大学方案PLC摇臂钻床控制系统改造.docx

精品学习资源个人资料整理 仅限学习使用基于 PLC的摇臂钻床掌握系统改造摘 要本设计是讨论机械加工中常用的 Z3050 摇臂钻床传统电气掌握系统的改造问题, 旨在解决传统继电器—接触器电气掌握系统存在的线路复杂、牢靠性稳固性差、故障诊断和排除费时费劲等难题；由于 PLC 电气掌握系统与继电器—接触器电气掌握系统相比，具有结构简洁，编程便利，调试周期短，牢靠性高，抗干扰才能强，故障率低，对工作环境要求低等一系列优点，因此，本设计对 Z3050 摇臂钻床电气掌握系统的改造，将把 PLC 掌握技术应用到改造方案中去，以提高摇臂钻床的工作性能；设计中分析了摇臂钻床的掌握原理，制定了可编程掌握器改造 Z3050 摇臂钻床电气掌握系统的掌握方案，完成了电气掌握系统硬件和软件的设计，其中包括 PLC 机型的挑选、 I/O 端口的安排、 I/O 硬件接线图的绘制、 PLC 梯形图程序的设计；对 PLC 掌握摇臂钻床的工作过程作了具体阐述，论述了采纳PLC取代传统继电器—接触器电气掌握系统从而提高机床工作性能的方法，给出了相应的掌握原理及接线图；关键词： 可编程掌握器，摇臂钻床，梯形图，电气掌握系统欢迎下载精品学习资源一、 Z3050 摇臂钻床的掌握原理图欢迎下载精品学习资源Z3050 摇臂钻床的结构及运动形式Z3050 摇臂钻床一般由底座、内外立柱、摇臂、主轴箱、和工作台等部件组成；Z3050 摇臂钻床的运动形式主运动 摇臂钻床主主轴带着钻头 <刀具）的旋转运动；进给运动 摇臂钻床主轴的垂直运动 <手动或自动）；帮助运动 帮助运动用来调整主轴 <刀具）与工件纵向，横向即水平面上的相对位置以及相对高度；1.3 Z3050 摇臂钻床的电气掌握系统分析〔1> 主电路分析三相电源由低压断路器 QS掌握；M1为单向旋转，由接触器 KM1掌握，主轴的正反转时另一套由主轴电动机拖动齿轮泵送出的压力油的液压系统，经“主轴变速，正反转及空挡”操作手柄来获得的； M1由热继电器 FR1作过载爱护；M2由正反转接触器 KM2、KM3掌握实现正反转，因摇臂移动是短时的，不用设计过载爱护，但其与摇臂的放松与夹紧之间有肯定的协作关系，这由掌握电路去保证；M3由接触器 KM4、KM5掌握实现正反转，设有热继电器 FR2作过载爱护； M4电机容量小，仅 0.125KW,由开关 SA1掌握启动，停止；<2）掌握电路分析1） 主轴电动机掌握 由按钮 SB2、SB1与接触器 KM1构成主轴电动机起动 - 停止掌握电路， M1起动后，指示灯 HL3亮，表示主轴电动机在旋转；2） 摇臂升降及夹紧、放松掌握 摇臂钻床工作时摇臂应夹紧在外立柱上，发出摇臂移动信号后，须先松开夹紧装置，当摇臂移动到位后，夹紧装置再将摇臂 夹紧；本电路能自动完成这一过程；由摇臂上升按钮 SB3、下降按钮 SB4 及正反转接触器 KM2、KM3组成具有双重互锁的电动机正反转点动掌握电路，由于摇臂的升降掌握须与夹紧机构液压系统亲密协作，所以与液压泵电动机的掌握亲密相关；液压泵电动机正反转由正反转接触器 KM4、KM5掌握，拖动双向液压泵，送出压力油，经二位六通阀送至摇臂夹紧机构实现夹紧与放松；下面以摇臂上升为例分析摇臂升降及夹紧、放松的掌握；按下摇臂上升点动按钮 SB3，时间继电器 KT 通电吸合，瞬动常开触头欢迎下载精品学习资源KT<23-25）KT<1-29）闭合，前者使 KM4线圈通电吸合，后者使电磁阀 YV线圈通电；于是液压泵电动机 M3 正转起动，拖动液压泵送出压力油，经二位六通阀进入摇臂松开油腔，推动活塞和菱形块，使摇臂松开；同时活塞杆通过弹簧片压动行程开关 SQ2，其常闭触头 SQ2<9-23）断开，接触器 KM4断电释放，液压泵电动机停止旋转，摇臂爱护在松开状态；同时， SQ2 常开触头 SQ2<9-11）闭合，使KM2线圈通电吸合，摇臂升降电动机 M2起动旋转，拖动摇臂上升；当摇臂上升到预订位置，松开上升按钮 SB3，KM2、KT 线圈断电， M2依惯性旋转至停止，摇臂停止上升；经延时， KT<29-31）闭合， KM5 线圈通电，使液压泵电动机 M3反转，触头 KT<1-29）断开，但 SQ3复位而使电磁阀 YV仍得电，送出的压进入摇臂夹紧油腔，反向推动活塞与菱形块，使摇臂夹紧；这段延时就确保了横梁升降电动机在断开电源依惯性旋转经 1～3s 时间内， KM5线圈仍处于断电状态，而 YV 仍处于通电状态；这段延时就确保了横梁升降电动机在断开电源依惯性旋转经 1～3s 完全停止旋转才开头摇臂的夹紧动作，所以 KT 延时长短依M2电动机切断电源到完全停止的惯性大小来调整；当摇臂夹紧后，活塞杆通过弹簧片压动行程开关 SQ3<1-29）断开， KM5线圈断电， M3停止旋转， YV 线圈失电，摇臂夹紧完成；摇臂夹紧的行程开关 SQ3应调整到摇臂夹紧后能够动作，如调整不当摇臂夹紧后仍不能动作，会使液压泵电动机 M3长期工作而过载；为防止由于长期过载而损坏液压泵电动机，电动机 M3虽短时运行，也仍采纳热继电器作过载爱护；摇臂升降的极限爱护由组合开关 SQ1来实现； SQ1有两对常闭触头，当摇臂上升或下降到极限位置时相应常闭触头断开，切断对应的上升或下降接触器 KM2 与 KM3线圈电路，使 M2 停止，摇臂停止移动，实现极限位置爱护；此时可按下反方移动起动按钮，使 M2反向旋转，拖动摇臂反向移动；3）主轴箱与立柱的夹紧、放松掌握 立柱与主轴箱均采纳液压操纵夹紧与放松，两者是同时进行的，工作时要求二位六通阀 YV 不通电；松开与夹紧分别由松开按钮 SB5和夹紧按钮 SB6掌握；指示灯 HL1、HL2指示其动作；按下松开按钮 SB5时， KM4线圈通电吸合， M3电动机正转，拖动液压泵送出压力油，此时电磁阀线圈 YV 不通电，其供应的高压油经二位六通电磁阀到另一油路，进入立柱与主轴箱松开油腔，推动活塞和菱形块使立柱与主轴箱同时松开；当立柱与主轴箱松开后，行程开关 SQ4不受压复位，触头 SQ4<101-107）闭合，指示灯 HL1亮，说明立柱与主轴箱已松开；于是可以手动操作主轴箱正转摇臂的水平导轨上移动；当移动到位，按下夹紧按钮 SB6时， KM5线圈通电吸合， M3 电机反转，拖动液压泵送出压力油至夹紧油腔，使立柱与主轴箱同时夹紧；当确已夹紧，压下 SQ4，触头 SQ4<101-107）断开， HL1 灯灭，触头 SQ4〔101-欢迎下载精品学习资源109>闭合， HL2灯亮，指示立柱与主轴箱均已夹紧，可以进行钻削加工；4） 冷却泵电动机 M4的掌握 M4 电动机由开关 SA1手动掌握、单向旋转；5） 联锁与爱护环节：SQ1行程开关实现摇臂上升与下降的限位爱护；SQ2行程开关实现摇臂松开到位，开头升降的联锁；SQ3行程开关实现摇臂完全夹紧，液压泵电动机 M3停止运转的联锁；KT 时间继电器实现升降电动机 M2 断开电源，待 M2停止后再进行夹紧的联锁；M2电动机正反转具有双重互锁 ,M3 电动机正反转具有电气互锁；SB5、SB6立柱与主轴箱松开、夹紧按钮的常闭触头串联在电磁阀 YV线圈电路中，实现立柱与主轴箱松开、夹紧操作时，压力油只进入立柱与主轴箱夹紧油腔而不进入摇臂夹紧油腔的联锁；熔断器 FU1～FU5实现电路的短路爱护；热继电器 FR1、FR2为电动机 M1、M3的过载爱护；<3）照明与信号指示电路分析HL1 为主轴箱与立柱松开指示灯，灯亮表示已松开，可以手动操作主轴箱沿摇臂移动或推动摇臂回转；HL2为主轴箱与立柱夹紧指示灯，灯亮表示已夹紧，可以进行钻削加工；HL3为主轴旋转工作指示灯；EL 机床局部照明灯，由掌握变压器 TC供应 24V 安全电压，由手动开关 SA2掌握；1.4 Z3050 摇臂钻床电气掌握的特点及故障分析〔1>Z3050 摇臂钻床电气掌握的特点1） Z3050 摇臂钻床是机、电、液的综合掌握；机床有二套液压系统：一套是由单向旋转的主轴电动机拖动齿轮泵送出压力油，通过操作手柄来操纵机构实现主轴正、反转、停车制动、空挡、预选与变速的操纵机构液压系统；另一套是由液压泵电动机拖动液压泵送出压力油来实现摇臂的夹紧与松开、主轴箱和立柱的夹紧和放松的夹紧机构液压系统；2） 摇臂的升降掌握与摇臂夹紧放松的掌握有严格的程序要求，以确保先松开，再移动，移动到位后自动夹紧；所以对 M3、M2 电动机的掌握有严格程序要求，这些由电气掌握电路保证；3） 电路具有完善的爱护和联锁，有明显的信号指示；欢迎下载精品学习资源<2）故障分析摇臂钻床电气掌握的特别环节是摇臂升降，立柱和主轴箱的夹紧和松开；Z3050 型摇臂钻床的工作过程是由电气，机械以及液压系统亲密协作实现的；因此，在修理中不仅要留意电气部分能否正常工作，仍要留意它与机械和液压部分的和谐关系；1）摇臂不能升降 由摇臂升降过程可知，升降电动机 M2 旋转，带动摇臂升降，其条件是使摇臂冲立柱上完全松开后，活塞杆压合位置开关 SQ2.所以发生故障时，应第一检查位置开关 SQ2 是否动作，假如 SQ2 不动作，常见故障缘由时 SQ2 的安装位置移动或已损坏；这样摇臂虽已放松，但活塞好杆压不上SQ2，摇臂就不能升降；有时，液压系统发生故障，使摇臂放松不够，也会压不上 SQ2,使摇臂不能运动；由此可见， SQ2的位置特别重要，排除故障时，应协作机械，液压调整好后紧固2>摇臂升降后不能夹紧 由摇臂夹紧的动作可知，夹紧动作的结果是由位置 开关 SQ3来完成的，假如 SQ3动作过早，会使 M3尚未夹紧就停转，常见的故障缘由是 SQ3安装位置不合适，或固定螺钉松动造成的 SQ3移位，使 SQ3在摇臂夹紧动作尚未完成时就被压上，切断 KM5回路， M3停转；判定此故障时，第一判定是液压系统的故障，仍是电气系统故障，对电气方面的故障，应重新调整 SQ3的动作距离，固定好螺钉即可；3） 立柱和主轴箱不能夹紧和松开 立柱和主轴箱不能夹紧和松开的可能原因是油路堵塞、接触器 KM4 或 KM5 不能吸和所致；显现故障时，应检查按钮SB6、SB7的接线情形是否良好；如 KM4或 KM5能吸和， M3能运转，可排除电力方面的故障，就应请液压、机械修理人员检修油路，以确定是否是油路故障；4） 摇臂上升或下降限位爱护开关失灵 组合开关 SQ1 的失灵分两种情形： 一是组合开关 SQ1 损坏， SQ1 触头不能因开关动作而闭合或接触不良使电路断开，由此使摇臂不能上升或下降；二是组合开关 SQ1不能动作，触头熔焊，使电路始终处于接通状态，当摇臂上升或下降到极限位置后，摇臂升降电动机 M2 发生赌转，这时应立刻松开 SB4或 SB5；依据上述情形进行分析，找出故障缘由， 更换或修理失灵的组合开关 SQ1即可；5） 按下 SB6，立柱、主轴箱不能夹紧，使摇臂释放后就松开 由于立柱、主轴箱的夹紧和放松机构采纳机械菱形快机构，所以这种故障多为机械故障缘由造成<可能是菱形快和承压块的角度方向装错，作者距离不适当；假如菱形块立不起来，这是由于夹紧力调的太大或夹紧液压系统压力不够所致），可找机械修理工欢迎下载精品学习资源3.2 PLC 的 I/O 安排表表 1 PLC 的 I/O 配置输入端输出端输 入 设 功能地址输 出 设 功能地址主轴电动机接触器摇臂上升接触器摇臂下降接触器Q0.0Q0.1Q0.2液压电。