Z3040搖臂鉆床的PLC改造

Z3040搖臂鉆床的PLC改造————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：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傳感器改造第一章?lián)u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)…………………26答謝辭…………………27參考文獻(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—1XXXXXX一Z3040搖臂鉆床系統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)Z3040搖臂鉆床整個(gè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)主軸旋轉(zhuǎn)、主軸進(jìn)給搖臂升降及主軸箱在搖臂上移動(dòng)等功能（參看表1-3)（1)主軸旋轉(zhuǎn)主軸的旋轉(zhuǎn)有正、反轉(zhuǎn)及停止由手柄16(主軸正反轉(zhuǎn)及停止手柄）操縱。當(dāng)手柄向左扳動(dòng)，主軸正轉(zhuǎn)，并在面板上指示燈顯示旋向；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”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,50HZ.電氣設(shè)備敘述如下:（見表1-3）M4-主電動(dòng)機(jī)，安裝在主軸箱頂部，由手柄16（主軸正反轉(zhuǎn)及停止手柄)與微動(dòng)開關(guān)SQ4操作交流接觸器KM2—KM5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控制其動(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)開關(guān)SA8和交流接觸器KM10控制其動(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、SB6）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)了開門斷電,工作照明采用安全電壓24伏.機(jī)床各操縱手柄和開關(guān)的部位和用途:表1—3*＊＊＊*表編號(hào)1名稱和用途進(jìn)給量變換盤2立柱和主軸箱夾緊手柄主軸快速移動(dòng)和接通機(jī)動(dòng)進(jìn)給手柄主軸箱移動(dòng)手輪345搖臂夾緊手柄6刻度盤微調(diào)捏手7定程切削捏手8零壓按鈕9主軸正轉(zhuǎn)指示燈10111213141516171819主軸反轉(zhuǎn)指示燈主軸轉(zhuǎn)速變換手輪搖臂上升按鈕搖臂下降按鈕立柱松開、夾緊開關(guān)刻度盤微調(diào)鎖緊捏手主軸正反轉(zhuǎn)及停止手柄接通斷開機(jī)動(dòng)進(jìn)給手柄微量進(jìn)給手輪冷卻泵電動(dòng)機(jī)按鈕2021電源總開關(guān)緊急停止按鈕圖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為電氣箱門開關(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一、控制電路原理圖二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16(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)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的常開觸點(diǎn)閉合斷開,則KM2、KT1失電，KT1的一付常開觸點(diǎn)延時(shí)斷開，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控制，制動(dòng)完畢，電磁離合器線圈失電.切勿在開車時(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，而后按住上升（或下降）按鈕SB3(或SB4），搖臂就上升（或下降),松開按鈕搖臂就停止運(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)立柱夾緊和松開立柱夾緊和松開是和主軸箱夾緊手柄2聯(lián)動(dòng)操縱的。當(dāng)夾緊手柄2處在松開位置時(shí)，則SA常開觸點(diǎn)閉合，交流接觸器KM10線圈通過(guò)SA8、SQ9帶電，電動(dòng)機(jī)M10旋轉(zhuǎn)，內(nèi)外柱松開。當(dāng)松開到位后，限位形狀SQ9常閉斷開，KM10斷電，電動(dòng)機(jī)停止旋轉(zhuǎn)。立柱夾緊原理與松開相同。開關(guān)14是單獨(dú)控制立柱松開與夾緊的。(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)開關(guān)SQ6（或SQ7)的常閉觸點(diǎn)斷開，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)開門斷電當(dāng)電氣箱門（或電源箱門）打開時(shí)，SQ15（或SQ16）的常閉觸電閉合，這時(shí)使電源自動(dòng)開關(guān)的分勵(lì)線圈帶電,從而使電源自動(dòng)開關(guān)（QF）自動(dòng)切斷電源。當(dāng)電氣箱門（或電源箱門）打開后，需要送電時(shí),只需把SQ15（或SQ16）門開關(guān)的觸頭拉開并向右旋轉(zhuǎn)鎖定，再把電源開關(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,B5，1．3/1．8KW11430/2850轉(zhuǎn)/分（Z3025)M8搖臂升降YO7124T3,0．55KW1400轉(zhuǎn)/分1M10立柱夾緊松開YO6334T3,0．37KW1400轉(zhuǎn)/分11M11冷卻AB—25,0．09KW2800轉(zhuǎn)/分FU2FU3FU4FU5QF熔斷器保護(hù)工作燈保護(hù)指示燈保護(hù)控制回路自動(dòng)開關(guān)保護(hù)M8、M10、M11BCF．3ART18-32311BCF．1A1BCF．3A1電源總開關(guān)DZ5/20FHS/330,10A。24VSA主令開關(guān)按鈕立柱松開和夾緊急停LS3-211SB1LAY3-01ZS/1紅色SB2零壓保護(hù)LA19—11D綠色1SB3SB4SB5SB6KA1搖臂上升搖臂下降LA19—11A黑色LA19—11A黑色LA19-11A紅色LA19—11A綠色零壓保護(hù)11冷卻泵停1冷卻泵啟動(dòng)中間繼電器1CAZ—DN140110V12KA2KM2KM3KM4KM5主電機(jī)制動(dòng)交流接觸器CAZ—DN122110V1主電機(jī)正反轉(zhuǎn)ZC1-D093+LA1—D22110V主電機(jī)低速主電機(jī)高速LC1-D099110VLC1-D099+LA1-D31110V11KM8搖臂升降電機(jī)LC1-D099，110V211KM9旋轉(zhuǎn)KM10立柱夾緊電動(dòng)旋轉(zhuǎn)LC1-D099，110VKM11冷卻泵電機(jī)旋LC1-D099,110VKT1FR4時(shí)間繼電器熱繼電器控制制動(dòng)時(shí)間主電機(jī)過(guò)載保護(hù)LR1—D09303JS7-1A，110V,0。4—60秒11LR1—D093101FR11冷卻泵電機(jī)過(guò)載保護(hù)XT接線板連接導(dǎo)線端子主電機(jī)制動(dòng)LR1—D09306111YB1電磁制動(dòng)器DZD5-10,10NmSA1SA2SQ3SQ4SA5SQ6SQ7微動(dòng)開關(guān)主軸反轉(zhuǎn)主軸正轉(zhuǎn)KWX1KWXKWX111111主軸限位主電機(jī)低速高速搖臂升降和夾緊互鎖搖臂上升限位搖臂下升限位JWL1—11JWL1-11JWL1-11JWL1—11SA8SQ9SA10TC立柱松開夾緊立柱松開夾緊限位旋鈕開關(guān)JWL1-11JWL1—1111控制工作燈11控制變壓器控制回路照明及信號(hào)燈110V,80WJBK4—160，380/28V,30W24V，40W63V，10WSQ15SQ16VC門開關(guān)JWM8—11硅二極管指示燈電氣箱門開關(guān)控制1JWM8—111主軸制動(dòng)2CZ5,2A，500Y51HL1HL2HL3HL4EL電源指示XDX1—R，白色零壓指示主軸正轉(zhuǎn)主軸反轉(zhuǎn)工作燈光標(biāo)按鈕SB2，綠色XDX1—Za,綠色XDX1-Z，蘭色工作照明111JC—25、24Y、40W1第三章Z3040搖臂鉆床的電氣控制的改造一Z3040搖臂鉆床中行程開關(guān)的改進(jìn)機(jī)床控制線路中的行程開關(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)。行程開關(guān)作為限位元件的最大缺點(diǎn)，是只能斷開接觸器的控制回路。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，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)組合可使光電開關(guān)智能化；4響應(yīng)速度快，高速光電開關(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?。ㄗ钚H20×31×12mm）、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,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、加速度傳感器。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PLC的接線如圖二Z3040搖臂鉆床繼電器控制線路的改進(jìn)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、噪音大、可靠性差、故障診斷與排除困難等缺點(diǎn)，當(dāng)遇到接觸器的主觸點(diǎn)熔焊時(shí)控制線路會(huì)出現(xiàn)故障。若用PLC控制就避免了這一問(wèn)題.因?yàn)镻LC：?編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)?功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高?硬件配套齊全,用戶使用方便,適應(yīng)性強(qiáng)?無(wú)觸點(diǎn)免配線，可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)?系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少?維修工作量少，維修方便?體積小，能耗低所以選用PLC控制來(lái)代替繼電器控制。根據(jù)Z3040搖臂鉆床的控制要求：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搖臂上升按鈕:SB3搖臂下降按鈕：SB4冷卻泵停止按鈕：SB5主電機(jī)反轉(zhuǎn)：KM3主電機(jī)低速：KM4主電機(jī)高速:KM5主電機(jī)制動(dòng)：YB1冷卻泵啟動(dòng)按鈕：SB6主軸正轉(zhuǎn)：SA1搖臂上升：KM8搖臂下降：KM9主軸反轉(zhuǎn)：SA2立柱夾緊和松開:KM10冷卻泵工作：KM11零壓指示:HL2主軸限位：SQ3主電機(jī)低速高速：SQ4搖臂升降和夾緊互鎖：SA5搖臂上升限位:SQ6搖臂下降限位：SQ7立柱松開夾緊：SA8主軸正轉(zhuǎn)指示：HL3主軸反轉(zhuǎn)指示：HL4工作照明：EL立柱松開夾緊限位：SQ9工作燈開關(guān):SA10立柱松開和夾緊：SA從這輸入、輸出可看出要選的PLC的輸入端必須大于17個(gè)而輸出端必須大于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PLC時(shí)必須注意PLC的輸出。其中三菱PLC的輸出是一個(gè)COM配幾個(gè)輸出，所以電壓等級(jí)不同就不能用同一個(gè)COM下的輸出.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。2．PLC的構(gòu)成從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括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-40MR三菱PLC是屬于繼電器輸出型的PLC。因?yàn)槔^電器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—40MR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入輸出分配表如下:輸入名稱輸出代號(hào)SB1SB2SB3SB4SB5SB6SA1SA2輸入點(diǎn)編號(hào)名稱代號(hào)KM2KM3KM4KM5YB1輸出點(diǎn)編號(hào)Y10急停X1X2X3X4X5X6X7X10主電機(jī)正轉(zhuǎn)主電機(jī)反轉(zhuǎn)主電機(jī)低速主電機(jī)高速主電機(jī)制動(dòng)搖臂上升零壓保護(hù)搖臂上升搖臂下降冷卻泵停冷卻泵啟動(dòng)主軸正轉(zhuǎn)主軸反轉(zhuǎn)Y11Y12Y13Y1KM8KM9KM10Y14搖臂下降Y15立柱夾緊和松開Y16主軸限位主電機(jī)低速高速搖臂升降和夾緊互鎖搖臂上升限位SQ3SQ4SA5SQ6SQ7SA8X11X12X13X14X15X16冷卻泵工作零壓指示KM11HL2HL3HL4ELY0Y5Y6Y7Y2主軸正轉(zhuǎn)指示主軸反轉(zhuǎn)指示工作照明搖臂下降限位立柱松開夾緊立柱松開夾緊限位工作燈開關(guān)SQ9X17X20SA10立柱松開和夾緊SAX21四Z3040搖臂鉆床改造的接線圖(注:其中的傳感器的接線如圖3-2）五程序1整體程序2各部分程序及注釋1)指示燈程序當(dāng)零壓保護(hù)X2閉合，M1線圈得電自鎖,M1常開閉合，Y5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)按下工作燈開關(guān)時(shí)，工作燈亮。2)主電機(jī)制動(dòng)當(dāng)M2得電，主電機(jī)開始制動(dòng),定時(shí)器時(shí)間到，制動(dòng)結(jié)束。3）主電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)當(dāng)主軸正轉(zhuǎn)開關(guān)按下時(shí),主電機(jī)正轉(zhuǎn)線圈Y10得電，主軸正轉(zhuǎn)，當(dāng)主軸反轉(zhuǎn)開關(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)