Z3040摇臂钻床的电气控制原理图
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摘要: 图1所示为Z3040摇臂钻床的电气控制原理图。
图1 Z3040摇臂钻床的电气控制原理图 摇臂钻床共有4台电动机拖动。M1为主轴电动机。钻床的主运动与进给运动皆为主轴的运动，都由电动机M1拖动，分别经主轴与进给传动机构
图1所示为Z3040摇臂钻床的控制原理图。
图1&&&&& Z3040摇臂钻床的电气控制原理图
摇臂钻床共有4台拖动。M1为主轴电动机。钻床的主运动与进给运动皆为主轴的运动，都由电动机M1拖动，分别经主轴与进给传动机构实现主轴旋转和进给。主轴变速机构和进给变速机构均装在主轴箱内。M2为摇臂升降电动机。M3为立柱松紧电动机。M4为冷却泵电动机。
由总开关Q引入，主轴电动机M1单向旋转，由KM1控制。主轴的正、反转由机床液压系统机构配合磨擦离合器实现。摇臂升降电动机M2由正、反转接触器KM2、KM3控制。液压泵电动机M3拖动液压泵送出压力液以实现摇臂的松开、夹紧和主轴箱的松开、夹紧，并由接触器KM4、KM5控制正、反转。冷却泵电动机M4用开关SA2控制。
2、控制线路
（1）主轴电动机M1的控制
按起动按钮SB2→接触器KM1通电→M1转动。按停止按钮SB1→接触器KM1断开→M1停止。
（2）摇臂升降电动机M2的控制
摇臂上升：按上升起动按钮SB3→KT通电→①电磁阀YN通电，推动松开机构使摇臂松开。②接触器KM4通电，液压泵电动机M3正转，松开机构压下限位开关SQ2→KM4断电→M3停转，停止松开；下限位开关SQ2→上升接触器KM2通电→升降电动机M2正转，摇臂上升。
到预定位置→松开SB3→①上升接触器KM2断电→M2停转，摇臂停止上升；②时间继电器KT断电→延时t（s），KT延时闭合常闭触点闭合→接触器KM5通电→M3反转→电磁阀推动夹紧机构使摇臂夹紧→夹紧机构压动限位开关SQ3→电磁阀YV断电、接触器KM5断电→液压泵电动机M3停转，夹紧停止。摇臂上升过程结束。
摇臂下降过程和上升情况相同，不同的是由下降起动按钮SB4和下降接触器KM3实现控制。
（3）主轴箱与立柱的夹紧与放松控制
主轴箱和立柱的夹紧与松开是同时进行的，均采用液压机构控制。工作过程如下：
松开：按下松开按钮SQ5→接触器KM4通电→液压泵电动机M3正转，推动松紧机构使主轴箱和立柱分别松开→限位开关SQ4复位→松开指示灯HL1亮。
夹紧：按下夹紧按钮SQ6→接触器KM5通电→液压泵电动机M3反转，推动松紧机构使主轴箱和立柱分别夹紧→压下限位开关SQ4→夹紧松开指示灯HL2亮。
（4）照明线路：变压器T提供36V交流照明电源电压。
（5）摇臂升降的限位保护：摇臂上升到极限位置压动限位开关SQ1-1，或下降到极限位置压动限位开关SQ1-2，使摇臂停止升或降。
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Z3040摇臂钻床PLC控制课设说明书
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&Z3040摇臂钻床PLC控制课设说明书1.绪论1.1本课题的选题背景与意义&& Z3040摇臂钻床是我国生产和使用较广泛的钻床，可以进行多种形式的加工，如钻孔，镗孔，铰孔以及攻螺纹等。从控制上讲，它需要机、电、液压等相互配合使用，同时要进行时间控制。它的调速是通过三相交流异步电动机和变速箱来实现的。也有的是采用多速异步电动机拖动，这样可以简化变速机构。&& 摇臂钻床的主轴旋转运动和进给运动由一台交流异步电动机拖动，主轴的正反转运动是通过机械转换实现的，所以主电动机只有一个旋转方向。&& 摇臂钻床除了主轴的旋转和进给运动外，还有摇臂上升、下降及立柱的夹紧和放松。摇臂的上升、下降由一台交流异步电动机拖动，主轴箱、立柱的夹紧和放松由另一台交流电动机拖动。Z3040摇臂钻床是通过电动机拖动一台齿轮泵，供给夹紧装置所需要的压力油。而摇臂的回转和主轴箱的左右移动通常采用手动。此外，还有一台冷却泵电动机对加工的刀具进行冷却。&& 目前，我国的Z3040摇臂钻床的电气控制系统普遍采用的事传统的继电器——接触器控制方式。因而所需要控制的电机较多，所以电路较复杂，在日常的生产作业当中，经常发生电气故障，从而影响生产。另外一些复杂的控制如：时间、计数控制用继电器——接触器控制方式较难实现。所以，有必要对传统电气控制系统进行改进设计。PLC电气控制系统可以有效的弥补上述系统的这一缺陷。1.2可编程逻辑控制器简述&& 可编程逻辑控制器简称PLC，是从早期的继电器逻辑电气控制系统发展而来，它不断吸收微型计算机控制技术，使之功能不断增强。逐渐适合复杂的电气控制系统。PLC之所以有较强的生命力，在于它更加适应工业现场和市场要求。具有可靠性高、抗干扰能力强、编程方便、价格低、寿命长等特点。2. Z3040摇臂钻床电气控制系统原理2.1 主电路与PLC控制电路原理图&2.2 基于PLC的控制原理说明1.主电路&& 电源采用断路器引入，断路器中的过电流脱扣作为短路保护取代了熔断器。交流接触器KM1是主电动机M1接通或断开的接触器，FR1为主电动机过载保护用热继电器。摇臂的升降，主轴箱、立柱的夹紧放松都要求拖动的电动机正反转，所以M2和M3电动机分别有两个接触器，它们为KM2，KM3和KM4，KM5。摇臂的升降电动机M2、冷却泵电动机M4均为短时工作，不设过载保护。2.控制电路、信号及照明电路　　控制电源由控制变压器TC二次侧输出110V供电，信号灯电源为二次侧输出6.3V，照明电路由二次侧输出36V供电。主电动机旋转控制主电机运行前首先应接通总启动按钮SB1，控制上图中的X001，控制电路通过中间继电器M0的自锁为接下来的控制持续供电。同时总开关指示灯HL2亮，由上图的输出Y013控制。主电动机起动需按动按钮SB2，控制上图中的X002，输出Y001控制主电动机的旋转，同时自锁。输出Y012控制主电动机运行指示灯HL1。摇臂的升降控制摇臂上升为点动，需持续按动上升按钮SB3，控制上图中的X003，此时M1通电，如上图，输出Y004，控制松开接触器KM4,通过液压泵电动机使摇臂松开。当松开达到摇臂松开用限位开关SQ2时，及X012被控制，Y004断电，液压泵电动机停止运转。此时，输出Y002，控制摇臂上升接触器M2，使摇臂升降电动机旋转，摇臂上升。　　当上升到所需位置时，松开按钮SB3，使X003归位。中间继电器M1断电，此时，由于松开限位控制X012动作，时间继电器T0计时，2S后，输出Y005，控制摇臂夹紧接触器KM5，通过液压泵电动机使摇臂夹紧。当夹紧达到摇臂夹紧用限位开关SQ3时，及X013被控制，Y005断电，液压泵电动机停止运转，停止夹紧。完成了摇臂的松开——上升——夹紧动作。摇臂下降与上升类似。　　限位开关SQ0,SQ1为摇臂上升下降极限保护用。控制上图中的X010，X011。立柱与主轴箱的松开与夹紧控制主轴箱与立柱的松开及夹紧控制可以单独进行，也可以同时进行，由转换开关SA控制选择。SA有三个位置：在中间时，控制X016动作，主轴箱与立柱同时进行松开或夹紧。在左边时，控制X015，输出Y006，使立柱控制电磁铁YA1运作，只有立柱松开或夹紧。在右边时，控制X017，输出Y007，使主轴箱控制电磁铁YA2运作，只有主轴箱松开或夹紧。&& SB5，SB6为主轴箱与立柱的松开、夹紧按钮。X014为主轴箱立柱夹紧松开限位开关SQ4。当处于夹紧状态时，X014为动作状态，此时，按下松开按钮SB5，中间继电器M2通电，通过转换开关选择主轴箱与立柱。同时，时间继电器T1通电，2S后，T0接触器接通，输出Y004，控制主轴箱立柱松开接触器KM4，通过液压泵电动机使主轴箱或立柱松开，离开限位开关SQ4后，X014归位，Y004断电，停止松开。夹紧与松开类似。&& 上图中Y010,Y011为主轴箱与立柱松开、夹紧指示灯控制输出。照明电路　照明设备开启开关SB8,控制X022，输出Y014，控制照明设备，同时自锁。关闭开关SB9，控制X023，使Y014断电。3. PLC控制Z3040摇臂钻床的硬件部分设计3.1&&PLC的I/O口分配表序号&&&&输入信号&&&&符号&&&&输入端子口1&&&&总停止按钮&&&&SB0&&&&X0002&&&&总起动按钮&&&&SB1&&&&X0013&&&&主电动机起动按钮&&&&SB2&&&&X0024&&&&摇臂上升按钮&&&&SB3&&&&X0035&&&&摇臂下降按钮&&&&SB4&&&&X0046&&&&主轴箱立柱松开按钮&&&&SB5&&&&X0057&&&&主轴箱立柱夹紧按钮&&&&SB6&&&&X0068&&&&主电动机停止按钮&&&&SB7&&&&X0079&&&&摇臂上升极限保护限位开关&&&&SQ0&&&&X01010&&&&摇臂下降极限保护限位开关&&&&SQ1&&&&X01111&&&&摇臂松开用限位开关&&&&SQ2&&&&X01212&&&&摇臂夹紧用限位开关&&&&SQ3&&&&X01313&&&&主轴箱立柱夹紧松开限位开关&&&&SQ4&&&&X01414&&&&主轴箱立柱松开夹紧转换开关&&&&SA&&&&X015~X01715&&&&主电动机过载保护热继电器&&&&FR1&&&&X02016&&&&液压泵电动机过载保护热继电器&&&&FR2&&&&X02117&&&&照明设备开启&&&&SB8&&&&X02218&&&&照明设备关闭&&&&SB9&&&&X023输入接口功能表　　　　　　　　　　　　　　　输出接口功能表序号&&&&输出信号&&&&符号&&&&输出端子口1&&&&主轴旋转接触器&&&&KM1&&&&Y0012&&&&摇臂上升接触器&&&&KM2&&&&Y0023&&&&摇臂下降接触器&&&&KM3&&&&Y0034&&&&主轴箱立柱摇臂松开接触器&&&&KM4&&&&Y0045&&&&主轴箱立柱摇臂夹紧接触器&&&&KM5&&&&Y0056&&&&立柱控制电磁铁&&&&YA1&&&&Y0067&&&&主轴箱控制电磁铁&&&&YA2&&&&Y0078&&&&主轴箱立柱松开指示灯&&&&HL3&&&&Y0109&&&&主轴箱立柱夹紧指示灯&&&&HL4&&&&Y01110&&&&主电动机运行指示灯&&&&HL1&&&&Y01211&&&&总开关指示灯&&&&HL2&&&&Y01312&&&&照明设备&&&&HL0&&&&Y0144. PLC控制Z3040摇臂钻床的软件部分设计4.1&&PLC控制梯形图4.2&&PLC控制指令表5.结论5.1 课题成果　　PLC是一种广泛应用于工业现场的新型控制器，具有结构简单，抗干扰能力强，编程方便等特点。本课题采用PLC自动控制，实现了对Z3040摇臂钻床的自动控制，从而提高了机床的工作效率、未定性与可靠性。此外，本次课程设计，使我对PLC控制方面有了进一步的理解与掌握，为以后的学习与工作打下了很好的基础。5.2 不足之处&&&&由于时间有限，本次课题仅仅实现了初步的功能，要运用于实际，还需要很大的完善。主要在调速问题上的研究，包括主电动机、升降电动机、液压泵电动机的调速。而且系统只用到了简单的逻辑开关的控制，对于PLC的许多高级指令没有应用到。
作者：未知 点击：1813次
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