摘   要

    为了充分发挥设备效能，迅速提升加工技术与精度，越来越多的企业每年投入大量资金和技术对传统老式组合机床进行技术改造，取得了良好的效果。用PLC模块、变频驱动技术、操控监控设备等组成电气数字控制系统，以实现编程输入、人机交互、自动化加工的控制方式，扩大加工能力，减少故障，提高效率，已成为企业进行技术改造的有效途径。
论文以A7-39组合机床的数控化改造为背景，概述了组合机床数控化改造的设计方案与应用技术，并对PLC的发展与应用作了简要介绍。论文介绍了PLC编程特点和方式，重点以三菱FX2N型PLC为例，介绍了PLC编程环境，并对A7-39组合机床应用编程作了阐述。论文还进一步阐述了PLC接口与通信技术，介绍了FX2N系列PLC的网络协议，另外对人机界面HMI也做了论述。

关键词：PLC；编程技术；组合机床   

       

目   录
第1章 概述……………………………………………………………  1
第2章 组合机床的简介……………………………………………… 2
2.1 组合机床概述…………………………………………………… 2
2.2 组合机床的特点………………………………………………  5
2.3 组合机床装配模型……………………………………………… 5
2.4 组合机床及其体系结构的发展现状…………………………… 6
2.5 组合机床结构 ………………………………………………… 6
2.6 组合机床的基本配置 ………………………………………… 7
2.7本设计组合机床运动形式 ……………………………………  8
第3章  电气控制系统设计 ………………………………………   9
3.1  PLC简介……………………………………………………… 15
3.2　PLC的结构和工作原理…………………………………………16
3.3  PLC程序的表达方式……………………………………………17
3.4　PLC模块选型及介绍………………………………………… 18
3.5  元件功能及 I/O地址分配…………………………………… 20
第4章  PLC控制系统设计 ……………………………………………20
4.1 PLC设计的基本原则…………………………………………… 21
4.2 选择输入输出设备 …………………………………………… 23
4.3 选择PLC的型号………………………………………………  25
4.3 应用系统设计概述……………………………………………25
4.4 控制要求………………………………………………………  26
4.6 PLC的I/O分配表……………………………………………26
4.7 PLC控制的程序设计…………………………………………26
4.8 PLC 控制梯形图……………………………………………27
第5章 安装维护……………………………………………………… 28
5.1 扩展设备组成……………………………………………………28
5.2　现场环境 ………………………………………………………29
5.3　安装工程………………………………………………………29
致谢 ……………………………………………………………………………32
参考文献 ……………………………………………………………………33

第1章  概述

    为了充分发挥设备效能，迅速提升加工技术与精度，越来越多的企业每年投入大量资金和技术对传统老式组合机床进行技术改造，取得了良好的效果。用PLC模块、操控监控设备等组成电气数字控制系统，以实现编程输入、人机交互、自动化加工的控制方式，扩大加工能力，减少故障，提高效率，已成为企业进行技术改造的有效途径。

论文以两工位钻孔、攻螺纹组合机床的数控化改造为背景，概述了组合机床数控化改造的设计方案与应用技术，并对PLC的发展与应用作了简要介绍。论文介绍了PLC编程特点和方式，重点以西门子S7-200CPU 224型PLC为例，介绍了PLC编程环境，并对两工位钻孔、攻螺纹组合机床应用编程作了阐述。论文还进一步阐述了PLC接口与通信技术，介绍了西门子S7-200系列PLC的网络协议。

第1章   组合机床的简介

2.1           组合机床概述

组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，加工柴油机机体的数控组合机床组成的半自动或自动专用机床。

 组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。

组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。

2.2           组合机床的特点

组合机床是用按系列化标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。组合机车是由{wn}机床和专用机床发展来的，它既有专用机床、结构简单的特点，又有{wn}机床能够重新调整，以适应新工件加工的特点。

组成组合机床的通用部件有如下几类：动力部件——动力头，动力滑台和动力箱；工件运送部件——回转工作台，移动工作台和回转鼓轮；支承部件——立柱，床身，底座和滑座等。控制系统有通用的液压传动装置，电气柜，操纵台等。与{wn}机床和专用机床相比，有如下特点：

（1） 组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件总量的70～80%，因此设计和制造的周期短，投资少，经济效果好。

（2） 由于组合机床采用多刀加工，并且自动化程度高，因此比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。

（3） 组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有厂成批制造，因此结构稳定、工作可靠，使用和维修方便。

（4） 在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺装备保证，对操作工人水平要求不高。

（5）当被加工产品更新时，采用其他类型的专用机床时，其大部分件要报废。用组合机床时，其通用部件和标准零件可以重复利用，不必另行设计和制造。

（6）组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模的生产需要。

机身、立柱、中间底座等是组合机床的支承部件，起着机床的基础骨架作用。组合机床的刚度和部件之间的精度保持性，主要是由这些部件保证。

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