畢業(yè)設(shè)計--z3040搖臂鉆床的plc改造-畢業(yè)設(shè)計-在線瀏覽
2025-03-24 04:29本頁面
【正文】 …………………………… .....4 其他連鎖與保護 …………………………………………………………… .4 3 電氣控制系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計 ……………………………………………… ....6 PLC 的選擇 ………………………………………………………………… ..6 主軸電動機的控制 .........................................................................................6 搖臂升降控制 ……………………………………………………………… .8 4 Z3040 搖臂轉(zhuǎn)床電氣控制及設(shè)計 …………………………………………… ...16 機床電氣圖及分析 ………………………………………………………… 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 PLC 輸入輸出端子分配表 …………………………… ...18 Z3040 搖臂鉆床設(shè)計后的電氣原理圖 …………………………………… .20 結(jié)論 ………………………………………………………………………………… 21 致謝 ………………………………………………………………………………… 22 參考文獻 ………………………………………………………………………… ....23 附錄 A……………………………………………………………………………… 24 附錄 B……………………………………………………………………………… 25 1 緒論 隨著我國微型計算機技術(shù)的迅速發(fā)展， PLC 技術(shù) 的發(fā)展也進入了一個新的時代，是近年來發(fā)展極為迅速、應用面極廣的工業(yè)控制裝置。為工業(yè)自動化提供了有力的工具，加速了機電一體化的進程。 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。另外，一些復雜的控制如：時間、計數(shù)控制用繼電器一接觸器控制方式較難實現(xiàn)，所以，有必要對傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)進行改進設(shè)計 。它克服了繼電器一接觸器控制電路存在的觸點多、組合復雜、通信性和靈活性差等缺點。因此，利用 PLC 對搖臂鉆床繼電器電路進行 設(shè)計，有助于提高設(shè)備的可靠性。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。搖臂借助于絲桿，可以作升降運動，也可以與外立柱固定在一起，沿內(nèi)立柱旋轉(zhuǎn) 360176。鉆削加工時，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。 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或繞立柱轉(zhuǎn)動、主軸箱又 可以沿搖臂 導軌移動，這樣在工件不動的情況下，通過改變刀具的位置來實現(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。 機床的運動方式 Z3040 搖臂鉆床加工前，通過搖臂的回轉(zhuǎn)和升降、主軸箱的移動和定位，來調(diào)整各個部件的移動；加工時，主軸箱由夾緊裝置緊固在搖臂的導軌上，搖臂緊固在外立柱上，外立柱緊固在內(nèi)立柱上，主軸帶動鉆頭或絲攻旋轉(zhuǎn)并向下垂直 進給，來實現(xiàn)鉆孔或絲攻的加工。 （ 2）進給運動 主軸的垂直運動（手動或自動）。在做輔助運動時，相應的夾緊機構(gòu)應松開，完成后應夾緊。 （ 2）搖臂鉆床的主運動與進給運動皆為主軸的運動，為此這兩種運動由一臺主軸電動機拖動，分別經(jīng)主軸傳動機構(gòu)、進給傳動機構(gòu)來實現(xiàn)主軸的旋轉(zhuǎn)和進給。 （ 3）搖臂鉆床有兩套液壓控制系統(tǒng)，一套是操作機構(gòu)液壓系統(tǒng)，另一套是夾緊機構(gòu)液壓系統(tǒng)。后者由液壓泵電動機拖動液壓泵送出壓力油，推動活塞帶動菱形塊來實現(xiàn)主軸箱、內(nèi)外立柱和搖臂的夾緊與 松開。 （ 2）刀具主軸旋轉(zhuǎn)及垂直進給速度的控制，以滿足不同的工藝要求。 （ 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。 （ 6）必要的保護環(huán)節(jié)及照明指示電路。 Z3040 搖臂鉆床的主電路電源是由斷路器 Q1 引入 ， M1 為主電動機， M2 為搖臂升降控制電動機， M3 為液壓泵電動機， M4 為冷卻泵電動機，其中主電動機和 液壓 泵電動機分別采用了熱繼電器 FR FR2 作為過載保護用，而搖臂升降電動機和冷卻泵電動機由于工作時間短，因而沒有設(shè)過載保護。 HL1 亮表示已松開， 手動操作主軸箱移動手輪，使主軸箱沿搖臂水平導軌移動或推動搖臂連同外立柱繞內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)。 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，可以進行鉆削加工。 HL3 亮表示可以操作主軸手柄進行對主軸的控制。 其他聯(lián)鎖與保護 （ 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，即對搖臂升降電動機 M2 實現(xiàn)了正反轉(zhuǎn)復合聯(lián)鎖。 （ 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作閉合， 以確保搖臂的升降在其放松后進行。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。 （ 4）失壓（欠壓）保護 主軸電動機 M1 采用按鈕與自瑣控制方式，具有失壓保護；各接觸器線圈自身也 具有欠壓保護功能。SQ1 為上極限限位， SQ5 為下極 限限位。此時，組合限位開關(guān)SQ5 仍閉合，可按下按鈕 SB4 使搖臂下降。此時，組合限位開關(guān) SQ1 的觸頭仍閉合，可按按鈕 SB3 使搖臂上升 。 近年來從德國、日本、美國等引 進的 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。它具有高性能價格比的微型可編程序控制器。 根據(jù) SIMATICSS7－ 200 系列 PLC 系統(tǒng)由基本單元（主機）、 I/O 擴展單元、功能單元和外部設(shè)備等組成，其基本單元（主機）的結(jié)構(gòu)為整體式結(jié)構(gòu)。 通過對 Z3040 搖臂鉆床輸入輸出信號的分析，確定需 12 個輸入口和 9 個輸出口，據(jù)此選用西門子 S7－ 200 系列 CPU224，它是具有 14 個輸入口 10 個輸出口的 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)主軸電機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 控制 流程圖 ， 圖 33 為 主軸電機的 I/O 接口圖， 圖 34 主軸電機控制 梯形 圖 。 搖臂上升 PLC 控制系統(tǒng)的輸入信號有 4 個 ， 1 個為搖臂上升啟動按鈕開關(guān)， 2 個行程開關(guān)， 1 個熱繼電器， PLC 控制系統(tǒng)的輸出信號有 4 個， 1 個用于驅(qū)動搖臂上升電動機 反 轉(zhuǎn)接觸器 KM2， 1 個用于驅(qū)動液壓泵電 動機 反 轉(zhuǎn)接觸器 KM4， 1 個用于驅(qū)動搖臂松開到位指示燈 HL1， 1 個用于驅(qū)動夾緊到位指示燈 HL2。 圖 35 Z3040 搖臂鉆床 搖臂上升控制電路 圖
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