【文章內(nèi)容簡介】 物理繼電器，而是一些存儲單元（軟繼電器），每一軟繼電器與PLC存儲器中映像寄存器的一個存儲單元相對應(yīng)。該存儲單元如果為“1”狀態(tài)，則表示梯形圖中對應(yīng)軟繼電器的線圈“通電”，其常開觸點接通，常閉觸點斷開，稱這種狀態(tài)是該軟繼電器的“1”或“ON”狀態(tài)。如果該存儲單元為“0”狀態(tài)，對應(yīng)軟繼電器的線圈和觸點的狀態(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2接通時，有一個假想的“概念電流”或“能流”(Power Flow)從左向右流動，這一方向與執(zhí)行用戶程序時的邏輯運算的順序是一致的。能流只能從左向右流動。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中可能有兩個方向的能流流過觸點5（經(jīng)過觸點4或經(jīng)過觸點2），這不符合能流只能從左向右流動的原則，因此應(yīng)改為如圖51b所示的梯形圖。a） 錯誤的梯形圖 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，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。右母線可以不畫出。4．梯形圖的邏輯解算根據(jù)梯形圖中各觸點的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出與圖中各線圈對應(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)解算瞬時外部輸入觸點的狀態(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，工藝過程被劃分為若干個順序出現(xiàn)的步，每步中包括控制輸出的動作，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程序段。語言表適合于經(jīng)驗豐富的程序員使用，可以實現(xiàn)某些梯形圖不能實現(xiàn)的功能。第3章 Z3040控制線路原理分析 Z3040搖臂鉆床簡介鉆床可以進(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動和進(jìn)給運動有較寬的調(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機(jī)和變速箱來實現(xiàn)的。也有的是采用多速異步電動機(jī)拖動，這樣可以簡化變速機(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)運動和進(jìn)給運動由一臺交流異步電動機(jī)拖動，主軸的正反向旋轉(zhuǎn)運動是通過機(jī)械轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的。故主電動機(jī)只有一個旋轉(zhuǎn)方向。搖臂鉆床除了主軸的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運動外，還有搖臂的上升、下降及立柱的夾緊和放松。搖臂的上升、下降由一臺交流異步電動機(jī)拖動，主軸箱、立柱的夾緊和放松由另一臺交流電動機(jī)拖動。通過電動機(jī)拖動一臺齒輪泵，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通常采用手動。此外還有一臺冷卻泵電動機(jī)對加工的刀具進(jìn)行冷卻。 Z3040搖臂鉆床的結(jié)構(gòu)及運行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)。主軸箱是一個復(fù)合部件，它包括主軸及主軸旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運動的全部傳動變速和操作機(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。鉆削加工時，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的特點和控制要求搖臂鉆床運動部件較多，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。搖臂鉆床的主運動與進(jìn)給運動皆為主軸運動，這兩個運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)械裝置等方法來實現(xiàn)。鉆削加工時，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。 Z3040控制線路概述Z3040搖臂鉆床主要有兩種主要運動和其他輔助運動，主運動是指主軸帶動鉆頭的旋轉(zhuǎn)運動；進(jìn)給運動是指鉆頭的垂直運動；輔助運動是指主軸箱沿?fù)u臂水平運動，搖臂沿外立柱上下移動以及搖臂和外立柱一起相對于內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運動。Z3040搖臂鉆床具有兩套液壓控制系統(tǒng)：一套是由主軸電動機(jī)拖動齒輪泵送出壓力油，通過操縱機(jī)構(gòu)實現(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機(jī)拖動液壓泵送出壓力油來實現(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)壓力油由主軸電動機(jī)拖動齒輪泵送出，由主軸操作手柄來改變兩個操縱閥的相互位置，獲得不同的動作。操作手柄有五個空間位置：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)給量各有一個旋鈕預(yù)選，然后在操作主軸手柄。主軸旋轉(zhuǎn)時，首先按下主軸電動機(jī)起動按鈕，主軸電動機(jī)起動旋轉(zhuǎn)，拖動齒輪泵，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），于是兩個操縱閥相互位置轉(zhuǎn)變，使一股壓力油將制動摩擦離合器松開，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，接通主軸電動機(jī)的主軸的傳送鏈，驅(qū)動主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。在主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)過程中，可轉(zhuǎn)動變速按鈕，改變主軸轉(zhuǎn)速或主軸進(jìn)給量。主軸停車時，將操作手柄扳回中間位置，這時主軸電動機(jī)仍拖動齒輪泵旋轉(zhuǎn)。但此時整個液壓系統(tǒng)為低壓油，無法松開制動摩擦離合器，而在制動彈簧作用下將制動摩擦離合器壓緊，使制動軸上的齒輪不能轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)主軸停車。所以主軸停車時主軸發(fā)動機(jī)仍在旋轉(zhuǎn)，只是不能將動力傳到主軸。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，另一油路系統(tǒng)推動拔叉緩慢運動，逐漸壓緊主軸正轉(zhuǎn)摩擦離合器，接通主軸電動機(jī)到主軸的傳動鏈，帶動主軸緩慢旋轉(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、菱形塊來實現(xiàn)的。其中由一個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，這兩個油路均由電磁閥控制。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。 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型搖臂鉆床的動作是通過機(jī)、電、液進(jìn)行聯(lián)合控制實現(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，同時觸點KA閉合，為其他三個指示燈通電做準(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KMKM3控制實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。控制電路保證，在操縱搖臂升降時，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為短時工作，不設(shè)長期過載保護(hù)。 3．M3由接觸器KMKM5實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，并有熱繼電器FR2作長期過載保護(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．主電動機(jī)控制按下起動按鈕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)。2．搖臂升降控制搖臂上升、下降分別由SBSB4點動控制。按上升按鈕SB3，時間繼電器KT1得電吸合，瞬時動合觸點（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，另一動合觸點ST2（1721）閉合，接觸器KM2線圈通電吸合，其主觸點接通升降電動機(jī)M2的電源，M2啟動正向旋轉(zhuǎn)，帶動搖臂上升。如果搖臂沒有松開，ST2的動合觸點也不能閉合，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，松開按鈕SB3，接觸器KM2和時間繼電器KT1同時斷電釋放，搖臂升降電動機(jī)M2停轉(zhuǎn)，搖臂停止上升。由于KT1釋放，其延時閉合的動斷觸點（4749）經(jīng)13秒延時后閉合，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，活塞桿通過彈簧片壓下限位開關(guān)ST2動斷觸點（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： 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。時間繼電器KT1的作用是控制KM5的吸合時間，使M2停止運轉(zhuǎn)后，再夾緊搖臂。KT1的延時時間應(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來實現(xiàn)。ST1有兩對觸點，ST11是搖臂上升時的極限位置保護(hù)，ST12（2717）是搖臂下降時的極限位置保護(hù)。當(dāng)搖臂上升到極限位置時，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，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）的動斷觸點斷開，都會使液壓泵電動機(jī)處于長期過載運行狀態(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進(jìn)行，也可同時進(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個位置：中間位（零位）時，立柱和主軸箱的松開或夾緊同時進(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（5759）接通，（5763）斷開。當(dāng)要主軸箱松開時，按松開按鈕SB7，時間繼電器KTKT3的線圈同時得電，KT2是斷電延時型時間繼電器，它的斷電延時斷開的常開觸點 （757）在通電瞬間閉合，電磁鐵YA1通電吸合。經(jīng)13秒延時后，KT3的延時閉合常開觸點（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，觸點（5763）接通，（5759）斷開。按松開