【導讀】所有引用別人的觀點或文字，無論曾否發(fā)表，無論是紙質(zhì)或電子版，都必須注明出處或加以注釋。凡轉(zhuǎn)引文獻資料，應如實說明。對已有學術(shù)成果的介紹、評論、引用和注釋，應力求客觀、公允、準確。偽造、篡改文獻和數(shù)據(jù)等，均屬學術(shù)不端行為致謝一項科研成果或技術(shù)創(chuàng)新,往往不是獨自一人可以完成的,還需。要各方面的人力,財力,物力的支持和幫助.因此,在許多論文的末尾都列有"致謝1)著錄參考文獻可以反映論。文作者的科學態(tài)度和論文具有真實、廣泛的科學依據(jù)，也反映出該論文的起點和深度。2)著錄參考文獻能方便地把論文作者的成果與前人的成果區(qū)別開來。核心期刊審核時間一般為4個月，須經(jīng)過初審、復審、終審三道程序。國家級期刊主管單位是國家部門或直屬部門。床中的PLC作了詳細的介紹，把PLC在數(shù)控機床上的控制做了設(shè)計。路設(shè)計，主控制電路設(shè)計，Z3040搖臂鉆床原理圖，用PLC編寫程序?qū)C床進行控制。

　　

【正文】 23 11 立柱夾緊指示 HL3 12 主電動機旋轉(zhuǎn)指示 HL4 PLC 控制系統(tǒng)分析 先將自動開關(guān) QF2～ QF5 接通，在將電源總開關(guān) QF1 扳倒“接通”位置，引入三相電源。 PLC 上電，電源指示燈點亮表示機床已處于帶電狀態(tài)。按下 SB1， 接通，低電壓繼電器 KV（ ）得電并自鎖 ,其常開觸點 KV()閉合接通了控制電路電源為機床工作做準備。 主軸電動機控制 啟動時，按下啟動按鈕 SB2， 接通， 動作并自鎖使 KM1 得電并自鎖， KM1主觸點閉合主軸電動機 M1 轉(zhuǎn)動，指示 燈 HL4 亮。停車時，按下停止按鈕 SB7， 斷開 復位， KM1 斷電釋放，主軸電動機 M1 停轉(zhuǎn)，指示燈 HL4 滅。 搖臂升降控制 當需要搖臂上升時按下 SB3， 閉合， 接通，同時，接通斷電延時定時器T37，其長閉觸點 T37 瞬時斷開，斷開了液壓泵電動機 M3 反轉(zhuǎn)控制的電路。由于主軸箱、立柱、搖臂松開邏輯行 是閉合的，因而 接通閉合，液壓泵電動機 M3正轉(zhuǎn)，松開搖臂。搖臂松開到位后， 長閉觸點斷開，液壓泵電動機 M3 停轉(zhuǎn)，搖臂上升邏輯行 常開觸點閉合， 接通閉 合，搖臂上升電動機 M2 正轉(zhuǎn)，帶動搖臂上升。當搖臂上升到一定高度時松開 SB3， 復位斷開， 斷開，斷電延時定時器 T37 斷電，其長閉觸點 T37 延時 3 秒鐘閉合 接通閉合，液壓泵電動機 M3 反轉(zhuǎn)，夾緊搖臂。搖臂夾緊后 ST2（ ）、 ST3（ ）恢復初始狀態(tài)且 斷開， 失電，液壓泵電動機 M3 停轉(zhuǎn)，完成了搖臂松開－上升－夾緊的動作過程。搖臂下降的控制過程與搖臂上升的控制過程相似。 立柱與主軸箱松開、夾緊控制 立柱與主軸箱的松開、夾緊控制可單獨進行，也可同時進行，由轉(zhuǎn)換開關(guān) SA 與按鈕 SB5 或 SB6 控制。轉(zhuǎn)換開關(guān)有三個位置，板到中間位置時立柱和主軸箱的松開與夾緊同時進行；板到左邊位置時，立柱被夾緊與放松；板到右邊位置時主軸箱單獨夾緊與放松。 當轉(zhuǎn)換開關(guān)置于中間位置時 閉合，若使立柱與主軸箱同時松開，則按下 SB5， 閉合， 和斷電延時定時器 T38 同時接通， T38 觸點瞬時閉合， 、 同時得電吸合為主軸箱與立柱同時松開做準備。 常開觸點閉合， 和通電延時定時器 T39 同時接通， 常開觸點閉合主軸箱與立柱夾緊準備， T39 常開觸點經(jīng) 3秒鐘延時 閉合 接通閉合，液壓泵電動機 M3通電正轉(zhuǎn)推動活塞使立柱和主軸箱松黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 24 開。同時活塞桿使 TS4 復位 閉合，指示燈 HL2；亮。 當立柱與主軸箱松開后，可手動使立柱回轉(zhuǎn)或主軸箱做徑向移動。當調(diào)整到位后可按下 SB6 夾緊按鈕，主軸箱與立柱夾緊工作情況與松開時相似。這里不再贅述。另外兩種情況，只有將轉(zhuǎn)換開關(guān) SA 板到相應位置，再按 SB5 與 SB6 即可實現(xiàn)。 PLC 梯形圖程序設(shè)計 系統(tǒng)預開程序 本段梯形圖程序是為主電動機及其他電動機啟動做準備。當合上 FQ3（ ）按下 SB1()低 電壓繼電器 KV（ ）得電并自鎖 ,其常開觸點 KV()閉合接通了控制電路電源為機床工作做準備。梯形圖程序如圖 4－ 2 所示。 I 0 . 0 I 0 . 2I 0 . 1Q 0 . 0Q 0 . 0 圖 4－ 2 系統(tǒng)預開程序 主軸電動機控制程序 主軸電動機只做單方向旋轉(zhuǎn)，需要過載保護，過載保護由熱繼電器 FR1()完成。梯形圖程序如圖 4－ 3 所示。 I 0 . 3 I 0 . 5 I 0 . 6Q 0 . 1Q 0 . 1I 0 . 4 圖 4－ 3主軸電動機控制程序 搖臂升降控制程序 搖臂的升（或降）嚴格按照搖臂松開－升（或降）－夾緊的順序進行。為此，要求夾緊與放松作用的液壓泵電動機與搖臂升降電動機按一定順序啟動工作，由搖臂松開行程開關(guān)與搖臂夾緊行程開關(guān)發(fā)出控制信號進行控制。當要求搖臂上升（或下降）時，按下 SB3(或 SB4)首先啟動主軸箱、立柱、搖臂松開電路當松開到位時 ST2()常開觸點閉合 ,使液壓泵電動機旋轉(zhuǎn)（正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)） ,搖臂上升（或下降）。液壓泵電動機正、反轉(zhuǎn)需必要的互鎖。梯形圖如圖 4－ 4 所示。 主軸箱、立柱、搖臂松開、夾緊控制程序 Z3040 搖臂鉆床，搖臂的松開、夾緊與搖臂的升降要求能自動控制，本設(shè)計采用黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 25 定時器與行程開關(guān)配合完成，有必要的聯(lián)鎖保護。梯形圖程序如圖 4－ 5 所示。 I 0 . 7 I 1 . 1M 0 . 0I 1 . 0 I 1 . 2I 1 . 3M 0 . 0I 0 . 7 Q 0 . 3 Q 0 . 2I 1 . 0 Q 0 . 2 Q 0 . 3 圖 4－ 4 搖臂升降控制程序 M 0 . 0 I 1 . 3 I 1 . 5 Q 0 . 5 Q 0 . 4M 0 . 1 I 1 . 7 T 3 9M 0 . 1M 0 . 2I 1 . 4I 1 . 5Q 0 . 4I 1 . 6T 3 7Q 0 . 5I NP T 1 0 0 m s M 0 . 0 T 3 7+ 3 0I NP TT O N1 0 0 m s T 3 9M 0 . 2M 0 . 1T O F+ 3 0 圖 4－ 5 主軸箱、立柱、搖臂松開、夾緊控制程序 主軸箱、立柱松開、夾緊控制程序 主軸箱、立柱松開與夾緊控制要求可單獨操作，也可以同時操作，由轉(zhuǎn)換開關(guān) SA黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 26 和 SB SB6 配合定時器進行控制。梯形圖程序如圖 4－ 6 所示。 冷卻泵控制 冷卻泵電動機采用組合開關(guān) QS 直接控制其啟停。 I 2 . 1I 2 . 3Q 0 . 6I 2 . 2Q 0 . 7I 2 . 2T 3 8T 3 8I 1 . 6I 1 . 7M 0 . 0T 3 8I NP TT O F1 0 0 m s + 3 0M 0 . 1 圖 4－ 6主軸箱、立柱松開、夾緊控制程序 信號指示梯形圖程序 電源指示燈 HL1（ ）當機床上電時指示，采用 S－ 300PLC 特殊內(nèi)部繼電器 實現(xiàn)；立柱、主軸箱松開、夾緊指示燈 HL2（ ）、 HL3()由限位開關(guān) ST4()控制；主軸電動機旋 轉(zhuǎn)指示燈 HL4（ ）由 KM1（ ）控制。梯形圖程序如圖 4－7 所示。Q 1 .1Q 1 .2Q 1 .3I 2 .0I 2 .0Q 0 .1Q 1 .0S M 0 .0I 0 .3 圖 4－ 7信號指示梯形圖程序 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 27 完整的 PLC 控制梯形圖 在上述梯形圖的基礎(chǔ)上，將各部分梯形圖綜合在一起，進行整理和修改，最后設(shè)計出完整的梯形圖 如圖 4－ 8 所 示 INPT 100 ms I 0 . 0I 0 . 2I 0 . 1Q 0 . 0Q 0 . 0I 0 . 3 I 0 . 5 I 0 . 6Q 0 . 1Q 0 . 1I 0 . 7 I 1 . 1M 0 . 0I 1 . 0 I 1 . 2M 0 . 0 I 1 . 3 I 1 . 5 Q 0 . 5 Q 0 . 4M 0 . 1 I 1 . 7 T 39I 1 . 3 I 1 . 0 Q 0 . 3 Q 0 . 2I 0 . 7Q 0 . 2Q 0 . 3M 0 . 2I 1 . 4I 1 . 5Q 0 . 4Q 0 . 5I 1 . 6I 1 . 6M 0 . 0M 0 . 1I 1 . 7T 37M 0 . 0T 38T 37+ 30欠電壓保護I 0 . 4主軸電動機控制搖臂上升搖臂下降主軸箱立柱搖臂松開主軸箱立柱搖臂夾緊M 0 . 1INPTTOF100 ms + 30M 0 . 0TOF黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 28 INPTTON100 ms I 2 . 1I 2 . 3Q 0 . 6I 2 . 2Q 0 . 7I 2 . 2T 39+ 30M 0 . 1M 0 . 2主軸箱松開夾緊立柱松開夾緊Q 1 . 1Q 1 . 2Q 1 . 3立柱松開指示立柱夾緊指示主軸電動機旋轉(zhuǎn)指示電源指示 I 2 . 0I 2 . 0Q 0 . 1Q 1 . 0SM 0 . 0I 0 . 3T 38T 38 圖 48 Z3040 搖臂鉆床 PLC 控制梯形圖 本章小結(jié) 本章首先對 PLC 的基本特點和工作原理進行了簡要闡述，而后根據(jù)本設(shè)計內(nèi)容選定了適合于本設(shè)計的 PLC 類型。在確定選用西門子 S7300 PLC 后對 PLC 控制系統(tǒng) ， 梯形圖程序，系統(tǒng)預開程序進行了設(shè)計。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 29 第五章 技術(shù)展望 未來數(shù)控機床的類型將更加多樣化，多工序集中加工的數(shù)控機床品種越來越多；激光加工等技術(shù)將應用在切削加工機床上，從而擴大多工序集中的工藝范圍；數(shù)控機床的自動化程度更加提高，并具有多種監(jiān)控功能，從而形成一個柔性制造單元，更加便于納入高度自動化的柔性制造系統(tǒng)中。 課題尚需進一步研究的工作 1. 硬件電路設(shè)計方， PLC的選型上，仍停留在對現(xiàn)有設(shè)備的選擇。對于西門子系列 PLC文本顯示器 的設(shè)計方面，由于時間關(guān)系本課題未能涉及。對于控制系統(tǒng)的建模有待深入研究和未進行系統(tǒng)的仿真。 PLC擁有強大的通訊功能，這使得控制更為靈活，所以今后期待進一步開展這方面的研究 : 。軟件功能還有必要在實際應用中得到檢驗和完善。 PLC數(shù)控鉆床控制系統(tǒng)的發(fā)展前景 目前，世界各國經(jīng)濟發(fā)展速度、工業(yè)化水平等不盡相同，因此對數(shù)控技術(shù)、產(chǎn)品的需求也不一樣。但送的來說，發(fā)達國家對中、高檔數(shù)控產(chǎn)品需求多，發(fā)達國家對低、中檔需求較多并需要少量的高檔產(chǎn)品。目前，發(fā)達國家的低、中、高檔數(shù)控產(chǎn)品之比分別為 20:70:10，而發(fā)展中國家約為 80:17:3，兩者之間的勞動產(chǎn)品率相差懸殊。因此，發(fā)展中高檔產(chǎn)品仍大勢所趨 [7]。 (1)高可靠性、穩(wěn)定性 從“數(shù)控系統(tǒng)千人調(diào)查”分析報告可以看出，無論經(jīng)濟型、普及型還是高檔型數(shù)控系統(tǒng)，在“影響選擇數(shù)控系統(tǒng)因素”的排序中，排在第一位的都是可靠性穩(wěn)定性。由此可見，產(chǎn)品的質(zhì)量性能在用戶選購數(shù)控系統(tǒng)的過程中占有重要的位置。我國的產(chǎn)品要想占據(jù)國內(nèi)國際市場，應把可靠性、穩(wěn)定性作為數(shù)控產(chǎn)品研究的頭等大事。 產(chǎn)品 因素 可靠性穩(wěn)定性 品牌 價格 服務 經(jīng)濟型 33 16 30 21 普 及型 37 19 23 21 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 30 高檔型 31 28 18 23 不同檔次數(shù)控系統(tǒng)購買因素 (2)高速度、高精度化 速度和精度是數(shù)控產(chǎn)品的兩個重要指標，它直接關(guān)系到產(chǎn)品零件加工的銷量和質(zhì)量。速度影響產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，精度直接影響到工作性能、壽命、能耗和噪聲等。因此數(shù)控產(chǎn)品的高速、高精化是市場需求和技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。 智能化 現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的智能化包括兩個方面含義： （ 1）現(xiàn)代數(shù)控產(chǎn)品部應僅僅是某些專業(yè)技術(shù)人員才能操作使用，它應發(fā)展成為個個可操作，人人會使用。 （ 2）現(xiàn)代數(shù)控產(chǎn)品應能夠通過對影響加工精度和效率的 因素進行自動檢測、比較、補償，準確快速地做出決策，使產(chǎn)品的加工處于最佳狀態(tài)。 (3)復合化 如果能夠在一臺機床上實現(xiàn)或盡可能完成一個復雜的產(chǎn)品從毛坯至成品的全部加工，實現(xiàn)數(shù)控技術(shù)的復合化。這樣就可以保證工件的加工精度，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，減少在不同數(shù)控機床間進行工序的轉(zhuǎn)換而引起的待工時間及多次上下料等時間，提高加工效率，節(jié)約了產(chǎn)品生產(chǎn)的周期，贏得了市場 [9]。 (4)數(shù)控編程自動化 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展， CAD、 CAM、 CAPP 技術(shù)的廣泛應用，可實現(xiàn)數(shù)控編程的自動化。操作者只需根據(jù)需要繪制零件加工樣圖，計算機就 能夠根據(jù)樣圖進行數(shù)據(jù)處理，自動編程加工 [10]。 網(wǎng)絡化 實現(xiàn)數(shù)控技術(shù)的網(wǎng)絡化，進行遠程控制和無人化操作。通過數(shù)控機床的聯(lián)網(wǎng)，可在任何一天機床上對其他機床進行編程、設(shè)定和操作。不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床屏幕上，實現(xiàn)資源共享，科學管理。減少人力物力，降低了成本，提高了效率。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 31 結(jié) 論 本課題采用 PLC 自動控制技術(shù)取代了傳統(tǒng)繼電器 — 接觸器電氣控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對 Z3040 搖臂鉆床的自動控制，從而提高了機床的工作效率、工作穩(wěn)定性和可靠性，而且還大大降低了工 人的勞動強度，改善了產(chǎn)品的加工質(zhì)量， 降低了設(shè)備故障率，提高了生產(chǎn)率。另外，通過這次畢業(yè)設(shè)計使我對 PLC 和電控方面的知識又有了更加深刻的理解和掌握，為今后走向工作崗位從事相關(guān)工作奠定了很好的基礎(chǔ)。 在硬件設(shè)計和程序編寫時遇到很多問題，經(jīng)過努力得到了一定程度的解決，但是還有很大的不足和需