#Z3040搖臂鉆床的PLC改造

1、摘要 :鉆床是一種常用的機(jī)床， 在生產(chǎn)中應(yīng)用很廣泛， 種類繁多。然而， 在運(yùn)作中，傳統(tǒng)的鉆床暴露了越來(lái)越多的問(wèn)題，比如：觸點(diǎn)過(guò)多、故 障出現(xiàn)頻繁、維修不方便，影響了鉆床的正常工作，引起產(chǎn)品質(zhì)量降 低。由于各種各樣的問(wèn)題，鉆床的改造勢(shì)在必行。在眾多的改造方案中， PLC 改造以其他同類產(chǎn)品所不具備的優(yōu)點(diǎn)脫穎而出。本文以 PLC 為控制核心進(jìn)行的對(duì) Z3040 搖臂鉆床的自動(dòng)化改造， 在本文中闡述了傳統(tǒng)鉆床繼電器控制電路以及行程開(kāi)關(guān)的缺點(diǎn)，提出 了詳細(xì)的改進(jìn)方案。 繪制出了改造過(guò)后的電氣原理圖及 PLC 接線圖等。 并編寫(xiě)了 PLC 的控制程序，取得了良好的效果。關(guān)鍵詞：搖臂鉆床 PLC 傳感器

2、改造目錄第一章 搖臂鉆床的介紹一、Z3040搖臂鉆床系統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng) 3二、Z3040搖臂鉆床系統(tǒng)的電氣系統(tǒng) 4三、Z3040搖臂鉆床的潤(rùn)滑和冷卻系統(tǒng)7第二章 繼電器控制的搖臂鉆床的工作原理一、控制電路電路原理圖 8二、鉆床的操作步驟及工作原理 9三、電氣元件清單 11第三章 Z3040 搖臂鉆床的電氣控制的改造一、Z3040搖臂鉆床行程開(kāi)關(guān)的改進(jìn) 14二、Z3040搖臂鉆床繼電器控制線路的改進(jìn) 18三、I/O分配表 21四、Z3040搖臂鉆床改造的接線圖 22五、 程序 23結(jié)束語(yǔ) 2627答謝辭參考文獻(xiàn) 28第一章Z3040搖臂鉆床介紹鉆床是一種常用的機(jī)床，分臺(tái)式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床。種

3、類繁 多，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用得非常廣泛，本文以Z3040搖臂鉆床為對(duì)象進(jìn)行PLC改造。圖 1-1 XXXXXX一 Z3040系統(tǒng)的機(jī)械Z3040搖臂 系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn) 轉(zhuǎn)、主軸進(jìn)給 及主軸箱在 動(dòng)等功能（參（1）主軸主軸的旋 反轉(zhuǎn)及停止 （主軸正反 手柄）操縱。 左扳動(dòng)，主軸 在面板上指示燈搖臂鉆床 系統(tǒng)鉆床整個(gè) 主軸旋 搖臂升降 搖臂上移 看表1-3） 旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)有正、 由手柄16 轉(zhuǎn)及停止 當(dāng)手柄向正轉(zhuǎn)，并顯示旋向；當(dāng)手柄在中間位置時(shí)主軸停止，指示燈熄滅；當(dāng)手柄向右扳動(dòng)， 主軸反轉(zhuǎn)，另一指示燈顯示旋向。選用不同的轉(zhuǎn)速時(shí)，可轉(zhuǎn)動(dòng)手輪 11 （主軸旋轉(zhuǎn)變換手輪）即可得到 主軸的12種轉(zhuǎn)速，手輪上設(shè)有“ 0

4、”位，用以校調(diào)和對(duì)刀。變速時(shí)必 須使用手柄16 （主軸正反轉(zhuǎn)及停止手柄）處于中間位置以停止電機(jī)旋 轉(zhuǎn)，否則會(huì)造成有關(guān)齒輪在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行切換，而發(fā)生意外。主軸電機(jī)主要帶動(dòng)刀具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為零件進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、 鏜孔、平面和攻螺紋的動(dòng)力電機(jī)（2）主軸進(jìn)給主要是調(diào)整主軸電機(jī)帶動(dòng)刀具的進(jìn)給；該進(jìn)給有三種形式：一、快速移動(dòng)或手動(dòng)進(jìn)給二、機(jī)動(dòng)進(jìn)給三、微動(dòng)進(jìn)給（3）搖臂升降及主軸箱在搖臂上移動(dòng)主要是調(diào)整主軸電機(jī)帶動(dòng)刀具與加工工件的位置。以便于在工件 上加工相應(yīng)的深度。二Z3040搖臂鉆床的電氣系統(tǒng)本機(jī)床的電源是三相380V,50H乙電氣設(shè)備敘述如下：（見(jiàn)表1-3）M4 主電動(dòng)機(jī)，安裝在主軸箱頂部，由手

5、柄16 （主軸正反轉(zhuǎn)及停止手柄）與微動(dòng)開(kāi)關(guān)SQ4操作交流接觸器KMKM5控制其動(dòng)作。M8 搖臂升降電動(dòng)機(jī)，由按鈕12（SB3、13（SB4）操作交流接觸器 KM8 KM9空制其動(dòng)作。M10 立柱夾緊電動(dòng)機(jī)，由主軸箱夾緊手柄 2聯(lián)動(dòng)操作微動(dòng)開(kāi)關(guān)SA8 和交流接觸器KM10空制其動(dòng)作。M11 冷卻泵電動(dòng)機(jī)，由安裝在電源蓋板上的按鈕 19（SB5 SBQ和 交流接觸器KM1控制其動(dòng)作。各電動(dòng)機(jī)設(shè)備都有熔絲保護(hù)裝置，主電動(dòng)機(jī)及冷卻泵電動(dòng)機(jī)還裝有 三相過(guò)載保護(hù)裝置。本機(jī)床設(shè)有急停、零壓保護(hù)及搖臂升降保險(xiǎn)裝置，并設(shè)有信號(hào)燈。 電氣箱及電源箱實(shí)現(xiàn)了開(kāi)門(mén)斷電，工作照明采用安全電壓 24伏。 機(jī)床各操縱手柄和開(kāi)

6、關(guān)的部位和用途：j表 1 3 * j表編號(hào)名稱和用途1進(jìn)給量變換盤(pán)2立柱和主軸箱夾緊手柄3主軸快速移動(dòng)和接通機(jī)動(dòng)進(jìn)給手柄4主軸箱移動(dòng)手輪5搖臂夾緊手柄6刻度盤(pán)微調(diào)捏手7定程切削捏手8零壓按鈕9主軸正轉(zhuǎn)扌曰小燈10主軸反轉(zhuǎn)指示燈11主軸轉(zhuǎn)速變換手輪12搖臂上升按鈕13搖臂下降按鈕14立柱松開(kāi)、夾緊開(kāi)關(guān)15刻度盤(pán)微調(diào)鎖緊捏手16主軸正反轉(zhuǎn)及停止手柄17接通斷開(kāi)機(jī)動(dòng)進(jìn)給手柄18微量進(jìn)給手輪19冷卻泵電動(dòng)機(jī)按鈕20電源總開(kāi)關(guān)21緊急停止按鈕電源引入電源開(kāi)關(guān)主軸令卻泵立柱升降槍JF克累圖1-2主電路電氣原理圖主電路簡(jiǎn)介：在本鉆床中，M4為主軸電機(jī)，M8為搖臂電機(jī)，M10為立柱夾緊電 機(jī)，當(dāng)KM2閉合，主

7、軸電機(jī)正轉(zhuǎn)，KM3閉合，主軸電機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng) KM4 閉合，主軸電機(jī)低速，KM5閉合，主軸電機(jī)高速；KM8閉合搖臂下降， 當(dāng)KM9閉合，搖臂上升；KM10閉合，立柱夾緊；KM11閉合，冷卻電機(jī) 啟動(dòng)，SQ15和SQ16為電氣箱門(mén)開(kāi)關(guān)。三Z3040搖臂鉆床的潤(rùn)滑和冷卻系統(tǒng)（1）潤(rùn)滑系統(tǒng)1）機(jī)動(dòng)潤(rùn)滑：主軸箱內(nèi)所有的齒輪、軸承、摩擦片式離合器等，均由安裝于主軸箱頂上的專用油泵供油潤(rùn)滑。透過(guò)箱體左側(cè)上部的油窗可以觀察潤(rùn)滑油的流動(dòng)情況，以判斷油泵工作是否正常。當(dāng)機(jī)床電機(jī)不旋轉(zhuǎn)時(shí)，油面不應(yīng)低于油窗的中心。放油塞位于主軸箱的下端。主軸箱油池注油 口位于箱體頂部。2）人工潤(rùn)滑： 主軸上、下軸承的潤(rùn)滑脂是用油槍注入

8、的。將主軸套伸出后，從套 上的左側(cè)小孔向下軸承直接注油。主軸上軸承加油是從主軸箱左側(cè)上 部油窗下面的表牌所蓋孔內(nèi)對(duì)準(zhǔn)主軸套上的小孔直接注油。立柱夾緊用的蝸輪減速箱位于立柱頂部的升降機(jī)構(gòu)的箱體內(nèi)， 采用 鈣基潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。機(jī)床各部位潤(rùn)滑應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行。（2）冷卻系統(tǒng) 刀具的冷卻由專用的冷卻泵供給冷卻液。冷卻液貯存于機(jī)床底座 的空腔內(nèi)，其流量大小可用內(nèi)螺紋球閥調(diào)節(jié)。第二章 繼電器控制的搖臂鉆床的工作原理、控制電路原理圖繼電器控制的鉆床操作步驟及工作原理(1)鉆床的操作步驟1）接通電源，HL1信號(hào)燈亮；2）扳動(dòng)手柄 1 6（主軸正反轉(zhuǎn)及停止手柄）至中間停車位置上，按SB2光標(biāo)按鈕，HL2光標(biāo)亮。3

9、）扳動(dòng)手柄16 （主軸正反轉(zhuǎn)及停止手柄）至正轉(zhuǎn)位置，HL3信號(hào)燈亮，仔細(xì)觀察主軸運(yùn)動(dòng)情況，如一切正常，則準(zhǔn)備工作完畢。（ 2）主軸轉(zhuǎn)速的選擇操作如下：1 ）停車將手柄 16（主軸正反轉(zhuǎn)及停止手柄）扳到中間位置；2）選速將手輪 11（主軸旋轉(zhuǎn)變換手輪）扳到所需要的轉(zhuǎn)速檔；3）開(kāi)車將手柄 16（主軸正反轉(zhuǎn)及停止手柄）扳到主軸正轉(zhuǎn)位置， 即獲得所選轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速選擇的工作原理：例如要獲得 50轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速， 首先將手輪 11（主軸旋轉(zhuǎn)變換手輪） 撥到 50 轉(zhuǎn)/分，將手柄 16（主軸正反轉(zhuǎn)及停止手柄）扳向正轉(zhuǎn)位置。 這時(shí)SA1的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，則電源通過(guò) KA1 SQ3的常閉觸點(diǎn)、KM3的 常閉觸點(diǎn)接通交

10、流接觸器 KM2線圈，KM2線圈帶電。交流接觸器 KM4 線圈通過(guò)SQ4的常閉觸點(diǎn)和KM5的常閉觸點(diǎn)接通帶電，于是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速在 1410轉(zhuǎn)/分速度下，而主軸的轉(zhuǎn)速為 50 轉(zhuǎn)/分，正轉(zhuǎn)。同時(shí)，時(shí) 間繼電器KT1線圈通過(guò)KM2的常開(kāi)觸點(diǎn)帶電，為主軸停車制動(dòng)做好準(zhǔn) 備。當(dāng)手柄16 （主軸正反轉(zhuǎn)及停止手柄）扳向中間停車位置時(shí)，SA1的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合斷開(kāi)，則KM2 KT1失電，KT1的一付常開(kāi)觸點(diǎn)延時(shí)斷開(kāi)， KM2的一付常閉觸點(diǎn)閉合，中間繼電器 KA2通過(guò)KT1、KM2 KM3帶電， KA2的一付常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，24V交流電通通過(guò)橋式整流變成直流電再經(jīng) 過(guò)電磁制動(dòng)器線圈，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。制動(dòng)時(shí)間由 KT1 控

11、制，制動(dòng)完畢，電 磁離合器線圈失電。切勿在開(kāi)車時(shí)撥動(dòng)手輪子 11（主軸旋轉(zhuǎn)變換手輪） ，否則會(huì)造成有 關(guān)齒輪在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行切換，而發(fā)生意外事故。（ 3）搖臂升降和夾緊首選把搖臂夾緊手柄 5（搖臂夾緊手柄）松開(kāi)，而后按住上升（或下 降）按鈕SB3 （或SB4），搖臂就上升（或下降），松開(kāi)按鈕搖臂就停止 運(yùn)動(dòng)。當(dāng)按住SB3按鈕時(shí)，交流接觸器 KM6線圈通過(guò)KA3 SB3 SQ6的常 閉觸電、KM3的常閉觸點(diǎn)帶電，使電動(dòng)機(jī) M8旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)搖臂上升，搖 臂上升到位后，松開(kāi)按鈕SB3 KM8斷電，電動(dòng)機(jī)停止旋轉(zhuǎn)。扳動(dòng)手柄 5至夾緊裝置，搖臂夾緊裝置將搖臂夾緊。搖臂下降原理與此相同。（4）立柱夾緊和松開(kāi)

12、立柱夾緊和松開(kāi)是和主軸箱夾緊手柄 2聯(lián)動(dòng)操縱的。當(dāng)夾緊手柄 2 處在松開(kāi)位置時(shí)，則SA常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，交流接觸器KM1（線圈通過(guò)SA8 SQ9帶電，電動(dòng)機(jī)M10旋轉(zhuǎn)，內(nèi)外柱松開(kāi)。當(dāng)松開(kāi)到位后，限位形狀 SQ9常閉斷開(kāi)，KM1C斷電，電動(dòng)機(jī)停止旋轉(zhuǎn)。立柱夾緊原理與松開(kāi)相同。開(kāi)關(guān)14是單獨(dú)控制立柱松開(kāi)與夾緊的。（5）搖臂升降保險(xiǎn)及機(jī)床急停裝置搖臂升降保險(xiǎn)裝置由微動(dòng)開(kāi)關(guān) SQ6 SQ7及上、下觸桿聯(lián)動(dòng)操縱的， 當(dāng)搖臂升（或降）到極限位置時(shí)，觸動(dòng)上（或下）觸桿，將微動(dòng)開(kāi)關(guān) SQ6（或SQ7的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使交流接觸器KM8（或KM9線圈斷電， 電動(dòng)機(jī)M8停止旋轉(zhuǎn)，起到了保險(xiǎn)作用。當(dāng)遇有異常情況時(shí)，按動(dòng)操

13、作面牌上的紅色蘑菇頭急停按鈕 SB1整 個(gè)控制回路斷電，機(jī)床所有動(dòng)作中止。（6）開(kāi)門(mén)斷電當(dāng)電氣箱門(mén)（或電源箱門(mén)）打開(kāi)時(shí)，SQ15（或SQ16的常閉觸電閉 合，這時(shí)使電源自動(dòng)開(kāi)關(guān)的分勵(lì)線圈帶電，從而使電源自動(dòng)開(kāi)關(guān)（ QF 自動(dòng)切斷電源。當(dāng)電氣箱門(mén)（或電源箱門(mén)）打開(kāi)后，需要送電時(shí)，只需把 SQ15（或 SQ16門(mén)開(kāi)關(guān)的觸頭拉開(kāi)并向右旋轉(zhuǎn)鎖定，再把電源開(kāi)關(guān)（ QF合上， 這時(shí)配電板內(nèi)就有電，便于維修檢查。三電氣元件清單電氣代號(hào)名稱用途技術(shù)數(shù)據(jù)數(shù)量M4電動(dòng) 機(jī)主軸旋轉(zhuǎn)YD90L-4/2, B5, 1. 3/1 . 8KW1430/2850轉(zhuǎn)/ 分（Z3025）1M8搖臂升降YO7124T3,0. 55

14、KW1400轉(zhuǎn)/分1M10立柱夾緊松開(kāi)YO6334T3,0. 37KW1400轉(zhuǎn)/分1M11冷卻AB-25,0 . 09KW2800轉(zhuǎn)/分1FU2熔斷器保護(hù)M8M1QM11RT18-323FU3保護(hù)工作燈BCF 3A1FU4保護(hù)扌曰小燈BCF 1A1FU5保護(hù)控制回路BCF 3A1QF自動(dòng)開(kāi)關(guān)電源總開(kāi)關(guān)DZ5/20FHS/330,10A.24V1SA主令開(kāi)關(guān)立柱松開(kāi)和夾緊LS3-21SB1按鈕急停LAY3-01ZS/1 紅色1SB2零壓保護(hù)LA19-11D 綠色1SB3搖臂上升LA19-11A 黑色1SB4搖臂下降LA19-11A 黑色1SB5冷卻泵停LA19-11A 紅色1SB6冷卻泵啟動(dòng)L

15、A19-11A 綠色1KA1中間 繼電 器零壓保護(hù)CAZ-DN140 110V1KA2主電機(jī)制動(dòng)CAZ-DN122 110V1KM2KM3交流接觸器主電機(jī)正反轉(zhuǎn)ZC1-D093+LA1-D22110V2KM4主電機(jī)低速LC1-D099110V1KM5主電機(jī)高速LC1-D099+LA1-D31110V1KM8KM9搖臂升降電機(jī)旋轉(zhuǎn)LC1-D099,110V2KM10立柱夾緊電動(dòng)旋轉(zhuǎn)LC1-D099,110V1KM11冷卻泵電機(jī)旋轉(zhuǎn)LC1-D099,110V1KT1時(shí)間 繼電 器控制制動(dòng)時(shí)間JS7-1A,110V,0.4-60 秒1FR4熱繼電器主電機(jī)過(guò)載保護(hù)LR1-D093101FR11冷卻泵電

16、機(jī)過(guò)載保護(hù)LR1-D093031XT接線板連接導(dǎo)線端子LR1-D0930611YB1電磁 制動(dòng) 器主電機(jī)制動(dòng)DZD5-10,10Nm1SA1微動(dòng)主軸正轉(zhuǎn)KWX1SA2開(kāi)關(guān)主軸反轉(zhuǎn)KWX1SQ3主軸限位KWX1SQ4主電機(jī)低速高速JWL1-111SA5搖臂升降和夾緊互鎖JWL1-111SQ6搖臂上升限位JWL1-111SQ7搖臂下升限位JWL1-111SA8立柱松開(kāi)夾緊JWL1-111SQ9立柱松開(kāi)夾緊限位JWL1-111SA10旋鈕開(kāi)關(guān)控制工作燈1TC控制變壓器控制回路照明及信號(hào)燈110V,80WJBK4-160,380/ 28V,30W24V,40W63V,10W1SQ15門(mén)開(kāi)關(guān)電氣箱門(mén)開(kāi)關(guān)

17、控制JWM8-111SQ16JWM8-111VC硅二極管主軸制動(dòng)2CZ5,2A,500Y5HL1山燈r電源指示XDX1-R,白色1HL2零壓指示光標(biāo)按鈕SB2,綠色1HL3主軸正轉(zhuǎn)XDX1-Za 綠色1HL4主軸反轉(zhuǎn)XDX1-Z,蘭色1EL工作燈工作照明JC-25、24Y、40W1第三章Z3040搖臂鉆床的電氣控制的改造一 Z3040搖臂鉆床中行程開(kāi)關(guān)的改進(jìn)機(jī)床控制線路中的行程開(kāi)關(guān)存在響應(yīng)速度低、精度差、接觸檢測(cè)容 易損壞被檢測(cè)物及壽命短等缺點(diǎn)。行程開(kāi)關(guān)作為限位元件的最大缺點(diǎn)， 是只能斷開(kāi)接觸器的控制回路 當(dāng)遇到接觸器的主觸點(diǎn)熔焊，或滯后釋放時(shí)，那么限位保護(hù)就會(huì)失靈。 因此，在一些重要設(shè)備中，

18、就須設(shè)置超行程后備保護(hù)。若用傳感器代替則解決這一問(wèn)題了。這里我用光電傳感器來(lái)代替行程開(kāi)關(guān)因?yàn)楣怆妭鞲衅鳎?具有自診斷穩(wěn)定工作區(qū)指示功能，可及時(shí)告知工作狀態(tài)是否可靠；2對(duì)射式、反射式、鏡面反射式光電開(kāi)關(guān)都有防止相互干擾功能，安裝方便；3對(duì)ES外同步（外診斷）控制端的進(jìn)行設(shè)置可在運(yùn)行前預(yù)檢光電開(kāi) 關(guān)是否正常工作。并可隨時(shí)接受計(jì)算機(jī)或可編程控制器的中斷或檢測(cè) 指令，外診斷與自診斷的適當(dāng)組合可使光電開(kāi)關(guān)智能化；4響應(yīng)速度快，高速光電開(kāi)關(guān)的響應(yīng)速度可達(dá)到 0.1ms,每分鐘可進(jìn) 行30萬(wàn)次檢測(cè)操作，能檢出高速移動(dòng)的微小物體；5采用專用集成電路和先進(jìn)的 SMT表面安裝工藝，具有很高的可靠 性；6體積小（最

19、小僅20X 31 x 12mm、重量輕，安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，并具有 短路保護(hù)功能對(duì)于傳感器的用途、概念和分類我就做下簡(jiǎn)單的介紹現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)是信息的采集、傳輸和處理技術(shù)，即傳感 技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，它們分別構(gòu)成了信息技術(shù)系統(tǒng)的“感 官”、“神經(jīng)”和“大腦”。信息采集系統(tǒng)的首要部件是傳感器，且置于 系統(tǒng)的最前端。在一個(gè)現(xiàn)代自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中，如果沒(méi)有傳感器，就無(wú) 法監(jiān)測(cè)與控制表征生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)的各種參量，也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)控制。在現(xiàn)代技術(shù)中，傳感器實(shí)際上是現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù) 的基礎(chǔ)。下圖所示為傳感器應(yīng)用的系統(tǒng)框圖。1.傳感器的概念和分類一個(gè)完整的檢測(cè)系統(tǒng)或檢測(cè)裝置通常是由傳感器，

20、測(cè)量電路和顯示 記錄裝置等部分組成，分別完成信息獲取，轉(zhuǎn)換，顯示和處理等功能傳感器是把被測(cè)量（如物理量，化學(xué)量，生物量等）變換為另一種 與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系，并且便于測(cè)量的量（通常是電學(xué)量）的裝置。 為檢測(cè)系統(tǒng)提供必需的原始信息。它是整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)最重要的環(huán)節(jié)。按應(yīng)用目的分類：機(jī)械量傳感器：如位移傳感器、力傳感器、速度傳感器、加速度傳感 熱工量傳感器：如溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器。化學(xué)量傳感器。生物量傳感器。按傳感器按輸出量的性質(zhì)分：參量型：它的輸出是電阻、電感、電容等無(wú)源電參量，相應(yīng)的有電阻 式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器發(fā)電型：它的輸出是電壓或電流，相應(yīng)的有熱電偶傳感器、光電傳感

21、 器、磁電傳感器、壓電傳感器。我們主要介紹光電傳感器光電傳感器光電傳感器是采用光電元件做為檢測(cè)元件的的傳感器。它首先把被 測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào) 轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電傳感器一般由光源，光學(xué)通路和光電元件三部分 組成。光電檢測(cè)方法具有精度高，反應(yīng)快，非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測(cè) 參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形式靈活，因此在檢測(cè)系統(tǒng)控制領(lǐng)域內(nèi) 得到廣泛運(yùn)用。光電傳感器常用光源有發(fā)光二極管、鎢絲燈泡+濾光片、 激光。光電式傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)加工工件的到位情況光電式傳感器的外型圖那么用它來(lái)代替機(jī)床控制線路的行程開(kāi)關(guān)就比較合理。但光電式傳感器有兩種類型它分為 NPN型和PNP型傳

22、感器。如果選擇PNP型傳感器,其輸出端電流是向傳感器外流的，如果傳感器接PLC,則電流由傳感器輸出端流向 PLC.而NPN型傳感器,其輸出端電流是向傳感器里流的，如果傳感器接PLC,則電流由PLC流向傳感器。因此我選擇PNP型的傳感器，檢測(cè)距離為5mm一般光電式傳感器有三根線（紅色、黑色、白色）或（棕色、藍(lán)色、 黃色）接線一般是紅色和棕色接電源的火線黑色和藍(lán)色接電源的零線白色和黃色接信號(hào)線光電傳感器的接線圖如下傳感器與電源+繼電器-接觸器控制的搖臂鉆床存在電路接線復(fù)雜，觸點(diǎn)多、噪音要求:輸入輸出急停按鈕：SB1主電機(jī)正轉(zhuǎn)：KM2零壓保護(hù)按鈕：SB2主電機(jī)反轉(zhuǎn)：KM3搖臂上升按鈕：SB3主電機(jī)低

23、速：KM4搖臂下降按鈕：SB4主電機(jī)高速：KM5冷卻泵停止按鈕：SB5冷卻泵啟動(dòng)按鈕：SB6主軸正轉(zhuǎn)：SA1主軸反轉(zhuǎn)：SA2主軸限位：SQ3主電機(jī)低速高速：SQ4主電機(jī)制動(dòng)：YB1搖臂上升：KM8搖臂下降：KM9立柱夾緊和松開(kāi)：KM10冷卻泵工作：KM11 零壓指示：HL2主軸正轉(zhuǎn)指示：HL3主軸反轉(zhuǎn)指示：HL4 工作照明：EL搖臂升降和夾緊互鎖：SA5 搖臂上升限位：SQ6搖臂下降限位：SQ7立柱松開(kāi)夾緊：SA8立柱松開(kāi)夾緊限位：SQ9工作燈開(kāi)關(guān)：SA10立柱松開(kāi)和夾緊：SA必須大于13個(gè)。但是機(jī)床控制線路的電壓等級(jí)比較多。所以在選17個(gè)而輸出端PLC從這輸入、輸出可看出要選的PLC的輸入端

24、必須大于 時(shí)必須注意PLC的輸出。其中三菱PLC的輸出是一個(gè)COME幾個(gè)輸出，所以電壓等級(jí)不同就 不能用同一個(gè)COMF的輸出。選擇三菱PLC系列中的FX1N-40MR原因是其輸入端有24個(gè)，輸出端 有16個(gè)。對(duì)該機(jī)床的改造是非常合適的。FX1N系歹【J可編程控制器PLC的構(gòu) 成從PLC包 括結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不 可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、 底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置 FX1N-40Mf三菱PLC 是屬于繼電器輸出型的PLC因?yàn)槔^電器

25、輸出適用于低頻大功率直流或 交流負(fù)載。而該機(jī)床的輸出繼電器是交流，主電機(jī)的制動(dòng)電磁閥是直 流這更能說(shuō)明FX1N-40MF三菱PLC對(duì)該機(jī)床的改造是非常適用的。4. PLC的循環(huán)掃描工作過(guò)程1 )PLC的循環(huán)掃描PLC的CPU是采用分時(shí)操作的原理，每一時(shí)刻執(zhí)行一個(gè)操作， 隨著時(shí)間的延伸一個(gè)動(dòng)作接一個(gè)動(dòng)作順序地進(jìn)行，這種分時(shí)操作進(jìn)程 稱為CPU對(duì)程序的掃描°PLC的用戶程序由若干條指令組成，指 令在存儲(chǔ)器中按序號(hào)順序排列°CPU從第一條指令開(kāi)始，順序逐條 地執(zhí)行用戶程序，直到用戶程序結(jié)束，然后返回第一條指令開(kāi)始新的 一輪掃描。三I/O 分配表由PLC的選擇及輸入輸出端子確定的輸

26、入輸出分配表如下:輸入輸出名稱代號(hào)輸入點(diǎn)編號(hào)名稱代號(hào)輸出點(diǎn)編號(hào)急停SB1X1主電機(jī)正轉(zhuǎn)KM2Y10零壓保護(hù)SB2X2主電機(jī)反轉(zhuǎn)KM3Y11搖臂上升SB3X3主電機(jī)低速KM4Y12搖臂下降SB4X4主電機(jī)高速KM5Y13冷卻泵停SB5X5主電機(jī)制動(dòng)YB1Y1冷卻泵啟動(dòng)SB6X6搖臂上升KM8Y14主軸正轉(zhuǎn)SA1X7搖臂下降KM9Y15主軸反轉(zhuǎn)SA2X10立柱夾緊和松開(kāi)KM10Y16主軸限位SQ3X11冷卻泵工作KM11Y0主電機(jī)低速高速SQ4X12零壓指示HL2Y5搖臂升降和夾緊互鎖SA5X13主軸正轉(zhuǎn)指示HL3Y6搖臂上升限位SQ6X14主軸反轉(zhuǎn)指示HL4Y7搖臂下降限位SQ7X15工作照明E

27、LY2立柱松開(kāi)夾緊SA8X16立柱松開(kāi)夾緊限位SQ9X17工作燈開(kāi)關(guān)SA10X20立柱松開(kāi)和 夾緊SAX21四Z3040搖臂鉆床改造的接線圖五程序36g. S a#343 Ffr 1 錚 UH M 21wvvwvw二 uroFX1N4OMRPLC1整體程序N1Ml需壓斷燈Ml WllM 卜m-I卜2fol汕扌vol扌n-OurolYDJOh-m HD03 擁 M "15m m vou< *014騎上升m組2iPfH005井 vooo胸泵卅-I卜2各部分程序及注釋1）指示燈程序零壓托示打主翔正鞋弟示符主珀反曲指示口工柞鶻駅打當(dāng)零壓保護(hù)X2閉合，M1線圈得電自鎖，M1常開(kāi)閉合，Y5

28、線圈得電, 零壓指示燈亮。當(dāng)主電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，線圈 Y10得電，Y6也得電，主軸正 轉(zhuǎn)指示燈亮。當(dāng)主電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，線圈 Y11得電，Y7也得電，主軸正轉(zhuǎn) 指示燈亮。當(dāng)按下工作燈開(kāi)關(guān)時(shí)，工作燈亮。2）主電機(jī)制動(dòng)hi2< Yiai主雯機(jī)制動(dòng)TOK1OD主電機(jī)制動(dòng)時(shí)間當(dāng)M2得電，主電機(jī)開(kāi)始制動(dòng)，定時(shí)器時(shí)間到，制動(dòng)結(jié)束主軸反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)按下時(shí)，主電機(jī)反轉(zhuǎn)線圈Y11得電，主軸反轉(zhuǎn)。當(dāng) X12斷開(kāi)時(shí)，主電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng) X12閉合時(shí)，主電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)。主軸電 機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，M3得電。4）搖臂上下及立柱和冷卻泵的動(dòng)作V0I5< rm趕罟下陽(yáng)XD21T卜XD1GXD06XD1?M005凈卻泵丁”住HP當(dāng)X13得電，主電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，搖臂上升線圈 Y14得電，搖臂上 升；當(dāng)X13得電，主電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，搖臂下降線圈 Y15得電，搖臂 下降；在升降過(guò)程中，限位傳感器得電，搖臂停止動(dòng)作。當(dāng)X16和X21得電，立柱夾緊線圈Y16得電，立柱夾緊。當(dāng)夾緊限 位傳感器得電，立柱夾緊線圈失電。當(dāng)冷卻泵啟動(dòng)開(kāi)關(guān)X6閉合，冷卻泵線圈得電自鎖，冷卻泵工作。結(jié)束五結(jié)束語(yǔ)這次對(duì)于Z