双面钻孔组合机床控制系统分析与设计

双面钻孔组合机床控制系统分析与设计 目 录摘要1关键词1Abstract1Key words1引言 21双面钻孔组合机床的总体分析31.1机床的主要结构部件31.2双面钻孔组合机床工作过程31.3 液压元件的选择41.3.1液压阀及过滤器的选择41.3.2 油管的选择5 1.4双面钻孔组合机床液压系统控制分析5 2双面钻孔组合机床的控制系统的总体设计62.1双面钻孔组合机床主电路设计62.2双面钻孔组合机床总控制过程72.3 PLC控制系统的简介82.3.1 PLC的定义及组成82.3.2 PLC的工作方式与运行框图93 PLC控制系统硬件设计113.1 PLC的选型113.2 PLC I/O分配和接线114 PLC控制系统软件设计134.1 PLC的编程方式134.2 PLC控制系统设计思路144.3 PLC控制程序设计及顺序功能图15总结17参考文献18致谢19双面钻孔组合机床控制系统分析与设计摘要：新型组合钻床，属于机械加工用钻床。它由工作台、安装在工作台两端及一侧的导轨，导轨与工作台的边缘平行，钻架通过吊铁和锁紧螺钉安装在导轨上；导轨上设有燕尾，钻架可在导轨上水平移动；钻架包括溜板、溜板上装有传动机构，溜板底面上设有与导轨上的燕尾相配合的燕尾槽，机械滑台上装有主支撑架，主支撑架上装有纵向机械滑台及控制系统，控制系统连接一控制活动按钮站，纵向机械滑台上装有附属支撑架，附属支撑架上通过机械滑台装有水平方向的钻削动力头。它解决了现有的钻床加工大型零部件特别是回转体直径较大时操作不方便、加工困难等技术问题。关键词：PLC；双面钻孔；组合机床；控制系统Analysis and Design of Double Hole Modular Machine Tool Control SystemAbstract：The new combination drilling machine, belongs to the mechanical processing with the drilling machine. It consists of the workbench, installed on both ends of the workbench, and one side of the guide rail, rail is parallel to the edge of the table, the drill stand by hanging and lock screw is installed on the guide rail; Equipped with dovetail guideway, drill stand can move on the guide rail level; Drill stand including actuator mounted on the slip board, slip board, sliding board on the bottom has to match the dovetail on the guide rail of the dovetail groove, mechanical sliding table is equipped with the support frame, the main supporting frame is equipped with longitudinal mechanical sliding table and control system, control system to connect a control activity button station, longitudinal mechanical sliding table is equipped with auxiliary support leg, auxiliary supporting frame through mechanical sliding table equipped with horizontal drilling power head. It solves the existing special drilling machine.Key words: PLC; Double-sided drilling; Combination machine tools; Control system摘要：以双面钻孔组合控制机床为研究对象，通过对主要结构和运动形式的探究以及对机床的工作过程和控制要求分析，给出了机床动作循环图、液压元件动作表。并采用PLC控制系统的设计方法, 进行了软硬件设计,根据双面钻孔组合机床的电气控制要求，本文设计了以PLC为核心的主控制系统，系统阐述了控制系统硬件和软件的设计过程，并编写出PLC控制程序的梯形图和指令表,通过上位计算机可对机床的现场状态实时监控和对工作参数进行调整，从而使系统工作达到最佳状态。有效解决了传统组合机床生产过程中故障率高，操作复杂以及维护困难等问题。使整个控制系统的操作变得简单、方便，大大提高了系统的自动化程度和实用性。引言最早的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车零件。初期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的互换性，便于用户使用和维修，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定各部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。在我国，组合机床的科研和生产都具有相当的基础，应用也已深入到很多行业。是当前机械制造业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速发展必不可少的设备之一。组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。工业生产对电器控制设备的可靠行的要求非常高，需具有很强的抗干扰能力强，能在很恶劣的环境下（如温度高、湿度大、金属粉尘多、距离高压设备近、有较强的高频电磁干扰等）长期连续可靠地工作，平均无故障时间(MTBF)长，故障修复时间短。能适应工业现场的恶劣环境。可以说，没有任何一种工业控制设备能够达到可编程控制器的可靠性。在PLC的设计和制造过程中，采取了精选元器件及多层次抗干扰等措施，使PLC的平均无故障时间MTBF通常在10万小时以上，有些PLC的平均无故障时间可以达到几十万小时以上，如三菱公司的F1，F2系列的MTBF可达到30万小时，有些高档的MTBF还要高得多，绝这是其他电气设备根本做不到的。本课题介绍了一种全新的自动化控制理念，由双面钻孔机床自动控制的实际条件出发，利用PLC对双面钻孔组合机床的电气控制系统经行了改造设计。机床对面布置两个液压动力滑台，两边的滑台上分别固定着左、右刀具电动机，工件定位夹紧装置装在中间底座上。双面钻孔组合机床是一种高效自动化的装用加工设备，它可以用来在工件两相对表面上钻孔，并取得了良好效果。组合机床的控制系统大多采用机械、液压、气动和电气控制相结合的控制方式。组合机床的控制线路的总体设计是由通用部件的典型控制线路和一些基本的环节组成。 双面钻孔组合机床是针对在工件两相对表面进行钻孔加工而设计的一种高效自动化专用加工设备,其主要结构为：左、右两个动力滑台对称布置，安装在标准侧底座上。左、右刀具电动机分别固定在左、右滑台上，中间底座上装有工件定位、工件夹紧装置。该双面钻孔组合机床采用电动机驱动和液压系统驱动相结合的驱动方式，其控制过程是典型的顺序循环控制。1 双面钻孔组合机床的总体分析组合机床是一种专用高效自动化技术装备，目前它仍是大批量机械产品实现高效、高质量和经济生产的关键装备。显然，在大批量生产的机械工业部门，大量采用的设备是组合机床和自动线。因此，组合机床及自动化的技术性能和综合自动化水平，在很大程度上决定了这些工业部门产品的生产效率、产品质量和企业生产组织的结构，也在很大程度上决定了产品的竞争力和企业的发展前景1。1.1 机床的主要结构部件 机床主要由底座、床身、主轴箱及钻头、工件定位及夹紧装置、动力滑台、工作台、油缸、多种液压阀等组成。床身的两边各安装左、右高速钢椎柄麻花钻头，可以同时对定位于中间工件进行双面加工。两个动力滑台对面布置并安装在标准侧底座上，刀具电动机M2、M3分别固定在左、右动力滑台上，中间底座上装有工件定位夹紧装置2。机床主要结构及结构简图如图1-1所示。图1-1 双面钻孔组合机床主结构简图1.侧底刀；2.刀具电动机；3工件定位夹紧装置；4.主轴箱及钻头； 5.动力滑台；1.2 双面钻孔组合机床工作过程 机床的电气控制要求：液压泵电动机先启动，系统正常供油后，其它控制电路通电工作；左、右刀具电动机在滑台进给循环开始时启动，滑台退回到原来位置后停机。冷却泵电动机可手动控制启停，也可在左、右滑台工作时，进给自动提供油液。其控制过程是典型的顺序控制，所以当把工件装入夹紧装置后，按下启动按钮SB3，机床便开始进行自动循环的过程，其循环过程如图1-2所示。图1-2 机床动力头工作循环示意图1.3 液压元件的选择1.3.1 液压阀及过滤器的选择 根据液压阀在系统中的最高工作压力与通过该阀的最大流量，可选出这些元件的型号及规格。本例所有阀的额定压力都为56310Pa，额定流量根据各阀通过的流量，确定为10L/min，25L/min和63L/min三种规格，所有元件的规格型号列于表1-1中，过滤器按液压泵额定流量的两倍选取吸油用线隙式过滤器。表1-1液压元件明细表序号元件名称最大通过流量/L。min-1型号1双联叶片泵22.5YB-A26B2单向阀12I-25B3三位五通电磁阀3235D-63BY4二位二通电磁阀3222D-63BH5调速阀0.32Q-10B6压力继电器-DP-63B7单向阀16I-25B8液控顺序阀0.16XY-25B9背压阀0.16B-10B10液控顺序阀（卸载用）16XY-25B11单向阀12I-25B12溢流阀4Y-10B13过滤器45XU-BU2*10014压力表开关-K-6B15减压阀20J-63B16单向阀2024D-40B17而维思通电磁阀20XI-63B18单向顺序阀-DP-63B19压力继电器-DP-63B20压力继电器-1.3.2 油管的选择 根据选定的液压阀的连接油口尺寸确定管道尺寸。液压缸的进、出油管按输入、排出的最大流量来计算。由于本系统液压缸差动连接快进快退时，油管内通油量最大，其实际流量为泵的额定流量的两倍达45L/min，则液压缸进、出油管直径d按产品样本，选用内径为10mm，外径为18mm的冷拔钢管。1.4 双面钻孔组合机床液压系统控制分析 机床动力滑台和工件定位、夹紧装置由液压系统驱动。定位装置和夹紧装置用液压系统控制，传感器传递信号完成工件的定位和夹紧，实现自动加工。钻孔滑台的前进后退和钻孔动力头的动作用由PLC控制，行程开关传出信号，实现钻孔加工量的调整和钻孔加工。电磁阀线圈YV9和YV10控制定位销液压缸活塞运动方向；YV1和YV2控制夹紧装置液压缸活塞运动方向；YV3、YV4和YV7为左机滑台油路中电磁阀换向线圈；YV5、YV6和YV8为右机滑台油路中电磁阀换向线圈，电磁阀动作状态见表1-2。表1-2 电磁阀动作状态表序号动作名称定位夹紧左机右机卸荷左电机右电机液压泵切削液电机YV9YV10YV1YV2YV3YV4YV7YV5YV6YV8YV11M1M2M3M41启动-+-+-2工件定位+-+-3工件夹紧+-+-+-4快进+-+-+-+-+-+-5工进+-+-+-+-+6快退+-+-+-+-+-7松开夹紧+-+-+-8拔销-+-+-9紧急停止-从表1-2中可以看出，电磁阀YV9线圈通电时，机床工件定位装置将工件定位；当电磁阀YV1通电时，机床工件夹紧装置将工件夹紧；当电磁阀YV1、YV3通电时，左机滑台快速移动；当电磁阀YV1、YV5通电时，右机滑台快速移动；当电磁阀YV1、YV7或YV1、YV8通电时，左机滑台或右机滑台工进；当电磁阀YV1、YV4或YV1、YV6通电时，左机滑台或右机滑台快速后退；当电磁阀YV2通电时，松开定位销；当电磁阀YV10通电时，机床拨开定位销；定位销松开后，撞击行程开关SQ1，机床停止运行3。液压控制程序系统及各工步转换主令、电磁阀线圈通电状态如图1-3所示。 图1-3 液压系统原理图1液压泵；2溢流阀；3电磁阀；4减压阀；5过滤器；6换向阀；7调速阀；8单向阀；9定位液压缸；10溢流阀；11压力继电器；12换向阀；13节流阀；14单向阀；15夹紧液压缸；16节流阀；17换向阀；18换向阀；19液压缸；20液压缸；21换向阀；22节流阀；23换向阀；双面钻孔组合机床左、右机液压滑台控制要求完全相同，都是完成“快进工进快退停止”循环过程，可采用顺序程序设计法设计。2 双面钻孔组合机床控制系统总体设计2.1 双面钻孔组合机床主电路设计 本机床采用四台电动机和液压系统相结合的驱动方式，其中电动机M2，M3分别带动左、右主轴箱的刀具主轴提供切削运动，而左、右动力滑台和工件定位夹紧装置则由液压系统驱动，M1为液压泵的驱动电动机，M4为冷却泵电动机。 生产实践中很多机械（如龙门刨床、导轨磨床等）的工作台需要往复运动，利用行程开关可实现往复运动控制。双面钻孔组合机床的左，右钻头的旋转，分别由交流电机带动，而左右滑台的移动由液压缸通过电磁阀实现驱动，控制主电路如图2-1所示。液压泵电动机 左刀电机 右刀电机 切削液电机 M1 3 M1 3 M3 3 M4 3L1L2L3QSFU1FU2FU3FU4KM1KM2KM3KM4FR1FR2FR3FR4图2-1 双面钻孔组合机床主电路原理图2.2 双面钻孔组合机床总控制过程 （1）系统启动：按下系统启动按钮SB3接触器KM1启动并自锁液压泵电动机M1启动系统启动。（2）液压回路启动：按下液压回路启动按钮SB2启动液压回路。（3）工件定位：当启动液压回路后由于KM1自锁电磁铁YV9得电，液压缸工作实现工件定位。（4）工件的夹紧：当工件定好位后遇到定位行程开关SQ2接通电磁铁YV1，液压缸夹紧工件。工件夹紧后压力继电器KP闭合电磁铁KM2、KM3通电左机刀具电动机M2,右机刀具电动机M3接通，电机工作。 KM2、KM3通电后自锁使电磁铁KM4得电切削液电动机M4启动。（5）滑台快进：工件定位后接通中间继电器KA3电磁铁YV3得电左机滑台液压缸快进或者KA6接通电磁铁YV5得电右机滑台液压缸快进。（6）滑台工进：当快进结束时碰到左机滑台快进结束行程开关SQ3YV3失电，电磁阀YV7得电左机滑台液压缸工进或者遇到SQ6右机滑台快进结束行程开关YV5失电，电磁阀YV8得电右机滑台工进。（7）滑台快退：当工进结束时遇到左机滑台工进结束行程开关SQ4电磁铁YV7失电，电磁铁YV4得电左机滑台液压缸快退或者遇到右机滑台工进结束行程开关SQ7电磁铁 YV8YV8失电结束工进，电磁铁YV6得电右机滑台快退。（8）松开工件：当左机滑台快退结束遇到行程开关SQ5和右机滑台快退结束遇到行程开关SQ8时电磁铁YV4,YV6失电结束快退电磁铁YV2得电液压缸松开工件。（9）拔定位销：当松开工件后，同时回到原位遇到工件压紧原位行程开关SQ1电磁铁YV10得电液压缸拔出定位销完成一次加工过程。（10）点动按钮：在加工过程中可以实现点动控制： SB5左刀具电动机M2点动按钮； SB6右刀具电动机M3点动按钮； SB7夹紧松开点动按钮； SB8左机快进点动按钮；SB9左机快退点动按钮； SB10右机快进点动按钮；SB11右机快退点动按钮。综上，双面钻孔组合机床的工作过程为，启动液压泵电动机M1,按下启动按钮SB3，KM1自锁接通KM1，液压泵电动机工作按下液压回路启动按钮SB2工件定位电磁阀YV9得电，工件定位碰上工件定位结束行程开关SQ2工件夹紧电磁阀YV1得电，同时断开定位电磁阀YV10接触器KA3、KA6通电并自锁同时接通左机快进电磁阀YV3和右机快进电磁阀YV5，实现快进碰上左机快进结束行程开关SQ3，断开YV3，工进电磁阀YV7工作；同时遇到右机结束行程开关SQ6，YV5失电，YV8工作，实现工进碰到左机工进结束行程开关SQ4，右机工进结束行程开关SQ7，电磁阀YV7，YV8断电，结束工进过程KM7断电，YV3失电，同时YV4、YV6通电，滑台快退遇到SQ5，SQ8快退结束行程开关，结束快退过程YV4、YV6失电，同时YV2得电松开工件工件压紧原位行程开关SQ9，YV10得电并拔定位销完成工作过程。2.3 PLC控制系统简介2.3.1 PLC的定义及组成 PLC是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置，即可编程控制器（Programmable Logic Controller）。在1987年国际电工委员会颁布的PLC标准草案中对PLC做了这样的定义：一种基于数字运算操作的、专为在工业环境而设计的电子控制系统。PLC英文全称Programmable Logic Controller，中文全称为可编程逻辑控制器，它采用了存储器，用来在其内部存储逻辑运算、顺序控制、计数、定时与算术操作等面向用户的指令，并通过模拟或数字式I/O控制各种类型的机械或生产过程4。PLC是一种数字运算操作的电子系统。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程；而有关的外围设备，都应按易于与工业系统连成一个整体，易于扩散其功能的原则设计。PLC的发展经历了五个阶段：初始阶段、崛起阶段、成熟阶段、飞速发展阶段、开放性，标准化阶段。PLC总的发展趋势是向高集成度、小体积、大容量、高速度、易使用、高性能、信息化、软PLC、标准化、与现场总线技术机密结合等方向发展。由于微处理器芯片及有关元件的价格大大降低使得PLC的成本下降；随着计算机、芯片、软件、控制等技术的飞速发展，也使得PLC的功能大大增强。它不仅能更好的完成原来得心应手的顺序逻辑控制任务，也能处理大量的模拟量，解决复杂的计算和通信连网问题。在当前最热的现场总线控制系统中，主站何从站几乎都有PLC的身影，PLC的通信技术又往前发展了一大步。现在开放式、标准化的PLC也已走向前台，为适应现在和未来自动化技术的发展要求做好了准备5。PLC专为工业现场应用而设计，采用了典型的计算机结构，与计算机的组成十分相似。从硬件结构看，它也有中央处理器（CPU）、电源、储存器和专门设计的输入/输出接口电路等组成，PLC的结构框图如图2-2所示。图2-2 PLC结构框图2.3.2 PLC的工作方式与运行框图 PLC的工作原理类似于计算机工作原理，是一种工业控制计算机。即通过执行用户程序来实现，并且在执行过程中反映控制要求6。CPU是按分时操作方式来完成各项任务的，计算机在同一时间只能做一件事，所以程序属于串行工作方式，它是按程序顺序依次完成相应各电器的动作7。 PLC工作的整个过程可用图2-3所示的运行框图来表示。整个运行流程可大致分为三个部分： 第一，接通电源的过程。机器上电后对PLC系统进行一次初始化工作，包括输入/输出模块配置检查，硬件初始化，停电保持范围设定及其他初始化处理等。第二，扫描过程。PLC在上电完成以后进行。在完成输入任务以后，再完成与其他外设的通信处理，依次进行时钟、特殊寄存器等更新。当CPU处于STOP方式时，转入执行自诊断检查。当CPU处于RUN方式时，还要完成用户程序的执行和输出处理，再转入执行自诊断检查7。第三,错误处理。每个PLC扫描时执行一个自我诊断检查来确定行动的PLC是否正常,如果电池电压、程序内存、CPU、I / O、通讯不正常或检查异常,在CPU上面板的异常继电器将被激发，并且将错误代码存储在专用的寄存器中。当一个致命错误发生时,CPU是被迫停止模式,所有扫描随即停止。 概括而言，PLC是按集中输入、集中输出，周期性循环扫描的方式进行工作的。每一次扫描所用的时间称做扫描周期或工作周期。图2-3 PLC工作运行框图3 PLC控制系统硬件设计本系统以PLC为控制核心，采用电气控制与液压控制相结合的方法，取代传统的继电器-接触器控制方法，完成系统双面切削的要求。PLC输出控制对象主要是控制电路中的执行器件，如接触器、电磁阀等，我们可以通过设计程序完成对硬件系统的操作，使它们按照我们的需求完成相应的操作以达到设计目的。3.1 PLC的选型根据双面钻孔组合机床的工作特点,采用以可编程控制器(PLC) 作下位机、计算机(PC) 作上位机的分布式控制系统。不仅能实现对开关量信号的逻辑控制,还能实现上下位机之间的通信。系统具有操作简单、运行可靠、工艺参数修改方便、扩充性强、自动化程度高等特点,完全能够满足机床的控制要求。系统以三菱公司的FX2N - 48MR 型PLC 为控制核心8。FX2N是三菱PLC是FX家族中最先进的系列。具有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特点，为工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。FX2N系列是小型化，高速度，高性能和所有方便都是相当于FX系列中最高档次的超小形程序装置，48代表有24个输入与24个输出，M代表基本单元（就是没有特殊功能模块的），R代表继电器输出。3.2 PLC I/O分配和接线本控制系统的PLC的输入、输出点数的确定是根据控制系统设计要求和所需控制的现场设备数量加以确定。（1）PLC的输入端口包括自动循环工作按钮、点动按钮、油泵启动、总停按钮、SAI等，还包括电动机的热保护继电器输入，输入形式是热继电器的常开触点。（2）PLC的输出端口包括运行指示灯、交流接触器、继电器等。 PLC输入输出点分配表如表3-1，分配图如图3-1所示。表3-1PLCI/O地址分配PLC端口地址代号功能PLC端口地址代号功能X000SB1总停X027-工件夹紧检测X001SB2液压系统启动Y000KM1液压泵电机控制X002SB3液压泵启动Y001KM2左刀具电机控制X003SB4液压泵停止Y002KM3右刀具电机控制X004SB5左刀具点动Y003KM4冷却电机控制X005SB6右刀具点动Y004KA1工件夹紧X006SB7夹具松开Y005KA2工件松开X007SB8左机点动快进Y006KA3左滑台快进X010SB9左机点动快退Y007KA4左滑台工进X011SB10右机点动快进Y010KA5左滑台快退X012SB11右机点动快退Y011KA6右滑台快进X013SA1左机接通Y012KA7右滑台工进X014SA2右机接通Y013KA8右滑台快退X015SA3工作方式选择Y014KA9工件定位X016SQ1拔定位销Y015KA10拔定位销X017SQ2工件夹紧Y016HL1左机工作指示X020SQ3左机滑台快进Y017HL2右机工作指示X021SQ4左机滑台工进Y020HL3手动指示X022SQ5左机滑台快退Y021HL4自动指示X023SQ6右机滑台快进Y022HL5原位指示X024SQ7右机滑台工进X025SQ8右机滑台快退X026SQ9工件松开 图3-1 PLC端子输入/输出端子分布图4 PLC控制系统的软件设计根据机床各执行部件的运动和操作特性，系统在以模块化的程序设计思想上，双面钻孔组合机床的电气化控制程序采用了PLC的编程软件编写，其核心部分包括状态转移图、梯形图、语句表的设计，最后以此设计来编写运行的程序指令，以达到程序化自动控制的目的。4.1 PLC的编程方式编程语言是PLC的重要组成部分，PLC为用户提供了完整的编程语言，以适应编制用户程序的各种要求9。PLC提供的编程语言通常有梯形图和语句表等。不同PLC生产厂家的编程语言也存在或大或小的差异，这种差异限制了PLC的开放性、可复用性和互换性。编程语言基本上可归纳为字符表达方式（即用文字符号表达程序，如语句表程序表达方式）和图形符号表达方式（即用图形符号表达程序，如梯形图程序表达方式）两种，也可以将这两种方式结合起来表示PLC程序。（1）梯形图：梯形图是最早使用、并且也是现在最常使用的PLC编程语言，直观、清晰是梯形图的最大特点。它在继电器控制系统原理图的基础上演变，继承了继电器控制系统中的基本工作原理和电气逻辑关系的表示方法，梯形图与继电器控制系统梯形图的基本思想是一致的，只是在使用符号和表达方式上有一定区别，所以得到了广泛的使用。（2）功能块图：功能块图是另外一种图形式的PLC编程语言。使用功能块图的好处是用户可以编制出自己的函数或功能块。它使用像电子电路中的各种门电路，加上输入、输出模块，通过一定的逻辑连接方式来完成控制逻辑，可以把函数和功能块连接到电路中，完成各种复杂的功能和计算。较早的PLC没有提供功能块图编程功能，另外由于使用习惯问题，在我们国家使用的功能块图人不多。（3）顺序功能图：顺序功能图，亦称功能图，是一种真正的图形化的编程方法。使用它可以对具有并发、选择等复杂结构的系统进行编程，特别适合在复合的顺序控制系统中使用。在顺序功能图中，最重要的三个元素是状态、和状态相关的动作、转移。它的转移条件可以使用多种语言实现，另外还提供了和步有关的多种元素供用户使用。（4）结构化文本：对目前使用PLC的人来说，结构化文本是一种较新的编程语言。使用结构化文本可以编程出非常复杂的数据处理或逻辑控制程序。原来学习过PASCAL或C语言的人都知道结构化编程的好处，结构化就是这样的一种用于PLC的结构化方式编程的语言。（5）指令表：指令表也是一种比较早的PLC的编程语言，它使用一些逻辑和功能指令的缩略语来表示相应的指令功能，类似于计算机中的助记符语言，是用一个或几个容易记忆的字符来代表PLC的某种操作功能，按照一定的语法和句法编写出一行一行的程序，来实现所要求的控制任务的逻辑关系或运算。4.2 PLC控制系统设计思路 根据控制要求，机床在启动并且初始化之后，都要进行自动和手动控制工作方式的选择。二者之间通过选择开关SA实现切换，分别对应不能同一时间接通的输入端口X0和输出端口Y0。系统会在进入自动控制方式后按顺序执行控制指令。首先柴油机缸盖由机床夹具动作夹紧，然后液压左滑台、右滑台同一时间快速向前行进，在转为工进之前，按下行程开关SQ3和SQ6，并按预先设定的工件精度和工件的加工参数完成两端的螺栓通孔、导管通孔和定位孔的加工工序。工序结束后，滑台快退，工件沿着程序线进入下一道加工工序。加工过程中的精确点定位主要由手动程序来完成，以及机床维修时便于技术人员点动控制。状态图如图4-1所示。图4-1 机床加工状态转换流程图4.3 PLC顺序功能图 双面钻孔组合机床控制要求中M1应先启动，控制程序的启动应满足一个条件，即满足液压系统控制电动机和其他电动机在系统正常供油后才能启动10。组合机床的运行方式包括有手动工作和自动工作方式。可以通过开关SA选择不一样的工作方式，假设SA断开时，机床以自动工作方式工作；SA闭合时，工作于手动工作方式。根据以上双面钻孔组合机床控制系统的总过程分析过程，可设计出钻孔组合机床PLC控制系统的总顺序功能图，如图4-2所示。图4-2 PLC控制系统总顺序功能图总结对于本次设计，成功采用PLC控制多个电机的工作，完成了本次设计任务的基本要求。PLC具有可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强，以及编程简单，维护方便，通讯灵活等优点。通过这次设计，使我对自动控制设计有了更深刻的认识，也使自己的动手能力和方案设计的思路有了更进一步的提高，同时也更加熟悉了本专业的设计软件。对PLC的功能也有了进一步的认识，了解了三菱的FX2N - 48MR以及相关的编程软件。在完成这个题目的过程中，我遇到了一些困难，也走了很多弯路。但通过不断的努力和同学们的大力支持，以及指导老师的悉心教导，我克服了困难完成了本次设计，同时我也获得了很多宝贵的经验，学到了很多新的知识。参考文献：1 周慧玲.组合机床控制系统数控化改造的研究与应用J.机电工程，2005,22（9）:22.2 孟淑华.机械制图M.1版.北京：高等教育出版社，2001:22-26.3 刘延俊.液压与气压传动M.北京:清华大学出版社，2010.4 王永华.现代电气控制及PLC应用技术M.北京:北京航空航天大学出版社,2007. 5 钟肇新. 可编程控制器原理及应用M. 广州:华南理工大学出版社,2002. 6 江汉秀等.可编程序控制器原理及应用M.西安:西安电子科技大学出版社，2003.7 张进秋，陈永利，张中民.可编程序控制器原理及应用举例M.北京:机械工程出版社，2003：24-25.8 赵华.用PLC改造双面钻孔组合机床控制系统J.机械加工工艺与装备，2006，（8）:65-66.9 马顺忠.PLC在组合机床电气控制系统中的应用J.机床电器，2008，（3）:33-39.10 熊幸明，王新辉.基于PLC的二工位组合组合机床控制系统设计J.组合机床与自动化加工技术，2004，（6）：24-25.致谢 本课题在选题及研究过程中得到任老师的悉心指导。任老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不但教会我知识，更教会了我怎样做人，虽然只有三年，却对我产生巨大的影响。对任老师的感激之情是不能用言语表达的。 由于设计课题内容覆盖面相对较广，涉及到机械、液压、电气控制等多门主干课程，也是因为自己专业课程学习的不够扎实，设计过程中遇到了大量的问题，有的通过查阅资料得到了解决，但更多的是向任老师求助，是任老师的不辞辛苦让我顺利地完成了这次毕业设计。向老师求助的那些问题，既有任老师所教授的课程，也有他并不熟知的方面，尽管如此，任老师还是耐心的去帮我找方法解决，这包括问老师、查资料。在任国军老师的帮助下，我也逐渐学会了怎样通过查资料解决学习问题，更重要的还有对待知识的认真，一丝不苟的态度。几个月来，任老师在指导我做毕业设计的过程中那种兢兢业业、孜孜不倦、无怨无悔的精神给我留下了深刻的印象，使我们明白了很多书本上学不到的道理。在此谨向我的指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 愿老师身体健康，工作顺利！感谢在大学期间教授我各种知识的各位老师，是你们的教育才有我学业的进步和做人的成长，感谢你们！感谢在一起愉快的度过大学生涯的同学，感谢你们在学习和生活上给予我的帮助。19