学号：0121018700306课程设计题目组合机床加工过程PLC自动控制设计学院物流学院专业物流工程班级行政1001班姓名徐宏华指导教师徐沪萍2013 年 6 月29 日课程设计任务书学生姓名：徐宏华专业班级：物流行政1001班指导教师：徐泸萍工作单位：物流学院题目: 组合机床加工过程PLC自动控制设计初始条件：1.编程环境：Step7v5.5软件2.PLC型号：西门子公司S7系列，S7-3003.机电传动的相关资料指导书4.仿真环境：S7-PLCSIM要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）液压滑台式组合机床在原位启动后，快速向前到设定的位置时转为慢速前进，到达攻丝进给位置时停止前进，转为攻螺纹主轴转动，丝锥能向前攻入，打到规定深度时，主轴快速制动。

接着攻螺纹反转退出，回到原位时快速制动，同时滑台能快速退回原位，并在原位停止。

时间安排：十八周指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日本科生课程设计成绩评定表指导教师签字：年月日目录摘要------------------------------------------------------------------------------------------------- 0第一章基本知识介绍 ------------------------------------------------------------------------ 11.1 设计的任务要求--------------------------------------------------------------------- 11.2 组合机床概述------------------------------------------------------------------------ 21.2.1 组合机床部件分类 --------------------------------------------------------- 21.2.2 组合机床的特点 ------------------------------------------------------------ 21.3 PLC控制系统 ----------------------------------------------------------------------- 31.3.1 PLC简介 --------------------------------------------------------------------- 31.3.2 PLC控制系统设计的基本原则 ------------------------------------------ 41.3.3 PLC控制系统的一般步骤 ------------------------------------------------ 4第二章总体方案选择和控制方式选择----------------------------------------------------- 62.1 总体方案选择------------------------------------------------------------------------ 62.2 控制方式的选择--------------------------------------------------------------------- 6第三章电路图的设计 -------------------------------------------------------------------------- 63.1 主电路的设计------------------------------------------------------------------------ 63.2 PLC的I/O地址分配--------------------------------------------------------------- 8第四章控制程序的设计 --------------------------------------------------------------------- 104.1 顺序功能图的设计---------------------------------------------------------------- 104.2 梯形图的设计---------------------------------------------------------------------- 114.3 语句表的设计---------------------------------------------------------------------- 15 第五章调试及结果分析 ------------------------------------------------------------------- 215.1 硬件组态---------------------------------------------------------------------------- 215.2 仿真结果分析---------------------------------------------------------------------- 21 感想----------------------------------------------------------------------------------------------- 25 参考资料书-------------------------------------------------------------------------------------- 26摘要本次课程设计主要研究的是PLC自动控制液压滑台式自动攻丝组合机床的加工过程。

液压滑台式自动攻丝组合机床经系统通电后能自动完成工件的攻丝加工。

该机床由床身，液压滑台，夹具，攻螺纹动力头和液压系统组成。

液压滑台的移动包括前进，后退和慢速前进，其中滑台前进，后退分别由电磁换向阀YY1，YY3控制；慢速前进由YY1和YY2共同控制。

丝锥的电机有正反转，其中正转由继电器KM1控制，反转由KM2控制。

本课设需学会使用组态软件和PLC（SIEMENS S7-200）控制系统的连接，通过PLC模拟控制和组态监控，实现滑台的移动，丝锥的攻丝按照规定的时序同步进行。

其中可编程序控制器以微处理器为核心，普遍采用依据继电接触器电气原理图编制的梯形图语言进行程序设计。

关键字：组合机床PLC控制程序设计第一章基本知识介绍1.1 设计的任务要求下图为一台液压滑台式自动攻丝组合机床及其工作循环图。

该机床的攻螺纹动力头安装在液压驱动的滑台上。

滑台在原位启动后，快速向前到设定的位置时转为慢速前进，滑台前进到达攻丝进给位置时停止前进，转为攻螺纹主轴转动。

主轴正转，丝锥离开原位向前攻入，攻螺纹到达规定深度时，主轴快速制动，接着反转，丝锥退出，丝锥退到原位即快速制动，同时滑台快速退回，到达原位停下。

电气执行元件为：滑台前进后退分别由液压换向阀1YY、3YY控制，滑台慢速向前由1YY与2YY控制，攻螺纹机主轴电动机由1KM、2KM控制正反转。

行程开关安排：滑台原位：1SQ 快进终点：3SQ 滑台终点：3SQ 丝锥原位：4SQ 丝锥终点：5SQ1.2 组合机床概述图1 组合机床1.2.1 组合机床部件分类组合机床通用部件按功能可分为以下五类：(1）动力部件主要有动力箱、切削头和动力滑台，是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。

（2）支承部件有侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等，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。

（3）输送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，是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件。

（4）控制部件有液压站、电气柜和操纵台等，是用以控制机床的自动工作循环的部件。

（5）辅助部件主要就是有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。

1.2.2 组合机床的特点组合机床与一般的专用机床一样，是针对特定工序加工要求而设计的。

因此，组合机床具有专用，高效，自动化和易于保证加工精度等优点。

与一般专用机床比较，组合机床具有以下特点：(1)设计组合机床只需要选用通用零部件和设计执照少量专用零部件，所以时间与制造周期短，经济效果好(2)组合机床的通用部件是经过长期实践考验的，因此结构稳定，工作可靠，使用和维修方便，通用部件可以成批制造，成本较低（3）当被加工的零件变换时，组合机床的通用部件和标准零件可以重复使用，不必重新设计和制作（4）组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模生产的需要1.3 PLC控制系统1.3.1 PLC简介PLC（Programmable logic Controller）可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统。

可编程控制器是计算机家族中的一员，它使用了可编程序的记忆以存储指令，用来执行诸如逻辑、顺序、计时、计数和演算等功能，并通过数字或模拟的输入和输出，以控制各种机械或生产的过程。

其有以下等特点：（1）可靠性高，抗干扰能力强电气控制设备的一个关键性能就是高可靠性。

PLC的I/O采用了隔离措施，并应用大规模集成电路，故能适应各种恶劣的环境，能直接安装在机器设备上运行。

（2）编程简单，易学易用PLC作为通用工业控制计算机的一种，是面向工矿企业的工控设备。

梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，具有一定的电工和工艺知识的人员可在短时间学会并应用自如。

（3）配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了各种规模的系列化产品。

可以用于各种规模的工业控制场合。

不同的控制对象，可以采用相同的硬件，只需编制不同的软件，就可实现不同的控制。

（4）系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短。

PLC一般采用模块结构，又具有自诊断功能，判断故障迅速方便，维修时只需更换插入式模块，因而维修十分方便。

更重要的是使同一设备经过改变程序来改变生产过程成为可能。

这很适合多品种、小批量的生产场合。

（5）体积小，容量大，重量轻，能耗低，成本低目前新出产的超小型PLC品种底部尺寸小于100MM，重量小于150g，功耗仅数瓦。