钻床主轴进给系统控制课程设计

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1、前 言 随着科技的进步，PLC 在各个工业领域得到了广泛的应用，又因为 PLC 的种 类各种各样，都不同，它的应用范围也不同。PLC 应用给工业领域带来了前所未 有的方便，提高了生产效率，提高了控制的方便性。 PLC最初应用在汽车的领域， 后来人们发现它的用途不仅仅应用在汽车制造， 后来，人们把 PLC 应用到生活中的每个环节。它被应用在污水处理控制，机械手 的控制和交通灯的控制等，给人们的生活带来了许多方便。 例如，PLC 在钻床中的应用。它可以控制主轴的进给运动，可以完成自动控 制，连续运动和单周期运动，能精确的控制钻床主轴的进给运动，只需控制人按 下相应的按钮，就可以完成钻孔的工作，如果

2、工人想要手动完成工件，可以选择 手动程序，进行手动。 PLC 的发明为人类的进步做出了巨大的贡献，使人们在不同领域都能感受到 它的作用。 2总体设计 2.1 PLC 端口功能分配 当钻孔过程中，钻头进给至 SQ2 光电开关处后返回原点，回到原点处接触 SQ1 光电开关，在进行进给运动至 SQ3 光电开关处返回原点，依此类推，最后返 回原点停止。根据课题我把 PLC 端口进行功能分配。 功能 端口 功能 端口 启动 I0.0 SQ8 I1.0 停止 I1.1 复位 I1.2 SQ1 I0.1 手动 I1.3 SQ2 I0.2 手动左行 I1.4 SQ3 I0.3 手动右行 I1.5 SQ4 I0

3、.4 单周期 I2.0 SQ5 I0.5 正转 Q0.0 SQ6 I0.6 反转 Q0.1 SQ7 I0.7 2.2 设计思想 由设计题目和控制要求，我们可以知道，对于主电路，我们选择电动机正，反 转，对于控制电路，当钻床加工完一个零件，它的主轴进给运动需要 7 次，钻头 起始位置在原点，按下启动按钮 SB1，钻头进给至 SQ2 光电开关处后返回原点， 然后再次进给至 SQ3 光电开关处后再次返回原点，如此反复。 对于这次课程设计的要求如下： 1.完成课程设计指导书所要求的循环控制。 2.按停止按钮，完成当前循环后在停止。 3.按复位按钮，立即返回原点后停止。 4.要求可以实现手动，单周期，连

4、续控制。 当我看到这个题目时， 我先把书上的内容看了一遍，发现液体混合的案例和 我所设计的课题有些相似，我就重点看了一遍，参照“液体混合”这个案例，我 先画出循序功能图，然后画出了自动控制的梯形图，包括按停止按钮，完成当前 循环后停止在原点，按复位按钮，立即返回到原点停止和连续控制的功能。 看了单周期的案例，加上自己在图书馆收集的资料，在梯形图中加入了单周期 按钮触点 I2.0，这样就满足了单周期控制。 对于手动控制程序，我和同学一起研究，最后确定在自动控制梯形图上方加入 手动程序，为了不让手动控制和自动控制相互干扰，我在手动部分的梯形图中加 入了自动控制程序线圈的自复位线圈。 这样我的课程设

5、计的要求全部满足了， 2.3 PLC 的选型 由我的课程设计的控制要求和我在上面所给出的 PLC 的端口分配图可以知道， 我的设计有 15 个输入和 2 个输出，根据老师在课上的介绍和讲解，加上自己收 集的资料后，我选择西门子S7200 CPU 216，因为此 PLC 有 24 个输入口和 16 个输出口，完全满足我的需要。 2.4 主电路图的选择 根据课程设计的要求，钻头的主轴要做进给运动，所以我选择电动机正，反转 的主电路，只用一个三相交流电动机，与电动机连接的控制电路的接线有俩条是 相反的，这样就可以完成电动机的正反转，主电路图如下： 2.5 PLC 端子接线图 在课程设计的任务书中，输

6、入按钮有 8 个光电开关，分别为 SQ1,SQ2，SQ3， SQ4，SQ5，SQ6，SQ7，SQ8 和启动按钮，停止按钮，复位按钮，手动按钮，手 动左行按钮， 手动右行按钮， 单周期按钮， 还有2个输出端口分别为Q0.0和Q0.1。 所以我的 PLC 端子接线图如下： 3PLC 程序设计 3.1 顺序功能图 按下启动按钮 SB1，钻头进给至 SQ2 光电开关处后返回原点，然后再次进给 至 SQ3 光电开关处后再次返回原点，如此反复。根据这个要求，我再次参照书 中有关顺序功能图的有关资料，即顺序功能图中转换实现的基本规则： （1）转换实现的条件； （2）转换实现应完成的操作； （3）绘制顺序功能图的注意事项； 我的顺序功能图如下： 3.2 PLC 梯形图 在了解和课程设计的要求和顺序功能图，以及各个输入按钮的功能后，再加 上自己所收集的资料，我所编写的梯形图如下： V 4程序调试说明 在调试时，按下启动按钮 I0.0 时，程序开始执行，这时线圈 M0.1 得电，Q0.0 触发，电动机正转，当接触到光电开关 SQ2(I0.2)，线圈 M0.2 得电，Q0.1 触发，