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知识模块六PLC在Z3040摇臂钻床控制中的应用知识模块六PLC在Z3040摇臂钻床控制中的应用教学组织教学内容技能训练边学边议

知识模块六PLC在Z3040摇臂钻床控制中的应用6.1 教学组织一、教学目的掌握Z3040摇臂钻床电器设备的分布。掌握Z3040摇臂钻床的工作原理。掌握Z3040摇臂钻床的PLC控制方案。

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知识模块六 PLC在Z3040摇臂钻床控制中的应用6.2 教学内容摇臂钻床利用旋转的钻头对工件进行加工,它由底座、内/外立柱、摇臂、主轴箱和工作台构成。主轴箱固定在摇臂上,可以沿摇臂径向运动。摇臂借助于丝杆,可以作升降运动,也可以与外立柱固定在一起,沿内立柱旋转。钻削加工时,通过夹紧装置,主轴箱紧固在摇臂上,摇臂紧固在外立柱上,外立柱紧固在内立柱上。

知识模块六 PLC在Z3040摇臂钻床控制中的应用6.2.1Z3040摇臂钻床电器设备的分布机械加工机床的加工运动往往是机械与电气配合实现的。在讨论电气电路之前,需弄清电器的设置及电臂控制的分工。Z3040摇臂钻床设有4台电动机,即主轴电动机、冷却泵电动机、摇臂升降电动机及液压泵电动机。主轴电动机提供主轴转动的动力,是钻床加工主运动的动力源。主轴应具有正反转功能,但主轴电动机只有正转工作模式,反转由机械方法实现。冷却泵电动机用于提供冷却液,只需正转。

知识模块六 PLC在Z3040摇臂钻床控制中的应用摇臂升降电动机提供摇臂升降的动力,需正反转。液压泵电动机提供液压油,用于摇臂钻床利用旋转的钻头对工件进行加工。Z3040摇臂钻床的外观及电器设备分布如图6-1所示。Z3040摇臂钻床的操作主要通过手轮及按钮实现。手轮用于主轴箱在摇臂上的移动,这是手动的。按钮用于主轴的启动停止、摇臂的上升下降、立柱主轴箱的放松及夹紧等操作,再配合限位开关完成机床调节的各种动作。图6-1中给出了Z3040摇臂钻床的电器布置,电器元件表如表6-1所示。

知识模块六PLC在Z3040摇臂钻床控制中的应用图6-1Z3040摇臂钻床的外观及电器设备分布

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知识模块六 PLC在Z3040摇臂钻床控制中的应用以继电器控制构成的电气原理图如图6-2所示。图6-2Z3040的电气原理图(a)Z3040继电器控制主电路；(b)Z3040继电器控制电路

知识模块六 PLC在Z3040摇臂钻床控制中的应用6.2.2Z3040摇臂钻床继电器原理图解读在讨论Z3040摇臂钻床的PLC控制方案前,仔细解读它的继电器控制电路图是有益的。图6-2中380V交流电源经手动转换开关QS1,进入电动机主电路和控制电路的电源变压器TC。主轴电动机M1由接触器KM1控制,摇臂升降电动机M2由接触器KM2和KM3控制,液压电动机M3由接触器KM4和KM5控制,冷却泵电动机M4的功率较小,由组合开关QS2手动控制。

知识模块六 PLC在Z3040摇臂钻床控制中的应用机床操作情况如下:按下主轴启动按钮SB2，接触器KM1得电吸合且自保持，主轴电动机M1运转。按下停止按钮SB1，主轴电动机停止。需要摇臂上升时，按下摇臂上升按钮SB3，时间继电器KT得电，其瞬时动合触头和瞬时闭合延时打开的动合触头使接触器KM4和电磁阀YA动作，液压电动机M3启动，液压油进入摇臂装置的油缸，使摇臂松开。待完全松开后，行程开关SQ2动作，其动断触头断开使接触器KM4断电释放，液压电动机M3停止运转，其动合触头接通，使接触器KM2得电吸合，摇臂升降电动机M2正向启动，带动摇臂上升。

知识模块六 PLC在Z3040摇臂钻床控制中的应用上升到所需的位置后,松开上升按钮SB3,时间继电器KT、接触器KM2断电释放,摇臂升降电动机M2停止运转,摇臂停止上升。延时1～3s后,时间继电器KT的动断触头闭合,动合触头断开,但由于夹紧到位行程开关SQ3的动断触头处于导通状态,故YA继续处于吸合状态,接触器KM5吸合,液压电动机M3反向启动,向夹紧装置油缸中反向注油,使夹紧装置动作。夹紧完毕后,行程开关SQ3动作,接触器KM5断电释放,液压电动机M3停止运转,电磁阀YA断电。时间继电器KT的作用是适应SB3松开到摇臂停止上升之间的惯性时间,避免摇臂惯性上升中突然夹紧。

知识模块六 PLC在Z3040摇臂钻床控制中的应用需要摇臂下降时,按下摇臂下降按钮SB4,动作过程与摇臂上升时相似。立柱和主轴箱同时夹紧和同时松开。按下立柱和主轴箱松开按钮SB5,接触器KM4得电吸合,