宜宾职业技术学院题目：Z3040摇臂钻床的PLC改造
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宜宾职业技术学院毕业(设计)选题报告
Z3040摇臂转床的PLC改造
指导老师：刘家伦
20XX级机电一体化专业学号 20XX10093 姓名庄永科
摘要
Z3040摇臂钻床是我国使用较多的钻床，是一般机械加工车间常用的机床。由于其控制系统采用继电器控制方式，电路接线复杂、触点多。长期使用后，故障率高，故障排查困难，常常影响企业的正常生产。因此对Z3040摇臂转床的PLC改造有特别重要的意义。PLC具有可靠性高，环境适应性强，使用方便，维护简单等优点。因此，利用PLC 对摇臂钻床继电器电路进行设计，有助于提高设备的可靠性。本文分别对Z3040摇臂转床的主轴电动机的控制，摇臂的上升、下降以及主轴箱、立柱的松开和夹紧进行PLC改造。最后绘制出梯形图和I/O接口图。
关键词：Z3040摇臂转床；电气控制系统；PLC改造
Z3040 Rocker Switch To The Bed PLC Reconstruction
Tutor : Liu Jia Lun
Author : Zhuang Yong Ke
Abstract
Radial Drilling Machine Z3040 is China's use of more drilling, is monly used in general machining machine tool shop. Because of its control system uses relay control mode, circuit wiring plex, multi-touch. Long-term use the failure rate is high, troubleshooting problems and often affect failure the normal production. Therefore Z3040 rocker switch to the bed PLC transformation of special importance. PLC has a high reliability, environmental adaptability, easy to use, easy maintenance and so on. Therefore, the use of PLC relay circuit for radial drilling machine is designed to help improve equipment reliability. In this paper, rocker switch on the Z3040 bed spindle motor control arm rise, decline and spindle boxes, columns of the release and clamping to PLC reconstruction. Finally draw the ladder, and I / O interface map.
Key words:Z3040 Rocker Switch Beds;Electrical Control System;PLC Reconstruction
目录
1 绪论 (1)
2摇臂转床的用途及工作原理 (2)
2.1 机床的主要结构 (2)
2.2 机床的运动方式 (3)
2.3 电力拖动特点 (3)
2.4 系统控制要求分析 (3)
2.5 照明与信号指示电路分析 (4)
2.6 其他连锁与保护 (4)
3电气控制系统硬件部分的设计 (6)
3.1 PLC的选择 (6)
3.2 主轴电动机的控制 (6)
3.3摇臂升降控制 (8)
4 Z3040摇臂转床电气控制及设计 (16)
4.1机床电气图及分析 (16)
4.2 Z3040摇臂转床的I/O接口图 (17)
4.3 Z3040摇臂转床的梯形图 (18)
4.4端子输出设备与PLC输入输出端子分配表 (18)
4.5 Z3040摇臂钻床设计后的电气原理图 (20)
结论 (21)
致谢 (22)
参考文献 (23)
附录A (24)
附录B (25)
1 绪论
随着我国微型计算机技术的迅速发展，PLC技术的发展也进入了一个新的时代，是近年来发展极为迅速、应用面极广的工业控制装置。在冶金、矿业、机械、轻工业等领域都扮演着极其重要的角色。为工业自动化提供了有力的工具，加速了机电一体化的进程。PLC在摇臂钻床中的应用也越来越广泛。目前，我国的Z3040摇臂钻床的电气控制系统普遍采用的是传统的继电器接触器控制方式。因其所要控制的电机较多所以电路较复杂，在日常生产作业中经常发生电气故障，从而影响生产。另外，一些复杂的控制如：时间、计数控制用继电器一接触器控制方式较难实现，所以，有必要对传统电气控制系统进行改进设计。PLC是以微处理器为核心，将计算机技术、通信技术与自然控制技术融为一体的新型工业自动控制装置。它克服了继电器一接触器控制电路存在的触点多、组合复杂、通信性和灵活性差等缺点。它不仅具有各种逻辑控制功能，而且还具有运算、数据处理、联网通信功能的控制，同时还具有可靠性高，环境适应性强，使用方便，维护简单等优点。因此，利用PLC对摇臂钻床继电器电路进行设计，有助于提高设备的可靠性。
2 Z3040摇臂钻床的用途及工作原理
2.1 机床的主要结构
Z3040型摇臂钻床的外型图如图2-1所示。摇臂钻床利用旋转的钻头对工件加工，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360°。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。
图2-1 Z3040摇臂钻床外型图
Z3040摇臂钻床钻床是一种用途广泛的万能机床，它可以完成钻孔、扩孔、铰孔及攻螺纹等工艺。Z3040摇臂钻床为了加工不同位置的孔，其摇臂可以沿立柱上下移动或绕立柱转动、主轴箱又可以沿摇臂导轨移动，这样在工件不动的情况下，通过改变刀具的位置来实现不同位置孔的加工，钻床的结构型式有多种，如台式钻床、立式钻床、卧式钻床、摇臂钻床等。在各类钻床中，摇臂钻床具有操作方便、灵活、适用范围广等特
点，特别适用于多孔大型零件的孔加工，是机械加工中常用的机床加工设备。
2.2 机床的运动方式
Z3040摇臂钻床加工前，通过摇臂的回转和升降、主轴箱的移动和定位，来调整各个部件的移动；加工时，主轴箱由夹紧装置紧固在摇臂的导轨上，摇臂紧固在外立柱上，外立柱紧固在内立柱上，主轴带动钻头或丝攻旋转并向下垂直进给，来实现钻孔或丝攻的加工。
（1）主运动主轴带着钻头（刀具）的旋转运动。
（2）进给运动主轴的垂直运动（手动或自动）。
（3）辅助运动辅助运动用来调整主轴（刀具）与工件纵向、横向即水平面上的相对位置以及相对高度。在做辅助运动时，相应的夹紧机构应松开，完成后应夹紧。2.3 电力拖动特点
（1）摇臂钻床采用多电动机拖动，由主轴电动机拖动主轴的旋转主运动和主轴的进给运动；由摇臂升降电动机拖动摇臂升降；由液压泵电动机拖动液压泵供出压力油完成主轴箱、内外立柱和摇臂的夹紧与松开；由冷却泵电动机拖动冷却泵，供出冷却液进行刀具加工过程中的冷却。
（2）摇臂钻床的主运动与进给运动皆为主轴的运动，为此这两种运动由一台主轴电动机拖动，分别经主轴传动机构、进给传动机构来实现主轴的旋转和进给。所以主轴变速机构与进给变速机构均装在主轴箱内。
（3）摇臂钻床有两套液压控制系统，一套是操作机构液压系统，另一套是夹紧机构液压系统。前者由主轴电动机拖动齿轮泵送出压力油，通过操纵机构实现主轴正、反转，停车制动，空挡、变速的操作。后者由液压泵电动机拖动液压泵送出压力油，推动活塞带动菱形块来实现主轴箱、内外立柱和摇臂的夹紧与松开。
2.4 系统控制要求分析
（1）刀具主轴的正反转控制，以实现螺纹的加工及退刀。
（2）刀具主轴旋转及垂直进给速度的控制，以满足不同的工艺要求。
（3）外立柱、摇臂、主轴箱、等部件位置的调整运动。
（4）为确保加工过程中刀具的径向位置不会发生变化，外立柱、摇臂、主轴箱等部件必须有夹紧与松开控制。
（5）冷却泵及液压泵电动机的起停控制。
（6）必要的保护环节及照明指示电路。
（7）摇臂钻床的主轴旋转与摇臂的升降不允许同时进行，它们之间应互锁，以确保安全。
Z3040摇臂钻床的主电路电源是由断路器Q1引入，M1为主电动机，M2为摇臂升降控制电动机，M3为液压泵电动机，M4为冷却泵电动机，其中主电动机和液压泵电动机分别采用了热继电器FR1、FR2作为过载保护用，而摇臂升降电动机和冷却泵电动机由于工作时间短，因而没有设过载保护。
2.5 照明与信号指示电路分析
HL1为主轴箱与立柱的松开指示灯。HL1亮表示已松开，手动操作主轴箱移动手轮，使主轴箱沿摇臂水平导轨移动或推动摇臂连同外立柱绕内立柱回转。
HL2为主轴箱与立柱夹紧指示灯。HL2亮表示主轴箱已夹紧在摇臂上摇臂连同外立柱夹紧在内立柱上，可以进行钻削加工。
HL3为主轴电动机启动旋转指示灯。HL3亮表示可以操作主轴手柄进行对主轴的控制。
EL为机床局部照明灯，由控制变压器TC供给24V安全电压，由手动开关SA2控制。
2.6 其他联锁与保护
（1）按钮接触器联锁在摇臂升将电路中，除了采用按钮SB3和SB4的机械联锁外，还采用了接触器KM2和KM3的电气联锁，即对摇臂升降电动机M2实现了正反转复合联锁。在液压泵电动机M3的正反转控制电路中，接触器KM4和KM5采用了电气联锁，在主轴箱和立柱的夹紧、放松电路中，为保证压力油不供给摇臂夹紧油路，将按钮SB5和SB6的常闭触头串联在电磁阀YV线圈的电路中，以达到联锁的目的。
（2）限位联锁在摇臂升降电路中，行程开关SQ2是摇臂放松到位的信号开关，其常开触头串联在接触器KM2和KM3线圈中，它在摇臂完全放松到位后才动作闭合，
以确保摇臂的升降在其放松后进行。
行程开关SQ3是摇臂夹紧到位的信号开关，其常闭触头串联在接触器KM5线圈、电磁阀YV线圈电路中。如果摇臂未夹紧，则行程开关SQ3常闭触头闭合保持原状，使得接触器KM5线圈、电磁阀YV线圈得电，对摇臂进行夹紧，直到完全夹紧为止，行程开关SQ3的常闭触头才断开，切断接触器KM5线圈、电磁阀YV线圈。
（3）时间继电器联锁通过时间继电器KT延时断开的常开触头和延时闭合的常闭触头，时间继电器KT能保证在摇臂升降电动机M2完全停止运行后，才能进行摇臂的夹紧动作，时间继电器KT的延时长短由摇臂升降电动机M2从切断电源到停止的惯性大小来决定。
（4）失压（欠压）保护主轴电动机M1采用按钮与自琐控制方式，具有失压保护；各接触器线圈自身也具有欠压保护功能。
（5）机床的限位保护摇臂升降都有限位保护，由组合限位开关SQ1来完成。SQ1为上极限限位，SQ5为下极限限位。摇臂上升到上极限位置时，撞块使组合开关触头SQ1断开，接触器KM2线圈断电，摇臂升降电动机M2停转。此时，组合限位开关SQ5仍闭合，可按下按钮SB4使摇臂下降。当摇臂下降达下极限位置时，撞块使组合限位开关SQ5触头断开，接触器KM3线圈得电，摇臂升降电动机M2停转。此时，组合限位开关SQ1的触头仍闭合，可按按钮SB3使摇臂上升。
3 电气控制系统硬件部分的设计
3.1 PLC的选择
随着PLC技术的发展，PLC的种类也越来越多，且功能也日趋完善。近年来从德国、日本、美国等引进的PLC产品和国内厂家组装自行开发的产品，已有上百种型号。
在工业自动控制系统中，德国西门子（Siemens）公司生产的SIMATIC S7－200系列PLC是被广泛应用之一。它具有高性能价格比的微型可编程序控制器。由于它具有应用灵活、扩展性好、操作方便、标准化的硬件和软件设计、通用性强、价格低廉及多功能多用途等特点,因此在工业中得到了广泛的应用。
根据SIMATICSS7－200 系列PLC系统由基本单元（主机）、I/O扩展单元、功能单元和外部设备等组成，其基本单元（主机）的结构为整体式结构。有CPU21X和CPU22X 两代产品，其中SIMATICS7－200（CPU22X）包括CPU221, CPU222, CPU224、CPU226、CPU226XM等5种基本型号的CPU。
通过对Z3040摇臂钻床输入输出信号的分析，确定需12个输入口和9个输出口，据此选用西门子S7－200系列CPU224，它是具有14个输入口10个输出口的PLC，输出口为继电器型，其主要性能完全满足Z3040摇臂钻床的工作需要。
3.2 主轴电动机的控制
图3-1 Z3040摇臂钻床主轴电机电气控制电路图
Z3040摇臂钻床主轴电机原理图如图3-1所示，由于Z3040摇臂钻床主电动机的功
率不大，因此采用了全压直接启动；并且它的主轴正反转是用离合器来进行切换，故电动机只作单向旋转。根据主轴电机的控制要求和控制原理，绘出如图3-2所示摇臂钻床
主轴电机控制流程图，图3-3为主轴电机的I/O接口图，图3-4主轴电机控制梯形图。
图3-2 Z3040摇臂钻床主轴电动机控制流程图
图3-3 Z3040摇臂钻床主轴电机控制的I/O接口图
按下主轴起
动按钮SB2
主轴电机起动
按下主轴停止
按钮SB1？
主轴电机停转
N
Y
图3-4 Z3040摇臂钻床主轴电机控制梯形图
3.3 摇臂升降控制
（1）摇臂上升过程图3-5 是Z3040摇臂钻床摇臂上升控制电路原理图，要使摇臂做上升运动，首先必须将夹紧装置松开，当摇臂上升到位后，夹紧装置再将摇臂夹紧，根据摇臂上升控制要求和控制原理，绘出如图3-6 Z3040摇臂钻床上升控制的流程图。
摇臂上升PLC控制系统的输入信号有4个，1个为摇臂上升启动按钮开关，2个行程开关，1个热继电器，PLC控制系统的输出信号有4个，1个用于驱动摇臂上升电动机反转接触器KM2，1个用于驱动液压泵电动机反转接触器KM4，1个用于驱动摇臂松开到位指示灯HL1，1个用于驱动夹紧到位指示灯HL2。根据摇臂上升PLC控制系统要求绘出如图3-7 Z3040摇臂钻床上升I/O接口图。
图3-5 Z3040摇臂钻床摇臂上升控制电路图
N
N
图3-6 Z3040摇臂钻床摇臂上升控制的流程图
图3-7 Z3040摇臂钻床摇臂上升I/O接口图
（2）摇臂下降过程根据图3-8 Z3040摇臂钻床摇臂下降控制电路图所示，摇臂下降是由按钮SB4来控制的，它的动作过程是松开→下降→夹紧。摇臂的下降是利用电动机M2的正转来实现的，而M2的正转是由接触器KM3来控制。为了防止KM2、KM3同时动作引起短路，故将它们的常闭触头分别串入对方的线圈回路中以起到互锁的作用。摇臂下降控制回路中的SQ1为摇臂下降极限位置保护用的行程开关。根据摇臂下降控制要求和控制原理绘出如图3-9 Z3040摇臂钻床下降控制的流程图。
摇臂下降PLC控制系统的输入信号有4个，其中有1个为摇臂下降启动按钮开关，2个行程开关，1个热继电器，PLC控制系统的输出信号有4个，其中1个用于驱动摇臂下降电动机正转接触器KM3，1个用于驱动液压泵电动机反转接触器KM5，1个用于驱动摇臂松开到位指示灯HL1，1个用于驱动夹紧到位指示灯HL2。根据摇臂上升PLC 控制系统要求绘出如图3-10 Z3040摇臂钻床下降I/O接口图。
按下摇臂下降启动按钮SB4时，输入触点I1.2接通，辅助继电器M0.0得电输出，同时输出继电器Q0.6和Q0.4线圈得电输出，驱动KM4和YV线圈得电,液压泵电动机M3
正转，摇臂松开。摇臂松开到位压下SQ2时，输入触点I0.5接通，输出继电器Q0.4线圈失电，驱动KM4线圈失电，输出继电器Q0.7得电输出，驱动HL1得电，摇臂松开指示灯亮，输出继电器Q0.3线圈得电输出，驱动KM3线圈得电，摇臂升降电动M2机正转。
图3-8 Z3040摇臂钻床摇臂下降控制电路图
当摇臂下降到位，松开摇臂下降按钮SB4，输入触点I1.2断开，输出继电器Q0.6和Q0.3线圈失电，驱动KM3和YV线圈失电,摇臂停止下降。输出继电器Q0.3线圈的常闭触点接通，辅助继电器M0.1通电输出，时间继电器T37线圈通电延时，输出继电器Q0.5线圈得电输出，驱动KM5线圈得电，液压泵电动机M3正转，摇臂夹紧。摇臂夹紧到位时，压下摇臂微动开关SQ3时，输入触点I0.7断开，输出继电器Q0.5断电，驱动KM5线圈失电，输出继电器Q1.0线圈得电输出，驱动HL2线圈得电，摇臂夹紧指示灯亮，液压泵电动机M3停止工作。
根据摇臂的下降控制流程图绘制如图3-10所示Z3040摇臂钻床下降的I/O接口图。
图3-9 Z3040摇臂钻床摇臂下降控制的流程图 N N N
图3-10 Z3040摇臂钻床摇臂下降I/O接口图
图3-11 Z3040摇臂钻床主轴箱、立柱电气控制图
（3）主轴箱、立柱的松开和夹紧根据图3-11 Z3040摇臂钻床主轴箱、立柱电气控制图所示，立柱和主轴箱的松开或夹紧控制均采用液压操纵夹紧与放松，两者是同时进行的，工作时要求二位六通阀YV不通电。松开与夹紧分别由松开按钮SB5和夹紧按钮SB6控制。指示灯HL1、HL2指示其动作。
主轴箱、立柱PLC控制系统的输入信号有3个，其中2个为主轴箱、立柱松开与
封面 PLC改造Z3050摇臂钻床 学校：荣昌世纪培训学校 姓名：邓祥富
内容提要 本论文是研究机械加工中常用的Z3040摇臂钻床传统电气控制系统的改造 问题,指在解决传统继电器—接触器电气控制系统存在的线路复杂、可靠性稳定 性差、故障诊断和排除困难等难题。由于PLC电气控制系统与继电器—接触器 电气控制系统相比，具有结构简单，编程方便，调试周期短，可靠性高，抗干 扰能力强，故障率低，对工作环境要求低等一系列优点。因此，本论文对Z3040摇臂钻床电气控制系统的改造，将把PLC控制技术应用到改造方案中去，从而 大大提高摇臂钻床的工作性能。论文分析了摇臂钻床的控制原理，制定了可编 程控制器改造Z3040摇臂钻床电气控制系统的设计方案，完成了电气控制系统 硬件和软件的设计，Z3050摇臂钻床的电气原理图绘制、I/O端口的分配、I/O 硬件接线图的绘制、PLC梯形图程序的设计。论述了采用PLC取代传统继电器—接触器电气控制系统从而提高机床工作性能的方法。 目录 1绪论............................................................ .3 1.1 PLC的介绍 (3) 1.2 PLC的基本组成及工作原理 (3) 2 Z3040摇臂钻床传统电气控制系统的原理 (4) 2.1主电路 (4) 2.2 控制电路、信号及照明电路 (5) 2.3 主电动机控制 (5) 2.4 摇臂的升降控制 (5) 2.5 立柱和主轴箱的夹紧和松开控制 (6) 3．1 PLC型号的选择 (7) 3.2 PLC的I/O分配表 (8) 3.3 PLC的硬件接线 (9) 4 PLC控制程序 (10) 5 结论 (11) 6 参考文献 (11)
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职业技术学院 毕业设计 题目：Z3040摇臂钻床的PLC改造
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摘要:钻床是一种常用的机床，在生产中应用很广泛，种类繁多。然而，在运作中，传统的钻床暴露了越来越多的问题，比如：触点过多、故障出现频繁、维修不方便，影响了钻床的正常工作，引起产品质量降低。 由于各种各样的问题，钻床的改造势在必行。在众多的改造方案中，PLC改造以其他同类产品所不具备的优点脱颖而出。 本文以PLC为控制核心进行的对Z3040摇臂钻床的自动化改造，在本文中阐述了传统钻床继电器控制电路以及行程开关的缺点，提出了详细的改进方案。绘制出了改造过后的电气原理图及PLC接线图等。并编写了PLC的控制程序，取得了良好的效果。 关键词：摇臂钻床PLC 传感器改造 目录 第一章摇臂钻床的介绍 一、Z3040摇臂钻床系统的机械系统 (3) 二、Z3040摇臂钻床系统的电气系统 (4) 三、Z3040摇臂钻床的润滑和冷却系统 (7) 第二章继电器控制的摇臂钻床的工作原理 一、控制电路电路原理图 (8) 二、钻床的操作步骤及工作原理 (9) 三、电气元件清单 (11) 第三章 Z3040摇臂钻床的电气控制的改造 一、Z3040摇臂钻床行程开关的改进 (14) 二、Z3040摇臂钻床继电器控制线路的改进 (18) 三、I/O分配表 (21) 四、Z3040摇臂钻床改造的接线图 (22) 五、程序 (23) 结束语 (26)
答谢辞 (27) 参考文献 (28) 第一章Z3040摇臂钻床介绍 钻床是一种常用的机床，分台式钻床、立式钻床和摇臂钻床。种类繁多，在工业生产中应用得非常广泛，本文以Z3040摇臂钻床为对象进行PLC改造。 图1-1 XXXXXX 一 Z3040摇臂钻床系统的机械系统 Z3040摇臂钻床整个系统可实现主轴旋转、主轴进给摇臂升降及主轴箱在摇臂上移动等功能（参看表1-3）（1）主轴旋转 主轴的旋转有正、反转及停止由手柄16（主轴正反转及停止手柄）操纵。当手柄向左扳动，主轴正转，并在面板 上指示灯显示旋向；当手柄在中间位置时主轴停止，指示灯熄灭；当手柄向右扳动，主轴反转，另一指示灯显示旋向。 选用不同的转速时，可转动手轮11（主轴旋转变换手轮）即可得到主轴的12种转速，手轮上设有“0”位，用以校调和对刀。变速时必须使用手柄16（主轴正反转及停止手柄）处于中间位置以停止电机旋转，否则会造成有关齿轮在旋转状态下进行切换，而发生意外。 主轴电机主要带动刀具做旋转运动为零件进行钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、平面和攻螺纹的动力电机。
理工类大学本科毕业设计论文 畢業設計設計題目：基於PLC的搖臂鑽床控制系統改造 系別：機電工程 班級：自動化技術 姓名： 指導教師： 2011年6月7日
基於PLC的搖臂鑽床控制系統改造 摘要 本設計是研究機械加工中常用的Z3050搖臂鑽床傳統電氣控制系統的改造問題,旨在解決傳統繼電器—接觸器電氣控制系統存在的線路複雜、可靠性穩定性差、故障診斷和排除費時費力等難題。由於PLC電氣控制系統與繼電器—接觸器電氣控制系統相比，具有結構簡單，編程方便，調試週期短，可靠性高，抗干擾能力強，故障率低，對工作環境要求低等一系列優點，因此，本設計對Z3050搖臂鑽床電氣控制系統的改造，將把PLC控制技術應用到改造方案中去，以提高搖臂鑽床的工作性能。設計中分析了搖臂鑽床的控制原理，制定了可編程控制器改造Z3050搖臂鑽床電氣控制系統的控制方案，完成了電氣控制系統硬體和軟體的設計，其中包括PLC 機型的選擇、I/O端口的分配、I/O硬體接線圖的繪製、PLC梯形圖程式的設計。對PLC控制搖臂鑽床的工作過程作了詳細闡述，論述了採用PLC取代傳統繼電器—接觸器電氣控制系統從而提高機床工作性能的方法，給出了相應的控制原理及接線圖。 關鍵字：可編程控制器，搖臂鑽床，梯形圖，電氣控制系統
Reformation of Radial Drilling Machine Z3050 by PLC Abstract This paper is to studies the machine process in common use Z3050 in inside radial drilling machine electric control system improves problem. The aim is solving device complexity, inferior reliability and stability, malfunction analysis and trouble obviation of the traditional relay electric control system. Because of electric control system PLC there are lots of advantages which include design, install, connect the line and adjust to try workload small, the period of research and manufacture is short, reliability is high, the ability of Anti- interference is very strong, the rate of break down is low, the demand of work environment is low, maintenance convenience a series of advantage etc. Therefore, a work for to the Z3050 radial drilling machine electric control system reforming, will reforming PLC control technique application in the project, then increasing radial drilling machine’s work function. The paper introduces to the control principle of the radial drilling machine. Established the programmable controller improve the design project of electric control system of Z3050 radial drilling machine. Completed the design of the software and hardware of the electric control system, Among them include the model of PLC choice、the I/O allotment of the address、the I/O hardware connects the line diagram、PLC trapezium diagram’s design. It explains that PLC control the work process of radial drilling machine. Discussing the adoption PLC replaces the traditional electric control system’s method and increases the work func tion of radial drilling machine, give a homologous control principle diagram. Key words: PLC，Radial drilling machine，Trapezium diagram，Electric Control System
摘要 本论文是研究机械加工中常用的Z3040摇臂钻床传统电气控制系统的改造问题,旨在解决传统继电器—接触器电气控制系统存在的线路复杂、可靠性稳定性差、故障诊断和排除困难等难题。由于PLC电气控制系统与继电器—接触器电气控制系统相比，具有结构简单，编程方便，调试周期短，可靠性高，抗干扰能力强，故障率低，对工作环境要求低等一系列优点。因此，本论文对Z3040摇臂钻床电气控制系统的改造，将把PLC控制技术应用到改造方案中去，从而大大提高摇臂钻床的工作性能。论文分析了摇臂钻床的控制原理，制定了可编程控制器改造Z3040摇臂钻床电气控制系统的设计方案，完成了电气控制系统硬件和软件的设计，其中包括PLC机型的选择、I/O端口的分配、I/O硬件接线图的绘制、PLC梯形图程序的设计。对PLC控制摇臂钻床的工作过程作了详细阐述，论述了采用PLC取代传统继电器—接触器电气控制系统从而提高机床工作性能的方法，给出了相应的控制原理图。 关键词：可编程控制器，摇臂钻床，梯形图，电气控制系统
目录 No table of contents entries found.附录A (15) 附录B (16)
1 绪论 本课题的选题背景和意义 Z3040摇臂钻床是工厂中常用的金属切削机床，它可以进行多种形式的加工，如：钻孔、镗孔、铰孔及螺纹等。从控制上讲，它需要机、电、液压等系统相互配合使用，而且，要进行时间控制。它的调速是通过三相交流异步电动机和变速箱来实现的。也有的是采用多速异步电动机拖动，这样可以简化变速机构。摇臂钻床的主轴旋转运动和进给运动由一台交流异步电动机拖动，主轴的正反向旋转运动是通过机械转换实现的。故主电动机只有一个旋转方向。此外，摇臂的上升、下降和立柱的夹紧、放松各由一台交流异步电动机拖动[1]。 目前，我国的Z3040摇臂钻床的电气控制系统普遍采用的是传统的继电器—接触器控制方式。因其所要控制的电机较多所以电路较复杂，在日常的生产作业当中，经常发生电气故障，从而影响生产。另外，一些复杂的控制如：时间、计数控制用继电器—接触器控制方式较难实现，所以，有必要对传统电气控制系统进行改进设计。PLC电气控制系统可以有效的弥补上述系统的这一缺陷。 可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，是从早期的继电器逻辑电气控制系统发展而来，它不断吸收微型计算机控制技术，使之功能不断增强，逐渐适合复杂的电气控制系统。PLC之所以有较强的生命力，在于它更加适应工业现场和市场要求。可靠性高，抗干扰能力强、编程方便、价格低、寿命长。与单片机相比，它的输入/输出端更接近现场设备，不需添加太多的中间部件，这样可以大大节省用户的开发时间与生产成本。 现在应用于各种工业控制领域的PLC种类繁多，规模大小和功能强弱千差万别，但他们具有以下一些共同的特点。 可靠性高。可靠性是用户的首选要求，目前各厂家生产的PLC，平均无故障时间都大大超过IEC规定的10万小时，例如：西门子、ABB、松下、三菱等微小型PLC，而且都有完善的自诊断功能，判断故障迅速。 灵活组态。可编程控制器是系列化产品，通常采用模块化结构来完成不同的任务组合。输入输出端口选择灵活，有多种机型，组合方便。 功能强大，除基本的逻辑控制、定时、计数、算术运算功能外，配合特殊功能模块还可实现点位控制、PTO运算、过程运算、数字控制等功能，为方便工厂管理又可以与上位机通信，通过远程模块可以控制远程设备。因此，PLC几乎是全能的工业控制计算机。 编程方便，易于使用。PLC的编程可采用与继电器极为相似的梯形图语言，直观易懂，深受现场电气人员的欢迎。近年来又发展了面向对象的顺控流程图语言（Sequential Function Chart），使编程更加简单方便。
专业综合设计与实践任务书学院：专业：电气工程及其自动化班级：
目录 1.改造的目及原因 (3) 2.摇臂钻床工作原理 (3) 3.电气控制线路分析 (4) 3.1主电路分析 (4) 3.2控制电路分析 (5) 3.2.1主轴电机M1的控制 (6) 3.2.3摇臂升降控制 (6) 3.2.3立柱和主轴箱的夹紧与放松控制 (7) 3.2.4冷却泵电机M4的控制 (7) 3.2.5照明、指示电路分析 (7) 4.Z3050控制系统PLC改造设计 (8) 4.1系统主要组成部分 (8) 4.2PLC的选型 (9) 5.输入输出设计 (10) 6.梯形图设计 (11) 7.调试 (12) 8.总结 (12) [参考文献] (13) 附录 (14) 主电路 (14) PLC外部接线图 (15) 原理图 (16) 梯形图 (17)
1.改造的目及原因 传统机床控制系统基本上采用交流继电器接触器控制方式，可靠性较差。存在触点寿命低、故障率高、线路维护困难等缺点。可编程控制器（PLC）是以微处理器为基础，综合计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种工业自动控制装置，应用灵活、可靠性高、维护方便。应用PLC对传统机床控制系统进行改造可取得良好效果将把 PLC 控制技术应用到改造 Z3050 摇臂钻床电气控制系统中去，从而大大提高摇臂钻床的工作性能。论文对摇臂钻床主电路进行了分析，对控制线路进行了详细的阐述，完成了电气制系统硬件和软件的设计，其中包括 PLC机型的选择、输入输出信号及地址的分配、I/O 端口的分配、PLC 梯形图程序的设计。 2.摇臂钻床工作原理 （1）Z3050型摇臂钻床采用4台电动机拖动，他们分别是主轴电动机（M1），摇臂升降电动（M2），液压泵电动机（M3）和冷却泵电动机（M4），这些电动机都采用直接启动方式。 （2）为了适应多种形式的加工要求，摇臂钻床主轴的旋转及进给运动有较大的调速范围，一般情况下多由机械变速机构实现。 （3）摇臂钻床的主运动和进给运动均为主轴的运动，为此这两项运动有一台主轴电动机拖动，分别经主轴传动机构，进给传动机构实现主轴的旋转和进给。
可编程序控制器 课程设计报告 学校：哈尔滨理工大学荣成学院院系：电气信息系 专业班级：电机10-XX 学号： 姓名：
一．题目名称 用PLC改造Z3040X16型摇臂钻床的控制电路图。具体的接触器-继电器控制系统详见《工厂电气控制设备》129页电路，试将其进行PLC改造。二．任务要求 1.列出输入输出I/O分配表，画出PLC硬件接线图，列出PLC程序清单及注释。 2.用S7-200编写摇臂钻床PLC程序梯形图。 三．确定总体方案 1.分析控制对象 （1）Z3040X16型摇臂钻床的动作是通过机、电、液进行联合控制来实现的。 （2）控制电路设有总起动按钮和总停止按钮 （3）采用4台电动机拖动。分别是主电动机、摇臂升降电动机、液压泵电动机及冷却泵电动机。 （4）摇臂的移动严格按照摇臂松开→移动→摇臂夹紧的程序进行，要求夹紧放松作用的液压泵电动机与摇臂升降电动机按一定顺序起动工作，由摇臂松开行程开关与夹紧行程开关发出控制信号进行控制。 （5）机床具有信号指示装置，对机床的每一主要动作作出显示，这样便于操作和维修。 （6）摇臂的夹紧放松与摇臂升降按自动控制进行，而立柱和主轴箱的夹紧放松可以单独操作，也可以同时进行。
2.Z3040×16型摇臂钻床的电气控制线路图如下图所示 （1）主轴电动机M1的要求：单方向旋转，过载保护。 （2）摇臂升降电动机M2的要求：摇臂移动的过程必须是先松开摇臂，在移动，到位后摇臂自动夹紧。电动机能正反转。 （3）液压泵电动机M3的要求：电动机能正反转，有过载保护。四．PLC元器件分配及I/O口分配表 分析Z3040X16型摇臂钻床，找出改用的PLC控制的输入、输出信号，共有14个输入信号，8个输出信号。 I/O分配表
Z3040摇臂钻床电气控制系统PLC改造 毕业设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
目录 第1章绪论 (1) 第2章 Z3050型摇臂钻床简介 2.1摇臂钻床的外观 (2) 2.2摇臂钻床的性能及用途 (2) 2.3摇臂钻床的运动形式 (4) 2.4摇臂钻床的原理分析 (4) 2.5摇臂钻床的主要结构 (4) 2.6Z3050型摇臂钻床电气控制线路原理分析 (4) 2.7摇臂钻床的电气控制要求 (6) 2.8摇臂钻床的使用 (6) 第3章控制系统设计 3.1改造思想 (7) 3.2改造方案 (7) 3.3P L C的介简 (7) 3.4P L C的选择 (8) 第4章三菱PLC的系统构成与工作原理 4.1三菱可编程控制器的基本组成 (9) 4.2三菱可编程控制器的功能特点 (9) 4.３三菱可编程控制器的基本工作原理 (10) 第5章Z3050型摇臂钻床的PLC改造过程 5. 1 任务提出简述 (11) 5. 2工作台控制系统I/O地址分配表 (12)
5.3控制功能接线图 (13) 5.4梯形图 (14) 总结 (15) 致谢 (16) 参考文献 (17) 摘要 摇臂钻床是用于一些大中型企业对工件的加工，老式的摇臂钻床电气控制线路是以各种不同的继电器为主要元件，所以负担比较沉重，大量的接触器需要大量的资金，在生产加工工件时接触器触头不断的关断会造成触头的发黑。 在安装这些继电器时需要大量的空间。维修依靠经验，继电器的位置发生变化或者是线路发生改变维修更是困难。 随着现代社会生产的发展和技术的进步，现代化工业生产自动化水平的日益提高及微电子技术的飞速发展，出现了一种可编程控制器（PLC）。所以我想能不能用可编程控制器（PLC）结合一些外部设备代替摇臂钻床电气设备的控制，以降低床子的造价费用，并且还提高床子的加工精度、延长使用寿命。 关键词：Z3050型摇臂钻床、PLC、自动控制。
皖西学院 课程设计报告书 系别：机电学院 专业：13电气 学生姓名：学号： 课程设计题目：PLC控制的Z3050型摇臂钻床电气控制起迄日期:- 课程设计地点:PLC电气控制实验室 指导教师:翁志刚 下达任务书日期: 2016年5月15日
目录 前言 (1) 1 Z3050摇臂钻床的简介 (2) 摇臂钻床的主要结构 (2) 摇臂钻床的运动形式 (2) 摇臂钻床电气拖动特点 (3) 摇臂钻床及原理图说明 (4) 2 系统元器件选型 (5) Z3050摇臂钻床主回路元件表 (5) PLC的选型 (6) 硬件的设计 (6) PLC的I/O分配 (6) PLC的外部接线图 (8) 3 程序的设计与仿真 (9) 梯形图程序设计 (9) 仿真调试与结果 (11) 参考文献 (15) 致谢 (14)
前言 摇臂钻床使用于单件或批量生产有多孔的大型零件的孔加工，是一般机械加工车间常用的机械，由于其控制系统是采用继电器控制系统，电路接线复杂，出点多，长期使用后，故障多，故障排除困难。常常影响企业生产。 PLC具有可靠性强，使用方便，维护简单的优点。因此，利用PLC对摇臂钻床继电器控制线路进行改造，有利于提高设备的可靠性，使用率。正是由于PLC 控制系统的种种优点，因此本次对Z3050摇臂钻床的电气控制系统，可以提高Z3050摇臂钻床工作性能和系统的工作稳定性，为工业生产的现代化带来生机。同时，提高了PLC编程水平和实践能力，为今后在实际工作中熟练使用PLC进行工业系统的设计打好基础。
1 Z3050摇臂钻床的简介 摇臂钻床的主要结构 摇臂钻床主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱及工作台等部分组成。内立柱固定在底座的一端，在他的外面套有外立柱，外立柱可绕内立柱回转360度。摇臂的一端为套筒，它套装在外立柱做上下移动。由于丝杆与外立柱练成一体，而升降螺母固定在摇臂上，因此摇臂不能绕外立柱转动，只能与外立柱一起绕内立柱回转。主轴箱是一个复合部件，由主传动电动机、主轴和主轴传动机构、进给和变速机构、机床的操作机构等部分组成。主轴箱安装在摇臂的水平导轨上，可以通过手轮操作，使其在水平导轨上沿摇臂移动。 摇臂钻床的运动形式 当摇臂钻床进行加工时，由特殊的加紧装置将主轴箱紧固在摇臂导轨上，而外立柱紧固在内立柱上，摇臂紧固在外立柱上，然后进行钻削加工。钻削加工时，钻头一边进行旋转切削，一边进行纵向进摇臂钻床给，其运动形式为：（1）摇臂钻床的主运动为主轴的旋转运动； （2）进给运动为主轴的纵向进给； （3）辅助运动有：摇臂沿外立柱垂直移动，主轴箱沿摇臂长度方向的移动，摇臂与外立柱一起内立柱的回转运动。
PLC 在改造Z37摇臂钻床中的应用 1. Z37型钻床 主电路： Z37摇臂钻床共有四台三相异步电动机，其中主轴电动机 M2由接触器KMI 控制，热继电器 KH 作过载保护，主轴的 正、 反向控制是由双向片式摩擦离合器来实现的。摇臂升 降电动机 M3由接触器KM2 KM3控制，FU2作短路保护。 立柱松紧电动机 M4由接触器KM4和 KM5控制，FU3作短路 保护。冷却泵电动机 M1是由组合开关 QS2控制的，FUI 作 短路 保护。摇臂上的电气设备电源，是通过转换开关 QSI 及汇流环 YG 引入。 2. 控制、照明电路分析 合上电源开关QSl ，控制电路的电源由控制变压器 TC 提供110v 电压。Z37摇臂钻床控制电路采用十字 电痺 主输 摇评升降电劲机 立柱松常电功机 低压阻叩 控制 翻升降控制 开关 电动机 上升 下礴 尿护 上升 下醉 T.2H 立柱耕第控制 KH -一SA KM5 KM4 lx 3|x|x \ |X|U Hlb X6 137 X7 7 []Q[] U12 VliWIJ KA KMI KV2 KM3 KM4 KM5 (JS2 FIJI I 朴忡 1 2 3 4 5 6 7 & 9 10 11 13 5 台
3.基于PLC的Z37摇臂钻床电气控制系统硬件部分的设计 3.1PLC的选择 Z3 7摇臂钻床电气控制系统的设计方案由两部分组成，一部分为电气控制系统的硬件设计，也就是PLC的 机型的确定；另一部分是电气控制系统的软件设计，就是PLC控制程序的编写。为了使改造后的摇臂钻床 仍能够保持原有功能不变，此次改造的一个重要原则之一就是，不对原有机床的控制结构做过大的调整，只是将原继电器控制中的硬件接线改为用软件编程来替代。 根据物理结构的不同，PLC分为整体式、模块式和叠装式。整体式的每一I/O点的平均价格比模块式 便宜，小型电气控制系统一般使用整体式可编程控制器。此次所设计的电气控制系统属于小型开关量电气控制系统没有特殊的控制任务，整体式PLC完全可以满足控制要求，且在性能相同的情况下，整体式PLC 较模块式和叠装式PLC价格便宜，因此，Z37摇臂钻床电气控制系统的PLC选用整体式结构的PLC 考虑到任何一种PLC都可以满足开关量电气控制系统的要求，据此本课题将尽量采用价格便宜的PLC 摇臂钻床的电气控制系统需要17个输入口11个输岀口，PLC的实际输入点数应等于或大于所需输入 点数17，PLC的实际输出点数应等于或大于所需输出点数11,在条件许可的情况下尽可能留有10%-20%勺 裕量。 PLC存储器容量的估算方法：对于仅有开关量输入/输岀信号的电气控制系统，将所需的输入/输岀点 数乘以8，就是所需PLC存储器的存储容量（单位为bit ）即（17+11 ）X 8=224bit 本基于PLC的摇臂钻床电气控制系统的PLC输入模块应选直流输入模块，输入电压应DC24V电压。 为了使Z37摇臂钻床在改造后能够良好工作，确认日本松下公司生产的FP0-C14RS型和扩展单元 FP0-E16RS型和FP0-E8RS型PLC能够满足上述要求，该类型号PLC体积小，功能强，增加了一些大型机的 功能和指令，如PID和PWM Pulse Width Modulation ，脉宽调制）指令，对于控制器体积要求较高的应用系统是一种很好的选择。该型PLC具有Z37摇臂钻床电气控制系统所需的所有指令功能，其总输入点数 为20点，总输出点数为18点，用户存储器容量5K,输入模块电压为DC,输出模块为继电器型。由此可知，FP0-C32和FP0-SL1型PLC的技术性能指标完全能满足要求。 3.2PLC的I/O端口分配表
目录 1 绪论.......................................................................................... 错误！未定义书签。 1.1本课题的选题背景和意义 ............................................... 错误！未定义书签。 1.2国内外关于本课题的技术研究现状和发展动态 ........... 错误！未定义书签。 2 Z3040摇臂钻床电气控制系统和原理分析 (3) 2.1主电路 ............................................................................... 错误！未定义书签。 2.2控制电路、信号及照明电路 (5) 2.2.1 主电动机的旋转控制 (5) 2.2.2 摇臂的升降控制 (5) 2.2.3 立柱和主轴箱的松开及夹紧控制 (7) 3 Z3040摇臂钻床PLC电气控制系统硬件部分的改造设计 (9) 3.1PLC型号的选择 (9) 3.1.1 PLC的物理结构 (9) 3.1.2 PLC的指令功能 (9) 3.1.3 PLC的输入输出点数 (9) 3.1.4 PLC的存储容量 (9) 3.1.5 输入模块的类型 (10) 3.1.6 输出模块的类型 (10) 3.2PLC的I/O端口分配表 (10) 3.3PLC的I/O电气接线图的设计 (12) 4 Z3040摇臂钻床电气控制系统软件部分的设计 (14) 4.1PLC梯形图程序的优化设计及程序调试： (14) 4.1.1 系统预开程序 (14) 4.1.2 主电动机的起动控制程序 (14) 4.1.3 摇臂升降控制程序 (15) 4.1.4 主轴箱和立柱分别单独夹紧或放松程序 (15) 4.1.5 主轴箱和立柱同时放松或夹紧控制程序 (16) 5 组态王简介 (16) 5.1组态王画面开发系统 (17) 5.2组态王画面运行系统 (18) 5.3组态王工程管理系统 (18) 5.4组态王新建工程 (18) 5.5创建组态画面 (18) 6 结论 (20) 致谢 (21) 参考文献 (21) 附录梯形图转换成指令表 (22)
目录 第一部分设计任务与调研 (2) 第二部分设计说明 (3) 第三部分设计成果 (9) 第四部分结束语 (12) 第五部分致谢 (13) 第六部分参考文献 (14)
第一部分设计任务与调研 1、设计主要任务 实现Z3050摇臂钻床PLC改造设计与故障排除，程序模拟调试、故障排除获得成功。 1．1 设计的思路 依托电工实训中心和自动化设备维修实训中心的Z3050型摇臂钻床、PLC等实训设备，充分运用所学专业知识和实践技能，详细制定设计方案和阶段进度计划，通过程序设计、模拟调试、常见故障及检修与排除、修订完善，实现Z3050摇臂钻床PLC改造设计与故障排除，故障的分析及检修获取成功。 1．2 设计方法 利用图书馆借阅、文献检索、手册查询、设备选型、PLC编程、PLC实训室程序调试、排故实训室常见故障及检修与排除。 2、调研的目的和总结 本次设计的内容主要是利用PLC（Programmable Logic Controller）对z3050摇臂床的控制部分进行改造。我先对本次的设计进行了总体的思考和分析，使自己对z3050摇臂钻床的基本结构、运动情况、加工工艺要求等有一定的了解。Z305摇臂钻床主要有底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱、工作台等组成。对z3050摇臂钻床电气控制部分进行分析得出它需要完成开门断电功能、主轴电动机的正反转控制功能、刀架的快速移动功能、冷却泵电动机的控制。然后根据电气控制电路的线路图，编译PLC的梯形图，编译通过后，利实验台进行实验仿真。由于PLC极高的可靠性，极丰富的指令集，易于掌握，便捷的操作，丰富的内置集成功能，实时特性。因此使Z3050摇臂钻床在完成原有的功能特点外，还具有安装简便、稳定性好、易于维修、扩展能力强等特点。
目录 摘要 (1) 1 绪论...... .................. .................. . (1) 1.1 本课题的选题背景和意义........................... . (1) 1.2 国外关于本课题的技术研究现状和发展动态 (3) 2 Z3040摇臂钻床传统电气控制系统的原理 (3) 2.1 主电路................................................. . 4 2.2 控制电路、信号及照明电路 (5) 2.2.1 主电动机的旋转控制 (5) 2.2.2 摇臂的升降控制 (5) 2.2.3 立柱和主轴箱的松开及夹紧控制....... (6) 3 基于PLC的Z3040摇臂钻床电气控制系统硬件部分的设计 (6) 3.1 PLC型号的选择 (7) 3.1.1 根据PLC的物理结构 (7) 3.1.2 根据PLC的指令功能 (7) 3.1.3 根据PLC的输入输出点数 (7) 3.1.4 根据PLC的存储容量 (7) 3.1.5 根据PLC的输入模块的类型 (7) 3.1.6 根据PLC的输出模块的类型 (8) 3. 2 PLC工作原理 (8) 3.3 PLC 的I/O 端口分配表 (9) 3.4 PLC的I/O电气接线图的设计 (10)
4 摇臂钻床电气控制系统软件部分的设计.................... . 11 4.1 PLC 梯形图程序的优化设计及程序调试.. (11) 4.1.1 系统预开程序 (11) 4.1.2 主电动机的起动控制程序.................... ... . (12) 4.1.3 摇臂升降控制程序 (12) 4.1.4 主轴箱和立柱同时放松或夹紧控制程序...................... .13 4.1.5 主轴箱和立柱分别单独夹紧或放松程序.................... ..14 4.1.6 信号显示程序........................................... .14 4.1.7 电源工作状态指示信号程序 (15) 5 结论.................. .......... ........ ........... . (15) 5.1 研究成果.................. .................. (15) 5.2 不足之处.................. .................. ........ (15) 参考文献.................. ............ ...... ........ (16) 致.................. .................. . (16)
目录 目录 (1) 前言 (4) 第一章Z3050摇臂钻床简介 (7) 1.1Z3050摇臂钻床的控制原理图 (2) 1.2Z3050摇臂钻床的结构及运动形式 (3) 1.3Z3050摇臂钻床的电气控制系统分析....................... 错误！未定义书签。 1.4Z3050摇臂钻床电气控制特点与故障分析................... 错误！未定义书签。第二章 PLC介绍. (9) 2.1PLC定义................................................................. 2.2PLC的特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.3PLC的分类及工作原理 2.4PLC的发展 (9) 第三章硬件设计 (10) 3.1PLC的物理结构 (10) 3.2PLC型号的选择 (10) 3.4PLC的外部接线图 (12) 第四章软件设计 (13) 4.1功能介绍............................................... 错误！未定义书签。 4.2功能表图 (14) 4.3程序梯形图 (15) 总结 (39) 参考文献...................................... 错误！未定义书签。
前言 本次设计的内容主要是利用PLC（Programmable Logic Controller）对z3050摇臂钻床的控制部分进行改造。我先对本次的设计进行了总体的思考和分析，使自己对z3050摇臂钻床的基本结构、运动情况、加工工艺要求等有一定的了解。Z3050摇臂钻床主要有底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱、工作台等组成。对z3050摇臂钻床电气控制部分进行分析得出它需要完成开门断电功能、主轴电动机的正反转控制功能、刀架的快速移动功能、冷却泵电动机的控制。然后根据电气控制电路的线路图，编译PLC的梯形图，编译通过后，利用PLC实验台进行实验仿真。由于PLC极高的可靠性，极丰富的指令集，易于掌握，便捷的操作，丰富的内置集成功能，实时特性。因此使Z3050摇臂钻床在完成原有的功能特点外，还具有安装简便、稳定性好、易于维修、扩展能力强等特点。 引言： 钻床是一种专门进行孔加工的机床，主要用于钻孔，扩孔，铰孔和攻丝等。钻床得主要类型有台式钻床，立式钻床，卧式钻床，深孔钻床和多轴钻床等。摇臂钻床是立式钻床中的一种，具有操作方便灵活，应用范围广的特点，特别适用于单件或批量生产中带有多孔大型零件的孔加工，是一般机械加工车间常见的机