2022年机电传动课程设计方案用PLC改造Z摇臂钻床电气控制回路 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 1. 引言钻床是一种用途广泛的通用机床,包括立式钻床、卧式钻床、深孔钻床、多轴钻床等；摇臂钻床是一种立式钻床,在钻床中具有肯定的典型性,主要用于对大型零件进行钻孔、扩孔、铰孔和攻螺纹等,假如增加帮助设备,仍可以进行辖孔；传统 Z35 型摇臂钻床为继电器掌握电路,此掌握线路接触触点多,故障也多,机械使用率较低；用 以克服其缺点；2. 系统方案设定2.1 Z35 摇臂钻床的结构 PLC 掌握技术改造其继电器掌握电路,可图 1 Z35 摇臂钻床结构Z35 的形状图如下列图,主要由底座,工作台,主轴,摇臂,主轴箱,内 立柱,外立柱等部分组成；内立柱固定

2、不动安装在底座上,外立柱套在内立柱外,并可以绕内立柱旋转一周,摇臂的一端套在外立柱上,借助丝杠的正转或者反转,摇臂可以沿外 立柱上升或下降,但摇臂不能和外立柱做相对回转运动,它跟外立柱在一起绕1 / 11 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 内立柱回转,主轴箱安装在摇臂的水平导转轨上通过手轮操作可以使其沿导轨 做径向移动,当需要钻削加工时,利用夹紧机构将外立柱紧固在内立柱上将摇 臂固定在外立柱上,将主轴箱固定在摇臂上；2.2 Z35 摇臂钻床的运动形式Z35 摇臂钻床的主运动包过主轴带动刀具的旋转运动和主轴带动道具的

3、轴 向进给运动；Z35 摇臂钻床的帮助运动包括外立柱绕内立柱的回转运动,摇臂沿外立柱 的上升下降,主轴箱沿摇臂的水平径向移动以及加紧动作等；2 / 11 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3 / 11 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.4 Z35 摇臂钻床的电气掌握分析2.3.1 主轴电动机的掌握 将十字开关 SA3扳到左边,其触头 2-3）闭合, KV 得电吸合并自锁,然后 将 SA扳到右边,触头 SA3夹紧” 工作过程, SQ2

4、 是掌握摇臂夹紧的位置开关,它的 两个触点 SQ2-2、SQ2-1 分别在摇臂上升、下降时起作用；为了使摇臂上升或下 降时不致超过答应的极限位置,在摇臂上升和下降的掌握电路中,分别串入位4 / 11 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 置开关 SQ1-1、SQl-2 的常闭触点；当摇臂上升或下降到极限位置时,挡块将相应的位置开关压下,使电动机停转,从而防止事故的发生；2.3.3 立柱夹紧与松开的掌握立柱的夹紧与放松是通过接触器KM4 和KM5 掌握电动机 M4 的正、反转来实现的；当需要摇臂和外立柱绕内立柱转动时,应

5、先按下按钮 SB1 使接触器 KM4 通电吸合,电动机 M4 正转,通过齿式离合器驱动齿轮式油泵,送出高压油；经肯定油路系统和传动机构将内外立柱松开,放开SB1,电动机 M4 停转,这时,摇臂在人力推动下转动,当转到所需位置时,再按下按钮 SB2,使接触器 KM5 通电,电动机 M4 反转,在液压推动下立柱被夹紧；SB2 松开后,电动机 M4 停转,整个“ 松开移动夹紧” 过程终止；由于主轴箱在摇臂上的夹紧与放松 和立柱的夹紧与放松是用同一台电动机和液压机协作进行的,因此,在对立柱 夹紧与放松的同时,也对主轴箱在摇臂上进行了夹紧与放松；主轴箱与立柱的 夹紧与放松也可用手柄操纵；2.3.4 冷却

6、泵电机的掌握冷却泵电机由开关 2.3.5 照明灯的掌握SA1直接掌握, SA1闭合, M1转动, SA1断开, M1停止照明灯 EL 由开关 SA2掌握2.5 Z35 摇臂钻床的掌握要求1. 由于运动部件较多,故采纳多台电动机拖动,以简扮装置2. 为满意攻螺纹的需要,要求主轴能够实现正反转和调速,而主轴电动只 由 1 个接触的掌握,只能单方向转动,所以主轴的正反转由机械来完成 3. 摇臂的上升和下降要有限位爱护 4. 摇臂的夹紧和放松由机械和电气联合完成；立柱和主轴箱的夹紧与放松是由电动机协作液压装置来完成的；5. 钻削加工时需要对刀具及工件进行冷却；6. 要有零压爱护3.PLC 的改造3.1

7、 PLC 的挑选5 / 11 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.1.1PLC 的功能（1）规律掌握功能（2）定时,计数功能（3）数据处理功能（4）通信与联网功能 3.1.2 PLC 的特点（1）抗干扰才能强,牢靠性高,环境适应好（2）编程方法简洁易学（3）应用敏捷,通用性好（4）完善的监视和诊断功能 3.1.3 PLC 对时间和其他特殊功能要求（1）对于开关量的掌握系统,无需考虑PLC的响应时间,对于模拟量掌握系统,特殊是闭环掌握系统,就需要考虑 PLC的响应时间（2）掌握对象的不同会对 PLC提出不同的掌握要

8、求,如用 PLC替代继电器完成设备或生产过程掌握的上限警报掌握,只需 于需要模拟量掌握的系统,就应挑选配有模拟量PLC 的基本规律功能即可；对 I/O 模块的 PLC,PLC内部仍具有数字运算功能；对于需要惊醒数据处理以及信息治理的系统,PLC 应具有图表传送,数据库生成等功能；对于需要高速脉冲计数的系统,PLC 应具有高速计数功能,且应明白系统所需的最高技术频率；有些系统需要进行远程掌握,就应先配具有远程I/O掌握的 PLC；仍有一些特殊功能,如温度掌握,位置控制, PID 掌握等；3.1.4 用户程序储备器所需容量的估算= 指令步数3.2 PLC 的改造6 / 11 名师归纳总结 - -

9、- - - - -第 6 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.2.1 Z35 型摇臂钻床输入输出点数统计1. 输入点数1 主轴电动机启动运转的十字开关1 个 掌握摇臂上升的十字开关 1 个SA 上开关）；掌握摇臂下降的十字开关1 个 立柱松开按钮 SB1 两个；立柱夹紧按钮 SB2 两个；输入点数共 11 点；2 输出点数 1 主轴电动机 M2 运行沟通接触器 1 个；2 摇臂升降电机正、反转沟通接触器各 1 个；3 立柱夹紧与松开掌握电机的正、反转沟通接触器各 1 个；输出点数共 5 点；综上所述, PLC应选用 S7-200系列型的 CPU224型的 PL

10、C,Z35 型摇臂钻床改 造后共需点数为 16 点,为了保证所设计的掌握系统能正常运行,在设计硬件系 统时,应依据 I/O 实际点数留有 20%余量；考虑到进展及工艺掌握问题,故挑选 松下 FP1-C24 PLC继电器输出, I/O 总点数为 29,输入点数为 16 点,输出点数 为13点；7 / 11 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.2.2PLCI/O 安排表序号功能输入序号功能输出1立柱松开按钮SB1I0.01M2掌握接触器KM1Q0.02立柱夹紧按钮SB2I0.12M3正转接触器KM2Q0.13上限位

11、SQ1I0.23M3反转接触器KM3Q0.24下限位 SQ2I0.34M4正转接触器KM4Q0.35上升 SA8上I0.45M4反转接触器KM5Q0.46下降 SA8下I0.56M1掌握接触器KM6Q0.57主轴 SA8右I0.67照明 HL1Q0.68启动 SA8左I0.78摇臂上升HL2Q0.79冷却泵 SA5I1.09摇臂下降HL3Q1.010照明 SA4I1.110主轴工作HL4Q1.111升联动 SA1I1.211冷却泵工作HL5Q2.012降联动 SA1I1.312立柱夹紧HL6Q2.113M1热爱护 FR1I1.413立柱松开HL7Q2.214M2热爱护 FR2I1.515M3热

12、爱护 FR3I2.016M4热爱护 FR4I2.1表 1 输入口安排表8 / 11 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 9 / 11 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 结论10 / 11 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 通过本次课程设计我学到了许多东西,熟识了课堂上所学的基本内容,通过不断的调查资料,对PLC的构成和工作原理有了进一步深化的熟识,特殊是PL

13、C编程部分,在全组同学的分工合作下完成了本次课程设计,同时培育了我们独立摸索的才能,对我们自身有很大的提升；参考文献1. 刘长青 . 电气掌握与 PLC应用技术 . 科学出版社 2. 王永华 . 现代电气掌握及 PLC应用技术 . 其次版 . 北京航空航天高校出版社 3. 廖常初 .PLC基础及应用 . 其次版 . 机械工业出版社 4. 张浩风 .PLC梯形图设计方法与应用实例 . 机械工业出版社 5. 宋伯生 .PLC编程有用指南 . 机械工业出版社 6. 辽宁省农业工程学校 . 电气掌握设备 . 中国农业出版社11 / 11 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 11 页