毕业论文设计Z30130X31型摇臂钻床的PLC控制系统方案.docx

毕业设计说明书目录1.概述 ……………………………………………………………………………172.机床的主要参数…………………………………………………………………173.钻床的机械与运动形式 ………………………………………………………184.继电器接触器控制原理 ………………………………………………………18 4.1控制线路特点与电气线路概述……………………………………………18 4.1.1控制线路特点 ………………………………………………………18 4.1.2电气线路概述 ………………………………………………………19 4..1..3电气原理图的绘制 ………………………………………………20 4．2控制原理分析与分立控制线路 …………………………………………20 4．2．1开车前准备工作 …………………………………………………20 4．2．2主轴电动机起动与停止控制线路 ………………………………20 4.2.3．摇臂上升控制线路与工作原理……………………………………214.2.4．摇臂下降的控制线路原理分析……………………………………224.2.5．主轴箱松开与夹紧控制原理分析…………………………………22 4.2.6．立柱单独松开与夹紧的控制原理分析……………………………234.2.7．立柱和主轴箱同时夹紧的控制原理分析…………………………23 4.2.8．主轴箱的水平移动控制……………………………………………234.2.9．冷却泵电动机的起动与停止控制…………………………………235.Z30130X31型摇臂钻床的电气元件 ……………………………………………245.3自动空气断路的选型………………………………………………………28 5.4热继电器的选用……………………………………………………………29 5.5中间继电器的选型…………………………………………………………305.6万能转换开关的选型 ……………………………………………………315.7电磁铁的选型 ……………………………………………………………31 5.8按钮的选型…………………………………………………………………31 5.9位置开关的选型 …………………………………………………………32 5.11变压器的选型 ……………………………………………………………32 5.12机床电气控制系统的工艺设计 …………………………………………36 5.13电气元件布置图的绘制 …………………………………………………36 5.14电气接线图的绘制 ………………………………………………………36 5.15电器箱与非标准零件图的设计 …………………………………………38 5.16梯形图的绘制 ……………………………………………………………39 5.19流程图……………………………………………………………………446．FX2N型PLC与I / O分 配 表………………………………………………477. 程序语句表 ……………………………………………………………………488. 程序模拟调试…………………………………………………………………51Z30130X31型钻床的PLC控制系统改造摘 要：Z30130X31型摇臂钻床属于大型立式钻床，能够进行多种形式的机械加工，如钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、刮平面以与攻螺纹等。

摇臂钻床的运动部件较多，采用多台电动机拖动一般采用三相交流鼠笼式异步电动机拖动，用机械变速箱调节主轴转速和进刀量，变速箱为机械有级调速，钻床的主要运动豆油较大的调速围关键词：PLC；电动机；行程开关；断路器；控制按钮；控制开关；工作指示灯1 概 述 Z30100X31型摇臂钻床属于大型立式钻床，能够进行多种形式的机械加工，如钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、刮平面以与攻螺纹等 摇臂钻床的运动部件较多，常采用多台电动机拖动，一般采用三相交流鼠笼式异步电动机拖动，用机械变速调节主轴转速和进刀量，变速箱为机械有级调速，钻床的主运动和进给运动都有较大的调速围 Z30100X31型钻床的传统的继电器—接触器控制系统过于复杂烦琐若采用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2 机床的主要参数（1）最大钻孔直径 100mm （2）主轴中心线至立柱母线距离：最大 3150mm 最小 570mm （3）主轴箱水平移动距离 2580mm （4）主轴端面至底座工作面距离：最大 2500mm 最小 750mm （5）摇臂升降距离 1250mm （6）摇臂升降速度 0.61m/min （7）摇臂回转角度 360度 （8）主轴圆锥孔 莫氏6号 （9）主轴转速围 8~1000r/min （10）主轴转速级数 22级 （11）主轴进给量围 0.06~3.2mm/r （12）主轴进给量级数 16级（13）主轴行程 500mm （14）刻度盘每转钻孔深度 170mm （15）主轴允许最大扭转力矩 2450N·m （16）主轴允许最大进给抗力 49×10 3.N （17）主电机功率 15kw （18）摇臂升降电机功率 3kw （19）主轴箱与摇臂液压夹紧电机功率 0.75k（20）立柱液压夹紧电机功率 0.75kw （21）主轴箱水平移动电机功率 0.25kw （22）主轴箱水平移动速度 1.6m/min（23）冷却泵电机功率 0.09kw3 钻床的机械与运动形式Z30100x31型摇臂钻床适用于在重大型零件上钻孔、扩孔、铰孔、刮平面与攻螺纹等工作，在具有工艺装备的条件下可以进行镗孔。

Z30100x31行摇臂钻床，其零部件通用化程度较高，本机床具有如下特点：（1） 采用液压预选变速机构，可节省辅助时间；（2） 主轴正反转、停车（制动）、变速、空挡等动作都用一个手柄控制，操纵轻便；（3） 主轴箱、摇臂、外柱采用液压驱动的菱形块夹紧机构，夹紧可靠；（4） 摇臂上导轨、主套筒与外柱回转滚道等处均进行淬火处理，可延长使用寿命；（5） 主轴箱的移动除手动，还可以机动；（6） 有完善的安全保护装置与外柱防护和自动润滑装置4 继电器接触器控制原理4.1、控制线路特点与电气线路概述4.1.1．控制线路特点 （1）电路、控制线路、信号指示灯电路与机床照明均采用自动空气短路器作为电源引入开关自动空气断路器中的电磁脱扣装置作为短路保护电器而取代熔断器另外，此断路器也具有零压保护和欠压保护作用2）由于各台点动机的容量不同，在起动时须区别对待主轴电动机容量较大，为降低起动电流，采用了Y—△起动控制线路其它五台电动机采用接触器直接起动控制线路或开关直接起动控制线路3）控制线路装有总起动与总停止按钮，便于操作和在发生事故时紧急停车4）摇臂的上升运动和下降运动有严格的动作顺序，由限位开关SQ3给以保证。

5）每一个主要动作均有指示灯作出指示，便于操作和进行电气维修6）主柱的夹紧与松开单独用一台电动机拖动，使控制更为灵活7）主轴箱的水平移动单独用一台电动机拖动，降低了操作者的劳动强度8）摇臂的上升运动和下降运动可以用主轴箱上的十字开关操作，也可以装在立柱下部的控制按钮操作，属于两地控制线路9）立柱与主轴箱的松开与夹紧可以同时进行操作，也可以单独进行10）控制线路采取了可靠的电气联锁措施，以防止发生电源短路事故4.1.2．电气线路概述 主电路由六台三相交流异步电动机与其有关的电气元件组成主轴电动机只有一个旋转方向，因为功率较大，所以采用Y—△起动控制线路冷却泵电动机也只有一个旋转方向，采用开关直接起动控制线路其它四台交流电动机都有两个旋转方向，采用交流接触器起动控制线路 M1为主电动机，由交流接触器KM1、KM2和KM3进行Y—△起动，KM1和KM3也是M1的停止电器M1的短路保护电器是总电源引入开关——自动空气断路器QF1中的电磁脱扣装置热继电器FR1是M1的过载保护电器 M2是摇臂升降电动机交流接触器KM4控制M2的正向起动与停止M2的反向起动与停止由反向交流接触器KM5控制。

M2的短路保护电器也是自动空气断路器QF1中的电磁脱扣装置因为M2是短时间工作，所以不设过载保护电器 M3是摇臂和主轴箱松开与夹紧电动机，它实质上是液压油泵电动机，为摇臂与主轴箱的松开与夹紧提供压力油交流接触器KM6控制KM3的正向起动与停止M3反向转动的起动与停止由交流接触器KM7控制自动空气断路器QF4中的电磁脱扣装置是M3的短路保护器虽然摇臂与主轴箱的松开与夹紧是短时间的调整工作，M3并不长期运转，但液压系统出现故障或行程开关调整不当时，M3也会处于长时间过载状态而造成事故，所以在电路中装设了热继电器FR2 M4是立柱的松开与夹紧电动机，也是液压油泵电动机，专供立柱松开与夹紧用的压力油M4的正反向起动与停止分别由正向交流接触器KM8与反向交流接触器KM9控制M4的短路保护电器是自动空气断路QF4的电磁脱扣装置由于M4不是长期运行的电动机，所以不设过载保护电器 M5是主轴箱水平移动电动机，有两个旋转方向，由交流接触器KM10和KM11分别控制其起动与停止短路保护电器仍为自动空气断路器QF4中的电磁脱扣装置由于短时。