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目录第一章绪论11.1课题研究的目的和意义11.2自动铣床的发展及现状11.3本课题研究的主要内容2第二章X62W万能铣床控制系统的机械结构32.1X62W万能铣床控制系统的机械结构和基本控制要求32.2机床电气控制线路分析42.3本章小结9第三章X62W万能铣床电气控制线路的PLC的硬件设计103.1控制线路改造方法103.2PLC硬件设计103.3本章小结11第四章X62W万能铣床电气控制线路的PLC的软件设计124.1系统软件设计124.2PLC的控制系统的梯形图设计134.3PLC的控制系统的程序设计154.3.1主轴的程序设计154.3.2工作台的程序设计154.4本章小结16第五章结论与展望175.1结论175.2展望17答谢辞18参考文献19基于PLC的X62W万能铣床控制系统的改造的设计中文摘要：控制PLC是以计算机技术为技术核心的通用自动控制装置，在各行各业中得到了广泛的应用。铣床可以用来加工平面、斜面、沟槽，装上分度头可以铣切直齿齿轮和螺旋面，装上圆工作台还可以铣切凸轮和弧形槽。所以铣床在金属切削机床中占有很大的比重，使用数量仅次于车床。铣床的迅速发展是因为它的积极作用正日益为人们所认识，其一，它能部分的代替人工操作，它能大大的改善工人的劳动条件，显著提高的提高生产劳动效率，加快实现工业的机械化和自动化的步伐。因而，受到各工业国家的重视，并投入大量的人力、物力加以研究和应用。在我国，近几年来也有较快的发展，并取得一定的成果，受到各工业部门的重视。关键词：PLC；X62W万能铣床；自动控制装置PLCbasedontheuniversalmillingX62WControlSystemDesignAbstract:PLCcontroltechnologybasedoncomputerfortheautomaticcontroldevicecommoncore，inallwalksoflifehavebeenwidelyused.Millingmachinecanbeusedtoprocessflat，slope，trench，fittedwithdividingheadcanbemillingandhelicalgearface，fittedwitharoundtablecanalsobemillingandarc-shapedcamslot.Therefore，metal-cuttingmachinetoolsmillingmachineinalargeproportionofthenumbersecondonlytotheuseoflathes.Therapiddevelopmentofmillingisduetothepositiveroleitisincreasinglyrecognizedasthefirst，itcanreplacepartofthemanual，itcangreatlyimprovetheworkingconditionsofworkers，asignificantincreaseinproductionandlabortoimproveefficiencyandacceleratetheachievementofindustrythepaceofmechanizationandautomation.Thus，bytheimportanceoftheindustrialcountries，andinvestedalargeamountofmanpowerandmaterialresourcestotheresearchandapplication.InChina，therearerelativelyrapidinrecentyears，andachievedcertainresults，beofgreatimportancetotheindustrialsector.Keywords:PLC；X62WUniversalMillingMachine；AutomaticControlDevice第一章绪论1.1课题研究的目的和意义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，铣床控制的设计方案也越来越先进，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。1.2自动铣床的发展及现状从上世纪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较大的关注。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。这是因为欧美日等先进工业国家于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、通信技术、网络技术等先进的科学技术成果。X62W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。万能铣床的广泛应用，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。1.3本课题研究的主要内容本课题研究的内容主要有二个方面：1．X62W万能铣床控制系统的机械结构根据X62W万能铣床控制系统特性，分析X62W万能铣床结构，为PLC控制改造做好基础。设计一种新的PLC控制系统部分代替人工操作，它能大大的改善工人的劳动条件，显著提高的提高生产劳动效率，加快实现工业的机械化和自动化的步伐。2．PLC对X62W万能铣床控制系统的硬件和软件的开发万能铣床的操作是通过手柄同时操作电气与机械，以达到机电紧密配合完成预定的操作，是机械与电气结构联合动作的典型控制，是自动化程度较高的组合机床。但是在电气控制系统中，故障的查找与排除是非常困难的，特别是在继电器接触式控制系统，因为电气控制线路触点多、线路复杂、故障率高、检修周期长，给生产与维护带来诸多不便，严重地影响生产。本文所述方案是对原来的继电器接触式模拟控制系统进行PLC改造而成，经实际运行证明该PLC控制系统无论是硬件还是软件，控制稳定可靠，具有极高的可靠性与灵活性，更容易维修，更能适应经常变动的工艺条件，取得了较好的经济效益。第二章X62W万能铣床控制系统的机械结构2.1X62W万能铣床控制系统的机械结构和基本控制要求1.X62W万能铣床基本简况铣床型号意义:X62W中X代表铣床，6代表卧式，2号工作台，W代表万能。X62W万能铣床主要由床身、主轴、刀杆、悬梁、工作台、回旋盘、横溜板、升降台、底座等部分组成。X62W万能铣床的外形主要结构图如图2-1：图2-1X62W万能铣床的外形主要结构图2.X62W万能铣床的运动形式1）铣床的主运动是由主轴带动铣刀的旋转运动。主轴转动是由主轴电动机通过弹性联轴器来驱动传动机构，当机构中的一个双联滑动齿轮块啮合时，主轴即可旋转。2）铣床的进给运动是由工作台的前后横向）、左右纵向）和上下垂直）6个方向的运动。工作台面的移动是由进给电动机驱动，它通过机械机构使工作台能进行三种形式六个方向的移动，即：工作台面能直接在溜板上部可转动部分的导轨上作纵向左、右）移动；工作台面借助横溜板作横向前、后）移动；工作台面还能借助升降台作垂直上、下）移动。3）铣床的辅助运动是铣床其它的运动。如工作台的旋转运动等。3.X62W万能铣床电力拖动的控制要求(1为了防止刀具和铣床的损坏，只有主轴旋转后才允许有进给运动和进给方向的快速运动。为了减小加工表面的粗糙度，只有进给停止后主轴才能停止或同时停止。该铣床采用机械操纵手柄和位置开关相配合的方式实现进给运动6个方向的连锁。(2主轴运动和进给运动采用变速盘来进行速度选择，为保证变速齿轮进入良好的啮合状态，两种运动都要求变速后顺时点动。(3当主轴电动机或冷却泵过载时，进给运动必须立即停止，以免损坏刀具和铣床。2.2机床电气控制线路分析电气原理图是由主电路、控制电路和照明电路三部分组成。1.主电路X62W万能铣床共用3台异步电动机拖动，它们分别是主轴电动机M1、进给电动机M2和冷却泵电动机M3。X62W万能铣床的电路如图2-2所示，该线路分为主电路、控制电路和照明电路三部分。电气控制线路的工作原理如下：图2-2万能铣床电气原理图2.控制电路(1主轴电动机的控制电路见图2-3）①SB1、SB3与SB2、SB4是分别装在机床两边的停止制动）和启动按钮，实现两地控制，方便操作。②KM1是主轴电动机启动接触器，KM2是反接制动和主轴变速冲动接触器。③SQ7是与主轴变速手柄联动的瞬时动作行程开关。④主轴电动机需启动时，要先将SA5扳到主轴电动机所需要的旋转方向，然后再按启动按钮SB3或SB4来启动电动机M1。⑤M1启动后，速度继电器KS的一副常开触点闭合，为主轴电动机的停转制动作好准备。⑥停车时，按停止按钮SB1或SB2切断KM1电路，接通KM2电路，改变M1的电源相序进行串电阻反接制动。当M1的转速低于120转/分时，速度继电器KS的一副常开触点恢复断开，切断KM2电路，M1停转，制动结束。图2-3主轴电动机控制电器原理图据以上分析可写出主轴电机转动即按SB3或SB4）时控制线路的通路：1－2－3－7－8－9－10－KM1线圈－0；主轴停止与反接制动即按SB1或SB2）时的通路：1－2－3－4－5－6－KM2线圈－0⑦主轴电动机变速时的瞬动冲动）控制，是利用变速手柄与冲动行程开关SQ7通过机械上联动机构进行控制的。变速时，先下压变速手柄，然后拉到前面，当快要落到第二道槽时，转动变速盘，选择需要的转速。此时凸轮压下弹簧杆，使冲动行程SQ7的常闭触点先断开，切断KM1线圈的电路，电动机M1断电；同时SQ7的常开触点后接通，KM2线圈得电动作，M1被反接制动。当手柄拉到第二图2-4是主轴变速冲动控制示意图）道槽时，SQ7不受凸轮控制而复位，M1停转。接着把手柄从第二道槽推回原始位置时，凸轮又瞬时压动行程开关SQ7，使M1反向瞬时冲动一下，以利于变速后的齿轮啮合。图2-4主轴变速冲动控制示意图但要注意，不论是开车还是停车时，