z3040搖臂鉆床電氣控制課程設(shè)計(jì)說明書

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　課程名稱： 機(jī)床電氣控制技術(shù) </p><p>　　設(shè)計(jì)題目： Z3040型搖臂鉆床電氣控制課程設(shè)計(jì) </p><p>　　專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化班級：機(jī)械0904</p><p><b>　　

2、年 月 日</b></p><p>　　目 錄</p><p>　　一、引言………………………………………………………… 2</p><p>　　設(shè)計(jì)目的………………………………………… 2</p><p>　　預(yù)備知識………………………………………… 2</p><p>　　設(shè)計(jì)

3、要求………………………………………… 4</p><p>　　二、系統(tǒng)總體實(shí)際……………………………………………… 5</p><p>　　1、系統(tǒng)硬件配置及組成原理 ……………………… 5</p><p>　　2、硬件接線圖……………………………………… 5</p><p>　　3、系統(tǒng)變量定義及分配表………………………… 6 <

4、/p><p>　　4、系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì) </p><p>　　三、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) …………………………………………… 7</p><p>　　1、控制程序流程圖設(shè)計(jì)…………………………… 7 </p><p>　　2、 控制程序設(shè)計(jì)思路…………………………… 8</p><p>　　3、搖臂鉆床PLC程序設(shè)計(jì)……………………

5、…… 8</p><p>　?。?）主程序…………………………………… 8</p><p>　　（2）主軸起?！?9</p><p>　　（3）搖臂上升………………………………… 10</p><p>　?。?）搖臂下降………………………………… 12</p><p>　　（5）主軸箱

6、和立柱限位……………………… 15</p><p>　　四、系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析…………………………………… 16</p><p>　　1、調(diào)試前安全檢查……………………………… 16</p><p>　　2、調(diào)試…………………………………………… 16</p><p><b>　　一、引言</b></p>

7、;<p><b>　　1、設(shè)計(jì)目的：</b></p><p>　　（1）、了解Z3040搖臂鉆床的操作順序，并作出功能圖。</p><p>　　(2)、進(jìn)一步熟悉西門子S7-200編程軟件 ，學(xué)會使用S7-200編輯一個完整的控制系統(tǒng)。</p><p>　　(3)、熟悉并會接較復(fù)雜的PLC控制系統(tǒng)電路。</p>&l

8、t;p>　　(4)、領(lǐng)悟電氣控制電路PLC改造的要領(lǐng)。</p><p><b>　　2、預(yù)備知識：</b></p><p>　　鉆床是一種孔加工設(shè)備，可以用來鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻絲及修刮端面等多種形式的加工。按用途和結(jié)構(gòu)分類，鉆床可以分為立式鉆床、臺式鉆床、多孔鉆床、搖臂鉆床及其他專用鉆床等。在各類鉆床中，搖臂鉆床操作方便、靈活，適用范圍廣，具有典型性，特別適用

9、于單件或批量生產(chǎn)帶有多孔大型零件的孔加工，是一般機(jī)械加工車間常見的機(jī)床。搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)立柱、外立柱、搖臂、主軸箱及工作臺等部分組成。主軸箱可在搖臂上移動，并隨搖臂繞立柱回轉(zhuǎn)的鉆床。搖臂還可沿立柱上下移動，以適應(yīng)加工不同高度的工件。較小的工件可安裝在工作臺上，較大的工件可直接放在機(jī)床底座或地面上。搖臂鉆床廣泛應(yīng)用于單件和中小批生產(chǎn)中，加工體積和重量較大的工件的孔。搖臂鉆床加工范圍廣，可用來鉆削大型工件的各種螺釘孔、螺紋底孔和油孔等

10、。搖臂鉆床的主要變型有滑座式和萬向式兩種?；綋u臂鉆床是將基型搖臂鉆床的底座改成滑座而成，滑座可沿床身導(dǎo)軌移動，以擴(kuò)大加工范圍，適用于鍋爐、橋梁、機(jī)車車輛和造船等行業(yè)。萬向搖臂鉆床的搖臂除可作垂直和回轉(zhuǎn)運(yùn)動外，并可作水平移動，主軸箱可在搖臂上作傾斜調(diào)整，以適應(yīng)工件各部位的加工。此外，還有車式、壁式和數(shù)字控制搖臂鉆床等。此</p><p>　　搖臂鉆床加工時，主軸箱緊固在搖臂導(dǎo)軌上，而外立柱緊固在內(nèi)立柱上，搖臂緊

11、固在外立柱上，然后進(jìn)行鉆削加工。鉆削加工時，鉆頭一邊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切削一邊進(jìn)行縱向進(jìn)給，其運(yùn)動形式為：</p><p>　?。?）搖臂鉆床的主運(yùn)動為主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；</p><p>　?。?）進(jìn)給運(yùn)動為主軸的縱向進(jìn)給；</p><p>　?。?）輔助運(yùn)動有：搖臂沿外立柱垂直移動，主軸箱沿?fù)u臂長度方向的移動，搖臂與外立柱一起繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動。</p><

12、;p>　　Z3040型搖臂鉆床的工作原理：</p><p>　　Z3040型搖臂鉆床采用4臺電動機(jī)拖動，他們分別是主軸電動機(jī)，搖臂升降電動機(jī)，液壓泵電動機(jī)和冷卻泵電動機(jī) 。主軸電動機(jī)控制鉆床的進(jìn)給運(yùn)動；搖臂升降電動機(jī)要求能正反向旋轉(zhuǎn)，可用手動操作；搖臂和主軸之間的夾緊、發(fā)松可用電氣、液壓、機(jī)械來實(shí)現(xiàn)，液壓電動機(jī)需可正反轉(zhuǎn)，搖臂的移動嚴(yán)格按照搖臂松開→移動→搖臂夾緊的程序進(jìn)行。因此搖臂的夾緊與搖臂升降按自動控

13、制進(jìn)行。冷卻泵電動機(jī)帶動冷卻泵提供冷卻液，只要求單向旋轉(zhuǎn)。系統(tǒng)具有連鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)以及安全照明、信號指示電路。</p><p><b>　　3、設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　(1) 按下主軸起動按鈕SB2，接觸器KMl得電吸合且自保持，主軸電動機(jī)M1運(yùn)轉(zhuǎn)。按下停止按鈕SBl，主軸電動機(jī)停止。 </p><p>　　(2) 需要搖臂上升時

14、，按下?lián)u臂上升按鈕SB3，時間繼電器KT得電，其瞬動觸頭和瞬時閉合延時打開的動合觸頭使接觸器KM4和電磁閥YA動作，液壓電動機(jī)M3起動，液壓油進(jìn)入搖臂裝置的油缸，使搖臂松開。待完全松開后，行程開關(guān)sQ2動作，其動斷觸頭斷開使接觸器KM4斷電釋放，液壓電動機(jī)M3停止運(yùn)轉(zhuǎn)，其動合觸頭接通使接觸器KM2得電吸合，搖臂升降電動機(jī)M2正向起動，帶動搖臂上升。上升到所需的位置后，松開上升按鈕SB3，時間繼電器KT、接觸器KM2斷電釋放，搖臂升降電動

15、M2停止運(yùn)轉(zhuǎn)，搖臂停止上升。延時l～3s后， 時間繼電器KT的動斷觸頭閉合，動合觸頭斷開，但由于夾緊到位行程開關(guān)SQ3動斷觸頭處于導(dǎo)通狀態(tài)，故YA繼續(xù)處于吸合狀態(tài)，接觸器KM5吸合，液壓電動機(jī)M3反向起動，向夾緊裝置油缸中反向注油，使夾緊裝置動作。夾緊完畢后，行程開關(guān)SQ3動作，接觸器KM5斷電釋放，液壓電動機(jī)M3停止運(yùn)轉(zhuǎn)，電磁閥YA斷電。時問繼電器KT的作用是適應(yīng)SB3松開到搖臂停止上升之間的慣性時間，避免搖臂慣性上升中突然夾緊。 &

16、lt;/p><p>　　(3) 需要搖臂下降時，按下?lián)u臂下降按鈕SB4，動作過程與搖臂上升時相似。 </p><p>　　(4) 立柱和主軸箱同時夾緊和同時松開。按下立柱和主軸箱松開按鈕SB5，接觸器KM4得電吸合，液壓電動機(jī)：M3正向起動。由于電磁閥YA沒有得電，處于釋放狀態(tài)，所以液壓油經(jīng)2 位6通閥分配至立柱和主軸箱松開油缸，立柱和主軸箱夾緊裝置松開。按下立柱和主軸箱夾緊按鈕SB6，接觸器

17、KM5得電吸合，M3反向起動，液壓油分配至立柱和主軸箱夾緊油缸，立柱和主軸箱夾緊裝置夾緊。 </p><p>　　(5) 搖臂升降限位保護(hù)是靠上下限位開關(guān)SQ1U和SQ1D實(shí)現(xiàn)的。上升到極限位置后，SQ1U動斷觸頭斷開，搖臂自動夾緊，同松開上升按鈕SB3動作相同；下降到極限位置后，SQlD動觸頭斷開，搖臂自動夾緊，同松開下降按鈕SB4動作相同。</p><p><b>　　二、系

18、統(tǒng)總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)機(jī)組成原理</p><p>　　Z3040型搖臂鉆床采用4臺電動機(jī)拖動，他們分別是主軸電動機(jī)，搖臂升降電動機(jī)，液壓泵電動機(jī)和冷卻泵電動機(jī) 。主軸電動機(jī)控制鉆床的進(jìn)給運(yùn)動；搖臂升降電動機(jī)要求能正反向旋轉(zhuǎn)，可用手動操作；搖臂和主軸之間的夾緊、發(fā)松可用電氣、液壓、機(jī)械來實(shí)現(xiàn)，液壓電動機(jī)需可正反轉(zhuǎn)，搖臂的移動嚴(yán)格按照搖臂松開→移動

19、→搖臂夾緊的程序進(jìn)行。因此搖臂的夾緊與搖臂升降按自動控制進(jìn)行。</p><p><b>　　2、硬件接線圖</b></p><p>　　3、 系統(tǒng)定義量分配表</p><p><b>　　三、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1、系統(tǒng)流程圖</b></p&

20、gt;<p><b>　　2、控制設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　利用順控指令，根據(jù)機(jī)床的運(yùn)行原理，把機(jī)床分成四個字程序：主軸起停、搖臂上升、搖臂下降、主軸箱立柱的限位，并用一個主程序來分別調(diào)用子程序來實(shí)行機(jī)床的功能。、</p><p>　　3、搖臂鉆床PLC程序設(shè)計(jì)</p><p><b>　　主程序</b

21、></p><p><b>　　（2）主軸起停</b></p><p><b>　?。?）搖臂上升</b></p><p><b>　　（4）搖臂下降</b></p><p>　?。?）主軸箱和立柱限位</p><p>　　四、系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析：

22、 </p><p>　　1、測試前安全檢查：</p><p>　?。?）、檢測電路時，確定三相電源只接進(jìn)去一端，防止二相進(jìn)入單相電源供電的電路否則直接燒毀PLC或開關(guān)電源。 </p><p>　　(2)、檢查開關(guān)連接是否正常，是否連錯或少。 </p><p>　　(3)、確定熔斷器應(yīng)與電源相線L端相連；確定電路沒有短路。</p>

23、<p>　　(4)、經(jīng)老師同意后，才能通電測試，并按實(shí)驗(yàn)步驟操作。</p><p><b>　　2、開始測試：</b></p><p><b>　　等待</b></p><p><b>　　通電——HL1亮</b></p><p>　　按SB3——KM1吸合，HL2

24、亮（主軸轉(zhuǎn)動）</p><p>　　按SB2——KM1斷開，HL2滅（主軸停轉(zhuǎn)）</p><p>　　按SB4——KM5斷開，KM4吸合，YA亮，再按SQ2——KM4斷開，KM2吸合指示燈點(diǎn)亮（搖臂上升）</p><p>　　按SB5——KM5吸合，KM4吸合，YA亮，再按SQ2——KM4斷開，KM3吸合指示燈點(diǎn)亮（搖臂下降）</p><p>