【正文】 超 載 保 護(hù) 。 1． 主電動(dòng) 。 控制 電 路分析 由 變壓 器 TC將 380V 交流 電壓 降 為 110V，作 為 控制 電 源。 當(dāng) 移 動(dòng) 到位后，保 證 M2 先停下，再自 動(dòng) 通 過(guò) 液 壓系統(tǒng)將搖 臂 夾緊 ，最后液 壓 泵 電 機(jī)才停下。按下總啟動(dòng) 按 鈕 SB1，中 間繼電 器 KA 線 圈通 電 吸合并自 鎖 ， 為主電動(dòng) 機(jī)及其它 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng) 多準(zhǔn) 備 ，同 時(shí) 觸 點(diǎn) KA 閉 合， 為 其它三 個(gè) 指示 燈 通 電 做準(zhǔn) 備 。 斷路 器 QF1 既作 為 機(jī) 床線 路的 電 源 總開(kāi)關(guān)， 又作 為 機(jī) 床線 路和主 軸電 機(jī) M1 的短路及超 載 保 護(hù)組 件， 斷路 器 QF2臥搖 臂升降 電 動(dòng) 機(jī) M液 壓 泵 電 機(jī) M冷 卻 泵 電 機(jī) M4 的隔離 開(kāi)關(guān)和 超 載 及短路保 護(hù)組 件。其中由一 個(gè) 油路控制主 軸 箱和立柱的 夾緊 ，另一油路 控 制搖 臂的 夾緊 和松 開(kāi) ， 這兩個(gè) 油路均由 電 磁 閥 控制。 主 軸變 速與 進(jìn)給變 速： 將 主 軸 手柄扳至“ 變 速”位置，于是改 變兩個(gè) 操 縱閥 的相互位置，使 齒輪 泵送出的 壓力 油 進(jìn) 入主 軸轉(zhuǎn) 速 預(yù) 選閥 和主 軸進(jìn)給 量 預(yù)選閥 ，然后 進(jìn) 入各 變速油缸。 在主 軸 正 轉(zhuǎn) 或反 轉(zhuǎn)過(guò) 程中，可 轉(zhuǎn)動(dòng)變 速按 鈕 ，改 變 主 軸轉(zhuǎn) 速或主 軸進(jìn)給 量。操作手柄有五 個(gè) 空 間 位置：上、下、里、外和中 間 位置，其中 上為 “空 擋 ”，下 為 “ 變 速”，外 為 “正 轉(zhuǎn) ”，里 為 “反 轉(zhuǎn) ”，中 間 位置 為 “停 車 ”。 Z3040 控制線路概述 Z3040 搖 臂 鉆 床主 要有兩 種主要 運(yùn)動(dòng) 和其它 輔 助 運(yùn)動(dòng) ， 主運(yùn)動(dòng) 是指主 軸帶動(dòng)鉆頭 的旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ； 進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 是指 鉆頭 的垂直 運(yùn)動(dòng) ； 輔 助 運(yùn)動(dòng) 是指主 軸 箱沿 搖 臂水平 運(yùn)動(dòng) ， 搖 臂沿外立柱上下移 動(dòng)以 及 搖 臂和外立柱一起相 對(duì) 于 內(nèi) 立柱的回 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 。 搖 臂的 夾緊 和放松是由 電氣 和液 壓聯(lián) 合控制，并且有 夾緊 和放松指示。搖臂鉆床控制器 17 搖 臂 鉆 床的 主運(yùn)動(dòng) 與 進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 皆 為 主 軸運(yùn)動(dòng) ， 這兩個(gè)運(yùn)動(dòng) 由一臺(tái)主 軸電動(dòng) 機(jī)拖 動(dòng) ，分 別經(jīng)主軸 和 進(jìn)給傳動(dòng) 機(jī)構(gòu) 實(shí)現(xiàn) 主 軸 旋 轉(zhuǎn) 和 進(jìn)給 。 鉆 削加工 時(shí) ，主 軸 箱可由 夾緊裝 置 將 其固定在 搖 臂的水 平導(dǎo)軌 上，外立柱 緊固 在 內(nèi)立柱 上， 搖臂緊固 在外立柱上，然后 進(jìn) 行 鉆 削加工。此外 還 有一臺(tái)冷 卻 泵 電動(dòng) 機(jī) 對(duì) 加工的刀具進(jìn) 行冷 卻 。 搖 臂 鉆 床除了主 軸 的旋 轉(zhuǎn) 和 進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 外 ，還 有 搖 臂的上升、下降及立柱的 夾緊 和放松。也 有的是采用多速異步 電動(dòng) 機(jī)拖 動(dòng) ，這樣 可以 簡(jiǎn) 化 變 速機(jī)構(gòu)。 搖臂鉆床控制器 16 4 Z3040 控制線路原理分析 Z3040 搖 臂 鉆 床 簡(jiǎn) 介 鉆 床可以 進(jìn) 行多種形式的加工，如； 鉆 孔、 鏜孔 、 鉸 孔及攻螺 紋 。 雙線圈輸 出容易引起 誤 操作，應(yīng)盡 量避免 線 圈重復(fù)使用。 接 點(diǎn) 不能放在 線 圈的右 邊 ，在 繼電器控制的原 理圖 中， 熱繼電 器的接 點(diǎn) 可以加在 線 圈的右 邊 ，而 PLC 的梯形 圖 是不 允許 的。 （二） 軟 件的使用 打開(kāi) TEP 7Micro/WIN 32，在 設(shè) 中 選擇 PC/PPI 協(xié)議 點(diǎn)擊 更改通信端口和通信速率 搖臂鉆床控制器 15 在 通訊 菜 單 里 雙擊 刷新， TEP 7Micro/WIN 32 開(kāi)始 搜索 PPI 網(wǎng) 絡(luò) 中的 S7200CPU 搜索完成后 會(huì) 出 現(xiàn) 網(wǎng) 絡(luò) 中所有 PLC 的列表， 選擇 要操作的 PLC 即可 對(duì)所選 PLC 進(jìn) 行操作 編輯梯 形 圖 。 STEP7Micro/WIN 軟 件提供了 在線幫 助系 統(tǒng) ，以便 獲 取所需要的信息。 語(yǔ)句表編程語(yǔ)言 語(yǔ)句表（ STL－ Statement List）是一種類似于微機(jī)匯編語(yǔ)言的一種文本編程語(yǔ)言，由多條語(yǔ)句組成一個(gè)程序段。解算的 結(jié)果，馬 上可以被后面的 邏輯 解算所利用。在分析梯形 圖 的 邏輯關(guān)系時(shí) ， 為了借用 繼電 器 電 路 圖 的分析方法，可以想象左右 兩側(cè) 母 線 （左母 線 和右母 線 ） 之間 有一個(gè) 左正右 負(fù) 的直流 電 源 電壓 ，母 線之間 有“能流” 從左 向右流 動(dòng) 。能流只能從左向右流動(dòng)。 該 存 儲(chǔ)單 元如果 為 “ 1”狀態(tài) ， 則 表示梯形 圖中對(duì)應(yīng)軟繼電 器的 線 圈“通 電 ”，其常 開(kāi) 觸 點(diǎn) 接通，常 閉 觸 點(diǎn)斷開(kāi) ，稱這 種 狀態(tài) 是 該軟繼電 器的“ 1”或“ ON” 狀態(tài) 。 梯形 圖 是使用得最多的 圖 形 編 程 語(yǔ) 言，被 稱為 PLC的第 一編 程 語(yǔ) 言。 現(xiàn) 在三菱公司又有 FX 系列 PLC，與其超小型品種 F1 系列相比：面 積 為 47%,體 積為 36%，在系統(tǒng) 的配置上既固定 又靈 活， 輸 入 輸 出可 達(dá) 24～ 128點(diǎn) 。并且，由于 PLC 的低故障率及很 強(qiáng) 的 監(jiān)視功能，模 塊 化等等，使 維 修也極 為 方便。 PLC 在 執(zhí) 行梯形 圖 程序 時(shí) ，用 解釋程序?qū)?它翻 譯 成 匯編語(yǔ) 言然后 執(zhí) 行（ PLC 內(nèi) 部增加了 解釋程 序）。既 繼 承了 傳統(tǒng) 控制線 路的清晰直 觀 ，又考 慮 到大多 數(shù) 工廠企 業(yè)電氣 技 術(shù) 人 員 的 讀圖習(xí)慣 及 編 程水平，所以非常容易接受和掌握。因此， PLC 除 應(yīng) 用于 單 機(jī)控制外，在工廠自 動(dòng) 化中也被大量采用。 在 軟 件方面，程 序執(zhí) 行采用 掃 描加中 斷 方式， 這 既可以保 證 它有序的工作，避免觸點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng) ，又能 及時(shí)處 理 應(yīng) 急 請(qǐng) 求； 內(nèi) 部采用“ 監(jiān)視 器”（ watching dog） 電 路，保 證 了CPU 工作的可靠性 PLC 的每次上 電 后系 統(tǒng) 程序自 動(dòng)配 置完成 對(duì) 系 統(tǒng) 的初始化和 運(yùn) 行 自檢指令； PLC 還 自 帶 很多防止和 檢測(cè) 故障的指令， 在編 制用 戶 程序 時(shí)通過(guò) 使用 這 些指令，可 對(duì) PLC 的控制系 統(tǒng) 的工作 進(jìn) 行 監(jiān)視 等。 PLC 的特點(diǎn) 為適應(yīng)工業(yè)環(huán) 境使用，與一般控制 裝 置相比 較 ， PLC 機(jī)有以下特 點(diǎn) ： 1．可靠性高，抗干擾能力 強(qiáng) 。 這些組 件的 種類 與 數(shù) 量越多，表示 PLC 的存儲(chǔ) 和 處 理各種信息的能力越 強(qiáng) 。 PLC 用 戶 手 冊(cè) 一般 給出 執(zhí) 行各 條 指令所用的 時(shí)間 ，可以通 過(guò) 比 較 各種 PLC 執(zhí) 行相同的操作所用的 時(shí)間 ， 來(lái) 衡量 掃 描速度的快慢。一般 來(lái)說(shuō) ，小型 PLC 的用 戶內(nèi) 存容量 為 幾千字，而大型機(jī)的用 戶內(nèi) 存容量 為 幾萬(wàn)字 2． I/O 點(diǎn)數(shù) 輸 入 /輸 出（ I/O） 點(diǎn)數(shù) 是 PLC 可以接受的 輸 入信 號(hào) 和 輸 出信 號(hào) 的 總 和，是衡量 PLC性能的重要指 針 。 這 是因 為輸 入采 樣階段僅在輸 入刷新 階 段 進(jìn) 行， PLC 在一 個(gè)工作周期的大部分 時(shí)間 是與外 設(shè) 隔離的，而 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的 干擾常常是 脈沖 、短 時(shí)間的，誤動(dòng) 作 將大大減 小。 掃 描周期的 長(zhǎng) 短主要取 決 于程序的 長(zhǎng) 短。 3． 輸 出刷新 階 段 當(dāng) 所有指令 執(zhí) 行完 畢 后， 將輸 出 狀態(tài) 寄存器中的 內(nèi) 容，依次送 到輸 出 鎖 存 電 路 （輸出映像寄存器），并通 過(guò) 一定 輸 出方式 輸 出， 驅(qū)動(dòng) 外部相 應(yīng)執(zhí) 行 組 件工作， 這 才形成 PLC的 實(shí)際輸 出。完成輸 入端刷新工作后， 將關(guān)閉輸 入端口， 轉(zhuǎn) 入程 序執(zhí) 行 階 段。 對(duì) 每 個(gè)程 序， CPU 從 第一 條 指令 開(kāi)始執(zhí) 行，按指令步 序號(hào) 做周期性的程序循 環(huán)掃 描，如果 無(wú) 跳 轉(zhuǎn) 指令， 則從 第一 條 指令 開(kāi)始 逐 條執(zhí) 行用 戶 程序，直至遇到結(jié) 束符后又 返回第一 條 指令，如此周而復(fù)始不 斷 循 環(huán) ，每一 個(gè) 循 環(huán)稱為 一 個(gè)掃 描周期。 PLC 除上述五部分外， 隨 機(jī)型的不 同還 有多種外部 設(shè)備 ，其作用是 幫 助 編 程 ， 實(shí)現(xiàn)監(jiān) 控以及網(wǎng) 絡(luò)通訊 ，常用的外部 設(shè)備有編 程器，打印機(jī)，盒式磁 帶錄音 機(jī)， 計(jì) 算機(jī)等。 輸 出 類 型： 繼電器輸 出 晶體管 輸 出 晶 閘 管 輸 出 搖臂鉆床控制器 8 輸 出接口 電 路也采用光 電 耦合，每一 點(diǎn)輸 出都有一 個(gè)內(nèi) 部 電 路，由指示 電 路，隔離 電 路 ，繼電 器 組 成。接口 電路內(nèi) 部有 濾 波， 電平轉(zhuǎn) 移，信 號(hào)鎖 存 電 路。 3． 輸 入 單 元： 輸 入 單 元是 PLC 與 工業(yè) 生 產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng) 被控 設(shè)備 相 連 的 輸 入接口，是 現(xiàn)場(chǎng) 信 號(hào)進(jìn) 入 PLC 的橋 梁。 為防止 掉 電 后信息 丟 失，配有后 備鋰電 池。 讀寫(xiě) 控制 電 路的作用： 將選 中的存 儲(chǔ)單 元的 內(nèi) 容 讀到數(shù) 據(jù)寄存器中或 將數(shù) 據(jù)寄存器的 內(nèi) 容 寫(xiě)到選 中的存 儲(chǔ)單 元中。通 過(guò)編 程 器輸 入到 PLC 的 隨 機(jī) 內(nèi) 存 RAM中， 允許 修改，由用 戶啟動(dòng)運(yùn) 行。 2． 內(nèi) 存 內(nèi) 存是具有 記憶 功能的半 導(dǎo) 體 電 路。具體有： 圖 2— 1 PLC 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn)化框圖 （ 1）接收并存 儲(chǔ)從編 程器 鍵入 的用 戶 程序和 數(shù) 據(jù)，用 掃 描方式接 收現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備的 狀態(tài) 或 數(shù) 據(jù)，并 將輸 入 狀態(tài) 或 數(shù) 據(jù)存入 輸 入印象 區(qū) 或 數(shù) 據(jù)寄存器。 1．中央 處理單 元（ 簡(jiǎn)稱 CPU） 中央 處理單 元是 PLC 的控制中 樞 ，核心部件，其性能 決定 了 PLC的性能。 PLC 具有通用 性強(qiáng) 、使用方便 、適應(yīng) 面 廣 、可靠性高、抗干擾能力 強(qiáng) 、 編 程 簡(jiǎn)單 等特 點(diǎn) 。 1968 年，美 國(guó) 最大的汽 車 制造商 —— 通用汽 車 制造公司（ GM）， 為適應(yīng) 汽 車 型 號(hào) 的不 斷 翻新， 試圖尋 找一種新型的 工業(yè) 控制器，以 盡 可能減 少重新 設(shè)計(jì) 和更 換繼電氣 控制系 統(tǒng) 的硬件及接 線 、 減 少 時(shí)間 ，降低成本。 這標(biāo) 志 著可編 程控制器已步入成熟 階 段。更高的 運(yùn) 算速度、超小型體 積 、更可靠的 工業(yè) 抗干擾 設(shè)計(jì) 、仿真量 運(yùn) 算、 PID 功能及極高的性價(jià)比奠定了它在 現(xiàn) 代 工業(yè)中 的地位。人 們很快 將 其引入可 編 程控制器，使 PLC增加了 運(yùn) 算、 數(shù) 據(jù) 傳 送及 處 理等功能，完成了真正具有 計(jì) 算機(jī)特征的 工業(yè) 控制 裝 置。新近生 產(chǎn) 的 PLC都具有通信接口，通信非常方便。 這 些 數(shù) 據(jù)可以與存 儲(chǔ)在內(nèi) 存中的 參考 值比 較 ，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能 傳 送到 別 的智能 裝 置，或 將 它 們 列印制表。 PID 調(diào)節(jié) 是一般死循 環(huán) 控制系 統(tǒng) 中用得 較 多的 調(diào)節(jié) 方法。如可 驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電 機(jī)或伺服 電 機(jī)的 單軸 或多 軸 位置控制模 塊 。 為 了使可 編 程控制器 處 理模 擬 量，必 須實(shí)現(xiàn)模擬 量（ Analog）和 數(shù) 字量（ Digital） 之間 的 A/D 轉(zhuǎn)換 及 D/A 轉(zhuǎn)換 。 搖臂鉆床控制器 2 現(xiàn)狀 及 發(fā) 展 狀態(tài) PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域 目前， PLC 在 國(guó)內(nèi) 外已 廣泛應(yīng) 用 于鋼鐵 、石油、化工、 電力 、建材、機(jī)械制造、汽車 、 輕紡、 交通 運(yùn)輸 、 環(huán) 保及文化 娛樂(lè) 等各 個(gè) 行 業(yè) ，使用情 況 大致可 歸納為如 下 幾類 。用 來(lái) 完成各種各 樣 的復(fù) 雜 程度不同的 工業(yè) 控制任 務(wù) 。 PLC 之所以有生命力，在于它更加適合 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和 市 場(chǎng)的 要求：高可靠性、 強(qiáng)抗 各種干擾的能力、 編 程安 裝 使用 簡(jiǎn) 便、低價(jià)格 長(zhǎng)壽命 。目前機(jī)械行 業(yè)中 使用的 搖臂 鉆 床其控制系 統(tǒng) 大多 數(shù) 是采用 繼電 器接觸器控制 方式， 電 路接 線 復(fù) 雜， 觸 點(diǎn) 多、噪音大、 維 修工作量大。梯形 圖 。 改造后的 Z3040 型 搖 臂 鉆 床 簡(jiǎn) 化了控制 線 路，使機(jī)床功能完善，使用方便， 維護(hù)簡(jiǎn)單 ，降低了 設(shè)備運(yùn) 行的故障率，提高了 設(shè)備運(yùn) 行的使用率，可 實(shí)現(xiàn) 生 產(chǎn)過(guò) 程的高效、 節(jié)能和低成本。 摘 要 Z3040 型 搖 臂 鉆 床適用 于單件或 批量生 產(chǎn)帶 有多孔的大型零件的孔加工，是機(jī)械加工 車間 常用的機(jī)床，在機(jī)械行 業(yè)中 得到了 廣泛應(yīng) 用。 如實(shí)習(xí)所在單位另有鑒定材料，可附于本表后。 8 至 2020 電氣應(yīng) 用 實(shí)訓(xùn) ，交通大 學(xué) 出版社， 2020 [5] 、 張運(yùn) 波，工廠 電氣 控制技 術(shù) ，高等教育出版社， 2020 [6] 、王 紅 ，可 編 程控制器使用教程， 電 子 工業(yè) 出版社， 2020 教研室主任（簽名） 系（部）主任（簽名） 年 月 日 新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校 實(shí)訓(xùn) 鑒定表 系部： 電氣與資訊