Z3040型摇臂钻床PLC控制系统.doc

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1、I 蒁蚅膇蒇薃袀肃蒇蚅蚃罿蒆莅衿羅肂薇螁袁肁蚀羇腿肀荿螀肅肀蒂羅羁聿薄螈袇膈蚆薁膆膇莆螆肂膆蒈蕿肈膅蚁袅羄膄莀蚇袀膄蒃袃膈膃薅蚆肄膂蚇袁羀芁莇蚄袆芀葿袀螂艿蚁蚂膁艿莁羈肇芈蒃螁羃芇薆羆衿芆蚈蝿膈芅莈薂肄莄蒀螇羀莃薂薀袆莃节螆袂莂蒄薈膀莁薇袄肆莀虿蚇羂荿荿袂袈莈蒁蚅膇蒇薃袀肃蒇蚅蚃罿蒆莅衿羅肂薇螁袁肁蚀蒁蚅膇蒇薃袀肃蒇蚅蚃罿蒆莅衿羅肂薇螁袁肁蚀羇腿肀荿螀肅肀蒂羅羁聿薄螈袇膈蚆薁膆膇莆螆肂膆蒈蕿肈膅蚁袅羄膄莀蚇袀膄蒃袃膈膃薅蚆肄膂蚇袁羀芁莇蚄袆芀葿袀螂艿蚁蚂膁艿莁羈肇芈蒃螁羃芇薆羆衿芆蚈蝿膈芅莈薂肄莄蒀螇羀莃薂薀袆莃节螆袂莂蒄薈膀莁薇袄肆莀虿蚇羂荿荿袂袈莈蒁蚅膇蒇薃袀肃蒇蚅蚃罿蒆莅衿羅肂薇螁袁肁蚀

2、 肇膅蚀袄羃膄莀蚇衿膃蒂袂膈膂薄蚅肄芁蚇袁羀芀莆蚃袆芀葿衿袂艿蚁螂膀芈莀羇肆芇蒃螀羂芆薅羅袈芅蚇螈膇莄莇薁肃莄葿螇罿莃蚂蕿羅莂莁袅袁莁蒄蚈膀莀薆袃肆荿蚈蚆羂莈莈袁袇蒈蒀蚄膆蒇薃袀肂蒆螅蚃肈蒅蒅羈羄肂薇螁袀肁虿羆腿肀荿蝿肅聿蒁羅羁膈薃螇袇膇蚆薀膅膆莅螆膁膆薈虿肇膅蚀袄羃膄莀蚇衿膃蒂袂膈膂薄蚅肄芁蚇袁羀肇膅蚀袄羃膄莀蚇衿膃蒂袂膈膂薄蚅肄芁蚇袁羀芀莆蚃袆芀葿衿袂艿蚁螂膀芈莀羇肆芇蒃螀羂芆薅羅袈芅蚇螈膇莄莇薁肃莄葿螇罿莃蚂蕿羅莂莁袅袁莁蒄蚈膀莀薆袃肆荿蚈蚆羂莈莈袁袇蒈蒀蚄膆蒇薃袀肂蒆螅蚃肈蒅蒅羈羄肂薇螁袀肁虿羆腿肀荿蝿肅聿蒁羅羁膈薃螇袇膇蚆薀膅膆莅螆膁膆薈虿肇膅蚀袄羃膄莀蚇衿膃蒂袂膈膂薄蚅肄芁蚇袁羀

3、II 摘摘 要要 随着 PLC 技术在我国的迅猛发展，我们和国外先进技术的差距会不断缩小。因 此，抓住这个有利时机进一步促进 PLC 技术的推广与应用，是提高我国工业自动化 水平的迫切任务，此次对于 Z3040 摇臂钻床电气控制系统改造设计，就是希望借鉴 国外先进的工业控制技术，应用到工业现场，以提高摇臂钻床的工作性能。今后数 控技术又将向着高精化，高速化，高效化，系统化，自动化，智能化，集体化方向 发展，并注重工艺适用性和经济性。 关键词: PLC；摇臂钻床；继电器 III Abstract Therefore, seized the favorable opportunity to fur

4、ther facilitate the promotion and application of the PLC technology is to enhance our industrial automation the urgent task, and the pitman arm under the bed for z3040 electrical control system design, it is hoped that this industrial control technology and advanced applied to industrial site to enh

5、ance the pitman arm under the beds work performance. digit control technology in the future will have a high speed of systemic,efficiency,automation and intelligent, collectivization, and importance of good workmanship and economical. KeyKey wordword：PLC； Pitman arm under the bed ； Relays IV 目 录 1 绪

6、绪 论论1 1.1PLC 在电气控制系统中的应用 1 1.2Z3040 摇臂钻床简介 2 1.3本论文研究的对象及意义2 2系统总体设计系统总体设计4 2.1PLC 与继电器-接触器的对比4 2.2具体方案阐述4 2.3PLC 控制系统的设计基本内容 6 2.4PLC 控制系统设计原则与步骤 7 2.4.1PLC 控制系统设计的基本原则7 2.4.2 PLC 控制系统设计与调试步骤 8 3Z3040 型摇臂型摇臂钻床控制系统工艺分析钻床控制系统工艺分析9 3.1Z3040 摇臂钻床的运动形式和主要结构 9 3.2具体电动机的配置情况及控制形式11 3.3电路分解13 3.4行程开关 SQ1SQ

7、3 的作用 14 3.5时间继电器 KT 的作用及 Z3040 摇臂钻床的图形14 3.6电路工作过程15 3.6.1主轴电动机 M1 的控制15 3.6.2摇臂升降的控制 15 3.6.3以摇臂上升为例分析摇臂升降的控制 16 3.6.4主轴箱、立柱松开与夹紧的控制 17 3.7液压控制系统18 3.7.1夹紧液压控制系统 18 3.7.2摇臂移动与主轴箱移动液压系统图 19 V 3.8系统的硬件连线20 4系统的软件设计系统的软件设计21 4.1PLC 的编程语言 21 4.2PLC 的系统结构和基本工作原理 24 4.2.1PLC 的系统结构24 4.2.2PLC 的基本工作原理25 4

8、.3 PLC 的基本功能和基本指令 26 4.3.1 PLC 的基本功能 26 4.3.2 PLC 的基本指令 27 5 实验及调试过程中遇到的问题实验及调试过程中遇到的问题29 5.1 PLC 程序的调试29 5.2 调试过程中遇到的问题及解决方法 29 结束语结束语30 致致 谢谢31 参考文献参考文献32 附录附录 主要电气元件表主要电气元件表33 附录附录 II 控制电路原理图控制电路原理图35 附录附录 III PLC 控制系统控制系统 I/O 分配表分配表 37 附录附录 IV PLC 控制系统控制系统 I/O 接线图接线图39 附录附录 V PLC 控制程序清单控制程序清单40

9、1 1绪论绪论 1.1PLCPLC 在电气控制系统中的应用在电气控制系统中的应用 现代工业生产中，中小批量零件的生产占产品数量的比例越来越高，零件的复 杂性和精度要求迅速提高，传统的普通钻床已经越来越难以适应现代化生产的要求， 制造业的竞争已从早期降低劳动力成本、产品成本，提高企业整体效率和质量的竞 争，发展到全面满足顾客要求、积极开发新产品的竞争，将面临知识技术产品 的更新周期越来越短，产品批量越来越小，而对质量、性能的要求更高，同时社会 对环境保护、绿色制造的意识不断加强，因此敏捷先进的制造技术将成为企业赢得 竞争和生存、发展的主要手段。计算机信息技术和制造自动化技术的结合越来越紧 密，作

10、为自动化柔性生产重要基础的“软”控制系统机床，在生产中所占比例将越 来越高。 20 世纪 70 年代以前，电气自动控制的任务基本上是由继电器控制系统来完成。 继电器控制系统的优点是结构简单、价格低廉、抗干扰能力强，所以当时应用的十 分广泛，至今仍在许多简单的机械设备中应用。但是，该类控制系统的缺点也十分 明显，它采用固定的硬件接线方式来完成各种逻辑控制，灵活性差；另外机械性触 点的工作频率低，易损坏，因此可靠性较差。 随着信息化产业的高速发展，数控机床的功能日趋完善，数控机床已经完全取 代了普通机床，而数控技术是机械加工自动化的基础，是数控机床的核心技术，其 水平高、低关系到国家战略地位、国民

11、经济水平和体现国家综合实力的水平。今后 数控技术又将向着高精化，高速化，高效化，系统化，自动化，智能化，集体化方 向发展，并注重工艺适用性和经济性。 PLC 的应用面广、功能强大、使用方便，是当代工业自动化的主要设备之一。 PLC 以软件手段实现了各种控制功能，与继电器控制系统相比，灵活性大大提高； 与普通的计算机相比，又具有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、组合灵活、扩 展方便、体积小等突出优点，因而在机床电气控制系统中得到广泛的应用。 2 1.2Z3040Z3040 摇臂钻床简介摇臂钻床简介 钻床是一种孔加工机床，可用来钻孔、扩孔、绞孔、攻螺纹及修刮端面等多种 形式的加工。钻床的结构形式很

12、多，有立式钻床、卧式钻床、深孔钻床等。摇臂钻 床是一种立式钻床，它适用于单件或批量生产中带有多孔大型零件的孔加工，是一 般机械加工车间常用的机床。 摇臂钻床主要由底座、内外立座、摇臂、主轴箱和工作台等组成。摇臂的一端 为套筒，套装在外立柱上，并借助丝杠的正、反转可沿外立柱作上下移动。主轴箱 安装在摇臂的水平导轨上可通过手轮操作使其在水平导轨上沿摇臂移动。加工时， 根据工件高度的不同，摇臂借助于丝杠可带着主轴箱沿外立柱上下升降。在升降之 前，应自动将摇臂松开，再进行升降，当达到所需的位置时，摇臂自动夹紧在立柱 上。摇臂钻床钻削加工分为工作运动和辅助运动。工作运动包括：主运动（主轴的 旋转运动）和

13、进给运动（主轴轴向运动）；辅助运动包括：主轴箱沿摇臂的横向移 动，摇臂的回转和升降运动。钻削加工时，钻头一面旋转一面作纵向进给。钻床的 主运动是主轴带着钻头作旋转运动。进给运动是钻头的上下移动。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与外立柱一起绕内立柱的回转运 动。摇臂回转和主轴箱的左右移动采用手动. 1.3本论文研究的对象及意义本论文研究的对象及意义 本论文是研究机械加工中常用的 Z3040 摇臂钻床传统电气控制系统的改造问题, 旨在解决传统继电器接触器电气控制系统存在的线路复杂、可靠性稳定性差、故 障诊断和排除困难等难题。由于 PLC 电气控制系统与继电器接触器电气控

14、制系统 相比，具有结构简单，编程方便，调试周期短，可靠性高，抗干扰能力强，故障率 低，对工作环境要求低等一系列优点。因此，本论文对 Z3040 摇臂钻床电气控制系 统的改造，将把 PLC 控制技术应用到改造方案中去，从而大大提高摇臂钻床的工作 性能。论文分析了摇臂钻床的控制原理，制定了可编程控制器改造 Z3040 摇臂钻床 电气控制系统的设计方案，完成了电气控制系统硬件和软件的设计，其中包括 PLC 机型的选择、I/O 端口的分配、I/O 硬件接线图的绘制、PLC 梯形图程序的设计。对 PLC 控制摇臂钻床的工作过程作了详细阐述，论述了采用 PLC 取代传统继电器接 3 触器电气控制系统从而提

15、高机床工作性能的方法。由于 Z-3040 型摇臂钻床的电气控 制系统存在线路复杂、故障率高、维护工作量大、可靠性低、灵活性差等缺点,本文 提出了用 PLC 对 Z-3040 型摇臂钻床的继电器接触式模拟控制系统进行技术改造,从 而保证了电控系统的快速性、准确性、合理性,更好地满足了实际生产的需要,提高了 经济效益。 4 2系统总体设计系统总体设计 2.1PLCPLC 与继电器与继电器- -接触器的对比接触器的对比 目前，我国的 Z3040 摇臂钻床的电气控制系统普遍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

16、。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。 可编程序控制器(PLC)是以微处理器为核心，将计算机技术、通信技术与自然控 制技术融为一体的新型工业自动控制装置。它克服了继电器接触器控制电路存在 触点多、组合复杂、通用性和灵活性差等缺点。它不仅具有各种逻辑控制功能，而 且还具有各种运算、数据处理、联网通信等功能的控制，同时还具有抗干扰性强、 环境适应性好和可靠性高等特点。因而广泛地应用于工业生产各领域中。因此有必 要对旧式机床进行自动化改造。 2.2具体方案阐述具体方

17、案阐述 方案一方案一：依照旧式 Z3040 摇臂钻床，利用“翻译法”进行 PLC 改造。 其中摇臂回转、主轴箱左右移动为手动操作。 把旧式 Z3040 摇臂钻床电气图翻译成 PLC 的梯形图即可。 5 图 2.1 方案 1 图 方案二方案二：在旧式 Z3040 摇臂钻床基础上，加入摇臂回转自动操作，主轴箱左右 移动为自动操作，可提高生产效率。并加入工件加工计数功能、PC 通信功能。 图 2.2 方案 2 图 6 方案三方案三：在旧式 Z3040 摇臂钻床基础上，引入 PC 技术，以芯片为控制中心，实 现智能操作。 把摇臂上升、下降的限位开关，换成限位传感器，把信号传递给智能芯片，然 后智能芯片

18、在操作电磁阀工作，进而操作电动机转动。 在机床夹具旁边加一个感应“笔”，可以与机床刀具的刀头产生感应（像用磁 铁、特殊传感器等）来给芯片信号，以实现刀具智能定位。其中摇臂上、下运动， 回转运动及主轴箱的左右移动都可与感应“笔”产生信号给智能芯片，实现摇臂上、 下运动，回转运动及主轴箱的左右移动智能化。 图 2.3 方案 3 图 本设计选用第二种方案，即可实现自动化操作，技术含量、成本、设计周期也 低，适合本阶段自身的设计水平。 2.3PLC 控制系统的设计基本内容控制系统的设计基本内容 1确定系统运行方式与控制方式。PLC 可构成各种各样的控制系统，如单机控 制系统、集中控制系统等。在进行应用

19、系统设计时，要确定系统的构成形式。 7 2选择用户输入设备(按钮、操作开关、限位开关、传感器等)、输出设备(继 电器、接触器、信号灯等执行元件)以及由输出设备驱动的控制对象(电动机、电磁 阀等)。这些设备属于一般的电气元件，其选择的方法属于其他课程的内容。 3PLC 的选择。PLC 是控制系统的核心部件，正确选择 PLC 对于保证整个控制 系统的技术经济指标起着重要的作用。选择 PLC 应包括机型选择、容量选择、IO 模块选择、电源模块选择等。 4分配 I0 点，绘制 I0 连接图，必要时还须设计控制台(柜)。 5设计控制程序。控制程序是整个系统工作的软件，是保证系统正常、安全、 可靠的关键。

20、因此控制系统的程序应经过反复调试、修改，直到满足要求为止。 6编制控制系统的技术文件，包括说明书、电气原理图及电气元件明细表、 I0 连接图、IO 地址分配表、控制软件。 2.4PLC 控制系统设计原则与步骤控制系统设计原则与步骤 2.4.1 PLC 控制系统设计的基本原则控制系统设计的基本原则 1. 最大限度地满足被控对象的控制要求 充分发挥 PLC 的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计 PLC 控制 系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就 要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料 。同时要注意和现场的工程管理人员

21、、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟 定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。 2. 保证 PLC 控制系统安全可靠 保证 PLC 控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原 则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控 制系统安全可靠。例如：应该保证 PLC 程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常 情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。 3. 力求简单、经济、使用及维修方便 一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会 效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此 8

22、 ，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要 注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而 且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。 4. 适应发展的需要 由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑 到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择 PLC、输入/输出模块、I/O 点 数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。 2.4.2 PLC 控制系统设计与调试步骤控制系统设计与调试步骤 PLC 控制系统的设计调试过程如图 2.4 所示。 9 图 2.4 P

23、LC 控制系统设计调试过程 3Z3040 型摇臂钻床控制系统工艺分析型摇臂钻床控制系统工艺分析 3.1Z3040Z3040 摇臂钻床的运动形式和主要结构摇臂钻床的运动形式和主要结构 摇臂钻床适合与在大、中型零件上进行钻孔、扩口、绞孔及攻螺纹等工作，在 图 2.4 PLC 控制系统设计调试过程 示意图 分析控制要求 选择 PLC 确定硬件配置 I/O 地址分配 设计梯形图程序 进行模拟调试 现场总调试 满足要求？ 设计外部硬件接线图 设计制作控制面板 进行硬件连接 满足要求？ 交付使用 N Y Y N 10 具有工艺装备的条件下还可以进行镗孔。 Z3040 摇臂钻床由底座、外立柱、内立柱，摇臂、

24、主轴箱及工作台等部分组成。 内立柱固定在底座的一端，外立柱套在内立柱上，工作时用液压夹紧机构与内立柱 夹紧，松开后，可绕立柱回转 360 度。摇臂的一端为套筒，它套在外立柱上，经液 压夹紧机构可与外立柱夹紧。夹紧机构松开后，借助升降丝杆的正、反向旋转可沿 外立柱上、下移动。由于升降丝杆与外立柱构成一体，而升降螺母则固定在摇臂上， 所以摇臂只能与外立柱一起绕内立柱回转。 主轴箱是一个复合部件，它由主传动电动机。主轴和主轴传动机构、进给和变 速机构以及机床的操作机构部分组成。主轴箱安装与摇臂的水平导轨上，可以通过 手轮操作使主轴箱沿水平导轨移动，通过液压夹紧机构固定在摇臂在。钻削加工时， 主轴旋转

25、为主运动，而主轴的直线移动为进给运动。即钻孔使钻头一面做旋转运动， 同时做纵向进给运动，主轴变速和进给变速的机构在主轴箱内，用变速机构分别调 节主轴转速和上下进给量。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 M1 机拖到。 摇臂钻床的辅助运动有：摇臂沿外立柱的上升、下降、立柱的夹紧和松开以及 摇臂与外立柱一起绕内立柱的回转运动。摇臂的上升、下降由一台交流电动机 M2 拖动，立柱的夹紧和松开、摇臂的夹紧与松开以及主轴箱的夹紧和松开是有另一台 交流电动机 M3 拖动一台齿轮泵，供给夹紧装置所需的压力油推动夹紧机构液压系 统实现的。而摇臂的回转和主轴箱沿摇臂水平导轨方向的左右移动。 此外

26、还有一台冷却泵电动机 M4 对加工的刀具进行冷却。Z3040 摇臂钻床的电力 拖动要求与控制特点： 为简化机床传动装置的机构常采用多台电动机拖动。主轴的旋转运动、纵向进给 运动及其变速机构均在主轴箱内，由一台主电动机拖动。 为了适应多种加工方式的要求，主轴的旋转与进给运动均有较大的调速范围， 由机械变速机构实现。 加工螺纹时，要求主轴能正反转，采用机械方法来实现。因此，主电动机只需 单向旋转，可直接启动，不需要制动。 11 摇臂的升降由升降电动机拖动，要求电动机能正反转，多采用鼠笼异步电动机， 可实现直接启动，不需要调速和制动。 内外立柱、主轴箱与摇臂的夹紧与松开，是通过控制电动机的正反转，带

27、动液 压泵送出不同流向的压力油，推动活塞、带动菱形块动作来实现。因此拖动液压泵 的电动机要求正反转，采用点动控制。 摇臂钻床主轴箱、立柱的夹紧与松开由一条油路控制，且同时控制。而摇臂的 夹紧、松开摇臂升降工作联成一体，由另一条油路控制。两条油路哪一条处于工作 状态，是根据工作要求通过控制电磁阀操纵。由于主轴箱和立柱的夹紧、松开动作 是点动操作，因此液压泵电动机采用点动控制。 根据夹紧要求，操作者可以手控操作冷却泵电动机单向旋转。 必要的联锁和保护环节。 机床安全照明及信号指示灯电路。 3.2具体电动机的配置情况及控制形式 12 图 3.1 Z3040 摇臂钻床主电路 该钻床共配置 5 台电动机

28、。M1 为主轴电动机，由继电器 KM1 控制，带动主轴 的旋转和使主轴作轴向进给运动，为单向旋转。主轴的正、反转则由主轴电动机拖 动齿轮泵送出压力油，通过液压系统操作机构配合正反转摩擦离合器驱动主轴正转、 反转来实现，并由热继电器做长期过载保护。 M2 为摇臂上升、下降电动机，由输出继电器 KM2、KM3 控制正、反向运行。 M3 为液压泵电动机，由 KM4、KM5 控制正、反向运行，控制电路保证在操作 摇臂升降时，首先是液压泵电动机启动运转，供出压力油，经液压系统使摇臂松开， 然后才使电动机 M2 启动，拖动摇臂上升或下降。当摇臂移动到位后，控制电路又 使 M2 停下，再自动通过液压系统，将

29、摇臂夹紧，然后液压泵电动机 M3 才停下。 M4 为冷却电动机，由转换开关 SA1 控制。 在旧式电路图中加一个 M5 为主轴箱移动步进电动机。由 KM6、KM7 继电器控 制其正反转，进而实现主轴箱移动。 短路保护：在主电路中，利用熔断器 FU1 作总电路 M1、M4 的短路保护； 利用熔断器 FU2 做电动机 M2、M3 和控制变压器 T 原边的短路保护；在控制电 路中，利用熔断器 FU2 作照明回路的短路保护。 过载保护：在主电路中，利用热继电器 FR1、FR2 分别作主电动机 M1、液压泵 电动机 M3 的过载保护。如果由于液压系统的夹紧机构出现故障而不能夹紧，那么 行程开关 SQ3

30、的触点将断不开，或者由于行程开关 SQ3 安装调整不当，摇臂夹紧后 不能压下行程开关 SQ3，这时都会使液压泵电动机 M3 处于长期过载状态，易将 M3 烧毁，M2 为短时工作，不用设长期过载保护。为确保安全生产，摇臂钻床的主轴 旋转和摇臂升降不允许同时进行。 13 图 3.2 Z3040 摇臂钻床电路原理图 3.3电路分解电路分解 根据电动机主电路控制电器主触点的文字符号将控制电路进行分解电动机 M1、M2、M3 和电磁铁 YV 控制电路图。 根据主轴电动机 M1 主电路控制电器主触点文字符号 KM1，找到电动机 M1 的控 制电路，这是由按钮 SB1、SB2 和接触器组成的启动、停止控制电

31、路，如图所示。 根据摇臂升降电动机 M2 主电路控制元件主触点文字符号 KM2、KM3，找到电动 机 M2 的控制电路，如图所示，图中有行程开关 SQ1、SQ2。 摇臂升降电动机 M2 由摇臂升降按钮 SB3、SB4 及正反转接触器 KM2、KM3 组成放 的控制电路实现正反转，这是具有复合连锁的电动机正反转点动控制电路，用来控 制摇臂上升或下降。 根据液压电动机 M3 主电路控制元件主触点文字符号 KM4、KM5，找到电动机 M2 的控制电路，如图所示，这是由按钮 SB5、SB6 和接触器 KM4、KM5 组成的具有接触 器连锁的正反转点动控制电路。 14 根据电磁铁文字符号 YV，找到电磁

32、阀控制电路，如图所示，图中有行程开关 SQ3。 根据该系统的控制要求，输入输出设备，确定了 I/O 点数。根据需要控制的开 关、设备大约有 11 个输入点，9 个输出点需进行控制，现将 I/O 地址分配如附录 I 所示。 3.4行程开关行程开关 SQ1SQ3SQ1SQ3 的作用的作用 行程开关 SQ1 是摇臂上升和下降至极限位的保护开关，有两副动断触点 SQ1， 分别串联在摇臂上升和下降控制电路中。SQ1 与一般开关不同，其两副动断触点不 同时动作。当摇臂升至上升极限位置时，SQ1 的动断触点 SQ1 断开，使接触器 KM2 失电，升降电动机 M2 停止，上升运动停止。但 SQ1 另一副动断触

33、点 SQ1 仍保持闭合， 因此可按下降按钮 SB4，使接触器 KM3 得电吸合，控制摇臂升降电动机 M2 反向旋转， 摇臂下降。反之当摇臂在下降位置时，控制过程类似。 在摇臂升降电路中，行程开关 SQ2 为摇臂放松到位的信号开关，行程开关 SQ3 为摇臂夹紧的信号开关，行程开关 SQ3 为摇臂夹紧到位开关。因此行程开关 SQ2 及 SQ3，是用来检查摇臂是否松开或夹紧，以实现限位连锁。 SQ2 的动合触点串联在 KM2、线圈电路中，它在摇臂完全放松到位才动作闭合， 以确保摇臂的升降在其放松后进行。如果摇臂没有放开，SQ2 就不能闭合，因此控 制摇臂升降的 KM2 或 KM3 就不能得电吸合，摇

34、臂就不会上升或下降。 行程开关 SQ3 的动断触点 SQ3 串联在接触器 KM5 线圈、电磁铁 YV 线圈电路中， 在摇臂完全夹紧时动作。如果摇臂未夹紧，则行程开关 SQ3 的动断触点闭合保持原 状，使接触器 KM5、电磁铁 YV 得电吸合，对摇臂进行夹紧，直到完全夹紧为止，行 程开关 SQ3 的动断触电 SQ3 应调整到保证夹紧后能够动作，否则会使液压泵电动机 M3 处与长时间过载运行状态。 3.5时间继电器时间继电器 KTKT 的作用及的作用及 Z3040Z3040 摇臂钻床的图形摇臂钻床的图形 通过 KT 延时动合触点 KT 和延时闭合的触点 KT，KT 能保证在摇臂升降电动机 M2 完

35、全停止运行后，才能进行摇臂的夹紧动作，KT 的延时长短由摇臂升降电动机 15 M2 从切断电源到停止的惯性大小来决定，一般为 13S。这就是时间连锁。 Z3040 摇臂钻床的图形 图 3.3 Z3040 摇臂钻床图形 3.6电路工作过程电路工作过程 3.6.1 主轴电动机主轴电动机 M1M1 的控制的控制 按启动按钮 SB2接触器 KM1 得电吸合并自锁 KM1 主触点闭合 M1 转动，同时 KM1 辅助触点 KM1 闭合，指示 HL3 点亮，表明主轴电动机在旋转。 按停止按钮 SB1 KM1 失电释放 M1 停转，同时 KM1 辅助动合触点 KM1 复合断开， 指示灯 HL3 灭，表明电动机

36、 M1 停转。 主轴的正、反转则由液压系统的操纵机构配合正、反转摩擦离合器实现。 3.6.2 摇臂升降的控制摇臂升降的控制 当由摇臂上升或下降点动按钮 SB3、SB4 发出摇臂升降指令时，先使摇臂松开。 然后由正、反转接触器 KM2、KM3 使电动机 M2 的正、反转，来拖动摇臂上升或下降， 16 待摇臂上升或下降到位时，又自行重新夹紧。由摇臂的松开与夹紧是由夹紧机构液 压系统实现的，因此摇臂升降需与夹紧机构液压系统紧密配合。 液压泵电动机 M3 由正反转接触器 KM4、KM5 控制，实现电动机正反转，拖动双 向液压泵，送出压力油，经二位六通阀 YV 送至摇臂夹紧机构，实现摇臂夹紧与放松。 摇臂升降启动的初始条件：摇臂钻床在平常或加工工件时，其摇臂处于夹紧状 态，摇臂夹紧信号开关 SQ3 被压合，其动断触点 SQ3 处于断开状态；摇臂放松信号 开