毕业设计《分度盘磨铣专用机床PLC控制系统设计》

陕西航空职业技术学院毕业设计（论文）毕业设计（或毕业论文）题目分度盘磨铣专用机床PLC控制系统设计机电工程系机电一体化技术专业学生姓名李争波班级学号11542-17指导教师王晓慧2013年10月30日毕业设计任务书陕西航空职业技术学院毕业设计1机电工程系机电一体化技术专业学生姓名李争波学号11542-17一、毕业设计题目：分度盘磨铣专用机床PLC控制系统设计二、毕业设计时间2013年10月20日至2013年11月10日三、毕业设计地点：陕西航空职业技术学院四、毕业设计的内容要求：1、系统的电路原理图。2、元器件的明细表。3、毕业设计说明书包含工作原理、系统结构、控制过程、控制流程图机控制程序等，字数不少于6000字。4、设计格式按照要求完成。指导教师王晓慧2013年10月30日陕西航空职业技术学院毕业设计2摘要磨铣机床是组合机床的一种，应用较为广泛。磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加工，磨床能加工硬度较高的材料，如淬硬钢、硬质合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花岗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能进行高效率的磨削，如强力磨削等。而铣床系则是主要用铣刀在工件上加工各种表面的机床。通常铣刀旋转运动为主运动，工件(和)铣刀的移动为进给运动。它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。而磨铣机床则是磨床和铣床结合而产生的复合机床，它同时具有磨合铣的功能和特性，其中进行铣削是它用铣头进行加工，除了要考虑到磨铣兼顾要用到风度盘作为工作台外，具有铣床的所有特性和功能。当进行磨削时则换用磨头砂轮用来加工工件，同时也具有磨床的特性和功能，但考虑到磨和铣的复合本机床主要进行平面和内圆磨，而不主要进行内外圆磨。关键字：组合机床、磨铣机床、PLC控制系统陕西航空职业技术学院毕业设计3目录摘要.....................................................................1第一章绪论..............................................................31.1组合机床概述........................................................31.2组合机床特点........................................................31.3磨铣机床的意义......................................................41.4磨铣机床的应用.....................................................4第二章磨铣机床电气控制系统设计任务书.................................62.1设备概况介绍........................................................62.2控制系统设计要求....................................................62.3控制系统设计内容....................................................7第三章分度盘磨铣机床PLC控制系统总体设计过程..........................83.1总体方案说明.......................................................83.2分度盘磨铣机床PLC电气控制原理图设计...............................83.3控制系统的I/O点及地址分配........................................113.4制定电气元件目录表................................................143.5PLC系统选型......................................................16第四章机床PLC设定...................................................174.1绘制PLC控制接线图...............................................174.2PLC控制程序设计..................................................174.3磨铣机床PLC控制流程图.............................................194.4磨铣机床PLC梯形图................................................204.5磨铣机床PLC控制主程序............................................21第五章结论...........................................................22第六章参考资料.......................................................24第七章致谢...........................................................25陕西航空职业技术学院毕业设计4第一章绪论1.1组合机床概述1.11组合机床发展史二十世纪70年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。铣削平面的平面度可达0.05毫米／1000毫米，表面粗糙度可低达2.5～0.63微米；镗孔精度可达IT7～6级，孔距精度可达O.03～O.02微米。专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。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。1.12组合机床部件分类通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有动力箱、切削头和动力滑台支承部件是用以安装动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部件，有侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等。输送部件是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件，主要有分度回转工作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往复移动工作台等。控制部件是用以控制机床的自动工作循环的部件，有液压站、电气柜和操纵台等。辅助部件有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。1.2组合机床的特点组合机床是用按系列化标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。组合机车是由万能机床和专用机床发展来的，它既有专用机床、结构简单的特点，又有万能机床能够重新调整，以适应新工件加工的特点。组成组合机床的通用部件有如下几类：动力部件——动力头，动力滑台和动力箱；工件运送部件——回转工作台，移动工作台和回转鼓轮；支承部件——立柱，床身，底陕西航空职业技术学院毕业设计5座和滑座等。控制系统有通用的液压传动装置，电气柜，操纵台等。与万能机床和专用机床相比，有如下特点：（1）组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件总量的70～80%，因此设计和制造的周期短，投资少，经济效果好。（2）由于组合机床采用多刀加工，并且自动化程度高，因此比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。（3）组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有厂成批制造，因此结构稳定、工作可靠，使用和维修方便。（4）在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺装备保证，对操作工人水平要求不高。（5）当被加工产品更新时，采用其它类型的专用机床时，其大部分件要报废。用组合机床时，其通用部件和标准零件可以重复利用，不必另行设计和制造。（6）组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模的生产需要。机身、立柱、中间底座等是组合机床的支承部件，起着机床的基础骨架作用。组合机床的刚度和部件之间的精度保持性，主要是由这些部件保证。1.3磨铣机床的意义磨铣机床则是磨床和铣床结合而产生的复合机床，它同时具有磨合铣的功能和特性，其中进行铣削是它用铣头进行加工，除了要考虑到磨铣兼顾要用到风度盘作为工作台外，具有铣床的所有特性和功能。磨铣机床填补了大型复合机床中磨铣结合的空白，他开创性的将大型磨床和铣床结合应用到一起，同时分度盘的引入应用也使得磨铣机床的功能更加的丰富多样，从此磨铣机床不仅可以加工四方体零件也可以加工回转体的零件，在磨和铣的联合加工下因为减少了搬动装夹的过程从而降低了系统的误差提高了机械加工的精度，为机械加工提供了更丰富多样的选择，同时他对复合机床的发展也起到了承前继后的作用，他在小型磨铣机床的基础上引入分度盘的概念，使分度盘和机床成为一体而不是辅具不仅方便了磨铣连续加工而且对机床的多样性设计提供选择的先例，对更多的优良复合机床的诞生起到了推动的作用。1.4磨铣机床的应用磨铣机床除了具有磨床和铣床的所有特性和功能主要用与平面和孔的铣磨加工，如铣平面，铣孔，磨平面，磨孔等外，还可用于一些铣和磨联合加工的工件，并能满足所需要的工艺要求。陕西航空职业技术学院毕业设计6第二章磨铣机床电气控制系统设计任务书2.1设备概况介绍分度盘磨铣机床是一种磨铣兼并的组合机床，用于各种特殊要求型面孔面的铣削磨削加工，具有立式铣床和立式磨床的所有特点及功能。但又有区别与磨床和铣床。磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加工，磨床能加工硬度较高的材料，如淬硬钢、硬质合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花岗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能进行高效率的磨削，如强力磨削等。而铣床系则是主要用铣刀在工件上加工各种表面的机床。通常铣刀旋转运动为主运动，工件(和)铣刀的移动为进给运动。它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等。磨铣机床则是磨床和铣床结合而产生的复合机床，它同时具有磨合铣的功能和特性，其中进行铣削是它用铣头进行加工，除了要考虑到磨铣兼顾要用到风度盘作为工作台外，具有铣床的所有特性和功能。当进行磨削时则换用磨头砂轮用来加工工件，同时也具有磨床的特性和功能，但考虑到磨和铣的复合本机床主要进行平面和内圆磨，而不主要进行外圆磨。当进行磨削加工时在主动力输出轴上换用砂轮，工件将由电磁吸盘吸附固定，磨削过程中砂轮架不动，砂轮高速旋转，工作台左右运动同时分度盘以与砂轮旋转方向相反的方向低速旋转进行磨削加工，加工完毕后退磁取下工件；当进行铣削加工时在输出主动力轴上安装铣头进行铣削加工，工件将利用分度盘上的T型槽使用拉杆进行拉压固定，由铣头旋转来铣削加工零件达到需要的尺寸及形状。机床有四台电动机拖动，主轴电动机拖动铣头和砂轮高速旋转；分度盘拖动电动机带动分度盘旋转以及上下左右前后移动；磨铣头电动机带动磨铣头上下移动；油泵电动机为冷却油系统提供动力。2.2控制系统设计要求1)油泵电动机、磨铣头旋转电动机、磨铣头升降电动机、分度盘