Z3050摇臂钻床电气原理图
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Z3050摇臂钻床电气控制电路钻床是一种用途广泛地孔加工机床•它主要是用钻头钻削精度要求不太高地孔,另外还可用来扩孔、铰孔、镗孔,以及刮平面、攻螺纹等•钻床地结构形式很多,有立式钻床、卧式钻床、深孔钻床及多轴钻床等.摇臂钻床是一种立式钻床,它适用于单件或批量生产中带有多孔地大型零件地孔加工.本节以Z3050型摇臂钻床为例进行分析•Z3050型摇臂钻床地含义为:一、主要结构及运动形式图7-9是Z3050摇臂钻床地外形图.Z3050摇臂钻床主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱、工作台等组成.内立柱固定在底座上,在它外面套着空心地外立柱,外立柱可绕着内立柱回转一周,摇臂一端地套筒部分与外立柱滑动配合,借助于丝杆,摇臂可沿着外立柱上下移动,但两者不能做相对转动,所以摇臂将与外立柱一起相对内立柱回转.主轴箱b5E2RGbCAP是一个复合地部件,它具有主轴及主轴旋转部件和主轴进给地全部变速和操纵机构.主轴箱可沿着摇臂上地水平导轨做径向移动.当进行加工时,可利用特殊地夹紧机构将外立柱紧固在内立柱上,摇臂紧固在外立柱上,主轴箱紧固在摇臂导轨上,然后进行钻削加工.plEanqFDPw钻削加工时,主运动为主轴地旋转运动;进给运动为主轴地垂直移动;辅助运动为摇臂在外立柱上地升降运动、摇臂与外立柱一起沿内立柱地转动及主轴箱在摇臂上地水平移动.DXDiTa9E3d主釉e e图7- 9 Z3050摇臂钻床结构示意图摇臂钻床地电力拖动及控制要求1 •由于摇臂钻床地运动部件较多,为简化传动装置,需使用多台电动机拖动,主轴电动机承担主钻削及进给任务,摇臂升降、夹紧放松和冷却泵各用一台电动机拖动.RTCrpUDGiT2•为了适应多种加工方式地要求,主轴及进给应在较大范围内调速•但这些调速都是机械调速,用手柄操作变速箱调速,对电动机无任何调速要求•主轴变速机构与进给变速机构在一个变速箱内,由主轴电动机拖动.5PCzVD7HxA3•加工螺纹时要求主轴能正反转.摇臂钻床地正反转一般用机械方法实现,电动机只需单方向旋转.4•摇臂升降由单独地一台电动机拖动,要求能实现正反转.5•摇臂地夹紧与放松以及立柱地夹紧与放松由一台异步电动机配合液压装置来完成,要求这台电动机能正反转.摇臂地回转和主轴箱地径向移动在中小型摇臂钻床上都采用手动.jLBHrnAILg6•钻削加工时,为对刀具及工件进行冷却,需要一台冷却泵电动机拖动冷却泵输送冷却液.7•各部分电路之间有必要地保护和联锁.三、电气控制线路分析图7- 10是Z3050型摇臂钻床地电气控制线路地主电路和控制电路图.■ c o o ___o elecfahs com 电 * • r—i <x*x > I ui v 、I 77T I 3- ________ k 2 d [)(10 elecfanscom 电孑反*友i r M4K*蛊■9 4H«*A■ W 直H--H« -H 991V K ar彌4HM*ft :勒 s a n出*&««»««妙岗 **<一)主电路分析Z3050 型摇臂钻床共有四台电动机, 除冷却泵电动机采用开关直接起动外, 其余三台异步电动机均采用接触器直接起动. xHAQX74J0XM1是主轴电动机,由交流接触器KMI控制,只要求单方向旋转,主铀地正反转由机械手柄操作.M1装在主轴箱顶部,带动主轴及进给传动系统,热继电器FRI是过载保护元件.LDAYtRyKfEM2是摇臂升降电动机,装于主轴顶部,用接触器KM2和KM3空制正反转.因为该电动机短时间工作, 故不设过载保护电器. Zzz6ZB2LtkM3是液压油泵电动机,可以做正向转动和反向转动.正向旋转和反向旋转地起动与停止由接触器KM4和KM5空制.热继电器FR2是液压油泵电动机地过载保护电器.该电动机地主要作用是供给夹紧装置压力油、实现摇臂和立柱地夹紧与松开. dvzfvkwMI1M4是冷却泵电动机,功率很小,由开关直接起动和停止.<二).控制电路分析1.主轴电动机MI 地控制按起动按钮SB2,则接触器KMI吸合并自锁,使主电动机Ml起动运行,同时指示灯HL3亮.按停止按钮SB1,则接触器KMI释放,使主电动机M1停止旋转,同时指示灯HL3熄灭.rqyn14ZNXI2.摇臂升降控制<1)摇臂上升.Z3050型摇臂钻床摇臂地升降由M2拖动,SB3和SB4分别为摇臂升、降地点动按钮<装在主轴箱地面板上,其安装位置如图7—9所示),由SB3 SB4和KM2 KM3组成具有双重互锁地M2正反转点动控制电路.因为摇臂平时是夹紧在外立柱上地,所以在摇臂升降之前,先要把摇臂松开,再由M2驱动升降;摇臂升降到位后,再重新将它夹紧.而摇臂地松、紧是由液压系统完成地.在电磁阀YV线圈通电吸合地条件下,液压泵电动机M3正转,正向供出压力油进入摇臂地松开油腔,推动松开机构使摇臂松开,摇臂松开后,行程开关SQ2动作、SQ3复位;若M3反转,则反向供出压力油进入摇臂地夹紧油腔,推动夹紧机构使摇臂夹紧,摇臂夹紧后,行程开关SQ3动作、SQ2复位.由此可见,摇臂升降地电气控制是与松紧机构液压一机械系统<M3与YV地控制配合进行地.下面以摇臂地上升为例, 分析控制地全过程:EmxvxOtOco按住摇臂上升按钮SBMSB3动断触点断开,切断KM3线圈支路;SB3动合触点闭合<1-5)-时间继电器KT线圈通电一KT动合触点闭合<13—14),KM4线圈通电,M3正转;延时动合触点<1 - 17)闭合,电磁阀线圈YV通电,摇臂松开一行程开关SQ2动作一SQ2动断触点<6- 13)断开,KM4线圈断电,M3停转;SQ2动合触点<6—8)闭合,KM2线圈通电,M2正转,摇臂上升一摇臂上升到位后松开SB4KM2线圈断电,M2停转;KT线圈断电一延时1〜3S,KT动合触点<1- 17)断开,丫V线圈通过SQ3<—17)-仍然通电;KT动断触点<17- 18)闭合,KM5线圈通电,M3反转,摇臂夹紧一摇臂夹紧后,压下行程开关SQ3,SQ勧断触点<1- 17)断开,YV线圈断电;KM5线圈断电,M3停转. SixE2yXPq5摇臂地下降由SB4控制KM-M2反转来实现,其过程可自行分析.时间继电器KT地作用是在摇臂升降到位、M2停转后,延时1〜3s再起动M3将摇臂夹紧,其延时时间视从M2停转到摇臂静止地时间长短而定.KT 为断电延时类型, 在进行电路分析时应注意. 6ewMyirQFL如上所述,摇臂松开由行程开关SQ2发出信号,而摇臂夹紧后由行程开关SQ3发出信号如果夹紧机构地液压系统出现故障,摇臂夹不紧;或者因SQ3地位置安装不当,在摇臂已夹紧后SQ3仍不能动作,则SQ3地动断触点<1—17)长时间不能断开,使液压泵电动机M3出现长期过载,因此M3须由热继电器FR2进行过载保护.kavU42VRUs摇臂升降地限位保护由行程开关SQl实现,SQl有两对动断触点:SQ—1<5—6)实现上限位保护,SQl —2<7—6)实现下限位保护. y6v3ALoS89<2)主轴箱和立柱松、紧地控制.主轴箱和立柱地松、紧是同时进行地,SB5和SB6分别为松开与夹紧控制按钮,由它们点动控制KM4 KM5>控制M3地正、反转,由于SB5 SB6地动断触点<17—20—21)串联在YV线圈支路中•所以在操作SB5 SB6使M3点动作地过程中,电磁阀YV线圈不吸合,液压泵供出地压力油进入主轴箱和立柱地松开、夹紧油腔, 推动松、紧机构实现主轴箱和立柱地松开、夹紧. 同时由行程开关SQ4控制指示灯发出信号:主轴箱和立柱夹紧时,SQ4地动断触点<201—202)断开而动合触点<201—203)闭合,指示灯HLI灭HL2亮;反之,在松开时SQ4复位,HLI亮而HL2灭.M2ub6vSTnP<三)辅助电路包括照明和信号指示电路•照明电路地工作电压为安全电压36V,信号指示灯地工作电压为6V,均由控制变压器TC提供.0YujCfmUCw四、Z3050型摇臂钻床常见电气故障地诊断与检修Z3050 型摇臂钻床控制电路地独特之处,在于其摇臂升降及摇臂、立柱和主轴箱松开与夹紧地电路部分, 下面主要分析这部分电路地常见故障:eUts8ZQVRd<一)摇臂不能松开摇臂作升降运动地前提是摇臂必须完全松开. 摇臂和主轴箱、立柱地松、紧都是通过液压泵电动机M3地正反转来实现地,因此先检查一下主轴箱和立柱地松、紧是否正常.如果正常,则说明故障不在两者地公共电路中,而在摇臂松开地专用电路上.如时间继电器KT地线圈有无断线,其动合触点<1 —17)、<13—14)在闭合时是否接触良好,限位开关SQl地触点SQl—1<5—6)、SQl—2<7—6)有无接触不良,等等.sQsAEJkW5T如果主轴箱和立柱地松开也不正常,则故障多发生在接触器KM4和液压泵电动机M3这部分电路上.如KM4线圈断线、主触点接触不良,KM5地动断互锁触点<14—15)接触不良等.如果是M3 或FR2出现故障,则摇臂、立柱和主轴箱既不能松开,也不能夹紧.GMsIasNXkA<二)摇臂不能升降除前述摇臂不能松开地原因之外, 可能地原因还有:<1 )行程开关SQ2地动作不正常,这是导致摇臂不能升降最常见地故障.如SQ2地安装位置移动,使得摇臂松开后,SQ2不能动作,或者是液压系统地故障导致摇臂放松不够,SQ2也不会动作,摇臂就无法升降.SQ2地位置应结合机械、液压系统进行调整,然后紧固.TIrRGchYzg<2 )摇臂升降电动机M2控制其正反转地接触器KM2 KM3以及相关电路发生故障,也会造成摇臂不能升降. 在排除了其他故障之后, 应对此进行检查. 7EqZcWLZNX<3 )如果摇臂是上升正常而不能下降, 或是下降正常而不能上升, 则应单独检查相关地电路及电器部件<如按钮开关、接触器、限位开关地有关触点等). lzq7IGf02E<三)摇臂上升或下降到极限位置时, 限位保护失灵检查限位保护开关SQI,通常是SQI损坏或是其安装位置移动.<四)摇臂升降到位后夹不紧如果摇臂升降到位后夹不紧<而不是不能夹紧),通常是行程开关SQ3地故障造成地.如果SQ3移位或安装位置不当,使SQ3在夹紧动作未完全结束就提前吸合,M3提前停转,从而造成夹不紧. zvpgeqJ1hk<五)摇臂地松紧动作正常, 但主轴箱和立柱地松、紧动作不正常应重点检查:<1)控制按钮SB5 SB6,其触点有无接触不良,或接线松动•<2)液压系统出现故障.。
“维修电工”技能考核项目Z3050型摇臂钻床电气控制电路原理与维修主编:童光法重庆市铜梁职业教育中心2013年5月Z2030 摇臂钻床电气原理图QS1KM1KM2KM3KM4KM5YAKT FU11Z3050型摇臂钻床电气控制一、 Z3050型摇臂钻床介绍 (一)作用钻床是一种用途广泛孔加工机床,可用来钻孔、扩孔、绞孔、攻螺纹及修刮端面多种形式的加工。
钻床的结构形式很多,有立式钻床、卧室钻床、深孔钻床等。
摇臂钻床是一种立式钻床,它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用的机床。
(二)、结构摇臂钻床主要由底座、内外立座、摇臂、主轴箱和工作台组成。
摇臂的一端为套筒,套筒在外立柱上,幵借助丝杆的正、反转可沿外立柱上下移动。
主轴箱安装在摇臂的水平轨上可通过手轮操作使其在水平导轨上沿摇臂移动。
加工时。
根据工件高度的不同,摇臂借助于丝杆可带着主轴箱沿外立柱上下升降。
在升降之前,应自动将摇臂松开,再进行升降,主轴箱摇臂工作台电源开内立柱主轴主轴电动机升降电动机升降丝杆当达到所需的位置时,摇臂自动夹紧在立柱上。
摇臂钻床钻削加工分为工作运动和辅助运动。
工作运动包括:主运动(主轴的旋转运动)和进给运动(主轴轴向运动);辅助运动包括:主轴箱沿摇臂的横向移动,摇臂的回转和升降运动。
钻削加工时,钻头一面旋转一面作纵向进给。
1、采用4台电动机拖动,分别是主轴电动机M1,摇臂升降电动机M2,液压泵电动机(即松紧电机)M3和冷却泵电动机M4。
2、电机运动方式:(1)主轴电动机M1的运动: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。
主轴变速机构与进给变速机构均装在主轴箱内。
在加工螺纹时,要求主轴能正反转。
摇臂钻床主轴正反转一般采用机械方法实现。
因此主轴电动机仅需要单向旋转。
主轴操纵机构液压系统:安装在主轴箱内,用以实现主轴正反、停车制动、空挡、预选及变速;(2)升降电机M2运动方式:摇臂升降由单独的一台电动机M2拖动,要求能实现正反转。
z3050摇臂钻床电气控制Z3050摇臂钻床电气线路控制摘要钻床是一种用途广泛的孔加工机床。
它主要用钻头钻精度要求不高的孔,另外还可用来钻孔、镗孔、扩孔、铰孔、攻丝及修刮端面等。
因此要求钻床的主运动和进给运动有较宽的调速范围。
钻床的结构类型很多,有立式钻床、卧式钻床、台式钻床、多轴钻床、深孔钻床等。
摇臂钻床是一种立式钻床,它适用于单件或成批生产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床。
【关键词】:钻床结构用途ABSTRACTThe drilling machine is a kind of widely hole processing machine tool. It is mainly used for drill holes with high precision, also can be used for drilling, boring, reaming, reaming, tapping and scrape the end. Therefore asked the drill main movement and feed movement has a wide speed range.The structure of many types of drilling machine, vertical drilling, horizontal drilling, drilling machine, multi-axis drilling machine, deep hole drilling. Rocker drilling machine is a kind of vertical drilling machine, which is suitable for a single or bulk production with a porous large parts machining, general machinery processing workshop is a common machine tool.第一章绪论1.1摇臂钻床型号的含义:Z—钻床,3—摇臂,0-摇臂钻床型, 50—最大钻孔直径为50mm1.2摇臂钻床的结构组成:Z3050摇臂钻床的构造如图所示。
Z3050摇臂钻床电气原理图1 主电路设计(2~7区)三相电源L1 L2 L3由电源开关QS控制,熔断器FU1实现对全电路的短路保护(1区)。
从2区开始就是主电路。
主电路有4台电动机。
1)M4(2区)是冷却泵电动机,带动冷却泵供给工件冷却液。
由于M4容量较小,因此不需要过载保护,由转换开关QS2直接控制。
M4直接起动,单向旋转。
2)M1(3区) 是主轴电动机,带动主轴的旋转运动和垂直运动,是主运动和进给运动电动机。
它由KM1的主触点控制,其控制线圈在13区。
热继电器FR1做过载保护,其常闭触点在13区。
M1直接起动,单向旋转。
主轴的正反转由液压系统和正反转摩擦离合器来实现,空档,制动及变速也由液压系统来实现。
3)M2(4~5区) 是摇臂升降电动机,带动摇臂沿立柱的上下移动。
它由KM2,KM3的主触点控制正反转,其控制线圈分别在15,16区。
电动机M2是短时运行,因此不需要过载保护。
4)M3(6~7区) 是液压泵电动机,带动液压泵送出压力油以实现摇臂的松开,夹紧和主轴箱的松开,夹紧控制。
它由KM4,KM5的主触点控制其正反转,控制线圈分别在17,18区。
热继电器FR2作过载保护。
其常闭触点在17区。
熔断器FU2作摇臂升降电动机M2,液压电动机M3和控制电路的短路保护。
2 控制电路的设计(13~19控制电区)控制电路由控制变压器TC(8区) 将380V交流电源降为127V.1)主轴电动机M1的控制电路(13区)。
主轴电动机M1的控制电路是典型的电动机单向连续控制电路。
SB1,SB2分别为砂轮电动机M1的停止和启动按钮。
2)摇臂升降的控制电路(14~19区)。
摇臂升降由摇臂升降电动机M2作动力,按钮SB3,SB4分别为摇臂上升,下降的点动按钮,和KM3,KM2组成接触器按钮双重连锁的正反转点动控制电路(15~16区)。
由于摇臂的升降控制须与夹紧机构液压系统紧密配合:摇臂升降前,先把摇臂松开,再由M2驱动升降;摇臂升降到位后,再重新夹紧。
Z3050摇臂钻床电气控制线路分析-图文电气设备故障分析与排除电气设备故障分析的方法一、控制线路分析方法:1.分析主电路1/152.分析控制电路3.分析辅助电路4.分析连锁与保护环节5.总体检查二、控制线路检修方法:1、调查研究法2、实验法3、逻辑分析法4、测量法总之,电动机控制线路的故障不是千篇一律的,就是同一种故障现象,发生的部分也并不是一定相同,所以采用故障检修的一般步骤和方法时,不要生搬硬套,而因按不同的故障情况灵活处理,力求迅速准确地找出故障点。
b5E2RGbCAP在实际检修工作中,应做到每次排除故障后,及时总结经验,并估摸好检修记录,作为要按以备日后维修时参考,并要通过对历次的故障的分析和检修,此啊去积极的措施,防止再次发生类似的故障。
p1EanqFDPw电气控制线路分析2/15(一)控制电路分析1.开车前的准备工作为了保证操作安全,本机床具有“开门断电”功能。
所以开车前应将立柱下部及摇臂后部的电门盖关好,方能接通电源。
合上QF3及总电源开关QF1,则电源指示灯HL1亮,表示机床的电气线路已进入带电状态。
D 某DiTa9E3d2.主轴电动机M1的控制按启动按钮SB3,则接触器KM1吸合并自锁,使主电动机M1启动运行,同时指示灯HL2显亮。
按停止按钮SB2,则接触器KM1释放,使主电动机M1停止旋转,同时指示灯HL2熄灭。
RTCrpUDGiT3.摇臂升降控制<1)摇臂上升按上升按钮SB4,则时间继电器KT1通电吸合,它的瞬时闭合的动合触头<17区)闭合,接触器KM4线圈通电,液压油泵电动机M3启动正向旋转,供给压力油。
压力油经分配阀体进入摇臂的“松开油腔”,推动活塞移动,活塞推动菱形块,将摇臂松开。
同时,活塞杆通过弹簧片使位置开关SQ2,使其动断触点断开,动合触点闭合。
前者切断了接触器KM4的线圈电路,KM4的主触头断开,液压油泵电机停止工作。
后者使交流接触器KM2的线圈通电,主触头接通M2的电源,摇臂升降电动机启动正向旋转,带动摇臂上升,如果此时摇臂尚未松开,则位置开关SQ2常开触头不闭合,接触器KM2就不能吸合,摇臂就不能上升。
Z3050型摇臂钻床电气原理钻床是一种孔加工设备,可以用来钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及修刮端面等多种形式的加工。
按用途和结构分类,钻床可以分为立式钻床、台式钻床、多孔钻床、摇臂钻床及其他专用钻床等。
在各类钻床中,摇臂钻床操作方便、灵活,适用范围广,具有典型性,特别适用于单件或批量生产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床。
摇臂钻床外形结构摇臂钻床主轴箱可在摇臂上移动,并随摇臂绕立柱回转的钻床。
摇臂还可沿立柱上下移动,以适应加工不同高度的工件。
较小的工件可安装在工作台上,较大的工件可直接放在机床底座或地面上。
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,在其外面套有外立柱,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。
由于丝杆与外立柱连成一体,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。
内外主轴的夹紧与放松、主轴与摇臂的夹紧与放松用电气—机械装置控制方法严格按照摇臂松开→移动→摇臂夹紧的程序进行。
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。
Z3050型摇臂钻床运动部件较多,为了简化传动装置,采用4台电动机拖动,分别是主轴电动机,摇臂升降电动机,立柱夹紧—松开电动机和冷却泵电动机,这些电动机都采用直接启动方式。
各种工作状态都通过按钮操作。
当进行加工时,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,摇臂与外立柱一起绕内立柱的回转运动。
摘要Z3050型摇臂钻床适用于单件或批量生产带有多孔的大型零件的孔加工,是机械加工车间常用的机床,在机械行业中得到了广泛应用。
由于传统继电器-接触器控制的摇臂钻床存在电路接线复杂,触点多、噪音大、可靠性差、故障诊断与排除困难等缺点,因此对Z3050摇臂钻床控制系统的技术改造是非常必要的。
本文在分析Z3050型摇臂钻床继电接触控制系统工作原理的基础上,提出了用可编程控制器(PLC)对摇臂钻床控制系统进行改造设计。
文中介绍了PLC 的原理和特点;给出了摇臂钻床PLC控制系统的硬件组成和软件设计;其中包括PLC的选型、输入/输出(I/O)地址分配、PLC外部接线图、PLC梯形图程序设计;分析了用PLC控制摇臂钻床的工作过程;对主要电器元件进行了选择。
改造后的Z3050型摇臂钻床简化了控制线路,使机床功能完善,使用方便,维护简单,降低了设备运行的故障率,提高了设备运行的使用率,可实现生产过程的高效、节能和低成本。
在工业上有广泛的应用前景。
关键词:可编程控制器(PLC);摇臂钻床;梯形图;控制系统可编辑修改AbstractThe Z3050 drilling lathe which was commonly seen in workhouse, and it is widely used in mechanism industry. There were too many faults in the traditional relay controlled drilling lathe, such as the complex connections in circuit; too much noises and so on, besides these hidden problems ,the diagnosing and expelling for the mistakes w as also difficult. it is necessary to improve its controlling system in technical.This article propose using the Programmable Logic Controller (PLC) to replace the traditional control system which was compounded of relays, and this control theory was based on the function of relays. it shows the principle and unique of the PLC ;also shows both hardware structure and software of the new Z3050 drilling lathe which was controlled by The PLC, including allocation for input/output address, external connection diagram, designs for programs.Through analyses the procedure that the Z3050 works, I chased main components.Through the improvement, we simplify the control system, it both perfect the function and cut down costs which was used for maintenances. The reform of Z3050 can easily help us to realize low-cost and energy-costless during the production, it has gorgeous prospects in industry.key words: PLC drilling lathe block diagram control system contactor目录可编辑修改摘要 (I)Abstract (II)第1章引言 (1)1.1本课题选题背景和意义 (1)1.2 现状及发展状态 (2)1.2.1 PLC的应用领域 (2)1.2.2 PLC的国内外状况 (3)1.3 本文的主要工作 (3)第2章PLC的概述 (5)2.1 PLC的基本知识 (5)2.1.1 PLC的产生及发展 (5)2.1.2 PLC的组成 (5)2.1.3 PLC的工作原理 (8)2.1.4 PLC的基本性能指标 (9)2.1.5 PLC的特点 (10)2.2 PLC的编程语言 (12)2.2.1 梯形图编程语言 (12)2.2.2 功能图编程语言 (14)2.2.3 语句表编程语言 (14)第3章Z3050控制线路原理分析 (15)3.1 Z3050摇臂钻床简介 (15)3.1.1 Z3050摇臂钻床的结构及运行 (15)3.1.2 Z3050摇臂钻床的电力拖动的特点和控制要求 (15)3.1.3 Z3050控制线路概述 (16)3.2 Z3050控制线路原理分析 (17)3.2.1 主电路分析 (18)3.2.2 控制电路分析 (18)第4章基于PLC的Z3050控制系统设计 (22)4.1 PLC的型号选择 (22)4.1.1 PLC的型号选择 (22)4.1.2 Z3050摇臂钻床PLC控制系统电路图设计 (23)可编辑修改4.2 基于PLC的Z3050型摇臂钻床控制系统软件设计 (24)4.2.1 PLC梯形图程序设计 (24)4.2.2 PLC梯形图系统调试 (27)4.2.3 PLC控制指令表 (27)4.2.4 PLC 控制系统分析 (30)4.2.5 元器件布置接线图设计 (30)第5章主要电气元件及选择 (31)5.1断路器 (31)5.1.1 断路器结构、原理 (31)5.1.2 断路器的选择 (31)5.2接触器 (32)5.2.1 接触器结构、原理 (32)5.2.2 接触器的选择 (32)5.3热继电器 (34)5.3.1 热继电器结构、原理 (34)5.3.2 热继电器的选择 (35)5.4熔断器 (36)5.4.1 熔断器结构、原理 (36)5.4.2 熔断器的选择 (36)第6章结论 (38)参考文献 (39)致谢 (40)附录 (41)附录1 Z3050型摇臂钻床PLC控制系统电气原理图 (41)附录2 S7-200 CPU的技术指标 (42)附录3 Z3050型摇臂钻床PLC控制I/O(输入、输出)地址分配表 (43)附录4 Z3050型摇臂钻床控制系统电路图 (46)附录5 Z3050型摇臂钻床配电箱元件位置及接线图 (47)附录6 Z3050型摇臂钻床PLC控制系统梯形图 (48)附录7 Z3050元器件明细表 (50)可编辑修改第1章引言1.1本课题选题背景和意义钻床是一种孔加工设备,可以用来钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及修刮端面等多种形式的加工。
第五节Z3050摇臂钻床的电气控制线路钻床是一种用途广泛的孔加工机床。
它主要用钻头钻精度要求不高的孔,另外还可用来钻孔、镗孔、扩孔、铰孔、攻丝及修刮端面等。
因此要求钻床的主运动和进给运动有较宽的调速范围。
钻床的结构类型很多,有立式钻床、卧式钻床、台式钻床、多轴钻床、深孔钻床等。
摇臂钻床是一种立式钻床,它适用于单件或成批生产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床。
一、主要结构及运行形式1.摇臂钻床的主要结构摇臂钻床主要有底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱及工作台等部分组成。
内立柱固定在底座一端,在他外面套着空心的外立柱,外立柱可绕内立柱回转360°。
摇臂一端的套筒,他套装在外立柱上、并借助丝杆的正反转,可沿着外立柱上下移动。
丝杆与外立柱连成一体,且升降螺母固定在摇臂上,因此摇臂只能与外立柱一起绕内立柱回转,不能单独绕外立柱转动。
主轴箱是一个复合部件,有主传动电动机、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件组成。
主轴箱安装在摇臂的水平导轨上,可以通过手轮操作,使其在水平导轨上眼药比移动。
2.摇臂钻床的运动形式当进行加工时,有特殊的夹紧装置将主轴箱固定在摇臂导轨上,而外立柱固定在内立柱上,然后进行钻削加工时,钻头一边进行旋转切削,一边进行纵向进给,其运动形式:①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移动,摇臂与外立柱绕内立柱的回转运动。
二、电力拖动特点和控制要求①由于摇臂钻床的运动部件较多,为简化传动装置,使用多电动机拖动,主电动机承担主钻削及进给任务,摇臂升降,加紧放松和冷却泵各用一台电动机拖动。
②为了适应多种加工方式的要求,主轴和进给应在较大范围内调速,但这些调速都是机械调速,用手柄操作变速箱调速,对电动机无任何调速要求。
从结构上看,主轴变速机构与进给变速机构应该放在一个变速箱内,而且两种运动有一台电动机拖动是合理的。
Z3050钻床控制线路钻床是一种用途广泛的机床,主要用来钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝及修刮平面等多种形式的加工。
钻床的种类很多,有台式钻床、立式钻床、摇臂钻床、多轴钻床、卧式钻床、深孔钻床和数控钻床等。
在各种钻床中,摇臂钻床是一种立式钻床,操作方便、灵活、适用范围广,特别适用于单件或成批生产中带有多孔大型工件的孔加工。
本节以Z3050型摇臂钻床为例分析其原理。
一、Z3050型摇臂钻床的型号含义、主要结构及运动形式1.型号Z 3 0 5 0钻床摇臂钻床组最大钻孔直径50mm 摇臂钻床型2.主要结构图5—1 Z3050型摇臂钻床的外型及结构冷却液的管子1.工作台:工作台用螺柱固定在底座上,工作台上面固定加工工件。
2.内外立柱:内立柱固定在底座上,在它的外面套着空心的外立柱,外立柱可绕着不动的内立柱回转3600。
3.摇臂一端的套筒部分与外力柱滑动配合,摇臂可沿着外力柱上下移动,但两者不能作相对运动,只能与外力柱一起相对内立柱回转。
4.主轴箱它包括主轴及主轴旋转和进给运动(轴向前进移动)的全部传动变速和操作机构。
主轴箱安装在摇臂的水平导轨上,可通过手轮操作使它沿着摇臂上的水平导轨作径向移动。
5.显示钻床中的各电器开关的位置及作用,开关的文字符号已给出,分别对应后面原理图中的开关,后面图中没具体写到,涉及到的,请参考这一部分额标注。
(1)电源总开关QF1:开、关电源开关动(2)冷却泵电源开关QF2:控制开关冷却泵电动机M4,(3)主轴启动按钮SB3:按下启动按钮,主轴(钻刀开始旋转)(4)主轴停止按钮SB2:按下停止按钮,主轴(钻刀停止旋转)(5)摇臂松开按钮SB6:按下按钮,摇臂松开(6)摇臂夹紧按钮SB7:按下按钮,摇臂夹紧(7)摇臂上升按钮SB4:按下按钮,摇臂上升(8)摇臂下降按钮SB5:按下按钮,摇臂下降(9)按下总停按钮SB1:机床停止工作。
3.Z3050摇臂钻床的运动形式主运动:摇臂钻床主轴带动钻头的旋转运动。
Z3050摇臂钻床电气原理图
1 主电路设计(2~7区)
三相电源L1 L2 L3由电源开关QS控制,熔断器FU1实现对全电路的短路保护(1区)。
从2区开始就是主电路。
主电路有4台电动机。
1)M4(2区)是冷却泵电动机,带动冷却泵供给工件冷却液。
由于M4容量较小,因此不需要过载保护,由转换开关QS2直接控制。
M4直接起动,单向旋转。
2)M1(3区) 是主轴电动机,带动主轴的旋转运动和垂直运动,是主运动和进给运动电动机。
它由KM1的主触点控制,其控制线圈在13区。
热继电器FR1做过载保护,其常闭触点在13区。
M1直接起动,单向旋转。
主轴的正反转由液压系统和正反转摩擦离合器来实现,空档,制动及变速也由液压系统来实现。
3)M2(4~5区) 是摇臂升降电动机,带动摇臂沿立柱的上下移动。
它由
KM2,KM3的主触点控制正反转,其控制线圈分别在15,16区。
电动机M2是短时运行,因此不需要过载保护。
4)M3(6~7区) 是液压泵电动机,带动液压泵送出压力油以实现摇臂的松开,夹紧和主轴箱的松开,夹紧控制。
它由KM4,KM5的主触点控制其正反转,控制线圈分别在17,18区。
热继电器FR2作过载保
护。
其常闭触点在17区。
熔断器FU2作摇臂升降电动机M2,液压电动机M3和控制电路的短路保护。
2 控制电路的设计(13~19控制电区)
控制电路由控制变压器TC(8区) 将380V交流电源降为127V.
1)主轴电动机M1的控制电路(13区)。
主轴电动机M1的控制电路是典型的电动机单向连续控制电路。
SB1,SB2分别为砂轮电动机M1的停止和启动按钮。
2)摇臂升降的控制电路(14~19区)。
摇臂升降由摇臂升降电动机M2作动力,按钮SB3,SB4分别为摇臂上升,下降的点动按钮,和KM3,KM2组成接触器按钮双重连锁的正反转点动控制电路(15~16区)。
由于摇臂的升降控制须与夹紧机构液压系统紧密配合:摇臂升降前,先把摇臂松开,再由M2驱动升降;摇臂升降到位后,再重新夹紧。
摇臂的松开和加紧过程为:
摇臂松开:
摇臂夹紧:
由此可见,摇臂升降的电气控制是与松紧机构液压-机械系统(M3与YV)的控制配合进行的。
现以摇臂上升为例,来分析控制的全过程:
摇臂的下降由SB4控制KM3使M2反转来实现,工作过程与摇臂上升相似。
时间继电器KT为断电延时型,其作用是在摇臂升降到位,M2停转后,延时1~3s再起动M3将摇臂夹紧,其延时时间以摇臂升降电动机从切断电源到停止时惯性作用的时间而定。
摇臂升降的限位保护由行程开关SQ1实现,SQ1有两对常闭触点:SQ1-1实现上限位保护,SQ1-2实现下限位保护。
摇臂松开由行程开关SQ2控制,摇臂夹紧由行程开关SQ3控制。
如果夹紧机构液压系统出现故障,摇臂不能夹紧;或者因SQ3的位置安装不当,在摇臂已夹紧后SQ3仍不能动作,那么SQ3的常闭触点长时间不能断开,会使液压泵电动机M3处于长期过载状态。
因此,M3采用热继电器FR2作过载保护。
3)主轴箱和立柱松紧的控制(17~18区)。
主轴箱和立柱的松紧控制是同时进行的。
SB5和SB6分别为松开和夹紧控制按钮,和KM4,KM5组成接触器连锁的正反转电动控制电路。
其工作过程如下:
由于SB5,SB6的常闭触点串联在YV线圈支路中,因此在按下SB5,SB6使M3点动正反转的过程中,电磁阀YV线圈不吸合,液压泵送出压力油,进入主轴箱和立柱的松开,夹紧油箱,推动松紧机构实现主轴箱的松开和夹紧。
3 辅助电路设计(8~12区)
辅助电路包括信号灯电路(9~11区)和照明电路(12区)。
信号灯的工作电压6V由控制变压器TC提供。
照明灯的工作电压36V仍有控制变压器TC提供。
按下照明灯开关SA,钻床照明指示灯EL亮。
为保证安全,EL的一端接地。
熔断器FU3作照明电路的短路保护。
作者:baixuegood2008 2008-6-12 12:30 回复此发言
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4 摇臂钻床的电气原理图设计
三参数的选定:
1)热继电器的选定
FR1的选定:
FR1实现对电动机M1的过载保护。
按照“热继电器元件的额定电流应接近或略大于电动机的额定电流”的原则:
=(0.95~1.05)(取系数为1)(1)应大于等于6.8A.
又因为鼠笼式三相异步电动机M1采用直接启动方式,为△接法,故必须采用三相结构带断相保护的热继电器。
所以,FR1的型号应选定为JR16-20/3D. 规格为9号热元件整定电流6.8A.
同理,FR2的型号选定为JR16-20/3D. 规格为6号热元件整定电流2.1A
2) 接触器的选定
接触器KM1的选定:
主触点额定电流一般是根据电动机容量来计算,即
≥ × /K (2)
K为经验常数,一般取1~1.4;为电动机额定线电压
为电动机功率;为接触器主触点额定电流。
所以,≥3000/380=7.9A.(K取1)。
在这里取10A就已经满足要求。
但是,对于频繁启动、正反转工作的电动机,为了防止接触器主触点的烧蚀和过早损坏,应将其额定电流降级使用,所以选择型号CJ10-20。
同理,KM2,KM3,KM4,KM5应选择性的型号为CJ10-10.(这里不再一一计算)。
3)熔断器的选定
FU3的选定:
因为FU3对EL(40W,36V)其保护作用,故熔体额定电流
≥40/36=1.1A 取=2A
因为熔断器额定电流不小于熔体额定电流,所以熔断器电流选为15A.
所以FU3的型号应选定为RL1-15,规格为380V 15A配2A熔体。
FU2的选定:
对于多台电动机长期共用一个熔断器保护的情况,按照经验公式来选择:
≥(1.5~2.5)+(3)
即≥1.5×3.7+2.1=7.55A (常数取1.5)这里取=10A.熔断器额定电流选为15A。
所以,FU2的型号应选定为RL1-15,规格为380V 15A配10A的熔体。
FU1的选定:
按照上面的经验公式计算:
≥2.5×6.8+3.7+2.1=22.8A (常数取2.5)这里取25A。
所以,FU1的型号应选定为RL1-60,规格为380V 60A配25A熔体。
4)电磁阀的选定
考虑到电磁阀在控制电路中所起的作用(在通电吸合后,产生电磁力使阀杆移动,达到控制油路开闭及换向目的),以及额定吸力、额定行程、操作频率等方面,其型号选定为MFJ1-3.线圈电压为127V(与控制变压器电压保持一致)。
2)时间继电器的选定
因为控制电路中的时间继电器是断电延时型,且有动合触
点,因此选择其型号为JS7-4A。
线圈电压为127V(与控制变压器电压保持致)。
3)控制变压器的选定
当控制回路电器较多,电路复杂时,一般采用变压器降低电压,以提高电路的安全可靠性。
控制变压器主要根据所需容量及一次侧和二次侧的电压等级来选择,其容量可以根据经验公式开计算:
≥0.6 +1.5 (4)
为控制回路承担最负载时所有电器所需的总功率;
为同时启动的电器总吸持功率;
由电气原理图知:KM1、KM4、YV可以同时启动。
所以根据公式:
≥0.6(22+11+48)+1.5×48=120.6
所以,其容量选定为150.
又由于需要,该变压器须带有抽头。
根据控制电路电压不宜过高和机床电路的一般取用原则,以127-36-6.3V为宜。
所以,控制变压器的型号选定为BK-150.
4)按钮的选定
根据控制需要,所有按钮只需一个动合触点和一个动断触点,因此可选型号为LA19-11. 需要带指示灯的,可选型号为LA19-11D. 指示灯电压为6V. 颜色按规定选择。
其他元器件的选定见元器件明细表。
元器件明细表
符号名称型号规格数量用途
M1 主轴电动机Y100L2-4 3kW 6.8A 1420r/min 1 主运动和进给运动动力
M2 摇臂升降电动机Y90L-4 1.5kW 3.7A 1400r/min 1 摇臂升降动力
M3 液压泵电动机Y802-4 0.75kW 2.1A 1390r/min 1 驱动液压泵。