设计简介
摘 要
可编程控制器（PLC）广泛应用于数控机床等工业控制中。数控机床的控制部分可分为数字控制和顺序控制两部分。
本文描述了数控机床的基本组成、工作原理、分类及各自的特点。并且对数控机床中的PLC作了详细的介绍，把PLC在数控机床上的控制做了设计。然后以摇臂钻床Z3040为例，描述了它的设计过程，包括控制系统电路的分析，Z3040摇臂钻床原理图，用PLC编写程序对机床进行控制。
关键词：可编程控制器 数控机床 数字控制 顺序控制
ABSTRACT
Programmable controller (PLC) is widely used in nc machine tools and other industrial control. Part of CNC control can be divided into digital control and sequence control two parts.
This paper describes the basic CNC composition, working principle, classification and their respective characteristics. And the PLC for nc machine tools have also been introduced in detail, the PLC in the control nc machine design. Then Z3040 with radial drilling machine as an example, describes its design process, including control system circuit analysis, Z3040 radial drilling machine principle diagram, using PLC programming control of machine.
Keywords: programmable controller；nc machine tools；digital control；sequence control；
目 录
摘 要 ……………………………………………………………………………………………1
Abstract …………………………………………………………………………………………2
1 绪论 …………………………………………………………………………………………3
1.1 数控机床的发展 …………………………………………………………………………… 3
1.2 数控机床原理和特点 ………………………………………………………………………4
1.3 数控机床的结构 ……………………………………………………………………………6
2 PLC的概述 ………………………………………………………………………………6
2.1 PLC的基本特点 …………………………………………………………………………7
2.2 PLC的工作原理 ……………………………………………………………………………8
2.3数控机床采用PLC电气控制系统的优点 …………………………………………………9
2.3.1 PLC与继电器、接触器相比较 ……………………………………………………9
2.3.2 PLC与单片机比较 …………………………………………………………………10
3 Z3040摇臂钻床的基本概述 ………………………………………………………………11
3.1 Z3040摇臂钻床控制线路概述 …………………………………………………12
3.1.1 操纵机构液压系统……………………………………………………12
3.1.2 夹紧机构液压系统 ………………………………………………………12
3.2 Z3040摇臂钻床控制线路原理分析 ……………………………………………………12
3.3 Z3040摇臂钻床控制线路主电路分析 ……………………………………………………14
3.4 Z3040摇臂钻床控制线路控制电路分析 ………………………………………………14
3.4.1 主电动机控制电路 …………………………………………………………………14
3.4.2 摇臂升降控制电路 ……………………………………………………………14
3.4.3 立柱和主轴箱松开、夹紧控制电路 …………………………………………15
3.4.4 冷却泵控制电路 ……………………………………………………………………16
3.4.5 照明、信号线路电路 ………………………………………………………………16
4 Z3040摇臂钻床的PLC控制系统 …………………………………………………16
4.1 PLC的选型 …………………………………………………………………………………17
4.1.1 确定I/O点数 ………………………………………………………………17
4.1.2选配PLC的型号 ……………………………………………………………………17
4.2 Z3040摇臂钻床的PLC控制I/0（输入、输出）地址分配表 ………………… ………19
4.3 PLC控制系统分析 ……………………………………………………………………19
4.3.1主轴电动机控制 ………………………………………………………………20
4.3.2 摇臂升降控制 … …………………………………………………………………20
4.3.3 立柱与主轴松开、夹紧控制 ……………………………………………………20
4.4 PLC梯形图程序设计……… …………………………………………………………20
4.4.1 系统预开程序 …………………………………………………………………21
4.4.2主轴电动机控制程序 ………………………………………………………………21
4.4.3 摇臂升降控制程序 ………………………………………………………………22
4.4.4 立柱箱、立柱、摇臂松开、夹紧控制程序 ……………………………………22
4.4.5 立柱箱、立柱松开、夹紧控制程序 ………………………………………23
4.4.6 冷却泵控制 ………………………………………………………………23
4.4.7信号指示梯形图程序 ………………………………………………………………24
4.4.8 完整的PLC控制梯形图 ………………………………………………………24
参考文献 …………………………………………………………………………………25
附 录 ……………………………………………………………………………………26
总 结 ……………………………………………………………………………………31
致 谢 …………………………………………………………………………32
可编程控制器（PLC）广泛应用于数控机床等工业控制中。数控机床的控制部分可分为数字控制和顺序控制两部分。
本文描述了数控机床的基本组成、工作原理、分类及各自的特点。并且对数控机床中的PLC作了详细的介绍，把PLC在数控机床上的控制做了设计。然后以摇臂钻床Z3040为例，描述了它的设计过程，包括控制系统电路的分析，Z3040摇臂钻床原理图，用PLC编写程序对机床进行控制。
关键词：可编程控制器 数控机床 数字控制 顺序控制
ABSTRACT
Programmable controller (PLC) is widely used in nc machine tools and other industrial control. Part of CNC control can be divided into digital control and sequence control two parts.
This paper describes the basic CNC composition, working principle, classification and their respective characteristics. And the PLC for nc machine tools have also been introduced in detail, the PLC in the control nc machine design. Then Z3040 with radial drilling machine as an example, describes its design process, including control system circuit analysis, Z3040 radial drilling machine principle diagram, using PLC programming control of machine.
Keywords: programmable controller；nc machine tools；digital control；sequence control；
目 录
摘 要 ……………………………………………………………………………………………1
Abstract …………………………………………………………………………………………2
1 绪论 …………………………………………………………………………………………3
1.1 数控机床的发展 …………………………………………………………………………… 3
1.2 数控机床原理和特点 ………………………………………………………………………4
1.3 数控机床的结构 ……………………………………………………………………………6
2 PLC的概述 ………………………………………………………………………………6
2.1 PLC的基本特点 …………………………………………………………………………7
2.2 PLC的工作原理 ……………………………………………………………………………8
2.3数控机床采用PLC电气控制系统的优点 …………………………………………………9
2.3.1 PLC与继电器、接触器相比较 ……………………………………………………9
2.3.2 PLC与单片机比较 …………………………………………………………………10
3 Z3040摇臂钻床的基本概述 ………………………………………………………………11
3.1 Z3040摇臂钻床控制线路概述 …………………………………………………12
3.1.1 操纵机构液压系统……………………………………………………12
3.1.2 夹紧机构液压系统 ………………………………………………………12
3.2 Z3040摇臂钻床控制线路原理分析 ……………………………………………………12
3.3 Z3040摇臂钻床控制线路主电路分析 ……………………………………………………14
3.4 Z3040摇臂钻床控制线路控制电路分析 ………………………………………………14
3.4.1 主电动机控制电路 …………………………………………………………………14
3.4.2 摇臂升降控制电路 ……………………………………………………………14
3.4.3 立柱和主轴箱松开、夹紧控制电路 …………………………………………15
3.4.4 冷却泵控制电路 ……………………………………………………………………16
3.4.5 照明、信号线路电路 ………………………………………………………………16
4 Z3040摇臂钻床的PLC控制系统 …………………………………………………16
4.1 PLC的选型 …………………………………………………………………………………17
4.1.1 确定I/O点数 ………………………………………………………………17
4.1.2选配PLC的型号 ……………………………………………………………………17
4.2 Z3040摇臂钻床的PLC控制I/0（输入、输出）地址分配表 ………………… ………19
4.3 PLC控制系统分析 ……………………………………………………………………19
4.3.1主轴电动机控制 ………………………………………………………………20
4.3.2 摇臂升降控制 … …………………………………………………………………20
4.3.3 立柱与主轴松开、夹紧控制 ……………………………………………………20
4.4 PLC梯形图程序设计……… …………………………………………………………20
4.4.1 系统预开程序 …………………………………………………………………21
4.4.2主轴电动机控制程序 ………………………………………………………………21
4.4.3 摇臂升降控制程序 ………………………………………………………………22
4.4.4 立柱箱、立柱、摇臂松开、夹紧控制程序 ……………………………………22
4.4.5 立柱箱、立柱松开、夹紧控制程序 ………………………………………23
4.4.6 冷却泵控制 ………………………………………………………………23
4.4.7信号指示梯形图程序 ………………………………………………………………24
4.4.8 完整的PLC控制梯形图 ………………………………………………………24
参考文献 …………………………………………………………………………………25
附 录 ……………………………………………………………………………………26
总 结 ……………………………………………………………………………………31
致 谢 …………………………………………………………………………32
