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《PLC控制技术》课程设计任务书

课题四PLC在车镗专机控制系统中的应用

一、课程设计的目的

本课程综合训练的目的在于培养学生运用已学的可编程序控制器的基本理论和基础知

识，进行PLC控制系统设计的初等训练，掌握运用PC机进行系统控制设计的原则、设计

内容和设计步骤，为今后的工作打下良好的基础。

二、系统控制要求：

1、车镗专机概述

车镗专机是用来对台式钻床的立拄进行镗孔加工，同时对孔的右端面进行车削加工的一

种自动加工设备。加工工件如图1所示。

图1工件示意图

（1）车镗专机的基本组成车镗专机的基本组成如图2所示。左、右机械动力头各有

三台电动机（快速电动机、工速电动机、主轴电动机），液压站由一台电动机拖动。

图2车镗专机的基本组成示意图

（2）加工过程加工过程如图3所示。操作者将要加工的工件放在工作台上的夹具中，

在其他准备工作就绪后，发出加工指令（按下按钮）。工件自动夹紧，压力继电器动作，左、

右动力头同时开始镗削加工。左动力头快进，工进至终点后，快退回原位；而右动力头快进、

工进至终点后还应进行右端面的车削加工（车刀横进、横退）后才快退。当两动力头都退回

原位，此时Ⅰ工位的粗加工结束，工作台移到Ⅱ工位，开始进行精镗加工。左、右动力头重

新起动，快进，工进到终点延时后快退回原位，Ⅱ工位加工结束，工作台退到Ⅰ工位，松开

工件，一个自动工作循环结束。

图3车镗专机的加工过程

（3）液压系统车镗专机液压系统元件如表1所示。

表1车镗专机液压系统元件表

YV1+卸荷SP1+油压到信号

YV2+（-）工件松开（夹紧）SP2+工件紧信号

YV3+向Ⅰ工位YV5+横进

YV4+向Ⅱ工位YV6+横退

注：表中“+”表示得电，“-”表示断电。

2、车镗专机的控制要求

1）本系统有七台电机：油泵电机、右主轴电机、右快速电机、右工速电机、左主轴电

机、左快速电机、左工速电机。

2）工作台有两个工位，由液压系统实现两工位的转换和加工工件的夹紧与松开。

3）有自动和点动两种工作方式，其中自动工作方式又有三种形式：全自动循环、Ⅰ工

位循环、Ⅱ工位循环工作。全自动循环过程是从Ⅰ工位→Ⅱ工位→Ⅰ工位，Ⅰ工位循环、Ⅱ

工位循环工作是指工件只在Ⅰ工位或Ⅱ工位时的加工循环。

4）手动工作方式包括左、右主轴的点动对刀，左、右动力头的快进与快退点动，手动

松开工件、手动移位等。

5）左、右床身导轨应具有自动润滑功能（YV7、YV8）。

6）左、右快速电动机均采用电磁铁抱闸制动（YB1、YB2）。

7）油泵起动后，液压系统要有一定的压力缓冲，才允许开始工作，工作结束要卸荷。

8）具有电源、油泵工作、原位、工作指令等信号的指示。

9）具有照明和必要的联锁环节和保护环节。

说明：以上仅列一些基本要求，同学在设计中可根据实际情况加以完善或改进，以达到

最佳效果。

本题目完成其中的“自动”工作过程程序设计，要求尽量全面的考虑工业现场可能遇到

的各种意外情况。

三、PLC控制系统设计原则

（1）尽可能地满足被控对象的控制要求；

（2）在满足控制的前提下，力求使控制系统简单、经济；

（3）保证控制系统安全可靠；

（4）考虑到被控对象的改进，在选择PLC的I/O数量时，应适当留有余量；

四、PLC控制系统设计步骤

1、分析控制系统的要求，确定控制任务：

首先分析车镗专机控制程序设计的控制功能，确定控制任务。

2、选择和确定用户I/O设备：

根据传统控制线路，确定出PLC改造所需的各种输入/输出设备，即各种按钮、开关、

继电器和接触器等。