【正文】 系統(tǒng)要求繪出如圖 310 Z3040 搖臂鉆床下降 I/O 接 口 圖。根據(jù)搖臂下降控制要求和控制原理繪出如圖 39 Z3040 搖臂鉆床下降控制的流程圖。為了防止 KM KM3同時(shí)動(dòng)作 引起短路，故將它們的常閉觸頭分別串入對方的線圈回路中以起到互鎖的作用。 圖 35 Z3040 搖臂鉆床 搖臂上升控制電路 圖 圖 36 Z3040 搖臂鉆床搖臂上升控制的流程圖 松開搖臂上升 起動(dòng)按鈕 SB3 搖臂夾緊SQ3 壓下？ M3 停轉(zhuǎn) ,搖 臂上升結(jié)束 主軸箱與立柱松開、夾緊 搖臂夾緊（ SQ3 壓 下 、 SQ2 釋放） 按下?lián)u臂上升 起動(dòng)按鈕 SB3 液壓泵電機(jī) M3反轉(zhuǎn)起動(dòng) 搖臂松開SQ2 壓 下？ 搖臂上升 上升 到位？ N N N Y Y Y 圖 37 Z3040 搖臂鉆床搖臂上升 I/O 接 口 圖 （ 2）搖臂下降過程 根據(jù) 圖 38 Z3040 搖臂鉆床 搖臂下降控制電路圖 所示，搖臂下降是由按鈕 SB4 來控制的，它的動(dòng)作過程是松開 → 下降 → 夾緊。 搖臂上升 PLC 控制系統(tǒng)的輸入信號有 4 個(gè) ， 1 個(gè)為搖臂上升啟動(dòng)按鈕開關(guān)， 2 個(gè)行程開關(guān)， 1 個(gè)熱繼電器， PLC 控制系統(tǒng)的輸出信號有 4 個(gè)， 1 個(gè)用于驅(qū)動(dòng)搖臂上升電動(dòng)機(jī) 反 轉(zhuǎn)接觸器 KM2， 1 個(gè)用于驅(qū)動(dòng)液壓泵電動(dòng)機(jī) 反 轉(zhuǎn)接觸器 KM4， 1 個(gè)用于驅(qū)動(dòng)搖臂松開到位指示燈 HL1， 1 個(gè)用于驅(qū)動(dòng)夾緊到位指示燈 HL2。根據(jù)主軸電機(jī)的控制要求和控制原理，繪 出如圖 32 所示 搖臂鉆床主軸電 機(jī) 控制 流程圖 ， 圖 33 為 主軸電機(jī)的 I/O 接口圖， 圖 34 主軸電機(jī)控制 梯形 圖 。 通過對 Z3040 搖臂鉆床輸入輸出信 號的分析，確定需 12 個(gè)輸入口和 9 個(gè)輸出口，據(jù)此選用西門子 S7－ 200 系列 CPU224，它是具有 14 個(gè)輸入口 10 個(gè)輸出口的 PLC，輸出口為繼電器型，其主要性能完全滿足 Z3040 搖臂鉆床的工作需要。 根據(jù) SIMATICSS7－ 200 系列 PLC 系統(tǒng)由基本單元（主機(jī)）、 I/O 擴(kuò)展單元、功能單元和外部設(shè)備等組成，其基本單元（主機(jī)）的結(jié)構(gòu)為整體式結(jié)構(gòu)。它具有高性能價(jià)格比的微型可編程序控制 器。 近年來從德國、日本、美國等引進(jìn)的 PLC 產(chǎn)品和國內(nèi)廠家 組裝自行開發(fā)的產(chǎn)品，已有 上百種型號。此時(shí)，組合限位開關(guān) SQ1 的觸頭仍閉合，可按按鈕 SB3 使搖臂上升 。此時(shí)，組合限位開關(guān)SQ5 仍閉合，可按下按鈕 SB4 使搖臂下降。SQ1 為上極限限位， SQ5 為下極限限位。 （ 4）失壓（欠壓）保護(hù) 主軸電動(dòng)機(jī) M1 采用按鈕與自瑣控制方式，具有失壓保護(hù)；各接觸器線圈自身也 具有欠壓保護(hù)功能。如果搖臂未夾緊，則行程開關(guān) SQ3 常閉觸頭閉合保持原狀，使得接觸器 KM5 線圈、電磁閥 YV 線圈得電，對搖臂進(jìn)行夾緊，直到完全夾緊為止，行程開關(guān) SQ3 的常閉觸頭才斷開，切斷接觸器 KM5 線圈、電磁閥 YV 線圈。 （ 2）限位聯(lián)鎖 在搖臂升降電路中，行程開關(guān) SQ2 是搖臂放松到位的信號開關(guān)，其常開觸頭串聯(lián)在接觸器 KM2 和 KM3 線圈中，它在搖臂完全放松到位后才動(dòng)作 閉合， 以確保搖臂的升降在其放松后進(jìn)行。 其他聯(lián)鎖與保護(hù) （ 1）按鈕接觸器聯(lián)鎖 在搖臂升將電路中，除了采用按鈕 SB3 和 SB4 的機(jī)械聯(lián)鎖外，還采用了接觸器 KM2 和 KM3 的電氣聯(lián)鎖，即對搖臂升降電動(dòng)機(jī) M2 實(shí)現(xiàn)了正反轉(zhuǎn)復(fù)合聯(lián)鎖。 HL3 亮表示可以操作主軸手柄進(jìn)行對主軸的控制。 HL2 亮表示主軸箱已夾緊在搖臂上搖臂連同外立柱夾緊在內(nèi)立柱上，可以進(jìn)行鉆削加工。 HL1 亮表示已松開， 手動(dòng)操作主軸箱移動(dòng)手輪，使主軸箱沿?fù)u臂水平導(dǎo)軌移動(dòng)或推動(dòng)搖臂連同外立柱繞內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)。 Z3040 搖臂鉆床的主電路電源是由斷路器 Q1 引入， M1 為主電動(dòng)機(jī)， M2 為搖臂升降控制電動(dòng)機(jī)， M3 為液壓泵電動(dòng)機(jī)， M4 為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，其中主電動(dòng)機(jī)和 液壓 泵電動(dòng)機(jī)分別采用了熱繼電器 FR FR2 作為過載保護(hù)用，而搖臂升降電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)由于工作時(shí)間短，因而沒有設(shè) 過載保護(hù)。 （ 6）必要的保護(hù)環(huán)節(jié)及照明指示電路。 （ 4）為確 保加工過程中刀具的徑向位置不會發(fā)生變化，外立柱、搖臂、主軸箱等部件必須有夾緊與松開控制。 （ 2）刀具主軸旋轉(zhuǎn)及垂直進(jìn)給速度的控制，以滿足不同的工藝要求。后者由液壓泵電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)液壓泵送出壓力油，推動(dòng)活塞帶動(dòng)菱形塊來實(shí)現(xiàn)主軸箱、內(nèi)外立柱和搖臂的夾緊與松開。 （ 3）搖臂鉆床有兩套液壓控制系統(tǒng)，一套是操作機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)，另一套是夾緊機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)。 （ 2）搖臂鉆床的主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)皆為主軸的運(yùn)動(dòng)，為此這兩種運(yùn)動(dòng)由一臺主軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，分別經(jīng)主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)主軸的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給。在做輔助運(yùn)動(dòng)時(shí)，相應(yīng)的夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)松開，完成后應(yīng)夾緊。 （ 2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 主軸的垂直運(yùn)動(dòng)（手動(dòng)或自動(dòng)）。 機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方式 Z3040 搖臂鉆床加工前，通過搖臂的回轉(zhuǎn)和升降、主軸箱的移動(dòng)和定位，來調(diào)整各個(gè)部件的移動(dòng)；加工時(shí)，主軸箱由夾緊裝置緊固在搖臂的導(dǎo)軌上，搖臂緊固在外立柱上，外立柱緊固在內(nèi)立柱上，主軸帶動(dòng)鉆頭或絲攻旋轉(zhuǎn)并向下垂直進(jìn)給，來實(shí)現(xiàn)鉆孔或絲攻的加工。 Z3040 搖臂鉆床為了加工不同位置的孔，其搖臂可以沿立柱上下移動(dòng)或繞立柱轉(zhuǎn)動(dòng)、主軸箱又可以沿?fù)u臂 導(dǎo)軌移動(dòng)，這樣在工件不動(dòng)的情況下，通過改變刀具的位置來實(shí)現(xiàn)不同位置孔的加工 ， 鉆床的 結(jié)構(gòu)型式有 多 種， 如 臺式鉆床、立式鉆床、臥式鉆床、搖臂鉆床 等。鉆削加工時(shí) ，通過夾緊裝置，主軸箱緊固在搖臂上，搖臂緊固在外立柱上，外立柱緊固在內(nèi)立柱上。搖臂借助于絲桿，可以作升降運(yùn)動(dòng)，也可以與外立柱固定在一起，沿內(nèi)立柱旋轉(zhuǎn) 360176。搖臂鉆床利用旋轉(zhuǎn)的鉆頭對工件加工，它由底座、內(nèi)外立柱、搖臂、主軸箱和 工作臺 構(gòu)成。因此，利用 PLC 對搖臂鉆床繼電器電路進(jìn)行 設(shè)計(jì)，有助于提高設(shè)備的可靠性。它克服了繼電器一接觸器控制電路存在的觸點(diǎn)多、組合復(fù)雜、通信性和靈活性差等缺點(diǎn)。另外，一些復(fù)雜的控制如：時(shí)間、計(jì)數(shù)控制用繼電器一接觸器控制方式較難實(shí)現(xiàn)，所以，有必要對傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。 目前，我國的 Z3040 搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)普遍采用的是傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制方式。為工業(yè)自動(dòng)化提供了有力的工具，加速了機(jī)電一體化的進(jìn)程。PLC Reconstruction 目 錄 1 緒論 ……………… ................................................................................................1 2 搖臂轉(zhuǎn)床的用途及工作原理 …………………………………………………… 2 機(jī)床的主要結(jié)構(gòu) …………………………………………………………… .2 機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方式 .............................................................................................3 電力拖動(dòng)特點(diǎn) ……………………………………………………………… .3 系統(tǒng)控制要求分析 ……………………………………………………… ...3 照明與信號指示電路分析 ……………………………………………… .....4 其他連鎖與保護(hù) …………………………………………………………… .4 3 電氣控制系 統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì) ……………………………………………… ....6 PLC 的選擇 ………………………………………………………………… ..6 主軸電動(dòng)機(jī)的控制 .........................................................................................6 搖臂升降控制 ……………………………………………………………… .8 4 Z3040 搖臂轉(zhuǎn)床電氣控制及設(shè)計(jì) …………………………………………… ...16 機(jī)床電氣圖及分析 ………………………………………………………… 16 Z3040 搖臂轉(zhuǎn)床的 I/O 接口圖 …………………………………………… .17 Z3040 搖臂轉(zhuǎn)床的梯形圖 ………………………………………………… .18 端子輸出設(shè)備與 P