Z30130X31型搖臂鉆床的PLC控制系統(tǒng)方案

1、 . 畢業(yè)設(shè)計說明書目錄1.概述 172.機床的主要參數(shù)173.鉆床的機械與運動形式 184.繼電器接觸器控制原理 18 4.1控制線路特點與電氣線路概述18 4.1.1控制線路特點 18 4.1.2電氣線路概述 19 4.1.3電氣原理圖的繪制 20 42控制原理分析與分立控制線路 20 421開車前準備工作 20 422主軸電動機起動與停止控制線路 20 4.2.3搖臂上升控制線路與工作原理214.2.4搖臂下降的控制線路原理分析224.2.5主軸箱松開與夾緊控制原理分析22 4.2.6立柱單獨松開與夾緊的控制原理分析234.2.7立柱和主軸箱同時夾緊的控制原理分析23 4.2.8主軸箱的

2、水平移動控制234.2.9冷卻泵電動機的起動與停止控制235.Z30130X31型搖臂鉆床的電氣元件 245.3自動空氣斷路的選型28 5.4熱繼電器的選用29 5.5中間繼電器的選型305.6萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的選型 315.7電磁鐵的選型 31 5.8按鈕的選型31 5.9位置開關(guān)的選型 32 5.11變壓器的選型 32 5.12機床電氣控制系統(tǒng)的工藝設(shè)計 36 5.13電氣元件布置圖的繪制 36 5.14電氣接線圖的繪制 36 5.15電器箱與非標準零件圖的設(shè)計 38 5.16梯形圖的繪制 39 5.19流程圖446FX2N型PLC與I / O分 配 表477. 程序語句表 488. 程序模擬

3、調(diào)試51Z30130X31型鉆床的PLC控制系統(tǒng)改造摘 要：Z30130X31型搖臂鉆床屬于大型立式鉆床，能夠進行多種形式的機械加工，如鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、刮平面以與攻螺紋等。搖臂鉆床的運動部件較多，采用多臺電動機拖動。一般采用三相交流鼠籠式異步電動機拖動，用機械變速箱調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速和進刀量，變速箱為機械有級調(diào)速，鉆床的主要運動豆油較大的調(diào)速圍。關(guān)鍵詞：PLC；電動機；行程開關(guān)；斷路器；控制按鈕；控制開關(guān)；工作指示燈1 概 述 Z30100X31型搖臂鉆床屬于大型立式鉆床，能夠進行多種形式的機械加工，如鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、刮平面以與攻螺紋等。 搖臂鉆床的運動部件較多，常采用多臺電動機拖動

4、，一般采用三相交流鼠籠式異步電動機拖動，用機械變速調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速和進刀量，變速箱為機械有級調(diào)速，鉆床的主運動和進給運動都有較大的調(diào)速圍。 Z30100X31型鉆床的傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng)過于復(fù)雜煩瑣。若采用PLC控制進行改造后，便線路簡化，可靠性提高，響應(yīng)加快精確更正確，給設(shè)備維護、檢修帶來方便，同時在成本上也合理，能夠產(chǎn)生較大的經(jīng)濟效益。2 機床的主要參數(shù)（1）最大鉆孔直徑 100mm （2）主軸中心線至立柱母線距離：最大 3150mm 最小 570mm （3）主軸箱水平移動距離 2580mm （4）主軸端面至底座工作面距離：最大 2500mm 最小 750mm （5）搖臂升降距離 125

5、0mm （6）搖臂升降速度 0.61m/min （7）搖臂回轉(zhuǎn)角度 360度 （8）主軸圓錐孔 莫氏6號 （9）主軸轉(zhuǎn)速圍 81000r/min （10）主軸轉(zhuǎn)速級數(shù) 22級 （11）主軸進給量圍 0.063.2mm/r （12）主軸進給量級數(shù) 16級（13）主軸行程 500mm （14）刻度盤每轉(zhuǎn)鉆孔深度 170mm （15）主軸允許最大扭轉(zhuǎn)力矩 2450N·m （16）主軸允許最大進給抗力 49×10 3.N （17）主電機功率 15kw （18）搖臂升降電機功率 3kw （19）主軸箱與搖臂液壓夾緊電機功率 0.75k（20）立柱液壓夾緊電機功率 0.75kw （21

6、）主軸箱水平移動電機功率 0.25kw （22）主軸箱水平移動速度 1.6m/min（23）冷卻泵電機功率 0.09kw3 鉆床的機械與運動形式Z30100x31型搖臂鉆床適用于在重大型零件上鉆孔、擴孔、鉸孔、刮平面與攻螺紋等工作，在具有工藝裝備的條件下可以進行鏜孔。Z30100x31行搖臂鉆床，其零部件通用化程度較高，本機床具有如下特點：（1） 采用液壓預(yù)選變速機構(gòu)，可節(jié)省輔助時間；（2） 主軸正反轉(zhuǎn)、停車（制動）、變速、空擋等動作都用一個手柄控制，操縱輕便；（3） 主軸箱、搖臂、外柱采用液壓驅(qū)動的菱形塊夾緊機構(gòu)，夾緊可靠；（4） 搖臂上導軌、主套筒與外柱回轉(zhuǎn)滾道等處均進行淬火處理，可延長使

7、用壽命；（5） 主軸箱的移動除手動，還可以機動；（6） 有完善的安全保護裝置與外柱防護和自動潤滑裝置。4 繼電器接觸器控制原理4.1、控制線路特點與電氣線路概述4.1.1控制線路特點 （1）電路、控制線路、信號指示燈電路與機床照明均采用自動空氣短路器作為電源引入開關(guān)。自動空氣斷路器中的電磁脫扣裝置作為短路保護電器而取代熔斷器。另外，此斷路器也具有零壓保護和欠壓保護作用。（2）由于各臺點動機的容量不同，在起動時須區(qū)別對待。主軸電動機容量較大，為降低起動電流，采用了Y起動控制線路。其它五臺電動機采用接觸器直接起動控制線路或開關(guān)直接起動控制線路。（3）控制線路裝有總起動與總停止按鈕，便于操作和在發(fā)生

8、事故時緊急停車。（4）搖臂的上升運動和下降運動有嚴格的動作順序，由限位開關(guān)SQ3給以保證。（5）每一個主要動作均有指示燈作出指示，便于操作和進行電氣維修。（6）主柱的夾緊與松開單獨用一臺電動機拖動，使控制更為靈活。（7）主軸箱的水平移動單獨用一臺電動機拖動，降低了操作者的勞動強度。（8）搖臂的上升運動和下降運動可以用主軸箱上的十字開關(guān)操作，也可以裝在立柱下部的控制按鈕操作，屬于兩地控制線路。（9）立柱與主軸箱的松開與夾緊可以同時進行操作，也可以單獨進行。（10）控制線路采取了可靠的電氣聯(lián)鎖措施，以防止發(fā)生電源短路事故。4.1.2電氣線路概述 主電路由六臺三相交流異步電動機與其有關(guān)的電氣元件組成

9、。主軸電動機只有一個旋轉(zhuǎn)方向，因為功率較大，所以采用Y起動控制線路。冷卻泵電動機也只有一個旋轉(zhuǎn)方向，采用開關(guān)直接起動控制線路。其它四臺交流電動機都有兩個旋轉(zhuǎn)方向，采用交流接觸器起動控制線路。 M1為主電動機，由交流接觸器KM1、KM2和KM3進行Y起動，KM1和KM3也是M1的停止電器。M1的短路保護電器是總電源引入開關(guān)自動空氣斷路器QF1中的電磁脫扣裝置。熱繼電器FR1是M1的過載保護電器。 M2是搖臂升降電動機。交流接觸器KM4控制M2的正向起動與停止。M2的反向起動與停止由反向交流接觸器KM5控制。M2的短路保護電器也是自動空氣斷路器QF1中的電磁脫扣裝置。因為M2是短時間工作，所以不設(shè)

10、過載保護電器。 M3是搖臂和主軸箱松開與夾緊電動機，它實質(zhì)上是液壓油泵電動機，為搖臂與主軸箱的松開與夾緊提供壓力油。交流接觸器KM6控制KM3的正向起動與停止。M3反向轉(zhuǎn)動的起動與停止由交流接觸器KM7控制。自動空氣斷路器QF4中的電磁脫扣裝置是M3的短路保護器。雖然搖臂與主軸箱的松開與夾緊是短時間的調(diào)整工作，M3并不長期運轉(zhuǎn)，但液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障或行程開關(guān)調(diào)整不當時，M3也會處于長時間過載狀態(tài)而造成事故，所以在電路中裝設(shè)了熱繼電器FR2。 M4是立柱的松開與夾緊電動機，也是液壓油泵電動機，專供立柱松開與夾緊用的壓力油。M4的正反向起動與停止分別由正向交流接觸器KM8與反向交流接觸器KM9控制。

11、M4的短路保護電器是自動空氣斷路QF4的電磁脫扣裝置。由于M4不是長期運行的電動機，所以不設(shè)過載保護電器。 M5是主軸箱水平移動電動機，有兩個旋轉(zhuǎn)方向，由交流接觸器KM10和KM11分別控制其起動與停止。短路保護電器仍為自動空氣斷路器QF4中的電磁脫扣裝置。由于短時間工作，所以不設(shè)過載保護電器。 M6是冷卻泵電動機，功率很小，雖然長時間工作，也不設(shè)過載保電器。由自動空氣斷路器QF2控制其起動和停止，并兼作短路保護電器。 控制線路中裝設(shè)了三臺時間繼電器，其中KT1為通電延時型、KT2和KT3為繼電延時型 在主軸箱水平移動控制線路中，主軸箱與電動機之間接入了直流電磁離合器YC1，使控制更為可靠?？?/p>

12、制線路電壓為110V，信號等電路電壓為交流6V，均變壓器TC2提供電源。電磁離合器電壓為24V，由控制變壓器TC1供電。照明線路除了裝設(shè)兩臺照明燈外，還裝有電源插座，便于接臨時照明燈。照明電路電壓為24V，由變壓器TC2供電4.1.3 電氣原理圖的繪制 4.2、控制原理分析與分立控制線路4.2.1開車前準備工作 先將自動空氣斷路器QF7QF8扳到閉合位置，然后扳動總電源開關(guān)QF1，引入三相380V交流電源。這時，電源接通指示燈HL1亮，表示機床的電氣線路已處于通路狀態(tài)。 按下總起動按鈕SB1，中間繼電器KA1的線圈經(jīng)(1-3-5-7-0)線路得電吸合并自鎖，為控制線路提供了電源通路，并為其它電

13、器得電做好準備。 4.2.2主軸電動機起動與停止控制線路 在中間繼電器KA1得電并自鎖的基礎(chǔ)上，按下起動按鈕SB2，時間繼電器KT1的線圈經(jīng)(1-3-5-7-11-13-2-0)線路通電吸合。接觸器KM1的線圈經(jīng)(1-3-5-7-11-13-2-0)線路通電吸合并自鎖。接觸器KM3。接觸器KM2的線圈經(jīng)(1-3-5-7-11-13-15-17-2-0)線路通電吸合。KM2的主觸點閉合，短路主電動機三相繞組的末端，將主電動機接成Y形。由于KM1主觸點閉合，接通M1的三相電源，主軸電動機在定子繞組接成Y的情況下得電旋轉(zhuǎn)。 當主軸電動機的轉(zhuǎn)速逐漸升高到接近額定轉(zhuǎn)速時，時間繼電器KT1延時開啟的動斷觸

14、點KT1-2(13-15)斷開，接觸器KM2的線圈斷電釋放。KM2的主觸點斷開，使主觸點電動機定子繞組的末端脫離短路狀態(tài)。與此同時，時間繼電器KT1延時閉合的動合觸點KT1(13-21)閉合，使接觸器KM3的線圈經(jīng)(1-3-5-7-11-13-21-23-2-0)線路通電吸合。KM3的主觸點閉合，將主軸電動機的定子繞組接成形并通過已閉合的KM1街道電源上，使M1在額定轉(zhuǎn)速下正常旋轉(zhuǎn)。接觸器KM3得電時，它的動合輔助觸點KM3(605-607)閉合，主軸電動機旋轉(zhuǎn)指示燈HL2亮。停止主軸電動機時，按下停止按鈕SB12，時間繼電器KT1、交流接觸器KM1和KM3同時斷電釋放，KM1的主軸觸點斷開，

15、切除三相電源，主軸電動機停轉(zhuǎn)。接觸器KM3斷電釋放時，其動合觸點KM3(605-607)斷開，主軸電動機旋轉(zhuǎn)指示燈HL2滅。4.2.3搖臂上升控制線路與工作原理在中間繼電器KA1得點吸合并自鎖的情況下，將主軸箱上的十字開關(guān)向上扳動，使SA1-1接通，或按下裝在立柱下部的搖臂上升起動按鈕SB3，中間繼電器KA2的線圈經(jīng)(1-3-5-7-25-27-29-0)線路通電吸合，KA2動斷觸點KA2-4(55-57)斷開，保證KM7無電。同時，動合觸點KA2-3(39-41)和KA2-1(7-37)閉合。前者為交流接觸器KM4得點做好準備，后后者使時間繼電器KT2的線圈經(jīng)(1-3-5-7-37-0)線路

16、通電吸合。因為KT2是斷電延時型的時間繼電器，所以它的斷電延時開啟的動合觸點KT2-1(7-55)雜通電時瞬時閉合，使時間繼電器KT3的線圈得電吸合。與此同時，時間繼電器KT2的瞬時動作動合觸點KT2-3(7-87)閉合，使電磁鐵YA1的線圈得電動作，打開搖臂松開油腔的進油閥門，為搖臂松開做好準備。由于KT3線圈通電吸合，其斷電延時開啟觸點KT3-2(7-87)瞬時閉合，保證了YA1的線圈在時間繼電器KT2斷電后 仍然通電。與此同時，KT3瞬時動作的動合觸點KT3-1(49-51)閉合，使交流接觸器KM6的線圈經(jīng)(1-3-5-7-37-49-51-53-4-0)線路通電吸合。KM6的主觸點閉合

17、，接通M3的電源，主軸箱和搖臂松開與夾緊電動機通電正向旋轉(zhuǎn)，使壓力油經(jīng)二位六通閥進入搖臂松開油腔，推動活塞和菱形塊，將搖臂松開。這時活塞桿通過彈簧片壓動限位開關(guān)SQ3，使其動斷觸點SQ3-2(37-49)斷開，交流接觸器KM6的線圈斷電釋放。KM6的主觸點斷開，切斷M3的電源，主軸箱和搖臂夾緊與松開電動機停止轉(zhuǎn)動。與此同時，限位開關(guān)SQ3的動合觸點SQ3-1(37-39)閉合，接觸器KM4的線圈經(jīng)(1-3-5-7-37-39-41-43-0)線路通電吸合，其主觸點接通M2的電源，搖臂升降電動機正向轉(zhuǎn)動 ，帶動搖臂上升。當搖臂上升到所需要的位置時，扳動十字開關(guān)使SA1-1斷開，或松開起動按鈕SB

18、3，中間繼電器KA2的線圈斷電釋放。KA2的動斷觸點KA2-1(7-37)斷開，時間繼電器KT2和交流接觸器KM4的線圈斷電釋放，搖臂升降電動機停止轉(zhuǎn)動，搖臂停止上升。KA2釋放時，動斷觸點KA2-4(55-57)閉合，為交流接觸器KM7得電動作做好了準備KT2斷電釋放時，它的瞬時動作動觸點KT2-3(7-87)斷開，但由于KT3仍然通電，所以電磁鐵YC1仍處于帶電狀態(tài)。經(jīng)過13S的延時，KT2延時開啟動合觸點KT2-1(7-55)斷開，但因為限位開關(guān)SQ4閉合，所以并不影響KT3的通電吸合狀態(tài)。同時，KT2的延時閉合動斷觸點KT2-2(59-63)閉合，交流接觸器KM7的線圈經(jīng)(1-3-5-

19、7-55-57-59-63-65-4-0)線路通電吸合。KM7的住觸點接通M3的電源，主軸箱和搖臂夾緊與松開電動機反向轉(zhuǎn)動，壓力油經(jīng)二為六通閥進入搖臂夾緊油腔，推動活塞和菱形塊，將搖臂夾緊。與此同時，活塞桿通過彈簧片壓動限位開關(guān)SQ4，使它的動斷觸點SQ4(7-55)斷開，交流接觸器KM7和時間繼電器KT3的線圈斷電釋放，主軸箱和搖臂夾緊與松開電動機停止轉(zhuǎn)動。經(jīng)過13S的延時，KT3延時開啟的動合觸點KT3-2(7-87)斷開，YC1斷電釋放。4.2.4搖臂下降的控制線路原理分析 搖臂下降的控制線路與其工作原理和搖臂上升的控制線路與工作原理極為相似，只要把搖臂上升線路中的SA1-1改為SA1-

20、2（十字開關(guān)向下扳動），搖臂上升起動按鈕SB3改為搖臂下降起動按鈕SB4，中間繼電器KA2改為KA3，接觸器KM4改為KM5即可。搖臂的上升與下降是短時間調(diào)整工作，所以采用電動方式。行程開關(guān)SQ1和SQ2用來限制搖臂上升和下降的行程。當搖臂上升到極限位置時，壓動SQ1，使其動斷觸點SQ1(25-27)斷開。中間繼電器KA2斷電釋放，動合觸點KA2-1(7-37) KA2-3(38-41)斷開，接觸器KM4失電，搖臂升降電動機停止轉(zhuǎn)動，搖臂停止上升。當搖臂下降到極限位置時，壓動限為開關(guān)SQ2，使它的觸點SQ2(31-33)斷開，中間繼電器KA3的動合觸點KA3-1(7-37)和KA3-3(39-

21、45)斷開，KM5斷電，搖臂升降電動機停止轉(zhuǎn)動，搖臂停止下降。正常工作時，限位開關(guān)SQ1和SQ2的動斷觸點總是閉合的。4.2.5主軸箱松開與夾緊控制原理分析 主軸箱和立柱的松開（或夾緊）即可以同時進行，也可以單獨進行，由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2控制。轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2有三個位置，將SA2扳到中間位置，主柱和主軸箱同時松開（或夾緊）；將SA2扳到左邊位置，立柱單獨松開（或夾緊）；將SA2扳到右邊位置，主軸箱單獨松開（或夾緊）。復(fù)合按鈕SB5是立柱與主軸箱的松開控制按鈕，SB6是夾緊控制按鈕。下面，先分析主軸箱單獨松開的控制線路原理。將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2扳到右邊位置，則觸點SA2(73-51)和SA2(79-55)

22、接通。按下復(fù)合按鈕SB5，接觸器KM6的線圈經(jīng)(1-3-5-7-73-51-53-4-0)線路通電吸合，它的主觸點閉合，接通M3的電源，主軸箱和搖臂的松開與夾緊電動機起動正向旋轉(zhuǎn)，供應(yīng)壓力油。由于這時電磁鐵YA1處于無電釋放狀態(tài)，所以壓力油經(jīng)二位六通閥進行主軸箱松開油缸，推動活塞和菱形塊，將主軸箱松開。松開時壓動限位開關(guān)SQ6，使動斷觸點SQ6-2(605-613)閉合，立柱和主軸箱松開指示燈HL3亮。這時，應(yīng)立即松開復(fù)合按鈕SB5，使接觸器KM6斷電釋放，主軸箱和搖臂的松開與夾緊電動機停轉(zhuǎn)。主軸箱單獨夾緊時，仍將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2扳到右邊位置，使SA2(79-55)接通。按下復(fù)合按鈕SB6，接觸

23、器KM7的線圈經(jīng)(1-3-5-7-79-55-57-59-63-65-4-0)線路通電吸合。KM7的主觸點閉合，接通M3的三相電源，主軸箱和搖臂夾緊與松開電動機起動反向旋轉(zhuǎn)，提供壓力油。由于此時電磁鐵YA1處于電釋放狀態(tài)，所以壓力油經(jīng)二位六通閥進入主軸箱夾緊油缸，推動活塞和菱形塊，使主軸箱夾緊。夾緊時壓動限位開關(guān)SQ6，使它的動合觸點SQ6-1閉合，立柱和主軸箱夾緊指示燈HL4亮，HL3滅。這時，要立即松開復(fù)合按鈕SB6，使接觸器KM7斷電釋放，主軸箱和搖臂松開與夾緊電動機因斷電而停止轉(zhuǎn)動。4.2.6立柱單獨松開與夾緊的控制原理分析 立柱單獨松開時，將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2扳到左邊位置，SA2(73-

24、75)閉合，按下復(fù)合按鈕SB5，接觸器KM8的線圈經(jīng)線路通電吸合，其主觸點閉合，立柱松開與夾緊電動機 M4起動正向旋轉(zhuǎn)，供應(yīng)壓力油。通過液壓機械系統(tǒng)使立柱夾緊。夾緊時，立柱松開指示燈HL3亮。這時，要立即松開復(fù)合按鈕SB5，使KM8斷電釋放，立柱松開與夾緊電動機停轉(zhuǎn)。主軸單獨夾緊時，仍然將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2扳向左邊位置，使SA2(79-83)接通吸合。在按下復(fù)合按鈕SB6后接觸器KM9的線圈經(jīng)(1-3-5-7-79-83-85-0)線路通電吸合。KM9的主觸點閉合，接通M4的電源，夾緊時，立柱夾緊指示燈HL4亮，HL3滅。這時，要立即松開復(fù)合按鈕SB6，使KM9斷電釋放，立柱夾緊與松開電動機停轉(zhuǎn)。

25、4.2.7立柱和主軸箱同時夾緊的控制原理分析 立柱與主軸箱同時進行松開控制時，將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2扳到中間位置，SA2(73-51)和SA2(79-75)同時接通，按下SB5，KM6和KM8同時得電吸合。它們的主觸點閉合，主軸箱和搖臂松開與夾緊電動機M3、立柱松開與夾緊電動機M4得電正向旋轉(zhuǎn)，供應(yīng)壓力油。壓力油經(jīng)二位六通閥進入主軸箱松開油缸，推動活塞和菱形塊，將主軸箱松開。同時，通過液壓系統(tǒng)是立柱松開，指示燈HL3亮。這時，應(yīng)立即松開復(fù)合按鈕SB5，使接觸器KM6和KM8斷電釋放，電動機M3和M4斷電停轉(zhuǎn)。主軸箱與立柱同時進行夾緊控制時，仍將轉(zhuǎn)換開關(guān)放在中間位置，使SA2(73-55)和SA2(7

26、9-83)接通。按下SB6，接觸器KM7和KM9同時得電吸合。它們的主觸點閉合，使主軸箱和搖臂松開與夾緊電動機M3、立柱松開與夾緊電動機M4反向轉(zhuǎn)動，供應(yīng)壓力油。壓力油經(jīng)二位六通閥進入主軸箱夾緊油缸，推動活塞和菱形塊，將主軸夾緊。同時，液壓系統(tǒng)將立柱夾緊，夾緊指示燈HL4亮。這時，應(yīng)立即松開SB6，使接觸器KM7和KM9斷電釋放。它們的主觸點斷開，使電動機M3和M4停轉(zhuǎn)。4.2.8主軸箱的水平移動控制 主軸箱的水平移動控制是通過十字開關(guān)SA1實現(xiàn)的。在主軸箱松開的情況下，主軸箱松開與夾緊油缸的活塞桿壓動限位開關(guān)SQ5，使其動合觸點SQ5(7-93)閉合。向右扳動十字開關(guān)，使觸點SA1-3接通。

27、接觸器KM10的線圈經(jīng)(1-3-5-7-93-95-97-0)線路通電吸合。動合觸點KM10(113-115)閉合，電磁離合器YC1通電，接通M5與主軸箱之間的機械傳動機構(gòu)。同時，KM10的主觸點閉合，接通M5的電源，主軸箱水平移動電動機正向旋轉(zhuǎn)，拖動主軸箱向右移動。如果向左扳動十字開關(guān)，SA1-4(93-101)接通，接觸器KM11的線圈經(jīng)(1-3-5-7-93-101-103-0)線路通電吸合。KM11的動合觸點KM11(113-115)閉合，電磁離合器YC1通電，接通M5與主軸箱與主軸箱之間的機械傳動機構(gòu)。同時，接觸器KM11的主觸點閉合，接通M5的電源，主軸箱水平移動電動機反向轉(zhuǎn)動，拖

28、動主軸箱向左移動。4.2.9冷卻泵電動機的起動與停止控制 扳動自動空氣斷路器QF2，使之處于閉合或斷開狀態(tài)，接通或斷開電源，既可實現(xiàn)冷卻泵電動機M6的起動停止。5 Z30130X31型搖臂鉆床的電氣元件5.1 電動機的選型選擇電動機時，除了正確的選擇功率外，還要根據(jù)生產(chǎn)機械的要求與工作環(huán)境等，正確的選擇電動機的種類、型式、電壓和轉(zhuǎn)速 5.4 熱繼電器的選用熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)來推動機構(gòu)是觸點系統(tǒng)閉合或分斷的保護電器。主要用于電動機的過載保護、斷相保護、電流不平衡運行的保護與其他電氣設(shè)備發(fā)熱狀態(tài)的控制。因此，必須了解電動機的工作環(huán)境、起動情況、負載性質(zhì)、工作制與允許的過載能力。應(yīng)使熱繼電器

29、的安秒特性位于電動機的過載特性之下，并盡可能接近，以便充分發(fā)揮電動機的過載能力，同時對電動機在短時過載與起動瞬間不受影響。(1)保護長期工作或間斷的工作的電動機熱繼電器的選用(2)根據(jù)電動機的起動時間，選取6In下具有相應(yīng)可返回時間的熱繼電器，一般可返回時間為（0.50.7）的繼電器動作時間。(3)一般情況下，按電動機的額定電流選取，使熱繼電器的整定值為（0.951.05）In（In為電動機的額定工作電流），或選取整定電流圍的中間值為電動機的額定工作電流。（4）用熱繼電器作斷相保護時的選用對于Y接法電動機，一相斷線后，流過熱繼電器的電流與流過電動機未斷相的電流增加比例是一致的。（5）三相與兩相

30、熱繼電器的選用在一般故障情況下，兩相熱繼電器與三相熱繼電器具有一樣的保護效果，但制造兩相的節(jié)省材料加工時，調(diào)試也較簡單，所以應(yīng)盡量選用兩相熱繼電器。（6）保護反復(fù)短時工作電動機時，僅有一定圍的適用性，當電動機起動電流倍數(shù)為6倍的額定電流，啟動時間小于5秒，電動機滿載工作，通電持續(xù)率為60%時，每小時允許操作次數(shù)最高不超過40次。（7）特殊工作制電動機的保護正反轉(zhuǎn)與密集通斷工作的電動機不宜采用熱繼電器來保護，可選用埋入電動機繞組的溫度繼電器或熱敏電阻來保護。(1) FR1： IST=（1.72.2）×In=2×7=14A IST 14IRN= = =8.75A (1.62)

31、(1.62)(2) FR2 IST=（1.72.2）×In=2×6.5=13A IST 14IRN= = =5.2A (2.53) (2.53)表1-4熱繼電器的選型型號編號額定電壓額定電流JR-16FR138010JR-16FR2380105.5 中間繼電器的選型中間繼電器一般用來控制各種電磁線圈，使信號擴大或?qū)⑿盘柾瑫r傳給幾個控制元件。中間繼電器的選擇：中間繼電器一般根據(jù)負載電流的類型、電壓等級和觸點數(shù)量來選擇. 表1-5中間繼電器選型型號吸引線圈觸點參數(shù)動作值或整定值操作頻率（次/h）機械壽命（萬次）電壽命（萬次）額定電壓消耗功率額定電流觸點數(shù)JZ7-2211012W

32、5A兩常開兩常閉85%105%U12003001005.6 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的選型萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)主要作為控制線路的轉(zhuǎn)換、電氣測量儀表的轉(zhuǎn)換以與配電設(shè)備的遠距離控制，易可作為小容量電動機的起動、制動、換向與變速控制。萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的選擇1、 按額定工作電壓和工作電流選用合適的系列。2、 按操作需要選定手柄形式和定位特征。3、 按控制要求參照萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)樣本確定觸點數(shù)量和接線圖編號。4、 選擇面板形式與標志表1-6萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的選型型號額定電壓額定電流接通分斷觸點檔數(shù)操作頻率電壓電流cos電壓電流cosLW5交流500V15A110V30A0.30.4110V30A0.30.4116、18、21、24、2

33、7、301205.7 電磁鐵的選型電磁鐵是利用電磁吸力來操縱牽引機械裝置，以完成預(yù)期的動作，或用于鋼鐵零件的吸持固定，鐵磁物體的起重搬運等，因此它是將電能轉(zhuǎn)換為機械能的一種低壓電器。1 按控制系統(tǒng)電壓選擇電磁鐵的線圈電壓。2 根據(jù)工作需要選擇適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式。3 當制動器的型號已經(jīng)確定時，應(yīng)根據(jù)規(guī)定正確選配電磁鐵。4 電磁鐵的功率應(yīng)不小于牽引或制動功率。YA1電磁鐵的選型：假設(shè)打開電磁閥力為1.5Kg則選用MQ2-1.55.8 按鈕的選型1 根據(jù)使用場合，選擇控制按鈕的種類，如開啟式、保護式、防水式、防腐式等。2 根據(jù)用途，選用合適的型式，對手把旋轉(zhuǎn)式、鑰匙式、緊急式、帶燈式等。3 根據(jù)控制回路

34、的需要，確定不同的按鈕數(shù)，如單鈕、雙鈕、三鈕、多鈕等。4 按工作狀態(tài)指示忽然工作情況的要求，選擇按鈕和指示燈的顏色。根據(jù)GB522585的規(guī)定，按鈕的顏色、信號燈的顏色來選用。表1-8按鈕選型型號編號類型觸點Y090-11/GSB1平鈕（自復(fù)式）均為一常開，一常閉Y090-11/GSB2平鈕（自復(fù)式）Y090-11/YSB3平鈕（自復(fù)式）Y090-11/NSB4平鈕（自復(fù)式）Y090-11/GSB5-1平鈕Y090-11/GSB6-2平鈕Y090-11TS/RSB11急停按紐（推鎖旋轉(zhuǎn)式）Y090-11/RSB12平鈕（自復(fù)式）5.9 位置開關(guān)的選型位置開關(guān)又稱行程開關(guān)或限位開關(guān)。它的作用與按

35、鈕一樣，只是其觸點的動作不是靠手動操作，而是利用生產(chǎn)機械某些運動部件上的擋鐵碰撞其滾輪使觸點動作來實現(xiàn)接通或分斷某些電路，使之達到一定的控制要求。1 根據(jù)應(yīng)用場合與控制對象選擇種類。2 根據(jù)安裝環(huán)境選擇防護形式，如開啟式或保護式。3 根據(jù)控制回路的額定電壓和電流選擇開關(guān)系列。4 根據(jù)機械與位置開關(guān)的傳力與位移關(guān)系選擇合適的操作頭型式。表1-9位置開關(guān)選型 型號編號類型型號編號類型LX1-Z1SQ1直動式LX1-Z1SQ4直動式LX1-Z1SQ2直動式LX1-Z1SQ5直動式LX1-Z1SQ3直動式LX1-Z1SQ6直動式5.10 導線的選型電纜導電線芯截面，一般按發(fā)熱條件選擇。當電流通過導線時

36、，導線中就會產(chǎn)生電能損耗，使導線發(fā)熱，溫度升高。若溫度過高就會使電纜絕緣老化，甚至損壞。查電路得In=29.4A 29.4 IN= =34.2A1.0×0.86查表得應(yīng)選用BLV（鋁芯塑料絕緣線），截面積為2.5mm25.11 變壓器的選型變壓器是一種靜止的電器。它通過線圈間的電磁感應(yīng)作用，可以把種電壓登記的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓等級的交流電能。變壓器是電力系統(tǒng)中一種重要的電氣設(shè)備。為了把發(fā)電廠（站）發(fā)出的電能比較經(jīng)濟的傳輸、合理的分配以與安全的使用，都要使用變壓器。發(fā)電廠（站）發(fā)出的電壓受發(fā)電機絕緣條件的限制不可能很高，一般為6.327KV左右，而發(fā)電廠（站）又多建在動力

37、資源較豐富的地方，要把發(fā)出的大功率的電能直接送到很遠的用電區(qū)去，幾乎不可能。因為低電壓大電流輸電，一是在輸電線路上產(chǎn)生很大的損耗，二是在線路上產(chǎn)生的電壓降也足以使電能后送不出去。為此需要采用高壓輸電，即用升壓變壓器把電壓升高到輸電電壓，例如110KV、220KV 或500KV等。當輸送的功率一定，輸電電壓越高，電流就越小。因而線路上的電壓降和功率損耗明顯減小，線路用銅量也可減小，節(jié)省投資費用。這樣就能比較經(jīng)濟的把電能送出去。一般來說，輸電距離越遠，輸送功率越大，則要求的輸電電壓越高。對于用戶來說，由于用電設(shè)備絕緣與安全的限制，需把高壓輸電電壓通過降壓變壓器和配電變壓器降低到用戶所需的電壓等級。

38、通常大型動力設(shè)備采用6KV或10KV，小型動力設(shè)備和照明則用380/220V。這樣，電力系統(tǒng)就采用“低壓”發(fā)電，高壓輸電，“低壓”用電這樣一種“發(fā)變輸變配用”結(jié)構(gòu)，從發(fā)電廠（站）發(fā)出的電能輸送到用戶的整個過程中，通常需要多次變壓，變壓器的安裝容量可達到發(fā)電機總裝容量的68倍，因此變壓器對電力系統(tǒng)有著極其重要的意義。用于電力系統(tǒng)升、降電壓的變壓器叫做電力變壓器。在電力拖動系統(tǒng)或自動控制系統(tǒng)中，變壓器作為能量傳遞或信號傳遞的元件，也應(yīng)用得十分廣泛。在其他各部門，同樣也廣泛使用各種類型的變壓器，以提供特種電源或滿足特殊的需要。變壓器的基本結(jié)構(gòu)部件有鐵心、繞組、油箱和冷卻裝置、絕緣套管和保護裝置等。鐵

39、心和繞組是變壓器通過電磁感應(yīng)進行能量傳遞的部件，稱為變壓器的器身。油箱用于裝油，同時起機械支撐、散熱和保護器身的作用；變壓器油起絕緣的作用，同時也起冷卻作用；套管的作用是使變壓器引線與油箱絕緣；保護裝置則起保護變壓器的作用?？刂谱儔浩鞯倪x擇控制變壓器可實現(xiàn)高低壓電路隔離，使得控制電路中的電氣元件，如按鈕、行程開關(guān)和接觸器與繼電器線圈等同電網(wǎng)電壓不直接相接，提高了安全性。另外，各種照明燈、指示燈和電磁閥等執(zhí)行元件的共的供電電壓有多種，有時也需要控制變壓器降壓提供。常用的控制變壓器有BK50、100、150、200、300、400和1000等型號，其中的數(shù)字為額定功率（VA），一次側(cè)電壓一般為交流

40、380V和220V（220V電壓抽頭適于單相供電時的情況），二次側(cè)電壓一般為交流6.3、12、24、36和127V、（12V電壓也可通過12V和36V抽頭提供）。控制變壓器具體選型時要考慮所需電壓的種類和進行容量的計算?？刂谱儔浩鞯娜萘縋可以根據(jù)由它供電的最大工作負載所需要的功率來計算，并留有一定的余量，這樣可的經(jīng)驗公式：P=KPi式中Pi為電磁元件的吸持功率和燈負載等其它負載消耗的功率；K為變壓器的容量儲備系數(shù)，一般取1.11.25，雖然電磁線圈在起動吸合時消耗功率較大，但變壓器有短時過載的能力，故式子中，對電磁器件僅考慮吸持功率。對本機床而言，接觸器KM1KM11的吸持功率為12W，中間繼

41、電器KA1、KA2、KA3的吸持功率為12W，照明燈的功率是40W，指示燈的功率都是1.575W，易算得總功率為254.3W，若取K為1.25，則算得P約為317.875W，因此控制變壓器TC可選用BK400VA，380、380V/36、36、6.3V。表1-9變壓器選型型 號編號額定容量（VA）BK-400 380/36VTC1400BK-200 380/24V/110VTC2200YC1電磁離合器的選型：假設(shè)額定轉(zhuǎn)矩不少于2.5Kg/米則選用DLMO-2.5照明燈EL1EL2的選型：JC-25 40W指示燈HL1HL4的選型：XD1 In=2050mAPLC 選 型輸入點數(shù)：22輸出點數(shù)：

42、17 FX2N-48MR-001輸入+輸出=22+17=39小于48“M”單元類型“R”繼電器輸出（有接點，隨負荷兩用）環(huán)境條件P4表項 目規(guī) 格環(huán)境溫度055使用時，-20+70保存時環(huán)境溫度3585%（不結(jié)露）使用時抗 振 動JIS節(jié)C0911為依據(jù)，1055HZ 0.5mm（最大2G）3軸方向各2小時，但裝有DIn導軌時0.5G抗 沖 擊JISC0912為依據(jù)10G 3軸方向各3次耐 噪 音噪聲電壓 1000VP-P 噪聲幅值1us頻率30100HZ的噪聲模擬實驗接地第三種接地（100以下）不可強電系統(tǒng)公共接地耐 電 壓AC1500V 1分鐘全部端子與地線端子間接地用絕緣阻抗DC500V

43、 搖表5M以上使用環(huán)境沒有腐濁性、可燃氣體、導電性塵埃不太多的環(huán)境下使用 照明燈EL1EL2的選型：JC-25 40W 指示燈HL1HL4的選型：XD1 In=2050mA 表1-10 Z30100X31型搖臂鉆床的電氣元件目錄表符號名稱與用途符號名稱與用途M1主軸電動機動QF5整流電路電源自動空氣斷路器M2搖臂升降電動機QF6照明電路電源自動空氣斷路器M3主軸箱和搖臂松開與夾緊電動機QF7控制線路電源自動空氣斷路器M4立柱松開與夾緊電動機QF8信號燈電路電源自動空氣斷路器M5主軸箱水平移動電動機YA1主軸箱、搖臂松開與夾緊電磁鐵M6冷卻泵電動機KA1總起動中間繼電器KM主軸電動機起動與停止接

44、觸器KA2搖臂上升中間繼電器KM2主軸電動機定子繞組Y形接法接觸器KA3搖臂下降中間繼電器KM3主軸電動機定子繞組形接法接觸器SA1控制用十字開關(guān)KM4搖臂上升接觸器SA2主軸箱、立柱松開與夾緊轉(zhuǎn)換開關(guān)KM5搖臂下降接觸器SA3照明燈開關(guān)KM6主軸箱與搖臂松開接觸器FR1主軸電動機過載保護熱繼電器KM7主軸箱與搖臂夾緊接觸器FR2主軸箱、搖臂松開與夾緊電動機過載保護熱繼電器KM8立柱松開接觸器TC1整流變壓器KM9立柱夾緊接觸器TC2控制變壓器KM10主軸箱向右移動接觸器SB1總起動按鈕KM11主軸箱向左移動接觸器SB2主軸電動機起動按鈕KT1主軸電動機Y-起動時間繼電器SB3搖臂上升起動按鈕

45、KT2主軸箱和搖臂夾緊時間繼電器SB4搖臂下降起動按鈕KT3主軸箱和搖臂松開時間繼電器SB5主軸箱與立柱松開按鈕SQ1搖臂上升極限限位開關(guān)SB6主軸箱與立柱夾緊按鈕SQ2搖臂下降極限限位開關(guān)SB7總停止按鈕SQ3搖臂松開限位開關(guān)SB8主軸電動機停止按鈕SQ4搖臂夾緊限位開關(guān)EL1，EL2機床照明燈SQ5主軸箱松開限位開關(guān)HL1HL4工作狀態(tài)指示燈SQ6指示燈轉(zhuǎn)換開關(guān)VC1硅整流橋QF1總電源自動空氣斷路器YC1主軸箱水平移動電磁離合器QF2冷卻泵電源自動空氣斷路器XS外接照明燈電源插座QF3搖臂升降電動機電源自動空氣斷路器R可調(diào)電阻QF4主軸箱與搖臂松緊電動機、立柱松緊電動機、主軸箱移動電動機

46、電源自動空氣斷路器5.12 機床電氣控制系統(tǒng)的工藝設(shè)計 工藝設(shè)計的目的是為了滿足電氣控制設(shè)備的制造和使用要求。工藝設(shè)計的依據(jù)是電氣原理圖與電氣元件目錄表。工藝設(shè)計時，一般先進行電氣設(shè)備總體配置設(shè)計。而后進行電氣元件布置圖、接線圖、電器箱與非標準零件圖的設(shè)計，再進行各類元器件與材料清單的匯總，最后還要編寫設(shè)計說明書個使用說明書，從而形成一套完整的技術(shù)文件。1、電氣設(shè)備總體配置設(shè)計各種電動機與各類電器元件根據(jù)各自的作用，都有一定的裝配位置，在構(gòu)成一個完整的電氣控制系統(tǒng)時，必須劃分組件，同時要解決組件之間，以與電器箱與被控制裝置之間的接線問題。通常可分為以下集中組件：1) 機床電器組件 拖動電動機與

47、各種執(zhí)行元件(電磁閥、電磁鐵和電磁離合器等)以與各種檢測元件（行程開關(guān)與壓力、速度和溫度繼電器等）必須安裝在機床的相應(yīng)部位，它們構(gòu)成可機床電器組件。2) 器板和電源板組件 各種控制電器（接觸器、中間繼電器和施加繼 電器等）以與保護電器（熔斷器、熱繼電器和過電流繼電器等）安裝在電器箱，構(gòu)成一塊或多塊電器板（主板），而要控制變壓器與整流、濾波元件也安裝在電器箱，構(gòu)成電源板組件。3) 控制面板組件 各種控制開關(guān)、按鈕、指示燈、指示儀表和需經(jīng)常調(diào)節(jié)的電位器等，必須安裝在控制臺面板上，構(gòu)成控制面板組件。 各組件板和機床電器互相之間的接線一般采用接線端子板，以便接折。 總體配置設(shè)計是以電氣系統(tǒng)的總裝置配圖

48、與總接線圖形式來表達的，圖中應(yīng)以意形式反映出各電氣元件（如電器箱、電動組件、機床電器等）的位置與接線關(guān)系，以與走線方式和使用管線要求等。5.13 電氣元件布置圖的繪制電器元件布置圖是某些電器元件按一定原則的組合。同一組件中電器元件的布置應(yīng)注意：1、體積大和較重的元件應(yīng)安裝和電器板的下面（一般電器板在電器箱被垂直安裝以便通風散熱、接線和維修），而發(fā)熱元件應(yīng)裝在電器板的上面。2、需要經(jīng)常維護、檢修和調(diào)整的電器元件的位置不不宜過高過低。3、電器元件布置不宜過密，對易產(chǎn)生飛弧的接觸和自動開關(guān)尤其要注意。若采用板前走線槽配線方式，應(yīng)適當加大各排電器間距，以利于布線合和維護。還應(yīng)考慮整齊、美觀。4、原理圖

49、中靠近的電器元件，應(yīng)盡量布置近一些，以縮短接線。布置圖是根據(jù)電器元件的外行繪制，并標出各各元件間距尺寸，每個電器元件的安裝尺寸與公圍，應(yīng)嚴格按標準標出，作為底板加工依據(jù)，以保證各電器的順利安裝。在電器布置圖設(shè)計中，還要根據(jù)本組件進出線的數(shù)量和采用導線規(guī)格，選擇進出線方式，并采選用適當接線端子板或接插件，按一定順序標上進出線的接線號。5.14 電氣接線圖的繪制電氣接線圖是根據(jù)電氣原理圖與電氣元件布置圖繪制的，它一方面表示出各電氣組件（電器板、電源板、控制面板和機床電器）之間的接線情況，另一方面表示出各電器組件板上電器元件之間的接線情況。因此，進行電器元件配線和檢修查線的依據(jù)。機床電器（電動機和行程開關(guān)等）可先接線到裝在機床上的分線盒，在從分線盒接線到電器電器板上的接線端子板上，也可不用分線盒直接線接到電器箱。電器箱上各電器板、電源板和控制面板之間要通過接線端子板接線。接線圖的繪制還應(yīng)注意以下