【文章內(nèi)容簡介】 當(dāng)變速完成，松開操作手柄，此時(shí)手柄在彈簧作用下由“變速”位置自動復(fù)位到主軸“停車”位置，然后在操縱主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，主 軸將在新的轉(zhuǎn)速或進(jìn)給 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 13 13 量下工作。 夾緊機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng) 主軸箱、內(nèi)外立柱和搖臂的夾緊和松開是由液壓泵電動機(jī)拖動液壓泵電動機(jī)送出壓力油，推動活塞、菱形塊來實(shí)現(xiàn)的。 Z3040 搖臂鉆床共有四大電動機(jī)：主電動機(jī) M1，搖臂升降電動機(jī) M2，液壓泵電動機(jī) M3 和冷卻泵電動機(jī) M4。 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 14 14 Z3040 搖臂鉆床控制線路原理 分析 圖 31 Z3040 搖臂鉆床原 理圖 Z3040 型搖臂鉆床控制線路原理圖上圖， Z3040 型搖臂鉆床的動作是通過機(jī)、電、液進(jìn)行聯(lián)合控制實(shí)現(xiàn)的。該機(jī)床控制電路采用 380V/100V 隔離變壓器供電，但其二次 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 15 15 繞組增設(shè) 24V 安全電壓供局部照明使用。 斷路器 QF1 既作為機(jī)床線路的電源總開關(guān)，又作為機(jī)床線路和主軸電機(jī) M1 的短路及過載保護(hù)元件，斷路器 QF2 臥搖臂升降電動機(jī) M液壓泵電機(jī) M冷卻泵電機(jī) M4的隔離開關(guān)和過載及短路保護(hù)元件。 QF QF QF5 分別為機(jī)床控制電路、機(jī)床工作信號指示電路和機(jī)床工作照明電路和過載及短路保護(hù)開關(guān)。 開車前的準(zhǔn)備。首先將隔離開關(guān)接通，將電源引入開關(guān) QF1 扳到“接通”位置，接通三相交流電源，此時(shí)總電源指示燈 HL1 亮，表示機(jī)床電氣電路已進(jìn)入帶 電狀態(tài)。按下總啟動按鈕 SB1，中間繼電器 KA 線圈通電吸合并自鎖，為主電動機(jī)及其他電動機(jī)啟動多準(zhǔn)備，同時(shí)觸點(diǎn) KA 閉合，為其他三個(gè)指示燈通電做準(zhǔn)備。 Z3040 搖臂鉆床控制線路主電路設(shè)計(jì) 為單方向旋轉(zhuǎn)，由接觸器 KM1 控制，主軸的正反轉(zhuǎn)則由機(jī)床液壓系統(tǒng)操縱機(jī)構(gòu)配合正反轉(zhuǎn)摩擦離合器實(shí)現(xiàn)，并由熱繼電器 FR1 作電動機(jī)長期過載保護(hù)。 2. M2 由正、反轉(zhuǎn)接觸器 KM KM3 控制實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)?？刂齐娐繁ＷC，在操縱搖臂升降時(shí)，首先使液壓泵電動機(jī)起動旋轉(zhuǎn)，供出壓力油，經(jīng)液壓系統(tǒng)將搖臂松開，然后才使電動機(jī) M2 起 動，拖動搖臂上升或下降。當(dāng)移動到位后，保證 M2 先停下，再自動通過液壓系統(tǒng)將搖臂夾緊，最后液壓泵電機(jī)才停下。 M2 為短時(shí)工作，不設(shè)長期過載保護(hù)。 由接觸器 KM KM5 實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，并有熱繼電器 FR2 作長期過載保護(hù)。 電機(jī)容量小，僅 ，由開關(guān) QS 控制。 Z3040 搖臂鉆床控制線路控制電路分析 由變壓器 TC 將 380V 交流電壓降為 110V，作為控制電源。指示燈電源為 6V。 主電動機(jī)控制電路 按下起動按鈕 SB2，接觸器 KM1 吸合并自鎖，主軸電動機(jī) M1 起動并運(yùn)轉(zhuǎn)。按 下停止按鈕 SB8，接觸器 KM1 釋放，主軸電動機(jī) M1 停轉(zhuǎn)。 搖臂升降控制電路 搖臂上升、下降分別由 SB SB4 點(diǎn)動控制。 按上升按鈕 SB3，時(shí)間繼電器 KT1 得電吸合，瞬時(shí)動合觸點(diǎn)（ 3335）閉合， 接觸器 KM4 得電吸合，液壓泵電動機(jī) M3 接通電源正向旋轉(zhuǎn)，供給壓力油。壓力油經(jīng)分配閥體進(jìn)入搖臂松開的油腔，推動活塞，使搖臂松開。當(dāng)搖臂完全松開后，活塞桿通過彈簧片壓下限位開關(guān) ST2，使其動斷觸點(diǎn) ST2（ 17－ 33）斷開，使接觸器 KM4線圈斷電釋放，液壓泵電動機(jī) M3 停轉(zhuǎn)，與此同時(shí)，另一動合觸點(diǎn) ST2（ 1721）閉合，接觸器 KM2 線圈通電吸合，其主觸點(diǎn)接通升降電動機(jī) M2 的電源， M2 啟動正向旋轉(zhuǎn)，帶動搖臂上升。 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 16 16 如果搖臂沒有松開， ST2 的動合觸點(diǎn)也不能閉合， KM2 就不能吸合， M2 不能旋轉(zhuǎn)，搖臂也就不可能上升，保證了只有在搖臂可靠松開后才能使搖臂上升。 當(dāng)搖臂上升到所需位置時(shí)，松開按鈕 SB3，接觸器 KM2 和時(shí)間繼電器 KT1 同時(shí)斷電釋放，搖臂升降電動機(jī) M2 停轉(zhuǎn)，搖臂停止上升。由于 KT1 釋放，其延時(shí)閉合的動斷觸點(diǎn)（ 4749）經(jīng) 13 秒延時(shí)后閉合，接觸器 KM5 的線圈經(jīng)（ 135747495162）線 路通電吸合，液壓電動機(jī) M3 反向起動旋轉(zhuǎn)，供給壓力油。壓力油經(jīng)分配閥進(jìn)入搖臂夾緊油腔，向相反方向推動活塞，使搖臂夾緊。同時(shí)，活塞桿通過彈簧片壓下限位開關(guān) ST2 動斷觸點(diǎn)（ 747）斷開，接觸器 KM5 斷電釋放，液壓泵電動機(jī) M3 停止旋轉(zhuǎn)，完成了搖臂的松開－上升－夾緊動作。 搖臂上升的動作過程如下： ? ? ? ?。位置，松開搖臂上升到預(yù)定壓下正轉(zhuǎn)按 正轉(zhuǎn)吸合 停轉(zhuǎn)斷電吸合 吸合3233 22 341 4SBSTMSB MKM MKMKTKM ????? ??搖臂的下降過程與上升基本相同，它們的夾緊和放松電路完全一樣。所不同的是按下降按鈕 SB4 時(shí)為 KM3 線圈得電，搖臂升降電動機(jī) M2 反轉(zhuǎn)，帶動搖臂下降。 時(shí)間繼電器 KT1 的作用是控制 KM5 的吸合時(shí)間，使 M2 停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，再夾緊搖臂。KT1 的延時(shí)時(shí)間應(yīng)視搖臂在 M2 斷電至停轉(zhuǎn)前的慣性大小調(diào)整，應(yīng)保證搖臂上升（或下降）后才進(jìn)行夾緊，一般調(diào)整在 1～ 3 秒。 搖臂升降的限位保護(hù)，由組合開關(guān) ST1 來實(shí)現(xiàn)。 ST1 有兩對觸點(diǎn)， ST11 是搖臂上升時(shí)的極限位置保護(hù)， ST12（ 2717）是搖臂下降時(shí)的極限位置保護(hù)。當(dāng)搖臂上升到極限位置時(shí)， ST11(1517)動作，將電路斷開，則 KM2 斷電釋放，搖臂升降電動機(jī) M2停止旋轉(zhuǎn)。但 ST1 的另一觸點(diǎn) ST12（ 2717）仍處于閉合 狀態(tài)，保證搖臂能夠下降。同理，當(dāng)搖臂下降到極限位置時(shí)， ST12（ 2717）動作，電路斷開， KM3 釋放，搖臂升降電動機(jī) M2 停轉(zhuǎn)。而 ST1 的另一動斷觸點(diǎn) ST11(1517)仍閉合，以保證搖臂能夠上升。 搖臂的自動夾緊是由行程 ST3 來控制的。如果液壓夾緊系統(tǒng)出現(xiàn)故障而不能自動夾緊搖臂，或者由于 ST3 調(diào)整不當(dāng)，在搖臂夾緊后不能使 ST3（ 747）的動斷觸點(diǎn)斷開，都會使液壓泵電動機(jī)處于長期過載運(yùn)行狀態(tài)，這是不允許的。為了防止損壞液壓泵電動機(jī)，電路中使用了熱繼電器 FR2。 搖臂夾緊動作過程如下： 搖臂升到預(yù)定 位置，松開 SB3→ KT1（ 4749）斷電延時(shí)閉合→ KM5 吸合、 M3 反轉(zhuǎn)→搖臂夾緊→ ST3（ 747）受壓斷開→ KM M均斷電釋放。 立柱和主軸箱松開、夾緊控制電路 立柱和主軸箱的松開及夾緊控制可單獨(dú)進(jìn)行，也可同時(shí)進(jìn)行，由轉(zhuǎn)換開關(guān) SA2 和復(fù)位按鈕 SB7（或 SB8）進(jìn)行控制。 SA2 有 3 個(gè)位置：中間位（零位）時(shí)，立柱和主軸箱的松開或夾緊同時(shí)進(jìn)行；左邊位為立柱的夾緊或放松；右邊位為主軸箱的夾緊或放 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 17 17 松。復(fù)合按鈕 SB SB8 分別為松開、夾緊控制按鈕。 以主軸箱的松開和夾緊為例：先將 SA2 扳到右側(cè)， 觸點(diǎn)（ 5759）接通，（ 5763）斷開。當(dāng)要主軸箱松開時(shí)，按松開按鈕 SB7，時(shí)間繼電器 KT KT3 的線圈同時(shí)得電，KT2 是斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器，它的斷電延時(shí)斷開的常開觸點(diǎn) （ 757）在通電瞬間閉合，電磁鐵 YA1 通電吸合。經(jīng) 13 秒延時(shí)后， KT3 的延時(shí)閉合常開觸點(diǎn)（ 741）閉合，接觸器 KM4 線圈經(jīng)（ 13574143373962）線圈斷電，液壓泵電動機(jī) M3 正轉(zhuǎn)，壓力油經(jīng)分配閥進(jìn)入主軸箱右缸，推動活塞使主軸箱放松。活塞桿使行程開關(guān) ST4 復(fù)位，觸點(diǎn) ST4 常閉開關(guān) ,ST4 常開閉合。指示 燈 HL2 亮，表示主軸箱已松開。主軸箱夾緊的控制線路及工作原理與松開時(shí)相似，只要按松開按鈕 SB7 換成夾緊按鈕 SB8，接觸器 KM4 換成 KM5， M3 由正向轉(zhuǎn)動變成反向轉(zhuǎn)動，指示燈 HL2 換成 HL3 即可。 當(dāng)把轉(zhuǎn)換開關(guān) SA3 拌到左側(cè)時(shí)，觸點(diǎn)（ 5763）接通，（ 5759）斷開。按松開按鈕SB7 或夾緊按鈕 SB8 時(shí)，電磁鐵 YA2 通電，此時(shí)，立柱松開或夾緊； SA2 在中間位時(shí)，觸點(diǎn)（ 5759）、（ 5763）均接通。按 SB7 或 SB8，電磁鐵 YA YA2 均通電，主軸箱和立柱同時(shí)進(jìn)行松開或夾緊。其他動作過程與主軸箱松開或夾 緊時(shí)完全相同，不在論述。 由于立柱和主軸箱的松開與夾緊是短時(shí)間的調(diào)整工作，故采用點(diǎn)動控制方式。 冷卻泵控制電路 冷卻泵電動機(jī) M4 容量小，所以用組合開關(guān) QS 直接控制其運(yùn)行和停止。 照明、信號電路 （ 1）機(jī)床照明電路 QF5 機(jī)床工作照明電路開關(guān)，同時(shí)過載及短路保護(hù)作用， EL為工作照明燈。 （ 2）工作信號指示 HL1 電源指示燈，當(dāng)和上 QF2 時(shí) HL1 指示燈亮， HL2 為立柱和主軸箱松開指為立柱和主軸箱夾緊指示燈，分別由限位開關(guān) ST4 長閉觸頭和 ST4 常開觸頭控制。 HL4 為主軸電動機(jī)旋轉(zhuǎn)指示燈，由 KM1 常開觸頭控制。 本章小結(jié) 本章從大體上對搖臂鉆床控制線路概述，其中以操縱機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng) ,夾緊機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)為分析設(shè)計(jì)重點(diǎn)，同時(shí)對搖臂鉆床控制線路原理，搖臂鉆床控制線路主電路進(jìn)行，搖臂鉆床控線路控制電路進(jìn)行初步設(shè)計(jì)與分析。也對主電動機(jī)控制電路，搖臂升降控制電路，立柱和主軸箱松開、夾緊控制電路，冷卻泵控制電路，照明、信號電路進(jìn)行了簡單設(shè)計(jì)和闡述。 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 18 18 第四章 搖臂鉆床的 PLC 控制系統(tǒng) 搖臂鉆床運(yùn)動部件較多，為簡化傳動裝置，采用多臺電動機(jī)控制，通常沒有主軸電動機(jī)、搖臂升降電動機(jī)、立柱夾緊和放松電動 機(jī)及冷卻泵電動機(jī)。 搖臂鉆床為適應(yīng)各種形式加工，要求主軸及進(jìn)給有較大的調(diào)速范圍。主軸一般速度下的鉆床加工為恒功率負(fù)載，而低速是用于擴(kuò)孔、絞孔及螺紋加工，屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。搖臂鉆床的主運(yùn)動與進(jìn)給運(yùn)動皆為主軸運(yùn)動，這兩個(gè)運(yùn)動由一臺主軸電動機(jī)拖動，分別經(jīng)主軸和進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)主軸旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給。主軸變速機(jī)構(gòu)與進(jìn)給變速機(jī)構(gòu)均裝在主軸箱內(nèi)。 為加工螺紋，主軸要求有正、反轉(zhuǎn)，一般由機(jī)械方法獲得，為此主軸電動機(jī)只需單方向旋轉(zhuǎn)。 搖臂的升降由升降電動機(jī)拖動，要求電動機(jī)能正、反轉(zhuǎn)。 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。 內(nèi)外立柱的夾緊與放松，、主軸箱與搖臂的夾緊與放松可采用手柄機(jī)械操作、電氣液壓 機(jī)械裝置等方法來實(shí)現(xiàn)。 鉆削加工時(shí)，需要對刀具和工件進(jìn)行冷卻，為此需冷卻泵電動機(jī)輸送冷卻液。 要有必要的限位、連鎖和過載保護(hù)，且具有局部安全照明。 PLC 的基本特點(diǎn) 高可靠性 （ 1）所有的 I/O 接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與 PLC 內(nèi)部電路之間電氣上隔離。 （ 2）各輸入端均采用 RC 濾波器，其濾波器時(shí)間常數(shù)一般為 10~20ms。 （ 3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。 （ 4）采用性能優(yōu)良 的開關(guān)電源。 （ 5）對采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的刷選。 （ 6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟件、硬件發(fā)生異常情況， CPU 立即采用有效措施，以防止故障擴(kuò)大。 （ 7）大型 PLC 還可以采用由雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三 CPU 構(gòu)成表決系統(tǒng)，使可靠性進(jìn)一步提高。 豐富的 I/O 接口模塊 : 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 19 19 PLC 針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如：交流或直流、開關(guān)量或模擬量、電壓或電流、脈沖或電位、強(qiáng)電或弱電等。有相應(yīng)的 I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或