 量 约 占 机 械 制 造 总 工 作 量的 40%60%。机 床 的 性 能 直 接 影 响 机 械 产 品 的 性 能 、 质 量 和 经 济 性 。 因 此 ， 它 是 国民 经 济 中 具 有 战 略 意 义 的 基 础 工 业 ， 机 床 的 拥 有 量 及 其 先 进 程 度 将 直 接影 响 到 国 民 经 济 各 部 门 生 产 发 展 和 技 术 进 步 的 能 力 。仿 形 铣 床 是 由 普 通 机 床 发 展 而 来 。 它 集 于 机 械 、 液 压 、 气 动 、 伺 服 驱动 、 精 密 测 量 、 电
26、气 自 动 控 制 、 现 代 控 制 理 论 、 计 算 机 控 制 等 技 术 于 一体 ， 是 一 种 高 效 率 、 高 精 度 能 保 证 加 工 质 量 、 解 决 工 艺 难 题 ， 而 且 又 具有 一 定 柔 性 的 生 产 设 备 。 仿 形 铣 床 的 广 泛 应 用 ， 给 机 械 制 造 业 的 生 产方 式 、 产 品 机 构 和 产 业 机 构 带 来 了 深 刻 的 变 化 ， 其 技 术 水 平 高 低 和 拥 有量 多 少 ， 是 衡 量 一 个 国 家 和 企 业 现 代 化 水 平 的 重 要 标 志 。3. 整 体 设 计PLC 控 制 液 压 泵 电
27、 机 、 驱 动 主 轴 电 机 、 驱 动 进 给 电 机 、 驱 动 冷 却 泵 电机 。 PLC 控 制 液 压 泵 电 机 启 动 带 动 仿 形 指 接 触 要 被 仿 形 的 工 件 ， 驱 动 主轴 电 机 、 驱 动 进 给 电 机 、 驱 动 冷 却 泵 电 机 根 据 仿 形 形 式 进 行 运 动 。4. 硬 件 设 计4.1 PLC 的 特 点 及 主 要 功 能4.1.1 PLC 的 一 般 特 点 ：1） 编 制 程 序 简 单PLC 一 般 采 用 易 于 理 解 和 掌 握 的 梯 形 语 言 及 面 向 工 业 控 制 的 简 单 指 令编 制 程 序 ， 非 常 形 象 直 观 。 对 于 小 型 PLC 而 言 ， 几 乎 不 需 要 任 何 专 门的 计 算 机 知 识 ， 特 别 适 合 现 场 工 程 技 术 人 员 使 用 。2） 控 制 系 统 构 成 简 单 、 通 用 性 强虽 然 PLC 种 类 繁 多 ， 但 由 于 其 产 品 的 系 列 化 和 模 块 化 ， 且 软 件 包 齐全 ， 用 户 可 灵 活 组 成 各 种 规 模 和 要 求 不 同 的 控 制 系 统 。 用 户 在 硬 件 设 计方 面 ， 只 需 确 定 PLC 的 硬 件 配 置 和 I/O 的 外 部 接 线 ， 不 需 要 诸 如 继 电
