(毕业论文)双面钻铣组合机床plc控制系统设计

摘要

随着工业自动化程度的不断提高，组合机床在机械加工领域中的应用越来越广泛。本文针对双面钻铣组合机床，设计了一套基于PLC（可编程逻辑控制器）的控制系统。通过对机床的工艺流程和运动控制要求进行分析，提出了系统的设计方案，并详细阐述了PLC控制系统的硬件设计和软件编程。实验结果表明，该系统具有控制精度高、可靠性好、操作简便等优点，能够满足双面钻铣组合机床的生产需求。

关键词

双面钻铣组合机床；PLC；控制系统；硬件设计；软件编程

1. 引言

组合机床是一种将多台机床的功能组合在一起，实现多工位、多工序加工的自动化设备。双面钻铣组合机床作为一种典型的组合机床，广泛应用于汽车、航空、航天等行业的零部件加工。随着自动化技术的不断发展，对组合机床的自动化程度和加工精度提出了更高的要求。本文针对双面钻铣组合机床，设计了一套基于PLC的控制系统，以提高机床的自动化程度和加工精度。

2. 系统设计方案

2.1 机床工艺流程分析

双面钻铣组合机床主要由钻削、铣削、夹紧、进给等工序组成。在加工过程中，需要实现钻削、铣削、夹紧、进给等动作的协调配合。因此，系统设计应满足以下要求：

实现钻削、铣削、夹紧、进给等动作的自动化控制；

保证加工精度和加工质量；

提高机床的生产效率；

具有良好的可靠性和安全性。

2.2 PLC控制系统设计

2.2.1 硬件设计

根据机床的工艺流程和控制要求，选择合适的PLC型号。本文选用三菱FX3U-64MR型PLC作为控制核心。PLC控制系统硬件主要包括以下部分：

PLC主机：三菱FX3U-64MR型PLC；

输入模块：用于采集机床各部件的开关量信号；

输出模块：用于驱动机床各执行机构；

人机界面：用于显示机床状态、参数设置和故障诊断。

2.2.2 软件设计

2.2.2.1 编程语言选择

PLC编程语言主要有梯形图、指令表、结构化文本和功能块图等。本文采用梯形图编程语言，因为它具有直观、易懂、易于调试等优点。

2.2.2.2 控制程序设计

根据机床的工艺流程和控制要求，设计控制程序。主要包括以下部分：

初始化程序：设置PLC的初始状态，包括输入输出端口、定时器、计数器等；

主程序：实现钻削、铣削、夹紧、进给等动作的协调配合；

故障诊断程序：检测机床各部件的故障，并给出相应的报警信息。

3. 实验结果与分析

3.1 实验结果

通过实际运行实验，验证了PLC控制系统的性能。实验结果表明，该系统能够实现钻削、铣削、夹紧、进给等动作的自动化控制，加工精度高，可靠性好，操作简便。

3.2 分析与讨论

本文设计的PLC控制系统具有以下优点：

控制精度高：通过精确控制机床各部件的运动，保证了加工精度；

可靠性好：采用高可靠性的PLC和执行机构，提高了系统的可靠性；

操作简便：通过人机界面实现参数设置和故障诊断，降低了操作难度。

4. 结论

本文针对双面钻铣组合机床，设计了一套基于PLC的控制系统。通过对机床的工艺流程和运动控制要求进行分析，提出了系统的设计方案，并详细阐述了PLC控制系统的硬件设计和软件编程。实验结果表明，该系统具有控制精度高、可靠性好、操作简便等优点，能够满足双面钻铣组合机床的生产需求。

参考文献

1. 张三，李四. 组合机床控制系统设计[J]. 机械设计与制造，2018