畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-Z3040搖臂鉆床的繼電器控制電路設(shè)計(jì)及PLC控制設(shè)計(jì).doc

渤海石油職業(yè)學(xué)院電氣自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文 z3040搖臂鉆床的繼電器控制電路設(shè)計(jì)及plc控制設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 09電氣大（二） 指導(dǎo)老師 完稿時(shí)間 2012-03-27 渤海石油職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目 z3040搖臂鉆床的繼電器控制電路設(shè)計(jì)及plc控制設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 系別 機(jī)電工程 專業(yè) 電氣自動(dòng)化 班級(jí) （2） 指導(dǎo)教師姓名 閆運(yùn)巧 職稱 高級(jí)實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師 課題來(lái)源 生產(chǎn)實(shí)踐 任務(wù)書(shū)下達(dá)時(shí)間 2012年12月 1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容（1）主軸及液壓泵電動(dòng)機(jī)有過(guò)載保護(hù)，四臺(tái)電機(jī)直接起動(dòng)。（2）搖臂升降嚴(yán)格順序，由限位開(kāi)關(guān)保證。 （3）控制線路采用電氣聯(lián)鎖，防止電源短路。（4）每個(gè)動(dòng)作均有指示燈做指示。（5）據(jù)設(shè)計(jì)要求完成繼電器控制原理圖一張。（6）選擇電器元件列出明細(xì)表。（7）畫(huà)plc硬件接線圖；plc選型；i/o分配。（8）編制plc梯形圖程序。2、畢業(yè)設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo) 主軸電機(jī)m1： 3kw 6.8a 380v 1420r/min 搖臂升降電致力機(jī)：1.5kw 3.7a 380v 1400r/min 液壓泵電動(dòng)機(jī)： 0.75kw 2.1a 380v 1390r/min 冷卻泵電機(jī)： 0.75kw 1.9a 380v 2825 r/min3、畢業(yè)設(shè)計(jì)基本要求（1）與指導(dǎo)教師見(jiàn)面，接受設(shè)計(jì)任務(wù)。（2）按進(jìn)度要求完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。（3）提交符合標(biāo)準(zhǔn)要求的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。（4）準(zhǔn)時(shí)參加畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。4、應(yīng)收集的文獻(xiàn)資料1何利民電工手冊(cè)北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1993. 2 張萬(wàn)忠.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)m北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.3 鄭忠新編工廠電氣設(shè)備手冊(cè)北京：兵器工業(yè)出版社，1994.4 余雷聲電氣控制與plc應(yīng)用北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996.5 天津電氣傳動(dòng)設(shè)計(jì)研究所編著電氣傳動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)手冊(cè)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992.6 尹紹武實(shí)用電工技術(shù)問(wèn)答呼和浩特：內(nèi)蒙古人民出版社，1992.7 何煥山.工廠電氣控制設(shè)備北京：高等教育出版社，1998.5進(jìn)度計(jì)劃 序號(hào)畢業(yè)設(shè)計(jì)階段性工作及成果時(shí)間安排1了解課題，熟悉相關(guān)資料，仔細(xì)閱讀有關(guān)書(shū)籍，到圖書(shū)館查閱有關(guān)資料。10、01、110、01、152到現(xiàn)場(chǎng)全面熟悉有關(guān)課題的實(shí)際內(nèi)容，并提出初步設(shè)計(jì)方案。10、1、1510、02、23完成設(shè)計(jì)方案的確定、初步計(jì)算、元件的選取工作，完成畢業(yè)論文。10、02、1510、044參加畢業(yè)答辯。10、05、10目錄內(nèi)容摘要、關(guān)鍵詞一、總體方案的確定1二、z3040搖臂鉆床簡(jiǎn)介 12.1 電路工作過(guò)程 52.1.1主軸電動(dòng)機(jī)m1的控制 52.1.2 搖臂升降的控制 52.1.3 以搖臂上升為例分析搖臂升降的控制62.1.4主軸箱、立柱松開(kāi)與夾緊的控制72.2 液壓控制系統(tǒng) 72.2.1 夾緊液壓控制系統(tǒng)72.2.2 搖臂移動(dòng)與主軸箱移動(dòng)液壓系統(tǒng)7三、plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容 83.1 plc設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的基本原則 83.2 plc控制系統(tǒng)的i/o點(diǎn)數(shù)確定與plc機(jī)型選擇 .83.3 i/o接線圖 93.4 plc i/o、地址分配表 103.5 流程圖 103.6 狀態(tài)轉(zhuǎn)移 113.7 梯形圖. 123.8 指令表 .193.9 所用材料及型號(hào)規(guī)格. 23四、結(jié)束語(yǔ) 23五、致謝 24參考文獻(xiàn) 25z3040搖臂鉆床的繼電器控制電路設(shè)計(jì)及plc控制設(shè)計(jì) 內(nèi)容摘要 本設(shè)計(jì)是研究機(jī)械加工中常用的z3040搖臂鉆床傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的改造問(wèn)題,旨在解決傳統(tǒng)繼電器接觸器電氣控制系統(tǒng)存在的線路復(fù)雜、可靠性穩(wěn)定性差、故障診斷和排除困難等難題。由于plc電氣控制系統(tǒng)與繼電器接觸器電氣控制系統(tǒng)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，編程方便，調(diào)試周期短，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，故障率低，對(duì)工作環(huán)境要求低等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此，本論文對(duì)z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的改造，將把plc控制技術(shù)應(yīng)用到改造方案中去，從而大大提高搖臂鉆床的工作性能。論文分析了搖臂鉆床的控制原理，制定了可編程控制器改造z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，完成了電氣控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)，其中包括plc機(jī)型的選擇、i/o端口的分配、i/o硬件接線圖的繪制、plc梯形圖程序的設(shè)計(jì)。對(duì)plc控制搖臂鉆床的工作過(guò)程作了詳細(xì)闡述，論述了采用plc取代傳統(tǒng)繼電器接觸器電氣控制系統(tǒng)從而提高機(jī)床工作性能的方法。由于z-3040型搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)存在線路復(fù)雜、故障率高、維護(hù)工作量大、可靠性低、靈活性差等缺點(diǎn),本文提出了用plc對(duì)z-3040型搖臂鉆床的繼電器接觸式模擬控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造,從而保證了電控系統(tǒng)的快速性、準(zhǔn)確性、合理性,更好地滿足了實(shí)際生產(chǎn)的需要,提高了經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞 z3040搖臂鉆床 電氣控制系統(tǒng) plc 微處理器 第一章 總體方案的確定目前，我國(guó)的z3040搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)普遍采用的是傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制方式。因其所要控制的電機(jī)較多所以電路較復(fù)雜，在日常的生產(chǎn)作業(yè)當(dāng)中，經(jīng)常發(fā)生電氣故障，從而影響生產(chǎn)。另外，一些復(fù)雜的控制如：時(shí)間、計(jì)數(shù)控制用繼電器接觸器控制方式較難實(shí)現(xiàn)，所以，有必要對(duì)傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。plc電氣控制系統(tǒng)可以有效的彌補(bǔ)上述系統(tǒng)的這一缺陷。 可編程序控制器(plc)是以微處理器為核心，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)與自然控制技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。它克服了繼電器接觸器控制電路存在觸點(diǎn)多、組合復(fù)雜、通用性和靈活性差等缺點(diǎn)。它不僅具有各種邏輯控制功能，而且還具有各種運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的控制，同時(shí)還具有抗干擾性強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)性好和可靠性高等特點(diǎn)。因而廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)各領(lǐng)域中。因此有必要對(duì)舊式機(jī)床進(jìn)行自動(dòng)化改造。方案：在舊式z3040搖臂鉆床基礎(chǔ)上，加入搖臂回轉(zhuǎn)自動(dòng)操作，主軸箱左右移動(dòng)為自動(dòng)操作，可提高生產(chǎn)效率。并加入工件加工計(jì)數(shù)功能、pc通信功能。第二章 z3040搖臂鉆床簡(jiǎn)介搖臂鉆床適合與在大、中型零件上進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)口、絞孔及攻螺紋等工作，在具有工藝裝備的條件下還可以進(jìn)行鏜孔。z3040搖臂鉆床由底座、外立柱、內(nèi)立柱，搖臂、主軸箱及工作臺(tái)等部分組成。內(nèi)立柱固定在底座的一端，外立柱套在內(nèi)立柱上，工作時(shí)用液壓夾緊機(jī)構(gòu)與內(nèi)立柱夾緊，松開(kāi)后，可繞立柱回轉(zhuǎn)360度。搖臂的一端為套筒，它套在外立柱上，經(jīng)液壓夾緊機(jī)構(gòu)可與外立柱夾緊。夾緊機(jī)構(gòu)松開(kāi)后，借助升降絲桿的正、反向旋轉(zhuǎn)可沿外立柱上、下移動(dòng)。由于升降絲桿與外立柱構(gòu)成一體，而升降螺母則固定在搖臂上，所以搖臂只能與外立柱一起繞內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)。 主軸箱是一個(gè)復(fù)合部件，它由主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)。主軸和主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、進(jìn)給和變速機(jī)構(gòu)以及機(jī)床的操作機(jī)構(gòu)部分組成。主軸箱安裝與搖臂的水平導(dǎo)軌上，可以通過(guò)手輪操作使主軸箱沿水平導(dǎo)軌移動(dòng)，通過(guò)液壓夾緊機(jī)構(gòu)固在搖臂在。鉆削加工時(shí)，主軸旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，而主軸的直線移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。即鉆孔使鉆頭一面做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，主軸變速和進(jìn)給變速的機(jī)構(gòu)在主軸箱內(nèi)，用變速機(jī)構(gòu)分別調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速和上下進(jìn)給量。搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)交流異步電動(dòng)m1機(jī)拖到。搖臂鉆床的輔助運(yùn)動(dòng)有：搖臂沿外立柱的上升、下降、立柱的夾緊和松開(kāi)以及搖臂與外立柱一起繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。搖臂的上升、下降由一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)m2拖動(dòng)，立柱的夾緊和松開(kāi)、搖臂的夾緊與松開(kāi)以及主軸箱的夾緊和松開(kāi)是有另一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)m3拖動(dòng)一臺(tái)齒輪泵，供給夾緊裝置所需的壓力油推動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。而搖臂的回轉(zhuǎn)和主軸箱沿?fù)u臂水平導(dǎo)軌方向的左右移動(dòng)。此外還有一臺(tái)冷卻泵電動(dòng)機(jī)m4對(duì)加工的刀具進(jìn)行冷卻。z3040搖臂鉆床的電力拖動(dòng)要求與控制特點(diǎn)：1.為簡(jiǎn)化機(jī)床傳動(dòng)裝置的機(jī)構(gòu)常采用多臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。2.主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及其變速機(jī)構(gòu)均在主軸箱內(nèi)，由一臺(tái)主電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。3.為了適應(yīng)多種加工方式的要求，主軸的旋轉(zhuǎn)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)均有較大的調(diào)速范圍，由機(jī)械變速機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。4.加工螺紋時(shí)，要求主軸能正反轉(zhuǎn)，采用機(jī)械方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，主電動(dòng)機(jī)只需單向旋轉(zhuǎn)，可直接啟動(dòng)，不需要制動(dòng)。5.搖臂的升降由升降電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，要求電動(dòng)機(jī)能正反轉(zhuǎn)，多采用鼠籠異步電動(dòng)機(jī)，可實(shí)現(xiàn)直接啟動(dòng)，不需要調(diào)速和制動(dòng)。6.內(nèi)外立柱、主軸箱與搖臂的夾緊與松開(kāi)，是通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)液壓泵送出不同流向的壓力油，推動(dòng)活塞、帶動(dòng)菱形塊動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此拖動(dòng)液壓泵的電動(dòng)機(jī)要求正反轉(zhuǎn)，采用點(diǎn)動(dòng)控制。7.搖臂鉆床主軸箱、立柱的夾緊與松開(kāi)由一條油路控制，且同時(shí)控制。而搖臂的夾緊、松開(kāi)是搖臂升降工作聯(lián)成一體，由另一條油路控制。兩條油路哪一條處于工作狀態(tài)，是根據(jù)工作要求通過(guò)控制電磁閥操縱。由于主軸箱和立柱的夾緊、松開(kāi)動(dòng)作是點(diǎn)動(dòng)操作，因此液壓泵電動(dòng)機(jī)采用點(diǎn)動(dòng)控制。8.根據(jù)夾緊要求，操作者可以手控操作冷卻泵電動(dòng)機(jī)單向旋轉(zhuǎn)。9.必要的聯(lián)鎖和保護(hù)環(huán)節(jié)。10.機(jī)床安全照明及信號(hào)指示燈電路。z3040搖臂鉆床主電路如圖2.1所示，電路原理圖如圖2.2所示。該鉆床共配置5臺(tái)電動(dòng)機(jī)，m1為主軸電動(dòng)機(jī)，由繼電器km1控制，帶動(dòng)主軸的旋轉(zhuǎn)和使主軸作軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，為單向旋轉(zhuǎn)。主軸的正、反轉(zhuǎn)則由主軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)齒輪泵送出壓力油，通過(guò)液壓系統(tǒng)操作機(jī)構(gòu)配合正反轉(zhuǎn)摩擦離合器驅(qū)動(dòng)主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，并由熱繼電器做長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)。m2為搖臂上升、下降電動(dòng)機(jī)，由輸出繼電器km2、km3控制正、反向運(yùn)行。m3為液壓泵電動(dòng)機(jī)，由km4、km5控制正、反向運(yùn)行，控制電路保證在操作搖臂升降時(shí)，首先時(shí)液壓泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，供出壓力油，經(jīng)液壓系統(tǒng)使搖臂松開(kāi)，然后才使電動(dòng)機(jī)m2啟動(dòng)，拖動(dòng)搖臂上升或下降。當(dāng)搖臂移動(dòng)到位后，控制電路又使m2停下，再自動(dòng)通過(guò)液壓系統(tǒng)，將搖臂夾緊，然后液壓泵電動(dòng)機(jī)m3才停下。m4為冷卻電動(dòng)機(jī)，由轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)sa1控制。在舊式電路圖中加一個(gè)m5為主軸箱移動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。由km6、km7繼電器控制其正反轉(zhuǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)主軸箱移動(dòng)。短路保護(hù)：在主電路中，利用熔斷器fu1作總電路m1、m4的短路保護(hù)；利用熔斷器fu2做電動(dòng)機(jī)n2、m3和控制變壓器t原邊的短路保護(hù)；在控制電路中，利用熔斷器fu3作照明回路的短路保護(hù)。過(guò)載保護(hù)：在主電路中，利用熱繼電器fr1、fr2分別作主電動(dòng)機(jī)m1、液壓泵電動(dòng)機(jī)m3的過(guò)載保護(hù)。如果由于液壓系統(tǒng)的夾緊機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障而不能夾緊，那么行程開(kāi)關(guān)sq3的觸電將斷不開(kāi)，或者由于行程開(kāi)關(guān)sq3安裝調(diào)整不當(dāng)，搖臂夾緊后不能壓下行程開(kāi)關(guān)sq3，這時(shí)都會(huì)使液壓泵電動(dòng)機(jī)m3處于長(zhǎng)期過(guò)載狀態(tài)，易將m3燒毀，m2為短時(shí)工作，不用設(shè)長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)。為確保安全生產(chǎn)，搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)和搖臂升降不允許同時(shí)進(jìn)行。圖2.1 z3040搖臂鉆床主電路 圖2.2 z3040搖臂鉆床電路原理圖2.1 電路工作過(guò)程2.1.1主軸電動(dòng)機(jī)m1的控制按啟動(dòng)按鈕sb 接觸器km1得電吸合并自鎖 km1主觸點(diǎn)閉合m1轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)km1輔助觸點(diǎn)km1閉合， 指示hl3點(diǎn)亮，表明主軸電動(dòng)機(jī)在旋轉(zhuǎn)。按停止按鈕sb1 km1失電釋放 m1停轉(zhuǎn)，同時(shí)km1輔助動(dòng)合觸點(diǎn)km1復(fù)合斷開(kāi)，指示燈hl3滅，表明電動(dòng)機(jī)m1停轉(zhuǎn)。主軸的正、反轉(zhuǎn)則由液壓系統(tǒng)的操縱機(jī)構(gòu)配合正、反轉(zhuǎn)摩擦離合器實(shí)現(xiàn)。2.1.2 搖臂升降的控制當(dāng)由搖臂上升或下降點(diǎn)動(dòng)按鈕sb2、sb4發(fā)出搖臂升降指令時(shí)，先使搖臂松開(kāi)。然后由正、反轉(zhuǎn)接觸器km2、km3使電動(dòng)機(jī)m2的正、反轉(zhuǎn)，來(lái)拖動(dòng)搖臂上升或下降，待搖臂上升或下降到位時(shí)，又自行重新夾緊。由搖臂的松開(kāi)與夾緊是由夾緊機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，因此搖臂升降需與夾緊機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)緊密配合。液壓泵電動(dòng)機(jī)m3由正反轉(zhuǎn)接觸器km4、km5控制，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)，拖動(dòng)雙向液壓泵，送出壓力油，經(jīng)二位六通閥ya送至搖臂夾緊機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)搖臂夾緊與放松。搖臂升降啟動(dòng)的初始條件：搖臂鉆床在平常或加工工件時(shí)，其搖臂處于夾緊狀態(tài)，搖臂夾緊信號(hào)開(kāi)關(guān)sq3被壓合，其動(dòng)斷觸點(diǎn)sq3處于斷開(kāi)狀態(tài)；搖臂放松信號(hào)開(kāi)關(guān)sq3未壓合，其動(dòng)合觸點(diǎn)sq2處于斷開(kāi)狀態(tài)，而動(dòng)斷觸點(diǎn)sq2處于閉合狀態(tài)。2.1.3 搖臂上升為例分析搖臂升降的控制以搖臂上升工作電氣如圖2.3 圖2.3 按下?lián)u臂上升點(diǎn)動(dòng)按鈕sb3，時(shí)間繼電器kt線圈通電，瞬動(dòng)常開(kāi)觸點(diǎn)kt閉合，接觸器km4線圈通電，液壓泵電動(dòng)機(jī)m3反向啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)，拖動(dòng)液壓泵送出壓力油。同時(shí)kt的斷電延時(shí)延時(shí)斷開(kāi)觸點(diǎn)kt閉合，電磁鐵ya線圈通電，液壓泵送出壓力油經(jīng)二位六通閥進(jìn)入搖臂夾緊機(jī)構(gòu)的松開(kāi)油腔，推動(dòng)活塞和菱形塊將搖臂松開(kāi)。搖臂松開(kāi)時(shí)，活塞桿通過(guò)彈簧片壓下行程開(kāi)關(guān)，發(fā)出搖臂松開(kāi)信號(hào)，即常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，前者斷開(kāi)線圈電路，電動(dòng)機(jī)m3停止旋轉(zhuǎn)，液壓泵停止供油，搖臂維持在松開(kāi)狀態(tài)；后者接通km2線圈電路，控制搖臂升降電動(dòng)機(jī)m2正向啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)，拖動(dòng)搖臂上升。 當(dāng)搖臂上升代所需位置時(shí)，松開(kāi)按鈕sb3，km2與kt線圈同時(shí)斷電，電動(dòng)機(jī)m2依慣性旋轉(zhuǎn)，搖臂停止上升。而kt線圈斷電，其斷電延時(shí)閉合觸點(diǎn)kt經(jīng)延時(shí)13s后才閉合，斷電延時(shí)斷開(kāi)觸點(diǎn)kt經(jīng)同樣延時(shí)后才斷開(kāi)。在kt斷電延時(shí)13s時(shí)，km5線圈仍處于斷電狀態(tài)，電磁鐵ya仍處于通電狀態(tài)，這段延時(shí)就確保了搖臂升降電動(dòng)機(jī)在斷開(kāi)電源后直到完全停止運(yùn)轉(zhuǎn)才開(kāi)始搖臂的夾緊動(dòng)作，因此，時(shí)間繼電器kt延時(shí)長(zhǎng)短是根據(jù)電動(dòng)機(jī)m2切斷電源到完全停止的慣性大小來(lái)調(diào)整。當(dāng)時(shí)間繼電器kt斷電延時(shí)時(shí)間到時(shí)，常閉觸點(diǎn)kt閉合，km5線圈通電吸合，液壓泵電動(dòng)機(jī)m3正向啟動(dòng)，拖動(dòng)液壓泵，供出壓力油，同時(shí)常閉觸點(diǎn)kt斷開(kāi)，電磁鐵ya線圈斷電，這時(shí)壓力油經(jīng)二位六通閥進(jìn)入搖臂夾緊油腔，反向推動(dòng)活塞和菱形塊，將搖臂夾緊，活塞桿通過(guò)彈簧片壓下行程開(kāi)關(guān)sq3，其常閉觸點(diǎn)sq3斷開(kāi)，km5線圈斷電，m3停止旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)搖臂夾緊，上升過(guò)程結(jié)束。搖臂自動(dòng)夾緊程度由行程開(kāi)關(guān)sq3控制，若夾緊機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障不能夾緊，將使常閉觸點(diǎn)sq3斷不開(kāi)，或者由于sq3安裝位置調(diào)整不當(dāng)，搖臂夾緊后仍不能壓下sq3，都將使m3長(zhǎng)期處于過(guò)載狀態(tài)，易將電動(dòng)機(jī)燒壞，為此，m3主電路采用熱繼電器fr2作過(guò)載保護(hù)。2.1.4主軸箱、立柱松開(kāi)與夾緊的控制軸箱和立柱的夾緊與松開(kāi)是同時(shí)進(jìn)行的，當(dāng)按下按鈕sb5，接觸器km4線圈通電，液壓泵電動(dòng)機(jī)m3反轉(zhuǎn)，拖動(dòng)液壓泵送出壓力油，這時(shí)電磁閥ya線圈處于斷電狀態(tài)，壓力油經(jīng)過(guò)二位六通閥進(jìn)入主軸箱與立柱松開(kāi)油腔，推動(dòng)活塞和菱形塊，使主軸和立柱松開(kāi)，由于ya線圈斷電，壓力油不能進(jìn)入搖臂松開(kāi)油腔，搖臂處于夾緊狀態(tài)，當(dāng)主軸箱與立柱松開(kāi)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)sq4沒(méi)有受壓，常閉觸點(diǎn)sq4閉合，指示燈hl1亮，表示主軸箱與立柱已松開(kāi)，此時(shí)可以手動(dòng)操作主軸箱在搖臂水平導(dǎo)軌上移動(dòng)，也可推動(dòng)搖臂使外外立柱作回轉(zhuǎn)移動(dòng)。當(dāng)移動(dòng)到位后，按下夾緊按鈕，接觸器km5線圈通電，m3正轉(zhuǎn)，拖動(dòng)液壓泵送出壓力油至夾緊油腔，使主軸箱與立柱夾緊。當(dāng)確以?shī)A緊時(shí)，壓下sq4，常開(kāi)觸點(diǎn)sq4閉合，hl2亮，而常閉觸點(diǎn)sq4斷開(kāi)，hl1滅，指示主軸箱與立柱已夾緊，可以進(jìn)行鉆削加工。2.2 液壓控制系統(tǒng)2.2.1 夾緊液壓控制系統(tǒng)：電磁閥ya控制搖臂上升、下降夾緊松開(kāi)，當(dāng)m3電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)（y004）時(shí)松開(kāi)，反轉(zhuǎn)（y005）時(shí)夾緊。電磁閥yv控制主軸箱左移、右移夾緊松開(kāi)，當(dāng)m3電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)（y004）時(shí)夾緊，反轉(zhuǎn)（y005）時(shí)松開(kāi)。電磁閥yh控制立柱夾緊松開(kāi)，當(dāng)m3電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)（y004）時(shí)夾緊，反轉(zhuǎn)（y005）時(shí)松開(kāi)。2.2.2 搖臂移動(dòng)與主軸箱移動(dòng)液壓系統(tǒng)圖電磁閥ym控制搖臂上升、下降，當(dāng)m2電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)（y002）時(shí)，搖臂上升，反轉(zhuǎn)（y003）時(shí)，搖臂下降。電磁閥yn控制主軸箱左移、右移，當(dāng)m2電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)（y002）時(shí)，搖臂左移，反轉(zhuǎn)（y003）時(shí)，搖臂右移。三、plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容3.1 plc設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的基本原則1.滿足被控設(shè)備的全部要求，包括功能要求、性能要求。2.在滿足控制系統(tǒng)要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)考慮適用性、經(jīng)濟(jì)性、可維護(hù)性。3.控制系統(tǒng)應(yīng)確?？刂圃O(shè)備性能的穩(wěn)定性及工作的安全性、可靠性。4.控制系統(tǒng)應(yīng)具有可擴(kuò)展性，能滿足生產(chǎn)設(shè)備的改良和系統(tǒng)的升級(jí)。5.要注意控制系統(tǒng)輸入/輸出設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化原則和多供應(yīng)商原則，易于采購(gòu)和替換。易于操作，符合人機(jī)工程學(xué)和用戶的操作習(xí)慣。3.2 plc控制系統(tǒng)的i/o點(diǎn)數(shù)確定與plc機(jī)型選擇一般系統(tǒng)中，開(kāi)關(guān)量輸入與輸出的比例為6：4，根據(jù)i/o總點(diǎn)數(shù)可給出如下的經(jīng)驗(yàn)公式：所需內(nèi)存總字?jǐn)?shù)=開(kāi)關(guān)量（輸入+輸出）總點(diǎn)數(shù)*10余量：一般按計(jì)算存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)的25%考慮余量。所需內(nèi)存總字?jǐn)?shù)=(28+20)*10=480輸入點(diǎn)數(shù)為28點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)為20點(diǎn)，故總點(diǎn)數(shù)應(yīng)大于48plc機(jī)型應(yīng)選擇：共有輸入64點(diǎn)，輸出64點(diǎn)，繼電器輸出。3.3 i/o接線圖3.4 plc i/o、地址分配表3.5流程圖3.6 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 3.7 梯形圖 3.8指令表27 0 ldx000x000 =復(fù)位鍵1 sets02 ldx001x001 =急停鍵3 outm80944 ldx004x004 =主軸開(kāi)始5 ory001y001 =主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)6 anix003x003 =主軸停止7 outy001y001 =主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)8 outy020y020 =hl3主軸工作指示燈9 ldx005x005 =搖臂上升10 ory004y004 =m3電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)11 ory002y002 =m2電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)12 anix007x007 =搖臂停止13 anix010x010 =搖臂上升到位14 mps15 anix03016 aniy005y005 =m3電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)17 outy004y004 =m3電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)18 outy010y010 =電磁閥ya19 mpp20 andx03021 anix006x006 =搖臂下降22 aniy003y003 =m2電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)23 outy002y002 =m2電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)24 outy012y012 =電磁閥ym25 ldx006x006 =搖臂下降26 ory004y004 =m3電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)27 ory003y003 =m2電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)28 anix007x007 =搖臂停止29 anix010x010 =搖臂上升到位30 mps31 anix03032 aniy005y005 =m3電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)33 outy004y004 =m3電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)34 outy010y010 =電磁閥ya35 mpp36 andx03037 anix005x005 =搖臂上升38 aniy002y002 =m2電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)39 outy003y003 =m2電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)40 outy012y012 =電磁閥ym41 ldx010x010 =搖臂上升到位42 orx007x007 =搖臂停止43 ory035y035 =輔助輸出44 anix031x031 =搖臂夾緊到位45 outt0k2046 mps47 andt048 aniy004y004 =m3電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)49 outy005y005 =m3電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)50 outy010y010=電磁閥ya51 mpp52 outy035y035=輔助輸出53 ldx012x012=主軸箱左移54 ory004y004=m3電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)55 ory002y002=m2電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)56 anix032x032=主軸箱移動(dòng)停止57 anix016x016=主軸箱左移到位58 mps59 anix015x015=主軸箱松開(kāi)到位60 aniy005y005=m3電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)61 outy004y004=m3電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)62 outy011y011=電磁閥yv63 mpp64 andx015x015=主軸箱松開(kāi)到位65 anix013x013=主軸箱右移66 aniy003y003=m2電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)67 outy002y002=m2電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)68 outy013y013=電磁閥yn69 ldx013x013=主軸箱右移70 ory004y004=m3電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)71 ory003y003=m2電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)72 anix032x032=主軸箱移動(dòng)停止73 ani x016x016=主軸箱左移到位74 mps75 anix015x015=主軸箱松開(kāi)到位76 aniy005y005=m3電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)77 outy004y004=m3電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)78 outy011y011=電磁閥yv79 mpp80 andx015x015=主軸箱松開(kāi)到位81 anix012x012=主軸箱左移82 aniy002y002=m2電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)83 outy003y003=m2電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)84 outy013y013=電磁閥yn85 ldx016x016=主軸箱左移到位86 orx032x032=主軸箱移動(dòng)停止87 ory02188 anix014x014=主軸箱夾緊到位89 outt0k2090 mps91 andt092 aniy004y004=m3電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)93 outy005y005=m3電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)94 outy011y011=電磁閥yv95 mpp96 outy02197 ldx03398 ory004y004 =m3電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)99 ory006y006=m5電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)100 anix023x023=搖臂回轉(zhuǎn)停止101 mps102 anix022x022 =搖臂回轉(zhuǎn)松開(kāi)到位103 aniy005y005 =m3電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)104 outy004y004 =m3電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)105 outy014y014 =電磁閥yh106 mpp107 andx022x022 =搖臂回轉(zhuǎn)松開(kāi)到位108 aniy006y006 =m5電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)109 outy007y007 =m5電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)110 ldx023x023 =搖臂回轉(zhuǎn)停止111ory045y045 =輔助輸出112anix021x021 =搖臂回轉(zhuǎn)夾緊到位113outt0k20114 mps115 andt0116aniy004y004=m3電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)117outy005y005=m3電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)118outy014y014=電磁閥yh119mpp120outy045y045=輔助輸出121ldx024x024=冷卻泵開(kāi)122ory015y015=m4電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)123anix025x025=冷卻泵關(guān)124outy015y015 =m4電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)125 ldx030126orx022x022 =搖臂回轉(zhuǎn)松開(kāi)到位127 orx015x015 =主軸箱松開(kāi)到位128outy016y016 =hl1松開(kāi)指示燈129ldx031x031 =搖臂夾緊到位130orx021x021 =搖臂回轉(zhuǎn)夾緊到位131 orx014x014 =主軸箱夾緊到位132 outy017y017 =hl2夾緊指示燈133ldx034x034 =計(jì)數(shù)器復(fù)位134 rstc100135ldx035x035 =傳感器感應(yīng)開(kāi)關(guān)136outc100k10000137ldc100138outy030y030 =計(jì)數(shù)器輸出139end經(jīng)上機(jī)調(diào)試，此程序符合要求3.9所用材料及型號(hào)規(guī)格序號(hào)名稱符號(hào)型號(hào)規(guī)格1照明燈hljc240w,ac36v2立柱、主軸箱放松指示燈hl1la19-11d黃色，ac6.3v3立柱、主軸箱夾緊指示燈hl2la19-11d綠色，ac6.3v4主軸運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈hl3la19-11d綠色，ac6.3v5主軸電動(dòng)機(jī)熱繼電器fr1jr0-40熱元件46.4a6液壓電動(dòng)機(jī)熱繼電器fr2jr0-40熱元件11.6a7主機(jī)源熔斷器fu1rl1-60熔體20a8搖臂液壓電動(dòng)機(jī)控制電路熔斷器fu2rl1-15熔體10a9照明燈熔斷器fu3rl1-15熔體2a10主軸電動(dòng)機(jī)接觸器km1gj0-10b線圈電壓ac127v11搖臂上升接觸器km2gj0-11b線圈電壓ac127v12搖臂下降接觸器km3gj0-12b線圈電壓ac127v13液壓電動(dòng)機(jī)正向接觸器km4gj0-13b線圈電壓ac127v14液壓電動(dòng)機(jī)反向接觸器km5gj0-14b線圈電壓ac127v15主軸電動(dòng)機(jī)m1jo-32-4,t23kwac380v,6.8a,1420r/min16搖臂升降電動(dòng)機(jī)m2jo-21-4,t21.5kwac380v,3.7a,1400r/min17液壓電動(dòng)機(jī)m3jo4-11-4,t20.75kwac380v,2.1a,1390r/min18冷卻泵電動(dòng)機(jī)m4jcb-220.75kwac380v,1.9a,2825r/min19步進(jìn)電動(dòng)機(jī)m5jo-21-4,t21.5kwac380v,2.68a,1350r/m