摇臂钻床电气控制课程设计_说明书
Z3040摇臂钻床PLC控制课设说明书
目录1.绪论1.1 本课题的选题背景与意义 (1)1.2 可编程逻辑控制器简述 (1)2. Z3040摇臂钻床电气控制系统原理2.1 主电路与PLC控制电路原理图 (2)2.2 基于PLC的控制原理说明 (2)3. PLC控制Z3040摇臂钻床的硬件部分设计3.1 PLC的I/O口分配表 (4)4. PLC控制Z3040摇臂钻床的软件部分设计4.1 PLC控制梯形图 (6)4.2 PLC控制指令表 (7)5.结论5.1 课题成果 (9)5.2 不足之处 (9)参考文献 (10)1.绪论1.1本课题的选题背景与意义Z3040摇臂钻床是我国生产和使用较广泛的钻床，可以进行多种形式的加工，如钻孔，镗孔，铰孔以及攻螺纹等。
从控制上讲，它需要机、电、液压等相互配合使用，同时要进行时间控制。
它的调速是通过三相交流异步电动机和变速箱来实现的。
也有的是采用多速异步电动机拖动，这样可以简化变速机构。
摇臂钻床的主轴旋转运动和进给运动由一台交流异步电动机拖动，主轴的正反转运动是通过机械转换实现的，所以主电动机只有一个旋转方向。
摇臂钻床除了主轴的旋转和进给运动外，还有摇臂上升、下降及立柱的夹紧和放松。
摇臂的上升、下降由一台交流异步电动机拖动，主轴箱、立柱的夹紧和放松由另一台交流电动机拖动。
Z3040摇臂钻床是通过电动机拖动一台齿轮泵，供给夹紧装置所需要的压力油。
而摇臂的回转和主轴箱的左右移动通常采用手动。
此外，还有一台冷却泵电动机对加工的刀具进行冷却。
目前，我国的Z3040摇臂钻床的电气控制系统普遍采用的事传统的继电器——接触器控制方式。
因而所需要控制的电机较多，所以电路较复杂，在日常的生产作业当中，经常发生电气故障，从而影响生产。
另外一些复杂的控制如：时间、计数控制用继电器——接触器控制方式较难实现。
所以，有必要对传统电气控制系统进行改进设计。
PLC电气控制系统可以有效的弥补上述系统的这一缺陷。
1.2可编程逻辑控制器简述可编程逻辑控制器简称PLC，是从早期的继电器逻辑电气控制系统发展而来，它不断吸收微型计算机控制技术，使之功能不断增强。
摇臂钻床电气控制系统课程设计
摇臂钻床电气控制系统课程设计一、引言摇臂钻床是一种常见的加工设备，其电气控制系统是保证设备正常运行的重要部分。
本文将对摇臂钻床电气控制系统进行课程设计，包括系统结构设计、PLC编程、HMI界面设计等内容。
二、系统结构设计1. 系统概述摇臂钻床电气控制系统主要由PLC、HMI、伺服驱动器、电机和传感器等组成。
其中PLC负责控制整个系统的运行，HMI提供人机交互界面，伺服驱动器和电机实现工件定位和加工动作，传感器用于检测工件位置和状态。
2. 系统硬件设计根据系统概述，我们可以确定摇臂钻床电气控制系统的硬件组成。
具体来说，PLC采用西门子S7-200系列，HMI采用鼎信公司的触摸屏，伺服驱动器采用三菱公司的MR-J3系列，电机采用西门子公司的1FK7系列，传感器采用欧姆龙公司的E3Z系列。
3. 系统软件设计在硬件确定之后，我们需要对系统进行软件设计。
首先需要编写PLC程序，包括初始化、工件定位、加工动作等功能。
其次需要设计HMI 界面，提供人机交互操作界面。
最后需要对伺服驱动器和电机进行参数设置，以实现精准的工件定位和加工。
三、PLC编程1. 程序设计PLC程序设计是摇臂钻床电气控制系统中最重要的部分。
在程序设计中，我们需要考虑到系统的稳定性、可靠性和安全性等因素。
具体来说，我们可以采用Ladder图编程方式，将整个系统分为多个功能模块进行编程。
2. 程序实现在程序实现中，我们需要注意以下几点：（1）初始化：在系统启动时进行初始化操作，包括各个设备的状态检测和参数设置。
（2）工件定位：通过伺服驱动器和电机实现工件的定位控制。
（3）加工动作：根据加工需求进行钻孔、铰孔等加工动作。
（4）安全保护：在程序中添加安全保护措施，如急停按钮、限位开关等。
四、HMI界面设计1. 界面布局HMI界面是人机交互的重要部分。
在界面布局中，我们可以采用分屏显示方式，将设备状态、加工进度和操作按钮等分别显示在不同的屏幕上。
2. 界面设计在界面设计中，我们需要注意以下几点：（1）界面风格：采用简洁明了的风格，使用户能够快速理解和操作。
Z型摇臂钻床电气控制教案
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3．控制电路工作原理
主轴电动机M2和摇臂升降电动机M3采用十字开关SA进行操作。它有集中控制和操作方便等优点。
十字开关操作说明
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摇臂钻床是机械加工车间中常见的机床，它适用于单件或批量生产中带有多个孔的零件的加工，用来对工件进行钻孔、扩孔、铰孔、镗孔和攻螺纹等加工。要实现这些加工工作，必须要由电气控制线路驱动电动机从而带动机械部件运行来完成。
课题引入
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知识探究
一、Z35型摇臂钻床的运动形式和电气控制要求二、Z35型摇臂钻床电路工作原理
1．Z35型摇臂钻床使用开关元件介绍
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实物图
结构示意图
1—手柄 2—密封罩 3—固定盖 4—操作台 5—定位环 6—机构架 7—触头系统
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（2）汇流环 又称集流环，或称旋转电气接口、滑环、电刷，主要用在要求连续旋转的同时，又需要从固定位置到旋转位置传输电源和信号的机电系统中。
（3）行程开关 LX5-11小柱塞式行程开关主要用于交流50Hz,电压380V，直流220V的控制电路中，作为限制各种机构和行程之用。
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(a) 外形图 (b) 内部结构图
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摇臂钻床的主运动是主轴带动钻头的旋转运动；进给运动是钻头的上下运动；辅助运动是主轴箱沿摇臂水平移动、摇臂沿外立柱上下移动和摇臂连同外立柱一起绕内立柱的回转运动。
一、Z35型摇臂钻床的运动形式和电气控制要求
1．Z35型摇臂钻床运动形式
plc摇臂钻床课程设计
plc摇臂钻床课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理及其在摇臂钻床控制中的应用。
2. 学生能够掌握摇臂钻床的主要部件及其功能，了解PLC在摇臂钻床控制系统中的作用。
3. 学生能够掌握PLC编程的基础知识，理解并运用相关指令进行简单程序的编写。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，对摇臂钻床的PLC控制系统进行故障诊断和分析。
2. 学生能够设计并编写简单的PLC程序，实现摇臂钻床的基本控制功能。
3. 学生能够通过实际操作，掌握PLC与摇臂钻床的连接和调试方法。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对PLC技术及自动化控制领域的兴趣，提高其学习主动性和积极性。
2. 培养学生的团队合作精神，使其在课程实践过程中学会互相交流、协作解决问题。
3. 培养学生具备安全生产意识，强调在操作摇臂钻床过程中遵守操作规程，确保安全。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论教学，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点：学生具备一定的电工电子基础，了解PLC的基本原理，但对摇臂钻床控制系统的实际应用尚不熟悉。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，通过案例分析、实际操作等教学方式，引导学生掌握PLC在摇臂钻床控制中的应用。
同时，关注学生的个体差异，提供有针对性的指导，确保教学目标的有效实现。
二、教学内容1. PLC基础知识回顾：包括PLC的基本组成、工作原理、编程语言及常用指令介绍，重点回顾与摇臂钻床控制相关的基础知识。
2. 摇臂钻床结构与原理：讲解摇臂钻床的主要结构、功能及其工作原理，分析PLC在摇臂钻床控制系统中的作用。
3. PLC编程与控制：结合教材，教授PLC编程方法，包括逻辑指令、定时器、计数器等，以及如何将这些知识应用于摇臂钻床控制。
- 教学大纲：第1周，PLC基础知识回顾；第2周，摇臂钻床结构与原理；第3-4周，PLC编程与控制。
4. 摇臂钻床PLC控制系统设计：指导学生进行摇臂钻床PLC控制系统的设计，包括硬件连接、程序编写和调试。
教案-摇臂钻床电气控制
潍坊科技学院教案课程名称：工厂电气控制设备及技能训练授课人：摇臂钻床的电气控制线路Ⅰ主电路分析Ⅱ控制电路分析Ⅲ照明电路分析Ⅳ常见故障的检查与排除摇臂钻床的电气控制线路Ⅰ主电路分析在主电路中，M1为冷却泵电动机，提供冷却液，由于容量较小，由转换开关SA2直接控制。
M2为主轴电动机，由接触器KM1控制，热继电器FR作过载保护。
M3为摇臂升降电动机，由接触器KM2和KM3控制其正反转的点动运行，不装过载保护。
M4为立柱放松夹紧的电动机，由接触器KM4和KM5控制其正反转点动运行，不装过载保护。
在主电路中，整个机床用FU1作短路保护，M3、M4及其控制回路共用FU2作短路保护。
除了冷却泵以Ⅱ控制电路分析控制电路的电源是127V的交流电，由变压器TC将380V交流电降为127V得到。
Z35摇臂钻床控制电路采用十字开关SA1操作，十字开关由十字手柄和四个微动开关组成，十字手柄有5个位置：“上”、“下”、“左”、“右”、“中”。
如表3-3所示。
十字开关每次只能扳到一个方向，接通一个方向的电路。
一、零压保护合上电源首先将十字开关扳向左边，微动开关SA1-1接通，零压继电器KA线圈通电吸合并自锁。
当机床工作时，再将十字手柄扳向需要的位置。
若电源断电，零压继电器KA释放，其自锁触点断开；当电源恢复时，零压继电器不会自动吸合，控制电路不会自动通电，这样可防止电源中断又恢复时，机床自行启动的危险。
二、主轴电动机运转将十字开关扳向右边，微动开关SA1-2接通，接触器KM1线圈通电吸合，主轴电动机M2启动运转。
主轴的正反转由主轴箱上的摩擦离合器手柄操作。
摇臂钻床的钻头的旋转和上下移动都由主轴电动机拖动。
将十字开关扳到中间位置，SA1-2断开，主轴电动机M2停止。
三、摇臂的升降四、立柱和主轴箱的松开与夹紧立柱的松开与夹紧是靠电动机M4的正反转通过液压装置来完成的。
当需要立柱松开时，可按下按钮SB1，接触器KM4因线圈通电而吸合，电动机M4正转，通过齿轮离合器，M4带动齿轮式油泵旋转，从一定的方向送出高压油，经一定的油路系统和传动机构将外立柱松开。
Z35摇臂钻床
目录说明┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈3第一章绪论┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈4【一】目的和意义┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈4 【二】本设计的主要内容┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈4第二章 Z 35摇臂钻床简介和电路设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈5【一】Z35摇臂钻床简介┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈5 【二】电路设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈6 【三】设计过程的感受┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈8第三章电动机的选择和电气元件的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈8【一】电动机类型的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈81、电动机选择的基本原则┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈82、电动机额定电压的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈93、电动机转速的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈94、电动机功率的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈9 【二】电气元件的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈101、熔断器的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈10(1)、熔断器类型的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈10(2)、熔断器额定电压的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈11(3)、熔体额定电流的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈11(4)、熔断器（熔管）额定电流的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈11(5)、校核熔断器的保护特性┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈112、热继电器的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈12(1)、热继电器机构形式的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈12(2)、热继电器时间的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈12(3)、热元件额定电流的选取┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈12(4)、热继电器保护┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈123、接触器的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈12(1)、根据使用类别选用相应产品系列┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈12(2)、根据电动机等负载的功率和操作情况确定接触器的容量等级┈┈┈┈┈┈┈┈┈13(3)、根据控制回路电压决定接触器线圈电压┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈13(4)、额定电流的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈13(5)、根据使用环境来选择接触器的系列或规格┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈144、控制变压器的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈145、导线的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14(1)、截面积┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14(2)、材质┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14(3)、绝缘和外护层┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈146、接线端子的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈167、按钮、开关的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈17（1）、按钮┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈17（2）、组合开关┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈17（3）、行程开关┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈17（4）、断路器（自动开关）┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈18（5）、照明灯所选开关┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈188、变压器的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈189、指示灯的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈18【三】电气元件目录表┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈18 【四】个人体会┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈20第四章元器件的检测┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈21【一】控制元器件的检测┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈21【二】操作元器件的检测┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈22 【三】显示元器件的检测┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈22 【四】电动机的检测┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈23 【五】小结┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈23第五章工艺设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈23【一】电气原理图┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈23 【一】元件布置图┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈24 【三】单件端子编号图┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈24 【四】电气安装接线图┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈24 【五】总结┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈25第六章元件的安装与布线┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈25【一】元件的安装┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈251、元件上元件的安装前的准备工作┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈252、安装过程中应该注意的问题┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈253、元件的固定安装工艺┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈264、装配后的清理检查工作┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈26 【二】布线┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈261、布线前的准备工作┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈262、布线的基本要求┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈263、布线方法┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈274、布线┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈27 【三】毕业设计心得┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈27第七章电路检测┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈28【一】控制电路检测┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈28 【二】通电检测┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈29 【三】常见故障及检测方法┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈31 【四】个人体会总结┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈36参考文献┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈37说明此次毕业设计由要晓伟、马建刚、杨丽伟、吴云、陶海峰、周晓芳合作完成。
Z3050型摇臂钻床电气控制控制系统设计
Z3050型摇臂钻床电气控制控制系统设计首先，Z3050型摇臂钻床的电气控制控制系统包括电气控制柜、开关按钮、电机和传感器等组成。
其主要功能是实现钻头的升降、前后移动以及输送工件的控制。
在电气控制柜中，会安装各种控制元件，如接触器、继电器、开关、按钮等。
这些元件通过电线和电缆连接起来，构成一个完整的电气控制系统。
在设计中，需要合理布置和编排电气元件，使其易于操作和维护。
针对Z3050型摇臂钻床的控制需求，可以采用PLC控制系统。
PLC （Programmable Logic Controller）是一种用于自动化控制的可编程逻辑控制器，具有编程灵活、可靠性高、实时性好等优点。
通过PLC控制系统，可以实现对钻床的各种功能的精确控制。
在设计中，首先需要对钻床的工作流程进行分析和梳理。
根据工作流程，确定需要控制的功能和动作，例如：钻头升降、前后移动、开启/关闭钻头、设置加工工件参数等。
然后，根据这些需求，编写PLC程序，在PLC中设置相应的输入和输出端口，实现对这些功能的控制。
针对钻头升降功能的控制，可以采用电机驱动。
将电机与PLC相连，通过控制电机的正转和反转来实现钻头的升降。
在PLC程序中，设置相应的指令和逻辑，根据输入信号控制电机的工作状态。
针对钻头前后移动功能的控制，可以采用电机驱动或者气动驱动。
通过控制电机或气缸的动作来实现钻头的前后移动。
在PLC程序中，设置相应的指令和逻辑，根据输入信号控制电机或气缸的工作状态。
针对钻头的开启和关闭功能的控制，可以通过电磁阀来实现。
通过控制电磁阀的通断来控制钻头的开合。
在PLC程序中，设置相应的指令和逻辑，根据输入信号控制电磁阀的工作状态。
对于设置加工工件参数的功能，可以在PLC程序中设置相关的输入模块，通过按钮和传感器等设备来输入相应的参数。
根据输入的参数，PLC可以实时对钻床的工作进行调整和控制。
在设计时，还需要考虑到安全性和可靠性。
例如，可以设置急停按钮、过载保护装置等安全措施，以保证设备的安全运行。
摇臂钻床电气控制课程设计_说明书 (1)
课程设计说明书课程名称：机床电气控制技术设计题目：钻床电气控制课程设计专业：机械设计制造及其自动化班级：机设学生姓名: xxx学号:指导教师:机械工程学院 2013年12 月 30 日目录一、引言 (2)1、设计目的 (3)2、设计要求 (3)二、系统总体实际 (4)1、系统硬件配置及组成原理 (4)2、硬件接线图 (4)3、系统变量定义及分配表 (6)4、系统接线图设计 (7)三、控制系统设计 (8)1、控制程序流程图设计 (8)2、控制程序设计思路 (10)3、摇臂钻床PLC程序设计 (10)四、系统调试及结果分析 (14)1、调试前安全检查 (14)2、调试 (15)五、总结六、参考文献引言钻床是一种孔加工设备，可以用来钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及修刮端面等多种形式的加工。
按用途和结构分类，钻床可以分为立式钻床、台式钻床、多孔钻床、摇臂钻床及其他专用钻床等。
在各类钻床中，摇臂钻床操作方便、灵活，适用范围广，具有典型性，特别适用于单件或批量生产带有多孔大型零件的孔加工，是一般机械加工车间常见的机床。
摇臂钻床主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱及工作台等部分组成。
主轴箱可在摇臂上移动，并随摇臂绕立柱回转的钻床。
摇臂还可沿立柱上下移动，以适应加工不同高度的工件。
较小的工件可安装在工作台上，较大的工件可直接放在机床底座或地面上。
摇臂钻床广泛应用于单件和中小批生产中，加工体积和重量较大的工件的孔。
摇臂钻床加工范围广，可用来钻削大型工件的各种螺钉孔、螺纹底孔和油孔等。
摇臂钻床的主要变型有滑座式和万向式两种。
滑座式摇臂钻床是将基型摇臂钻床的底座改成滑座而成，滑座可沿床身导轨移动，以扩大加工范围，适用于锅炉、桥梁、机车车辆和造船等行业。
万向摇臂钻床的摇臂除可作垂直和回转运动外，并可作水平移动，主轴箱可在摇臂上作倾斜调整，以适应工件各部位的加工。
此外，还有车式、壁式和数字控制摇臂钻床等。
此次试验就是要将滑座式Z3040摇臂钻床的控制系统改为PLC控制。
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项目六、钻床的电气控制（一）、内容要求：1．主轴电动机控制主轴电动机M1为单向旋转，由按钮SBl、SB2和接触器KMl实现起动和停止控制。
主轴的正、反转则由M1电动机拖动齿轮泵送出压力油，通过液压系统操纵机构，配合正、反转摩擦离合器驱动主轴正转或反转。
2．摇臂升降控制摇臂钻床在加工时，要求摇臂应处于夹紧状态，才能保证加工精度。
但在摇臂需要升降时，又要求摇臂处于松开状态，否则电动机负载大，机械磨损严重，无法升降工作。
摇臂上升或下降时，其动作过程是，随着升降指令发出，先使摇臂与外立柱处于松开状态，而后上升或下降，待升降到位时，要自行重新夹紧。
由于松开与夹紧工作是由液压系统实现，因此，升降控制必须与松紧机构液压系统紧密配合。
M2为升降电动机，由按钮SB3、SB4点动控制接触器KM2、KM3接通或断开，使M2电动机正、反向旋转，拖动摇臂上升或下降移动。
M3为液压泵电动机，通过接触器KM4，KM5接通或断开，使M3电动机正向带动双向液压泵送出压力油，经二位六通阀至摇臂夹紧机构实现夹紧与松开。
下面以摇臂上升为例简述动作过程：按下SB3按钮，时间继电器KT线圈通电，瞬时常开触点(13-14)闭合，接触器KM4线圈得电，液压泵电动机M3起动旋转带动液压泵送出压力油，同时断电延时断开的KT常开触点(1-17)闭合，使电磁阀YV线圈得电，液压泵输出的压力油经二位六通阀进入摇臂夹紧机构的松开油腔，推动活塞和菱形块，将摇臂松开。
同时，活塞杆通过弹簧片压上行程开关SQ2发出摇臂已松开信号。
此时，SQ2触点(6-13)断开，使接触器KM4线圈断电，液压泵电动机M3停转，油路单向阀保压，摇臂处于松开状态。
与此同时，SQ2触点(6-7)闭合，接触器KM2线圈得电，升降电动机M2得电起动旋转，带动摇臂上升，待摇臂上升至所需位置时，松开按钮SB2，KM2线圈断电，M2电动机停转，摇臂停止上升。
同时KT线圈也断电，KT常闭触点(17-18)瞬时闭合，而其延时断开的常开触点(1-17)仍未打开，使电磁阀YV继续得电，同时接触器KM5线圈得电，液压泵电动机M3反转，反向送出压力油，经二位六通阀反方向推动活塞和菱形块，将摇臂夹紧。
KT延时打开触点，经过1~3s延时后断开，同时活塞杆通过弹簧压下行程开关SQ3，使触点SQ3(1-17)也断开，电磁阀YV、KM5线圈断电。
液压泵电动机M3停转，摇臂上升后重新夹紧过程结束。
行程开关SQ2为摇臂放松信号开关。
行程开关SQ3为摇臂夹紧信号开关。
时间继电器KT延时断开常开触点是为保证当瞬间操作SB3或SB4，使KM 4得电摇臂开始松开后放开SB3或SB4时，若KM4过早断电，可能造成摇臂处于半松开状态。
有了KT延时断开触电(1-17)后，则能在KT线圈断电1~3s内处于闭合状态，使KM5线圈得电，液压泵电动机M3反向旋转，使摇臂重新夹紧，直到延时时间到，KT触点断开，SQ3动作，KM5断电为止，这样就保证了摇臂在加工工件前总是处于夹紧状态。
3．夹紧、松开控制Z3040型摇臂钻床除了上述摇臂上升下降过程需要夹紧、松开控制外，还有主轴箱和立柱的松开、夹紧控制。
主轴箱和主柱的松开、夹紧从液压系统中看出二者是同时进行的。
当按下松开按钮SB5，接触器KM4线圈得电，液压泵电动机M3正转，拖动液压泵输送出压力油，经二位六通阀，进入主轴箱与立柱的松开油缸推动活塞和菱形块，使主轴箱与立柱实现松开，此时由于YV不得电，压力油不会进入摇臂松开活塞，摇臂仍处于夹紧状态。
当主轴箱与立柱松开时，行程开关SQ4不受压，触点(10l-102)闭合，指示灯HLl亮，表示主轴箱与立柱处于松开状态，可以手动操作主轴箱在摇臂的水平导轨上移动至适当位置。
同时推动摇臂(套在内立柱上)使外立柱绕内立柱旋转至适当的位置，按下夹紧按钮SB6，接触KM5线圈得电，M3电动机反转，拖动液压泵输送出反向压力油至夹紧油缸，使主轴箱和立柱夹紧。
同时行程开关SQ4压下，触点(101-102)断开，HLl灯暗，而(101-103)闭合，HL2灯亮，指示主轴箱与立柱处于夹紧状态，可以进行钻削加工。
4．冷却泵电动机控制冷却泵电动机容量小(0.125kW)，由SA1开关控制单向旋转。
5．联锁、保护环节电路中利用SQ2实现摇臂松开到位，开始升降的联锁控制，利用SQ3，实现摇臂完全夹紧的联锁控制。
通过KT延时断开的常开触点实现摇臂松开后自动夹紧的联锁控制。
摇臂升降除了按钮SB4、SB3机械互锁外，还采用KM 2、KM3电气的双重互锁控制。
主轴箱与立柱进行松开、夹紧工作时，为保证压力油不供给摇臂夹紧油路，通过SB5、SB6常闭触点切断YV线圈电路，达到联锁目的。
电路利用熔断器FUl作为总电路和电动机M1、M4的短路保护。
利用熔断器FU2作为电动机M2、M3及控制变压器T一次侧的短路保护，利用热继电器KRl为M1电动机的过载保护，KR2为M3电动机的过载保护。
组合行程开关SQl作为摇臂上升、下降的极限位置保护，SQl有两对常闭触点，当摇臂上升下降至极限位置时，相应触点动作切断与其对应的上升下降接触器KM2、KM3，使M2电动机停止转动，摇臂停止升降，实现升降极限位置保护，电路中失压或欠压保护由各接触器实现。
6．照明与信号指示电路通过控制变压器T降压提供照明灯EL安全电压，由SA2开关操作。
熔断器FU3作为短路保护。
当主轴电动机工作时，KMl触点(101-104)接通，指示灯HL3亮，表示主轴工作；当主轴箱、立柱处于夹紧状态时，SQ4触点(101-l03)接通，HL2灯亮。
主轴箱、立柱处于松开状态，SQ4触点(101102)接通，HLl灯亮。
（二）设计参考图(三) 要求能按照本组最终要求合理设计电气控制图，并画出电气施工图，再做成控制板，最后连线试验。
五、参考资料1、张万奎等编.《机床电气控制技术》北京大学出版社，20072、机电传动控制（第三版），邓星钏主编，武汉：华中科技大学出版社，2001年9月3、机电传动与控制（第二版），程宪平主编，武汉：华中科技大学出版社，2003年9月。
4、电力拖动自动控制系统（第三版），陈伯时主编，北京：机械工业出版社，2003年8月。
5、半导体变流技术（第二版），莫正康主编，北京：机械工业出版社，2001年8月。
6、邓星钟等编. 《机电传动控制（第三版）》华中科技大学出版社，2001.3第3版课程设计说明书课程名称：机床电气控制技术设计题目：钻床电气控制课程设计专业：机械设计制造及其自动化班级：机设学生姓名: xxx学号:指导教师:湖南xxxxxxxxxx教务部制2012年12 月 30 日目录一、引言 (2)1、设计目的 (3)2、设计要求 (3)二、系统总体实际 (4)1、系统硬件配置及组成原理 (4)2、硬件接线图 (4)3、系统变量定义及分配表 (6)4、系统接线图设计 (7)三、控制系统设计 (8)1、控制程序流程图设计 (8)2、控制程序设计思路 (10)3、摇臂钻床PLC程序设计 (10)四、系统调试及结果分析 (14)1、调试前安全检查 (14)2、调试 (15)五、总结六、参考文献引言钻床是一种孔加工设备，可以用来钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及修刮端面等多种形式的加工。
按用途和结构分类，钻床可以分为立式钻床、台式钻床、多孔钻床、摇臂钻床及其他专用钻床等。
在各类钻床中，摇臂钻床操作方便、灵活，适用范围广，具有典型性，特别适用于单件或批量生产带有多孔大型零件的孔加工，是一般机械加工车间常见的机床。
摇臂钻床主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱及工作台等部分组成。
主轴箱可在摇臂上移动，并随摇臂绕立柱回转的钻床。
摇臂还可沿立柱上下移动，以适应加工不同高度的工件。
较小的工件可安装在工作台上，较大的工件可直接放在机床底座或地面上。
摇臂钻床广泛应用于单件和中小批生产中，加工体积和重量较大的工件的孔。
摇臂钻床加工范围广，可用来钻削大型工件的各种螺钉孔、螺纹底孔和油孔等。
摇臂钻床的主要变型有滑座式和万向式两种。
滑座式摇臂钻床是将基型摇臂钻床的底座改成滑座而成，滑座可沿床身导轨移动，以扩大加工范围，适用于锅炉、桥梁、机车车辆和造船等行业。
万向摇臂钻床的摇臂除可作垂直和回转运动外，并可作水平移动，主轴箱可在摇臂上作倾斜调整，以适应工件各部位的加工。
此外，还有车式、壁式和数字控制摇臂钻床等。
此次试验就是要将滑座式Z3040摇臂钻床的控制系统改为PLC控制。
摇臂钻床加工时，主轴箱紧固在摇臂导轨上，而外立柱紧固在内立柱上，摇臂紧固在外立柱上，然后进行钻削加工。
钻削加工时，钻头一边进行旋转切削一边进行纵向进给，其运动形式为：（1）摇臂钻床的主运动为主轴的旋转运动；（2）进给运动为主轴的纵向进给；（3）辅助运动有：摇臂沿外立柱垂直移动，主轴箱沿摇臂长度方向的移动，摇臂与外立柱一起绕内立柱的回转运动。
Z3040型摇臂钻床的工作原理：Z3040型摇臂钻床采用4台电动机拖动，他们分别是主轴电动机，摇臂升降电动机，液压泵电动机和冷却泵电动机。
主轴电动机控制钻床的进给运动；摇臂升降电动机要求能正反向旋转，可用手动操作；摇臂和主轴之间的夹紧、发松可用电气、液压、机械来实现，液压电动机需可正反转，摇臂的移动严格按照摇臂松开→移动→摇臂夹紧的程序进行。
因此摇臂的夹紧与摇臂升降按自动控制进行。
冷却泵电动机带动冷却泵提供冷却液，只要求单向旋转。
系统具有连锁与保护环节以及安全照明、信号指示电路。
1、设计目的：（1）、了解Z3040摇臂钻床的操作顺序，并作出功能图。
(2)、熟悉并会接较复杂的PLC控制系统电路。
(3)、领悟电气控制电路PLC改造的要领。
2、设计要求：(1) 按下主轴起动按钮SB2，接触器KMl得电吸合且自保持，主轴电动机M1运转。
按下停止按钮SBl，主轴电动机停止。
(2) 需要摇臂上升时，按下摇臂上升按钮SB3，时间继电器KT得电，其瞬动触头和瞬时闭合延时打开的动合触头使接触器KM4和电磁阀YA动作，液压电动机M3起动，液压油进入摇臂装置的油缸，使摇臂松开。
待完全松开后，行程开关sQ2动作，其动断触头断开使接触器KM4断电释放，液压电动机M3停止运转，其动合触头接通使接触器KM2得电吸合，摇臂升降电动机M2正向起动，带动摇臂上升。
上升到所需的位置后，松开上升按钮SB3，时间继电器KT、接触器KM2断电释放，摇臂升降电动M2停止运转，摇臂停止上升。
延时l～3s后，时间继电器KT的动断触头闭合，动合触头断开，但由于夹紧到位行程开关SQ3动断触头处于导通状态，故YA继续处于吸合状态，接触器KM5吸合，液压电动机M3反向起动，向夹紧装置油缸中反向注油，使夹紧装置动作。
夹紧完毕后，行程开关SQ3动作，接触器KM5断电释放，液压电动机M3停止运转，电磁阀YA断电。