基于plc数控钻床控制系统设计毕业论文(编辑修改稿)

基于plc数控钻床控制系统设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

当变速完成，松开操作手柄，此时手柄在弹簧作用下由“变速”位置自动复位到主轴“停车”位置，然后在操纵主轴正转或反转，主 轴将在新的转速或进给 河北化工医药职业技术学院毕业论文 13 13 量下工作。 夹紧机构液压系统 主轴箱、内外立柱和摇臂的夹紧和松开是由液压泵电动机拖动液压泵电动机送出压力油，推动活塞、菱形块来实现的。 Z3040 摇臂钻床共有四大电动机：主电动机 M1，摇臂升降电动机 M2，液压泵电动机 M3 和冷却泵电动机 M4。 河北化工医药职业技术学院毕业论文 14 14 Z3040 摇臂钻床控制线路原理 分析 图 31 Z3040 摇臂钻床原 理图 Z3040 型摇臂钻床控制线路原理图上图， Z3040 型摇臂钻床的动作是通过机、电、液进行联合控制实现的。 该机床控制电路采用 380V/100V 隔离变压器供电，但其二次 河北化工医药职业技术学院毕业论文 15 15 绕组增设 24V 安全电压供局部照明使用。 断路器 QF1 既作为机床线路的电源总开关，又作为机床线路和主轴电机 M1 的短路及过载保护元件，断路器 QF2 卧摇臂升降电动机 M液压泵电机 M冷却泵电机 M4的隔离开关和过载及短路保护元件。 QF QF QF5 分别为机床控制电路、机床工作信号指示电路和机床工作照明电路和过载及短路保护开关。 开车前的准备。 首先将隔离开关接通，将电源引入开关 QF1 扳到“接通”位置，接通三相交流电源，此时总电源指示灯 HL1 亮，表示机床电气电路已进入带 电状态。 按下总启动按钮 SB1，中间继电器 KA 线圈通电吸合并自锁，为主电动机及其他电动机启动多准备，同时触点 KA 闭合，为其他三个指示灯通电做准备。 Z3040 摇臂钻床控制线路主电路设计 为单方向旋转，由接触器 KM1 控制，主轴的正反转则由机床液压系统操纵机构配合正反转摩擦离合器实现，并由热继电器 FR1 作电动机长期过载保护。 2. M2 由正、反转接触器 KM KM3 控制实现正反转。 控制电路保证，在操纵摇臂升降时，首先使液压泵电动机起动旋转，供出压力油，经液压系统将摇臂松开，然后才使电动机 M2 起 动，拖动摇臂上升或下降。 当移动到位后，保证 M2 先停下，再自动通过液压系统将摇臂夹紧，最后液压泵电机才停下。 M2 为短时工作，不设长期过载保护。 由接触器 KM KM5 实现正反转控制，并有热继电器 FR2 作长期过载保护。 电机容量小，仅 ，由开关 QS 控制。 Z3040 摇臂钻床控制线路控制电路分析 由变压器 TC 将 380V 交流电压降为 110V，作为控制电源。 指示灯电源为 6V。 主电动机控制电路 按下起动按钮 SB2，接触器 KM1 吸合并自锁，主轴电动机 M1 起动并运转。 按 下停止按钮 SB8，接触器 KM1 释放，主轴电动机 M1 停转。 摇臂升降控制电路 摇臂上升、下降分别由 SB SB4 点动控制。 按上升按钮 SB3，时间继电器 KT1 得电吸合，瞬时动合触点（ 3335）闭合， 接触器 KM4 得电吸合，液压泵电动机 M3 接通电源正向旋转，供给压力油。 压力油经分配阀体进入摇臂松开的油腔，推动活塞，使摇臂松开。 当摇臂完全松开后，活塞杆通过弹簧片压下限位开关 ST2，使其动断触点 ST2（ 17－ 33）断开，使接触器 KM4线圈断电释放，液压泵电动机 M3 停转，与此同时，另一动合触点 ST2（ 1721）闭合，接触器 KM2 线圈通电吸合，其主触点接通升降电动机 M2 的电源， M2 启动正向旋转，带动摇臂上升。 河北化工医药职业技术学院毕业论文 16 16 如果摇臂没有松开， ST2 的动合触点也不能闭合， KM2 就不能吸合， M2 不能旋转，摇臂也就不可能上升，保证了只有在摇臂可靠松开后才能使摇臂上升。 当摇臂上升到所需位置时，松开按钮 SB3，接触器 KM2 和时间继电器 KT1 同时断电释放，摇臂升降电动机 M2 停转，摇臂停止上升。 由于 KT1 释放，其延时闭合的动断触点（ 4749）经 13 秒延时后闭合，接触器 KM5 的线圈经（ 135747495162）线 路通电吸合，液压电动机 M3 反向起动旋转，供给压力油。 压力油经分配阀进入摇臂夹紧油腔，向相反方向推动活塞，使摇臂夹紧。 同时，活塞杆通过弹簧片压下限位开关 ST2 动断触点（ 747）断开，接触器 KM5 断电释放，液压泵电动机 M3 停止旋转，完成了摇臂的松开－上升－夹紧动作。 摇臂上升的动作过程如下：    。 位置，松开摇臂上升到预定压下正转按 正转吸合 停转断电吸合 吸合3233 22 341 4SBSTMSB MKM MKMKTKM  摇臂的下降过程与上升基本相同，它们的夹紧和放松电路完全一样。 所不同的是按下降按钮 SB4 时为 KM3 线圈得电，摇臂升降电动机 M2 反转，带动摇臂下降。 时间继电器 KT1 的作用是控制 KM5 的吸合时间，使 M2 停止运转后，再夹紧摇臂。 KT1 的延时时间应视摇臂在 M2 断电至停转前的惯性大小调整，应保证摇臂上升（或下降）后才进行夹紧，一般调整在 1～ 3 秒。 摇臂升降的限位保护，由组合开关 ST1 来实现。 ST1 有两对触点， ST11 是摇臂上升时的极限位置保护， ST12（ 2717）是摇臂下降时的极限位置保护。 当摇臂上升到极限位置时， ST11(1517)动作，将电路断开，则 KM2 断电释放，摇臂升降电动机 M2停止旋转。 但 ST1 的另一触点 ST12（ 2717）仍处于闭合 状态，保证摇臂能够下降。 同理，当摇臂下降到极限位置时， ST12（ 2717）动作，电路断开， KM3 释放，摇臂升降电动机 M2 停转。 而 ST1 的另一动断触点 ST11(1517)仍闭合，以保证摇臂能够上升。 摇臂的自动夹紧是由行程 ST3 来控制的。 如果液压夹紧系统出现故障而不能自动夹紧摇臂，或者由于 ST3 调整不当，在摇臂夹紧后不能使 ST3（ 747）的动断触点断开，都会使液压泵电动机处于长期过载运行状态，这是不允许的。 为了防止损坏液压泵电动机，电路中使用了热继电器 FR2。 摇臂夹紧动作过程如下： 摇臂升到预定 位置，松开 SB3→ KT1（ 4749）断电延时闭合→ KM5 吸合、 M3 反转→摇臂夹紧→ ST3（ 747）受压断开→ KM M均断电释放。 立柱和主轴箱松开、夹紧控制电路 立柱和主轴箱的松开及夹紧控制可单独进行，也可同时进行，由转换开关 SA2 和复位按钮 SB7（或 SB8）进行控制。 SA2 有 3 个位置：中间位（零位）时，立柱和主轴箱的松开或夹紧同时进行；左边位为立柱的夹紧或放松；右边位为主轴箱的夹紧或放 河北化工医药职业技术学院毕业论文 17 17 松。 复合按钮 SB SB8 分别为松开、夹紧控制按钮。 以主轴箱的松开和夹紧为例：先将 SA2 扳到右侧， 触点（ 5759）接通，（ 5763）断开。 当要主轴箱松开时，按松开按钮 SB7，时间继电器 KT KT3 的线圈同时得电，KT2 是断电延时型时间继电器，它的断电延时断开的常开触点 （ 757）在通电瞬间闭合，电磁铁 YA1 通电吸合。 经 13 秒延时后， KT3 的延时闭合常开触点（ 741）闭合，接触器 KM4 线圈经（ 13574143373962）线圈断电，液压泵电动机 M3 正转，压力油经分配阀进入主轴箱右缸，推动活塞使主轴箱放松。 活塞杆使行程开关 ST4 复位，触点 ST4 常闭开关 ,ST4 常开闭合。 指示 灯 HL2 亮，表示主轴箱已松开。 主轴箱夹紧的控制线路及工作原理与松开时相似，只要按松开按钮 SB7 换成夹紧按钮 SB8，接触器 KM4 换成 KM5， M3 由正向转动变成反向转动，指示灯 HL2 换成 HL3 即可。 当把转换开关 SA3 拌到左侧时，触点（ 5763）接通，（ 5759）断开。 按松开按钮SB7 或夹紧按钮 SB8 时，电磁铁 YA2 通电，此时，立柱松开或夹紧； SA2 在中间位时，触点（ 5759）、（ 5763）均接通。 按 SB7 或 SB8，电磁铁 YA YA2 均通电，主轴箱和立柱同时进行松开或夹紧。 其他动作过程与主轴箱松开或夹 紧时完全相同，不在论述。 由于立柱和主轴箱的松开与夹紧是短时间的调整工作，故采用点动控制方式。 冷却泵控制电路 冷却泵电动机 M4 容量小，所以用组合开关 QS 直接控制其运行和停止。 照明、信号电路 （ 1）机床照明电路 QF5 机床工作照明电路开关，同时过载及短路保护作用， EL为工作照明灯。 （ 2）工作信号指示 HL1 电源指示灯，当和上 QF2 时 HL1 指示灯亮， HL2 为立柱和主轴箱松开指为立柱和主轴箱夹紧指示灯，分别由限位开关 ST4 长闭触头和 ST4 常开触头控制。 HL4 为主轴电动机旋转指示灯，由 KM1 常开触头控制。 本章小结 本章从大体上对摇臂钻床控制线路概述，其中以操纵机构液压系统 ,夹紧机构液压系统为分析设计重点，同时对摇臂钻床控制线路原理，摇臂钻床控制线路主电路进行，摇臂钻床控线路控制电路进行初步设计与分析。 也对主电动机控制电路，摇臂升降控制电路，立柱和主轴箱松开、夹紧控制电路，冷却泵控制电路，照明、信号电路进行了简单设计和阐述。 河北化工医药职业技术学院毕业论文 18 18 第四章 摇臂钻床的 PLC 控制系统 摇臂钻床运动部件较多，为简化传动装置，采用多台电动机控制，通常没有主轴电动机、摇臂升降电动机、立柱夹紧和放松电动 机及冷却泵电动机。 摇臂钻床为适应各种形式加工，要求主轴及进给有较大的调速范围。 主轴一般速度下的钻床加工为恒功率负载，而低速是用于扩孔、绞孔及螺纹加工，属于恒转矩负载。 摇臂钻床的主运动与进给运动皆为主轴运动，这两个运动由一台主轴电动机拖动，分别经主轴和进给传动机构实现主轴旋转和进给。 主轴变速机构与进给变速机构均装在主轴箱内。 为加工螺纹，主轴要求有正、反转，一般由机械方法获得，为此主轴电动机只需单方向旋转。 摇臂的升降由升降电动机拖动，要求电动机能正、反转。 摇臂的夹紧和放松是由电气和液压联合控制，并且有夹 紧和放松指示。 内外立柱的夹紧与放松，、主轴箱与摇臂的夹紧与放松可采用手柄机械操作、电气液压 机械装置等方法来实现。 钻削加工时，需要对刀具和工件进行冷却，为此需冷却泵电动机输送冷却液。 要有必要的限位、连锁和过载保护，且具有局部安全照明。 PLC 的基本特点 高可靠性 （ 1）所有的 I/O 接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与 PLC 内部电路之间电气上隔离。 （ 2）各输入端均采用 RC 滤波器，其滤波器时间常数一般为 10~20ms。 （ 3）各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。 （ 4）采用性能优良 的开关电源。 （ 5）对采用的器件进行严格的刷选。 （ 6）良好的自诊断功能，一旦电源或其他软件、硬件发生异常情况， CPU 立即采用有效措施，以防止故障扩大。 （ 7）大型 PLC 还可以采用由双 CPU 构成冗余系统或有三 CPU 构成表决系统，使可靠性进一步提高。 丰富的 I/O 接口模块 : 河北化工医药职业技术学院毕业论文 19 19 PLC 针对不同的工业现场信号，如：交流或直流、开关量或模拟量、电压或电流、脉冲或电位、强电或弱电等。 有相应的 I/O 模块与工业现场的器件或。