PLC控制Z3050型摇臂钻床电气控制.doc

皖 西 学 院 课程设计报告书 系 别： 机电学院 专 业： 13电气 学 生 姓 名： 学 号： 课程设计题目： PLC控制的Z3050型摇臂钻床电气控制 起 迄 日 期: 2016.5.16 - 2016.5.28 课程设计地点: PLC电气控制实验室: 翁志刚 下达任务书日期: 2016年 5月 15日  目 录 前言 1 1 Z3050摇臂钻床的简介 2 1.1 摇臂钻床的主要结构 2 1.2 摇臂钻床的运动形式 2 1.3 摇臂钻床电气拖动特点 3 1.4 摇臂钻床及原理图说明 4 2 系统元器件选型 5 2.1 Z3050摇臂钻床主回路元件表 5 2.2 PLC的选型 6 2.3 硬件的设计 6 2.4 PLC的I/O分配 6 2.5 PLC的外部接线图 8 3 程序的设计与仿真 9 3.1 梯形图程序设计 9 3.1仿真调试与结果 11 参考文献 13 致 谢 14  前言 摇臂钻床使用于单件或批量生产有多孔的大型零件的孔加工，是一般机械加工车间常用的机械，由于其控制系统是采用继电器控制系统，电路接线复杂，出点多，长期使用后，故障多，故障排除困难。常常影响企业生产。 PLC具有可靠性强，使用方便，维护简单的优点。因此，利用PLC对摇臂钻床继电器控制线路进行改造，有利于提高设备的可靠性，使用率。正是由于PLC控制系统的种种优点，因此本次对Z3050摇臂钻床的电气控制系统，可以提高Z3050摇臂钻床工作性能和系统的工作稳定性，为工业生产的现代化带来生机。同时，提高了PLC编程水平和实践能力，为今后在实际工作中熟练使用PLC进行工业系统的设计打好基础。 1 Z3050摇臂钻床的简介 1.1 摇臂钻床的主要结构 摇臂钻床主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱及工作台等部分组成。内立柱固定在底座的一端，在他的外面套有外立柱，外立柱可绕内立柱回转360度。摇臂的一端为套筒，它套装在外立柱做上下移动。由于丝杆与外立柱练成一体，而升降螺母固定在摇臂上，因此摇臂不能绕外立柱转动，只能与外立柱一起绕内立柱回转。主轴箱是一个复合部件，由主传动电动机、主轴和主轴传动机构、进给和变速机构、机床的操作机构等部分组成。主轴箱安装在摇臂的水平导轨上，可以通过手轮操作，使其在水平导轨上沿摇臂移动。 1.2摇臂钻床的运动形式 当摇臂钻床进行加工时，由特殊的加紧装置将主轴箱紧固在摇臂导轨上，而外立柱紧固在内立柱上，摇臂紧固在外立柱上，然后进行钻削加工。钻削加工时，钻头一边进行旋转切削，一边进行纵向进摇臂钻床给，其运动形式为： 摇臂钻床的主运动为主轴的旋转运动； 进给运动为主轴的纵向进给； 辅助运动有：摇臂沿外立柱垂直移动，主轴箱沿摇臂长度方向的移动，摇臂与外立柱一起内立柱的回转运动。 Z3050摇臂钻床实物图 1.3 摇臂钻床电气拖动特点 Z3050摇臂钻床运动部件较多，为了简化传动装置，采用4台电机拖动。，他们分别是主轴电动机（M1），摇臂升降电动机（M2），液压泵电动机（M3）和冷却泵电动机（M4），这电动机都采用直接启动方式。 为了适应多种形式的加工要求，摇臂钻床主轴的旋转及进给运动有较大的调速范围，一般情况下由机械变速机构实现。主要变速机构与进给变速机构均装在主轴箱内。 Z3050摇臂钻床的主运动和进给运动为主轴的运动，为此这两项运动有一台主轴电动机拖动，分别经主轴传动机构，进给传动机构实现主轴的旋转和进给。 在加工螺纹时，要求主轴能正反转。摇臂钻床主轴正反转一般采用机械方法实现。因此主轴电动机仅需要单向旋转。 1.4 摇臂钻床及原理图说明 Z3050摇臂钻床主电路图如下： 主电路分析： Z3050摇臂钻床共有4台电动机，冷却泵电动机为开关直接启动，其余三台电动机采用接触器控制。M1是主轴电动机由接触器KM1控制，只要求能单方向旋转。电动机型空机Q1能起到过载、短路、启动电流过大保护，而热继电器FR1也起过载保护的作用，这样就形成了一个双重保护的作用。 M2是摇臂升降电动机，装设于主轴顶部，用KM2和KM3来控制正反转。使用电动机型空开Q2进行保护。 M3是液压泵电动机，要求能够实现正反转，用KM4和KM5来控制正反转。电路中用电动机型开Q3和热继电器FR2进行双重保护。M4冷却泵电动机，功率小，直接用开关控制启动与停止。 2 系统元器件选型 2.1 Z3050摇臂钻床主回路元件表 序号 代号 名称 规格/型号 单位 数量 1 M1 电动机 Y112M-4/4KW 台 1 2 M2 电动机 Y90L-4/1.5KW 台 1 3