毕 业 设 计 报 告 书
题目： 四工位组合机床的PLC控制系统设计
专 业 机电一体化技术 班 级
姓 名 指导教师
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目 录
第一部分 设计任务与调研…………………………………………………………1 第二部分 设计说明…………………………………………………………………2 第三部分 设计成果…………………………………………………………………17 第四部分 结束语……………………………………………………………………18第五部分 致谢…………………………………………………………………… 19 第六部分 参考文献…………………………………………………………………20
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第一部分 设计任务与调研
1.毕业设计的主要任务
本次设计的主要任务：以四工位组合机床为基础，用三菱PLC对该机床的PLC控制系统进行设计，满足机床的加工制造需求。
本次设计达到的目标要求：
（1）多刀同时工作，并且具有自动循环的功能；
（2）电气系统可进行工作自动循环的控制，控制电路可由各动力部件的控制电路通过一定的连接电路组合构成；
（3）本次设计所用组合机床为四工位组合机床，该机床由四个滑台，各载一个加工动力头，组成四个加工工位，除了四个加工工位外，还有夹具，上下料机械手和进料器，四个辅助装置以及冷却和液压系统共14个部分。机床的四个加工动力头同时对一个零件的四个端面以及中心孔进行加工，一次加工完成一个零件，由上料机械手自动上料，下料机械手自动取走加工完成的零件，零件每小时可加工80件。该机床的示意图如下：
图1.1 四工位组合机床示意图
1.工作台 2.主轴 3.夹具 4.上料机械手 5.进料器 5.下料机械手
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2.设计的思路、方法
（1）设计思路
当按下启动按钮后，上料机械手向前，将零件送到夹具上，夹具夹紧零件，进料装置进料，然后四个工作滑台向前，四个加工动力头同时加工，加工完成后，各工作滑台退回原位，接下来下料机械手向前抓住零件，夹具松开，下料机械手带料退回原位并松开，完成一个工作循环。
要求组合机床能以手动、半自动、全自动三种工作方式工作。全自动工作方式为一个工作循环结束后，自动进入下一个工作循环；半自动工作方式为一个工作循环结束后，机床将停车于初始状态；手动方式是用于手动调整的。
（2）设计方法
首先进行现场调研，根据企业工人的使用习惯、使用诉求制定设计目标；制定设计路线图；选择电器配件；根据设计路线图和电器配件，进行PLC程序的编写和校验；完成电气线路的连接与安装；最后进行试车。
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第二部分 设计说明
1. 理论分析
四工位组合机床的PLC控制系统要求如下：
(1)主轴电动机单方向起动，要求有过载及短路保护。 (2)液压泵电动机单方向起动，过载及短路保护。 (3)冷却泵电动机单向工作，过载及短路保护。 根据要求，要选用三台电动机如下： M1——控制主轴的电动机； M2——控制液压泵的电动机； M3——控制冷却泵的电动机。 再根据电动机的控制要求选择元件：
QF——控制总电源的断路器，实现短路和过载保护； FU1～FU3——控制各电动机短路保护； KM1——控制主轴电动机单向工作； KM2——控制液压泵电动机工作； KM3——控制冷却泵电动机工作；
FR1～FR3——用与各电动机的过载保护控制。 最后主电路图设计如下图：
图2.1 主电路图
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四工位组合机床的PLC控制系统设计论文
