【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 物理繼電器，而是一些存儲(chǔ)單元（軟繼電器），每一軟繼電器與PLC存儲(chǔ)器中映像寄存器的一個(gè)存儲(chǔ)單元相對(duì)應(yīng)。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”，其常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開，稱這種狀態(tài)是該軟繼電器的“1”或“ON”狀態(tài)。如果該存儲(chǔ)單元為“0”狀態(tài)，對(duì)應(yīng)軟繼電器的線圈和觸點(diǎn)的狀態(tài)與上述的相反，稱該軟繼電器為“0”或“OFF”狀態(tài)。使用中也常將這些“軟繼電器”稱為編程元件。2．能流如圖22 51所示觸點(diǎn)2接通時(shí)，有一個(gè)假想的“概念電流”或“能流”(Power Flow)從左向右流動(dòng)，這一方向與執(zhí)行用戶程序時(shí)的邏輯運(yùn)算的順序是一致的。能流只能從左向右流動(dòng)。利用能流這一概念，可以幫助我們更好地理解和分析梯形圖。圖22 51a中可能有兩個(gè)方向的能流流過觸點(diǎn)5（經(jīng)過觸點(diǎn)4或經(jīng)過觸點(diǎn)2），這不符合能流只能從左向右流動(dòng)的原則，因此應(yīng)改為如圖51b所示的梯形圖。a） 錯(cuò)誤的梯形圖 b）正確的梯形圖圖2－2梯形圖3．母線梯形圖兩側(cè)的垂直公共線稱為母線(Bus bar)。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)。右母線可以不畫出。4．梯形圖的邏輯解算根據(jù)梯形圖中各觸點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出與圖中各線圈對(duì)應(yīng)的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。梯形圖中邏輯解算是按從左至右、從上到下的順序進(jìn)行 的。解算的結(jié)果，馬上可以被后面的邏輯解算所利用。邏輯解算是根據(jù)輸入映像寄存器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時(shí)外部輸入觸點(diǎn)的狀態(tài)來進(jìn)行的。 功能圖編程語言這是位于其它編程語言之上的圖形語言，用來編程順序控制的程序（如：機(jī)械手控制程序）。編寫時(shí)，工藝過程被劃分為若干個(gè)順序出現(xiàn)的步，每步中包括控制輸出的動(dòng)作，從一步到另一步的轉(zhuǎn)換由轉(zhuǎn)換條件來控制，特別適合于生產(chǎn)制造過程。 語句表編程語言語句表（STL－StatementList）是一種類似于微機(jī)匯編語言的一種文本編程語言，由多條語句組成一個(gè)程序段。語言表適合于經(jīng)驗(yàn)豐富的程序員使用，可以實(shí)現(xiàn)某些梯形圖不能實(shí)現(xiàn)的功能。第3章 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。因此要求鉆床的主軸運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有較寬的調(diào)速范圍。Z3040型搖臂鉆床的主軸的調(diào)速范圍為50:1，正轉(zhuǎn)最低轉(zhuǎn)速為40 r/min，最高為2000 r/min，～ r/min。它的調(diào)速是通過三相交流異步電動(dòng)機(jī)和變速箱來實(shí)現(xiàn)的。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)。搖臂鉆床適合于在大、中型零件上進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔及攻螺紋等工作，在具有工藝裝備的條件下還可以進(jìn)行鏜孔。搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，主軸的正反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是通過機(jī)械轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的。故主電動(dòng)機(jī)只有一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向。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。搖臂的上升、下降由一臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，主軸箱、立柱的夾緊和放松由另一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。通過電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)齒輪泵，供給夾緊裝置所需要的壓力油。而搖臂的回轉(zhuǎn)和主軸箱的左右移動(dòng)通常采用手動(dòng)。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。 Z3040搖臂鉆床的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行Z3040搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)立柱、外立柱、搖臂、主軸箱、工作臺(tái)等部分組成，內(nèi)立柱固定在底座上，在它的外面套著空心的外立柱，外立柱可繞著內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)。主軸箱是一個(gè)復(fù)合部件，它包括主軸及主軸旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的全部傳動(dòng)變速和操作機(jī)構(gòu)。主軸箱安裝于搖臂的水平導(dǎo)軌上，可以通過手輪操作使其在水平導(dǎo)軌上沿?fù)u臂移動(dòng)。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。 Z3040搖臂鉆床的電力拖動(dòng)的特點(diǎn)和控制要求搖臂鉆床運(yùn)動(dòng)部件較多，為簡(jiǎn)化傳動(dòng)裝置，采用多臺(tái)電動(dòng)機(jī)控制，通常沒有主軸電動(dòng)機(jī)、搖臂升降電動(dòng)機(jī)、立柱夾緊和放松電動(dòng)機(jī)及冷卻泵電動(dòng)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(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。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(dòng)機(jī)只需單方向旋轉(zhuǎn)。搖臂的升降由升降電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，要求電動(dòng)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(duì)刀具和工件進(jìn)行冷卻，為此需冷卻泵電動(dòng)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。 Z3040控制線路概述Z3040搖臂鉆床主要有兩種主要運(yùn)動(dòng)和其他輔助運(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?fù)u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)。Z3040搖臂鉆床具有兩套液壓控制系統(tǒng)：一套是由主軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)齒輪泵送出壓力油，通過操縱機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)主軸正反轉(zhuǎn)、停車控制、空擋、預(yù)選與變速；另一套是由液壓電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)液壓泵送出壓力油來實(shí)現(xiàn)搖臂的夾緊和松開、主軸箱的夾緊與松開、立柱的夾緊與松開。前者安裝在主軸箱內(nèi)，后者安裝在搖臂電器盒下部。1．操縱機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)該系統(tǒng)壓力油由主軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)齒輪泵送出，由主軸操作手柄來改變兩個(gè)操縱閥的相互位置，獲得不同的動(dòng)作。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”。而主軸轉(zhuǎn)速及主軸進(jìn)給量各有一個(gè)旋鈕預(yù)選，然后在操作主軸手柄。主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，首先按下主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)按鈕，主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)旋轉(zhuǎn)，拖動(dòng)齒輪泵，送出壓力油。然后操縱主軸手柄，板至所需轉(zhuǎn)向位置（里或外），于是兩個(gè)操縱閥相互位置轉(zhuǎn)變，使一股壓力油將制動(dòng)摩擦離合器松開，為主軸旋轉(zhuǎn)創(chuàng)造條件；另一股壓力油壓緊正轉(zhuǎn)（反轉(zhuǎn)）摩擦離合器，接通主軸電動(dòng)機(jī)的主軸的傳送鏈，驅(qū)動(dòng)主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。在主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)過程中，可轉(zhuǎn)動(dòng)變速按鈕，改變主軸轉(zhuǎn)速或主軸進(jìn)給量。主軸停車時(shí)，將操作手柄扳回中間位置，這時(shí)主軸電動(dòng)機(jī)仍拖動(dòng)齒輪泵旋轉(zhuǎn)。但此時(shí)整個(gè)液壓系統(tǒng)為低壓油，無法松開制動(dòng)摩擦離合器，而在制動(dòng)彈簧作用下將制動(dòng)摩擦離合器壓緊，使制動(dòng)軸上的齒輪不能轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)主軸停車。所以主軸停車時(shí)主軸發(fā)動(dòng)機(jī)仍在旋轉(zhuǎn)，只是不能將動(dòng)力傳到主軸。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。與此同時(shí)，另一油路系統(tǒng)推動(dòng)拔叉緩慢運(yùn)動(dòng)，逐漸壓緊主軸正轉(zhuǎn)摩擦離合器，接通主軸電動(dòng)機(jī)到主軸的傳動(dòng)鏈，帶動(dòng)主軸緩慢旋轉(zhuǎn)，稱為緩速，以利于齒輪的順利嚙合。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(dòng)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)給量下工作。2．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(dòng)機(jī)拖動(dòng)液壓泵電動(dòng)機(jī)送出壓力油，推動(dòng)活塞、菱形塊來實(shí)現(xiàn)的。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，這兩個(gè)油路均由電磁閥控制。Z3040搖臂鉆床共有四大電動(dòng)機(jī)：主電動(dòng)機(jī)M1，搖臂升降電動(dòng)機(jī)M2，液壓泵電動(dòng)機(jī)M3和冷卻泵電動(dòng)機(jī)M4。 Z3040控制線路原理分析Z3040型搖臂鉆床控制線路原理圖見附錄1，Z3040型搖臂鉆床的動(dòng)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(dòng)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。QFQFQF5分別為機(jī)床控制電路、機(jī)床工作信號(hào)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(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)及其他電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)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。 主電路分析1．M1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(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過載保護(hù)。 2． M2由正、反轉(zhuǎn)接觸器KMKM3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(dòng)機(jī)起動(dòng)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(dòng)機(jī)M2 起動(dòng)，拖動(dòng)搖臂上升或下降。當(dāng)移動(dòng)到位后，保證M2先停下，再自動(dòng)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(zhǎng)期過載保護(hù)。 3．M3由接觸器KMKM5實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，并有熱繼電器FR2作長(zhǎng)期過載保護(hù)。 4．M4電機(jī)容量小，由開關(guān)QS控制。 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。1．主電動(dòng)機(jī)控制按下起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1吸合并自鎖，主軸電動(dòng)機(jī)M1起動(dòng)并運(yùn)轉(zhuǎn)。按下停止按鈕SB8，接觸器KM1釋放，主軸電動(dòng)機(jī)M1停轉(zhuǎn)。2．搖臂升降控制搖臂上升、下降分別由SBSB4點(diǎn)動(dòng)控制。按上升按鈕SB3，時(shí)間繼電器KT1得電吸合，瞬時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)（3335）閉合，接觸器KM4得電吸合，液壓泵電動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)M3停轉(zhuǎn)，與此同時(shí)，另一動(dòng)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(dòng)機(jī)M2的電源，M2啟動(dòng)正向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)搖臂上升。如果搖臂沒有松開，ST2的動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)M3反向起動(dòng)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(dòng)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(dòng)斷觸點(diǎn)（747）斷開，接觸器KM5斷電釋放，液壓泵電動(dòng)機(jī)M3停止旋轉(zhuǎn)，完成了搖臂的松開－上升－夾緊動(dòng)作。搖臂上升的動(dòng)作過程如下： 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(dòng)機(jī)M2反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)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(duì)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(dòng)作，將電路斷開，則KM2斷電釋放，搖臂升降電動(dòng)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(dòng)作，電路斷開，KM3釋放，搖臂升降電動(dòng)機(jī)M2停轉(zhuǎn)。而ST1的另一動(dòng)斷觸點(diǎn)ST11(1517)仍閉合，以保證搖臂能夠上升。搖臂的自動(dòng)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(dòng)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(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，都會(huì)使液壓泵電動(dòng)機(jī)處于長(zhǎng)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(dòng)機(jī)，電路中使用了熱繼電器FR2。搖臂夾緊動(dòng)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→KMM均斷電釋放。3．立柱和主軸箱松開、夾緊控制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松。復(fù)合按鈕SBSB8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KTKT3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(dòng)機(jī)M3正轉(zhuǎn)，壓力油經(jīng)分配閥進(jìn)入主軸箱右缸，推動(dòng)活塞使主軸箱放松?；钊麠U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(dòng)變成反向轉(zhuǎn)動(dòng)，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