用PLC技术改造Z3040型摇臂钻床
Z3040摇臂钻床的plc控制
Z3040摇臂钻床的PLC 控制摇臂钻床利用旋转的钻头对工件进行加工，由底座、立柱、摇臂、主轴箱和工作台等组成。
主轴箱固定在摇臂上，可以沿摇臂径向运动。
摇臂借助于丝杠做升降运动也可以与外立柱固定在一起，沿内立柱旋转。
钻削加工时，通过夹紧机构将主轴箱紧固在摇臂上，摇臂紧固在立柱上。
Z3040钻床共有4台电动机，分别是：主轴电动机M1：提供主轴旋转的动力，由交流接触器KM1控制单向运转，热继电器FR1作过载保护，断路器QF1兼作短路保护。
摇臂升降电动机M2：提供摇臂升降的动力，由交流接触器KM2和KM3控制M2正反转，用于间歇工作未设过载保护，断路器QF3作短路保护。
液压泵电动机M3：提供液压油，用于摇臂、立柱、主轴箱的夹紧和松开，由交流接触器KM4和KM5控制M3正反转，热继电器FR2作过载保护，断路器QF3作短路保护。
冷却泵电动机M4：输送冷却液，由断路器QF2控制并兼作过载保护。
Z3040钻床辅助控制有：主轴运转指示灯、照明灯、电源指示。
一、根据控制要求，首先确定I/O 的个数，进行I/O 的分配。
本实例需要12个输入点，6个输出点，如表3-3所示。
表3-3 PLC 的I/O 配置1. 设计电路原理图时，应具备完善的保护功能，PLC 外部硬件也具备互锁电路。
2. PLC 继电器输出所驱动的负载额定电压为110V 、24V 、6V 。
3. 为了更加保证控制功能的合理性和可靠性，在输入硬接线时，将热继电器FR1和FR2的常开触头作为控制信号接入PLC ；在输出硬接线时，将热继电器FR1和FR2的常闭触头串接在各线圈的回路中。
图3-3（a） PLC系统接线原理图1 Array图3-3（b ） Plc系统接线原理图2三、安装与接线1．材料准备：根据接线原理图，列出需要的所有材料清单，如表3-4所示。
（1）选择电器元件时，要根据设备的操作任务和操作方式，确定所需元件，并考虑元件的数量、型号、额定参数和安装要求。
PLC改造Z3040摇臂钻床的设计
ＡＩ 图ｌ Ｚ ０ ０ 臂 钻 床 的 电气 控 制 线 路 图 ，其 控 制 过 程 旋 转 开 关Ｓ 直接 控 制 单 向 旋转 。 为 ３４ 摇
简述 如 下 ：
１主 电路分 析 ．
（ ） 主 轴 电动 机Ｍ 的 控 制 。按 启 动 按 钮 ｓ ２ 接 触 器 １ １ Ｂ一
大 力 配 合 。教 师 要 及 时 更 新 并 丰 富 相 关 的 专 业 知 识 ，学 校
管 理 部 门要 为 课 程 的开 发提 供 必 要 的 硬 件 设 备 和 相 应 的激 励 机 制 ，与 此 同 时 ，企 业和 学 校 之 间 应 该 开 展 校 企 合 作 ，
要 求 以 良好 的形 象 出现 在 客 户 面 前 。这 种 形 象 包 括 衣 着 、
Ｃ ＳＳｌ Ａ Ｅ 案例
ＰＣ Ｌ 改造Ｚ００ ３４ 摇臂钻床的设计
金 凌 芳
传 统 机 床 控 制 系 统 基 本 上 采 用 继 电一 接 触 器 电气 控 制 方 式 。 由 于 这 种 控 制 线 路 触 点 多 、线 路 复 杂 ， 使 用 多 年 后 ， 常 会 因 为 故 障 多 、维 修 量 大 、维 护 不 便 及 可 靠 性 差 而 影 响 正 常 生 产 。 还 有 部 分 机 床 虽 然 还 能 正 常 工 作 ， 但 其 精 度 、 效 率 以及 自动 化 程 度 已不 能满 足 当 前 生 产 工 艺 要 求 ， Ｆ ２ 一 ２ Ｒ Ｌ 为 例 ，对 Ｚ ０ ０ 摇臂 钻 床 的 电气控 制线 路 Ｘ Ｎ ３ Ｍ 型Ｐ Ｃ ３４型 进 行 改 造 ，探 讨 传 统机 床 电气 控 制线 路 改 造 的设 计 方法 。
移动。
立 柱 、 主 轴 箱 与 摇 臂 的 夹 紧 与 松 开是 采 用 电动 机 Ｍ 带 ３ 制 电动 机 的 正 反 转 送 出 不 同流 向 的压 力 油 推 动 活塞 带 动 菱 形 块 动 作 来 实 现 的 。所 以 ，液 压 泵 电动 机 Ｍ 要 求 能 正 反 向 ３ 旋 转 ， 由Ｋ ４ Ｍ 实现 正 反 转 控 制 ，Ｍ 功 率 为 ０ ６ Ｗ，用 热 Ｍ 、Ｋ ５ ３ ．ｋ 继 电器 Ｆ ２ 过载 保 护 。 Ｒ作
基于PLC的Z3040型摇臂钻床控制系统软件
3.2.2 基于PLC的Z3040型摇臂钻床控制系统软件设计一：PLC梯形图程序设计1．系统预开程序本段梯形图程序是为主电动机及其他电动机启动做准备。
当合上FY3（X0）按下SB1(X2)低电压继电器KV（Y0）得电并自锁,其常开触点KV(X3)闭合接通了控制电路电源为机床工作做准备。
梯形图程序如图3－1所示。
图3-12．主轴电动机控制程序主轴电动机只做单方向旋转，需要过载保护，过载保护由热继电器FR1(X4)完成。
梯形图程序如图3－2所示。
图3-23．摇臂升降控制程序摇臂的升（或降）严格按照摇臂松开－升（或降）－夹紧的顺序进行。
为此，要求夹紧与放松作用的液压泵电动机与摇臂升降电动机按一定顺序启动工作，由摇臂松开行程开关与摇臂夹紧行程开关发出控制信号进行控制。
当要求摇臂上升（或下降）时，按下SB3(或SB4)首先启动主轴箱、立柱、摇臂松开电路当松开到位时ST2(X13)常开触点闭合,使液压泵电动机旋转（正转或反转）,摇臂上升（或下降）。
液压泵电动机正、反转需必要的互锁。
梯形图如图3－3所示。
图3-34．主轴箱、立柱、摇臂松开、夹紧控制程序 18 Z3040摇臂钻床，摇臂的松开、夹紧与摇臂的升降要求能自动控制，本设计采用定时器与行程开关配合完成，有必要的联锁保护。
梯形图程序如图3－4所示。
图3-45．主轴箱、立柱松开、夹紧控制程序主轴箱、立柱松开与夹紧控制要求可单独操作，也可以同时操作，由转换开关SA和SB5、SB6配合定时器进行控制。
梯形图程序如图3－5所示。
图3-56．冷却泵控制冷却泵电动机采用组合开关YS直接控制其启停。
7．电源指示灯HL1（Y10）当机床上电时指示，采用S－200PLC特殊内部继电20 器SM0实现立柱、主轴箱松开、夹紧指示灯HL2（Y11）、HL3(Y12)由限位开关ST4(X20)控制；主轴电动机旋转指示灯HL4（Y13）由KM1（Y1）控制。
3.2.3 PLC 控制系统分析及调试1．开车准备先将自动开关YF2～YF5接通，在将电源总开关YF1扳倒“接通”位置，引入三相电源。
PLC改造Z3040摇臂钻床电气控制系统
PLC改造Z3040摇臂钻床电气控制系统摘要：本文简述用PLC改造Z3040摇臂钻床的原理、控制要求及系统改造过程。
关键词：PLC Z3040摇臂钻床电气控制系统笔者所在学院现有Z3040摇臂钻床电气控制系统采用的是传统的继电器-接触器控制方式。
因其所要控制的电动机较多，电路较复杂，在日常的实习、生产作业中，经常发生电气故障，从而影响正常的教学活动和实习生产。
PLC有可靠性高、抗干扰能力强、编程方便、价格低、寿命长等优点，用PLC改造Z3040摇臂钻床的电气控制系统，可以大大提高Z3040摇臂钻床工作性能和系统的工作稳定性。
所以，决定对这些转床的传统电气控制系统进行改进设计。
用PLC 电气控制系统技术改造。
一、Z3040型摇臂钻床结构图及电气原理图Z3040型摇臂钻床结构及电气原理图见图1。
二、Z3040摇臂钻床的控制要求及电气系统分析1.控制要求（1）摇臂钻床的运动部件较多，需使用多台电动机拖动，主轴电动机承担主钻削及进给任务，摇臂升降、夹紧放松和冷却泵各用一台电动机拖动。
（2）主轴及进给调速都是机械调速，用手柄操作变速箱调速，对电动机无任何调速要求。
为了适应多种加工方式的要求，调速应在较大范围内。
（3）加工螺纹时要求主轴能正反转。
摇臂钻床的正反转一般用机械方法实现，电动机只需单方向旋转。
（4）摇臂升降由单独的一台电动机拖动，要求电动机能实现正反转。
（5）摇臂的夹紧与放松以及立柱的夹紧与放松由一台异步电动机配合液压装置来完成，要求这台电动机能正反转。
摇臂的回转和主轴箱的径向移动在中小型摇臂钻床上都采用手动。
（6）钻削加工时，为对刀具及工件进行冷却，需要一台冷却泵电动机拖动冷却泵输送冷却液。
（7）各部分电路之间有必要的保护和联锁。
2.电气系统分析（1）主电路分析。
M1：主轴电动机，由交流接触器KM1控制，只要求单方向旋转。
M1装在主轴箱顶部，带动主轴及进给传动系统，热继电器FR是过载保护元件。
主轴的正反转由机械系统实现。
毕业设计(论文)_PLC改造Z3040型摇臂钻床继电器控制电路
毕业设计（论文）_PLC改造Z3040型摇臂钻床继电器控制电路目录摘要 (1)第一章引言 (2)第二章摇臂钻床的电气控制要求2.1 主要结构及运动形式 ......................................... (3)2.2 电力拖动特点及控制要求 (3)2.3 摇臂钻床继电器原理 (4)2.4 摇臂钻床电气原理图 (5)第三章Z3040摇臂钻床控制系统存在问题和改造分析3.1 存在问题 (6)3.2改造方案分析 (6)第四章PLC程序设计4.1 PLC选型和分配I/O地址 (6)4.1.1 确定I/O点数 (6)4.1.2 选择PLC机型 (7)4.2 I/O地址分配及接线图 (7)4.2.1 I/O分配表 (7)4.2.2 I/O接线图 (8)4.3 梯形图设计 (9)第五章系统调试及性能分析5.1 控制系统的仿真调试 (11)5.2 控制系统的现场调试 (12)第六章改造中必须注意的几个问题 (13)第七章摇臂钻床电气线路的故障与维修 (13)结论 (15)致谢 (16)参考文献 (1)摘要介绍了用PLC改造Z3040型摇臂钻床继电器控制电路，详细阐述了改造设计过程，包括继电器控制电路分析，PLC机型选择，I/O地址分配及接线，PLC程序设计，以及改造中应注意的问题。
Z3040型钻床的传统的继电器—接触器控制系统过于复杂烦琐。
由于采用交流继电接触器控制方式，继电器，接触器控制线路部分故障率较高，这是造成经常待机维修的主要因素。
例如；若时间继电器KT线圈断线，或者其动合触点闭合时接触不良，则可导致摇臂松开的专用电路故障.若采用PLC控制进行改造后，便线路简化，可靠性提高，响应加快精确更正确，给设备维护、检修带来方便，同时在成本上也合理，能够产生较大的经济效益。
关键词；PLC；控制电路；摇臂钻床；继电器第一章引言PLC是从20世纪60年代末发展起来的一种新型的电气控制系统，将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体。
基于PLC的Z3040型摇臂钻床控制系统设计.
课题：专业：班级：学号：姓名：指导教师：设计日期：成绩：重庆大学城市科技学院电气学院目录一、设计目的作用二、设计要求三、设计具体实现1.系统概述1.1 Z3040型摇臂钻床上运动形式1.2 Z3040摇臂钻床的结构及运行1.3 Z3040摇臂钻床的电力拖动的特点和控制要求 1.4 Z3040控制线路概述1.5 Z3040控制线路原理分析2、单元电路设计与分析2.1 电气元件的选择2.2 主电路基于PLC的Z3040型摇臂钻床控制系统设计一、设计目的作用1、了解电气控制装置的设计方法、步骤及设计原则。
2、学以致用，巩固书本知识。
使学生初步具有设计电气控制装置的能力。
从而培养和提高学生独立工作的能力和创造能力。
3、进行一次工程技术设计的基本训练。
培养学生查阅书籍、参考资料、产品手册、工具书的能力；上网查寻信息的能力；运用计算机进行工程绘图的能力；编制技术文件的能力等等。
4、根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，绘出电气控制原理图，包括主电路和PLC的控制电路接线图，本设计要求采用S7-200 PLC；5、重要电器元器件的选择和有关计算；6、进行PLC元件的I/O地址分配；7、根据控制要求，编制PLC控制程序（梯形图和指令表），并适当给出一些程序注释；8、完成控制箱内和面板的元器件布置图与安装接线图；9、列出所需电气设备器材的明细表（应包括：序号、文字符号、器材名称、规格、型号、数量、作用）10、编制设计说明书（说明书格式见附件）。
11、Z3040型摇臂钻床适用于单件或批量生产带有多孔的大型零件的孔加工，是机械加工车间常用的机床，在机械行业中得到了广泛应用。
由于传统继电器－接触器控制的摇臂钻床存在电路接线复杂，触点多、噪音大、可靠性差、故障诊断与排除困难等缺点，因此对Z3040摇臂钻床控制系统的技术改造是非常必要的。
12、摇臂钻床适合于在大、中型零件上进行钻孔、扩孔、铰孔及攻螺纹等工作，在具有工艺装备的条件下还可以进行镗孔。
运用PLC技术改造Z3040型摇臂钻床
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。
Z3040摇臂钻床是一种立式钻床,他具有性能完善、适用范围广、操作方便、灵活等优点，它适用于单件或批量生产带有多孔的大型零件的孔加工，是一般机械加工车间常用的机床，在机械行业中得到了广泛应用。
目前机械行业中使用的摇臂钻床其控制系统大多数是采用继电器接触器控制方式,电路接线复杂触点多、噪音大、维修工作量大。
因此，对Z3040摇臂钻床控制系统的技术改造是非常必要的。
本设计的主要任务是应用可编程控制器（PLC）对Z3040摇臂钻床控制系统加以改造，最终要达到使控制系统满足Z3040摇臂钻床对电力拖动和控制要求，简化控制线路,提高系统可靠性，使用率。
具体设计任务要求如下1．Z3040型摇臂钻床控制线路原理分析2．基于PLC的Z3040型摇臂钻床控制系统设计(1)PLC的硬件选型(2)Z3040型摇臂钻床PLC控制I/O端口分配表(3)Z3040型摇臂钻床PLC控制系统电路(4)Z3040型摇臂钻床PLC控制软件设计（5）PLC 控制分析3．主要电气元件及选择（1）断路器（2）接触器（3）热继电器（4）熔断器4．元器件布置图和接线图设计1PLC的概述PLC的基本知识1、PLC的产生及发展可编程控制器(Programmable Logic Controller)简称PLC或PC:是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来:它不断吸收微计算机技术使之功能不断增强:逐渐适合复杂的控制任务。
在工业生产过程中:大量的开关量顺序控制:它按照逻辑条件进行顺序动作:并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制:及大量离散量的数据采集。
传统上:这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。
2、PLC 的组成PLC 由中央处理单元:存储器:输入单元:输出单元:电源五部分组成。
其结构框图如图(2-1) ① 中央处理单元(简称CPU)作用:处理和运行用户程序:进行逻辑和数学运算:控制整个系统:使之协调的工作。
Z3040摇臂钻床电气控制系统PLC改造.doc
（1）通过本设计使学生掌握根据普通机床的加工工艺要求进行机床电气控制系统改造（继电器——接触器控制、PLC控制）的基本方法进一步巩固电气控制技术与可编程控制器的理论和应用知识，培养学生分析控制要求、设计和调试控制系统的能力，为将来从事机电设备电气控制设计、维修和管理打下基础。
（2）提高学生对工作认真负责、一丝不苟，认真思考、用于开拓、用于实践的基本素质。
柳州职业技术学院
毕业设计（论文）
题目：Z3040摇臂钻床电气控制系统PLC改造
姓名
学号
专业
年级
指导教师
完成时间
柳州职业技术学院毕业设计（论文）
任务书
系（部）专业班学生学号
一、毕业设计（论文）题目：Z3040摇臂钻床电气控制系统PLC改造
二、毕业设计（论文）工作规定进行的日期：2013年7月5日起至2013年10月30日止
3、如何克服Z3040摇臂钻的缺点：通过用PLC改造控制系统，使机床结构更简单、稳定性可靠性、抗干扰能力更强，故障率也降低，对工作环境要求也降低等。
4
(1):应用领域
SIMATIC S7-200的应用领域从更换继电器和接触器一直扩展到在单机、网络以及分布式配置中更复杂的自动化任务。S7-200也越来越多地提供了对以前曾由于经济原因而开发的特殊电子设备的地区的进入。
辅助运动①摇臂沿外立柱上导轨的上下垂直移动；②主轴箱沿摇臂长度方向的左右移动；③摇臂与外立柱一起绕内立柱的回转运动。
2、控制要求
（1）摇臂钻床的主运动和进给运动均为主轴的运动，为此这两项运动有一台主轴电动机拖动，分别经主轴传动机构，进给传动机构实现主轴的旋转和进给。
（2）内外主轴的夹紧与放松、主轴与摇臂的夹紧与放松可用机械操作、电气—机械装置，电气—液压或电气—液压—机械等控制方法实现。若采用液压装置，则备有液压电机，拖动液压泵提供压力油来实现，液压泵电机要求能正反向旋转，并根据要求采用点动控制。
利用PLC改造Z3040摇臂钻床控制系统方案
其中： 按钮 ６ 、行程 开关 ５ 共 计输入 点数 １ 个 ： 个 个， １ 接触器 ５ 个， 电磁 阀 线圈 １个， 示灯 ３个 （ 指 电源指示 灯 Ｈ ， 线保 持不 变） 计输 出点数 ９个 。 Ｌ接 共 （） ２ 选择 Ｐ Ｃ 型 Ｌ机 根据 确定 的ｉｏ ／ 点数， 考虑 留有一定 的上裕 量， 择三菱 公司 的Ｆ Ｉ一０ Ｒ 选 ＸＳ ３Ｍ 型 ＰＣ 此 型号 ＰＣ 入点 数为 １ 个， 出点数 为 １ 个， 电器输 出， Ｌ， Ｌ输 ８ 输 ２ 继 使用 电源 为 Ａ ＩＯ ４Ｖ Ｃ Ｏ ￣２ ０ （） ／ 地址 分配 及接 线 图 ３ ＩＯ
降—— 摇臂 夹紧 ”顺序 进行 ， 由摇臂松 开行 程开 关 ｓ 夹紧 行程开 头 Ｓ Ｑ与 Ｑ来 控 制 。而摇 臂 的松 、紧是 由液压 系 统完 成 的 。当 按下 上 升按 钮 Ｓ 。 Ｂ 时，电 磁 阀Ｙ 线 圈通 电吸 合， 向供 出压力 油进入 摇臂 的松 开油腔 ， ｖ 正 推动 松开机 构使 摇臂松 开， 摇臂 松开后 ， 行程 开头 ｓ 作，Ｑ （－ ） Ｑ动 ｓ．６－ 触点 闭合 、 Ｑ复位 Ｓ １ ８ ｓ Ｑ （— ． １） ７ 摇臂 上升 ， Ｍ 反 转， 若 ３ 则反 向供 出压力 油进入 摇臂 的夹紧 油腔 、推 动夹 紧 构使摇 臂夹 紧， 臂夹紧 后， 摇 行程 开头 ｓ 作， Ｑ 复位 摇臂 停止在 所需位 Ｑ动 ｓ． ， 置 上 。摇 臂升 降 的极 限保护 由组 合开 头 ｓ ． Ｑ 实现， Ｑ 有两 对 常闭触 点， ｓ． 当摇 臂 上升或 下 降到极 限位 置时， 相应触 头动 作， 断对 应上 升或 下降接 触器 Ｋ ， 切 Ｍ 与 Ｋ Ｍ 线圈 回路， 使摇 臂升 降 电机 Ｍ 停 转， ２ 摇臂停 止移 动 。 （） ３ 立柱 和主 轴箱 的控 制 主 轴箱 和立柱 的松 、紧是 同 时进 行 的，Ｂ 和 ｓ ｓ Ｂ 分别 为松开和 夹紧 点动 ≯ 按钮 ， 当按下 松开 按钮 ｓ Ｋ Ｂ，Ｍ线圈得 电， 液压 泵 电机Ｍ 正 转， ３ 拖动 液压泵送 出 压力 油， 这时 电磁 阀Ｙ 线 圈处于 断电状 态， ｖ 液压油进 入主 轴箱与 立柱 的松 开油 腔， 主轴箱 与 立柱松 开或 夹紧 。 由于 Ｙ 使 ｖ线圈断 电， 液压油 不会 进入摇 臂 的 松开 油腔， 臂仍 处于夹 紧状 态 。当主轴 箱与立 柱松 开 时， 摇 行程 开关 ｓ 受 Ｑ不 压， 头 ｓ 卜 ２２ 闭合， 示灯 Ｈ １ ， 示主 轴箱 与立柱确 已松开 。可 以 触 Ｑ（ ０） 指 Ｌ 亮 表 手动操 作主 轴箱 在摇 臂 的水 平 导轨上 移 动， 也可推 动摇 臂使 绕 内立柱旋 转移 ｉ ｌ 动， 当移 动到位 后， 按下夹 紧按 钮 ｓ 接触 器 Ｋ ５线圈得 电， 再 Ｂ， Ｍ 液压 泵 电机 Ｍ ３ 反转， 液压 油进 入夹 紧油 腔， 使主 轴箱 与立 柱 夹紧 。当确 已夹 紧 、压下 Ｓ Ｑ， Ｈ 灯 亮， Ｌ 灭， 示主轴 箱 与立 柱 已夹紧， 以进 行钻 削加 工 。 Ｉ Ｈ． 指 可 （） ４ 机床 设有 ４ 个信 号指 示灯 ： 主轴 箱和 立柱松 开指 示灯 Ｈ ．主轴箱 和立 Ｌ， 柱 夹紧指 示灯 Ｈ 主轴 运转 指示 灯 Ｈ ， Ｌ Ｌ，机床照 明灯 Ｅ 。 Ｌ ２ Ｐ Ｃ选 择 Ｌ （） １ 确定 Ｉ Ｏ ／ 点数 为降低成 本， 在改造 中尽可 能使用 原有 电器， 根据原 有控制 电路来计 算Ｉ ／
PLC改造Z3040摇臂钻床的设计
PLC改造Z3040摇臂钻床的设计传统机床控制系统基本上采用继电—接触器电气控制方式。
由于这种控制线路触点多、线路复杂,使用多年后,常会因为故障多、维修量大、维护不便及可靠性差而影响正常生产。
还有部分机床虽然还能正常工作,但其精度、效率以及自动化程度已不能满足当前生产工艺要求,对这些机床进行改造势在必行。
下面,笔者以三菱公司的fx2n-32mr型plc为例,对z3040型摇臂钻床的电气控制线路进行改造,探讨传统机床电气控制线路改造的设计方法。
一、z3040摇臂钻床的电气控制线路及控制原理图1为z3040摇臂钻床的电气控制线路图,其控制过程简述如下:1.主电路分析控制的电动机共有四台。
z3040摇臂钻床主运动和进给运动共用一台主电动机m1。
加工螺纹时要求主轴能正反向旋转,主轴正反转是采用机械方法来实现的,所以m1只需单向旋转,主电动机功率为3kw,用sbl、sb2实现启动和停止控制,用热继电器frl作过载保护。
摇臂的升降由升降电动机m2拖动,要求电动机能正反向旋转,m2功率为1.1kw。
sb3、sb4分别为摇臂上升和下降按钮,由km2、km3控制电动机m2正反转以实现摇臂的升降移动。
立柱、主轴箱与摇臂的夹紧与松开是采用电动机m3带动液压泵,通过夹紧机构实现的。
其夹紧与松开是通过控制电动机的正反转送出不同流向的压力油推动活塞带动菱形块动作来实现的。
所以,液压泵电动机m3要求能正反向旋转,由km4、km5实现正反转控制,m3功率为0.6kw,用热继电器fr2作过载保护。
冷却泵电动机m4只需单向旋转,其功率为0.125kw,由旋转开关sa1直接控制单向旋转。
2.控制电路分析(1)主轴电动机m1的控制。
按启动按钮sb2→接触器km1吸合并自锁→主轴电动机m1启动运行,同时指示灯hl3显亮。
按停止按钮sb1→km1释放→m1停止,同时指示灯hl3熄灭。
(2)摇臂升降控制。
按下上升点动按钮sb3→时间继电器kt线圈得电→km4、yv同时线圈得电,液压泵电动机m3启动,摇臂松开→sq2动作,km2得电、km4断电→摇臂上升→摇臂上升到位后,松开按钮sb3→km2和kt同时断电释放→m2停止,摇臂停止上升→由于kt线圈失电,经1~3秒延时,其延时闭合的常闭触点复位→km5吸合→液压泵电动机反转→压力油经分配阀体进入摇臂的“夹紧油腔”摇臂夹紧。
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用Ｐ Ｌ Ｃ技术 改造 Ｚ ３ ０ ４ ０型摇臂钻 床
石 玉 明 ，凌 忠 良
（ 湖 南信 息 职 业 技 术 学 院 ， 湖 南 长沙 ４ １ ０ ２ ０ ０ ）
摘 要 ：介 绍 可 编 程控 制器 Ｐ Ｌ Ｃ在 Ｚ ３ ０ ４ ０型 摇 臂 钻 床 技 术 改造 中的应 用 。 简要 分 析 了用 Ｐ Ｌ Ｃ控制 Ｚ ３ ０ ４ ０型 摇
０ 引言
机 械 手 柄操 作 转 换 开关 ＱＳ １控 制 。 主轴 电 动 机 Ｍ１
目前 ， 部分 中小型 企业 仍 广泛 使 用传 统 的继 电器 控 制机床 ， 虽然这些 机 床能 在 一定 范 围 内满 足单 机 和 自动生 产线 的需 要 ， 但 由于它 的电控 系统 是 以继 电器 、 接触器 的硬连接 为基础 的 ， 技术上 比较 落后 ， 特 别是其
触 点 的可靠 性 问题 直 接影 响 了产 品质量 、 生产 效 率 和 生产成本 ， 如用 Ｐ Ｌ Ｃ对 它进 行 技术 改造 ， 便 能 取 得很 好 的效果 。本 文 以一 台 老 式 Ｚ ３ ０ ４ ０型摇 臂 钻 床 电气 技术 改造为例 ， 简要说 明 Ｐ Ｌ Ｃ在这方 面的应用 。 １ Ｚ ３ ０ ４ ０摇臂钻 床 的电气 控 制要求 钻床是 一种用途 广 泛 的孔 加工 机 床 ， 主要 用 于 钻 头钻 削精度要 求不 高 的孔 ， 另 外还 可 用来 扩 孑 Ｌ 、 铰孔 、 镗孔 以及 刮平 面 、 攻 螺纹 等 。Ｚ ３ Ｏ ４ Ｏ型摇 臂 钻床 是 一 种立 式钻床 ， 适 用 于单件 或 批量 生 产 中带 有 多孔 的大 型零 件 的孔 加工 。图 １为 Ｚ ３ Ｏ ４ Ｏ型摇 臂钻 床电气 控制 系统 的主 电路 图。
Ｌｌ Ｌ ２ Ｌ３
装 在主轴箱 的顶部 ， 带 动 主轴 及进 给传 动 系统 。热 继 电器 Ｆ Ｒ １为主轴 电机的过载 保护元 件 。 （ ２ ）Ｍ２为摇臂 升降 电动 机 。 功 率为 １ ． ５ ｋ ｗ， 用 接
触器 ＫＭ２和 Ｋ Ｍ３控 制正 、 反转， 由于该 电动机 短 时
２ Ｐ Ｌ Ｃ控 制 电 路 ２ ． １ Ｉ ／ Ｏ 分配 、 机型 选择 、 Ｉ ／ ｏ 接 线图 为 实现 Ｚ ３ Ｏ ４ Ｏ 摇 臂钻床 的 上述 电气控 制 要 求 ， 现 选 择三菱公 司生 产 的 Ｆ Ｘ ２ Ｎ一 ４ ８ ＭＲ 小 型 Ｐ Ｉ Ｃ， 其 Ｉ ／ Ｏ地址 分配 见表 １ 。
第 ｌ 期（ 总第１ ７ ６ 期）
２ ０ １ ３年 ２月
机 械 工 程 与 自 动 化
Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＆ ＡＵＴ（ ） Ｍ ＡＴＩ （ ） Ｎ
Ｎｏ ．１
Ｆｅ ｂ．
文章编号： １ ６ ７ ２ — ６ ４ １ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ １ ６ ８ ～ ０ ２
间工作 ， 故 不需要设 过载保 护电器 。但为 了安全 ， 应 具 有极 限保 护 。摇臂 采 用 自动夹 紧和 放松 控 制 ， 应保 证 摇臂在 放松状 态下进行升 降 。 （ ３ ）Ｍ３为液 压泵 电动 机 ， 功率 为 ０ ． ７ ５ ｋ Ｗ， 可以 做正 向转动 和反 向转 动 ， 分别 由接触 器 ＫＭ４和 ＫＭ５ 控制 ， 热继 电 器 Ｆ Ｒ２是液 压 泵 电 动 机 的 过 载 保 护 电 器， 该 电机 的主要作用是供 给夹 紧装 置压力油 ， 实现摇 臂 和立柱 的夹紧与松 开 。 （ ４ ）Ｍ４为冷却泵 电动机 ， 功 率 很小 ， 只有 ９ ０ ｗ， 由开 关 Ｑ Ｓ ２直接启 动 与停 止 。热 继 电器 Ｆ Ｒ ３为 冷却 泵 电动机 的过载保护 电器 。
图ｌ Ｚ ３ ０ ４ ０型 摇 臂 钻床 电气 控 制 系统 的 主 电 路
图 ２为 Ｚ ３ Ｏ ４ ０ 摇 臂钻床 的 Ｐ Ｌ Ｃ输入输 出接线 图 ， 绘 制 时须注意 以下几 个 问题 ： （ １ ）尽 量 减 少 Ｐ Ｌ Ｃ 的输 入 信 号 和输 出信 号。 Ｐ Ｉ Ｃ的价格 与 Ｉ ／ Ｏ点 数有关 ， 减少 输入 输 出信 号 的点 数是 降低硬件 费用 的主 要措施 。该控 制 电路 中 ， 由于 冷却泵 电动机 Ｍ４的控 制 电路 相 对 简单 ， 且 与 别 的 电 路无关 ． 因此 没有必 要 采用 Ｐ Ｌ Ｃ控 制 ． 应 仍 采用 继 电 器 电路控制 。 （ ２ ）热 继电器 的过载信号 处理 。 如果热继 电器属 于 自动复位型 ， 其 触点 提供 的 过 载信 号 必须 通 过输 入
臂钻 床 的 工作 过 程 ， 其 中包 括 Ｐ Ｉ Ｃ的 机 型 选择 、Ｉ ／ （ ） 地 址 分 配 、Ｉ ／ Ｏ 端 口接 线 图及 Ｐ Ｌ Ｃ 梯 形 图 等 几 个 环 节
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的设 计 方 法 。
关键 词 ：Ｐ Ｌ Ｃ ；Ｚ ３ ０ ４ ０型摇 臂 钻 床 ； 改造 中 图 分类 号 ：Ｔ Ｇ ５ ２ ２： Ｔ Ｐ ２ ７ ３ 文 献 标识 码 ：Ａ
作 者简 介 ：石 明 （ １ ９ ７ ３ 一 ） ，男 ，湖南 长沙 人 ，高 级实 验 师 ，高 级技 师 ．本 科 ，主要 从 事 电 ｔ 工程 理 沧 及实 践 教学 研 究 一 ｌ ： 作。
２ ０ １ ３年 第 １期
石 玉明， 等： 用 Ｐ Ｌ Ｃ技 术 改 造 Ｚ ３ ０ ４ ０型 摇臂 钻床
Ｚ ３ ０ ４ ０型摇臂钻 床的 电气控制 要求如下 ： （ １ ）Ｍ１为主轴 电动机 ， 功向旋 转 ， 主轴的正、 反转 由
收 稿 Ｈ期 ：２ ０ １ ２ — ０ ９ — １ ７ ；修 同 日期 ：２ ０ １ ２ — １ ０ — １ １