摇臂钻床的电气控制

摇臂钻床电气控制系统课程设计一、引言摇臂钻床是一种常见的加工设备，其电气控制系统是保证设备正常运行的重要部分。

本文将对摇臂钻床电气控制系统进行课程设计，包括系统结构设计、PLC编程、HMI界面设计等内容。

二、系统结构设计1. 系统概述摇臂钻床电气控制系统主要由PLC、HMI、伺服驱动器、电机和传感器等组成。

其中PLC负责控制整个系统的运行，HMI提供人机交互界面，伺服驱动器和电机实现工件定位和加工动作，传感器用于检测工件位置和状态。

2. 系统硬件设计根据系统概述，我们可以确定摇臂钻床电气控制系统的硬件组成。

具体来说，PLC采用西门子S7-200系列，HMI采用鼎信公司的触摸屏，伺服驱动器采用三菱公司的MR-J3系列，电机采用西门子公司的1FK7系列，传感器采用欧姆龙公司的E3Z系列。

3. 系统软件设计在硬件确定之后，我们需要对系统进行软件设计。

首先需要编写PLC程序，包括初始化、工件定位、加工动作等功能。

其次需要设计HMI 界面，提供人机交互操作界面。

最后需要对伺服驱动器和电机进行参数设置，以实现精准的工件定位和加工。

三、PLC编程1. 程序设计PLC程序设计是摇臂钻床电气控制系统中最重要的部分。

在程序设计中，我们需要考虑到系统的稳定性、可靠性和安全性等因素。

具体来说，我们可以采用Ladder图编程方式，将整个系统分为多个功能模块进行编程。

2. 程序实现在程序实现中，我们需要注意以下几点：（1）初始化：在系统启动时进行初始化操作，包括各个设备的状态检测和参数设置。

（2）工件定位：通过伺服驱动器和电机实现工件的定位控制。

（3）加工动作：根据加工需求进行钻孔、铰孔等加工动作。

（4）安全保护：在程序中添加安全保护措施，如急停按钮、限位开关等。

四、HMI界面设计1. 界面布局HMI界面是人机交互的重要部分。

在界面布局中，我们可以采用分屏显示方式，将设备状态、加工进度和操作按钮等分别显示在不同的屏幕上。

2. 界面设计在界面设计中，我们需要注意以下几点：（1）界面风格：采用简洁明了的风格，使用户能够快速理解和操作。

Z35型摇臂钻床电气控制电路设计摇臂钻床是一种常用的金属加工设备，主要用于对金属材料进行孔加工。

为了有效控制钻床的运行，需要设计一个电气控制电路来实现对钻床的电气控制。

一、电气控制电路的功能和要求1.钻孔控制：能够实现钻孔的启动和停止控制，以及钻孔进给速度的调节。

2.进给控制：能够实现刀具进给的启动和停止控制，以及进给速度的调节。

3.保护功能：能够监测钻孔过程中的异常情况，如过载、过流等，并及时停止钻孔。

4.人工操作：能够提供方便的人机界面，方便操作人员对钻床进行控制和监测。

二、电气控制电路的设计方案1.钻孔控制电路钻孔控制电路主要由按钮开关、电磁继电器和交流电机组成。

按钮开关用于启动和停止钻孔，电磁继电器用于控制交流电机的启动和停止，同时可以实现正反转的控制。

另外，还需要一个可变电阻来实现钻孔进给速度的调节。

2.进给控制电路进给控制电路主要由按钮开关、电磁继电器和直流电机组成。

按钮开关用于启动和停止进给，电磁继电器用于控制直流电机的启动和停止，同时可以实现正反转的控制。

同样，还需要一个可变电阻来实现进给速度的调节。

3.保护功能电路保护功能电路主要由过载保护器、过流保护器和断路器组成。

过载保护器和过流保护器用于监测钻孔过程中的异常情况，并及时切断电路，防止损坏设备。

断路器用于切断整个电气控制电路的电源，以保护人员安全。

4.人工操作电路人工操作电路主要由指示灯、报警器和触摸屏组成。

指示灯用于显示钻孔和进给状态，报警器用于发出警报，提醒操作人员注意钻床的工作状态。

触摸屏用于提供方便的人机界面，操作人员可以通过触摸屏对钻床进行控制和监测。

三、电气控制电路的工作原理1.钻孔控制电路的工作原理：当操作人员按下钻孔按钮开关时，按钮开关闭合，电磁继电器接通，交流电机启动。

同时，可变电阻通过调节电流大小来实现钻孔进给速度的调节。

当操作人员再次按下钻孔按钮开关时，按钮开关断开，电磁继电器断电，交流电机停止。

2.进给控制电路的工作原理：当操作人员按下进给按钮开关时，按钮开关闭合，电磁继电器接通，直流电机启动。

Z37摇臂钻床电气控制线路分析摇臂钻床是一种常见的机床设备，用于加工金属等材料的孔洞。

在摇臂钻床的电气控制系统中，主要涉及到电机控制、电路保护以及操作控制等方面。

下面将对Z37摇臂钻床的电气控制线路进行详细的分析。

1.电机控制部分：Z37摇臂钻床通常采用交流电机作为主要驱动设备。

电机的控制采用电磁起动器实现。

电磁起动器由电磁铁和控制电路组成，其主要功能是控制电机的启动、停止和正反转等操作。

在钻床的电气控制线路中，电机控制部分是非常重要的一部分。

2.电路保护部分：为了保证钻床的安全运行，电路保护部分是必不可少的。

主要包括过载保护和短路保护两个方面。

过载保护是通过热继电器和过载按钮实现的。

热继电器能够根据电流大小进行自动断开，以保护电机免受过载损坏。

短路保护主要依靠熔断器或短路保护器实现。

当电路出现短路时，熔断器能够迅速切断电流，避免电路和设备的进一步损坏。

3.操作控制部分：启动按钮由电源供电，按下按钮后通过控制电路启动电机。

停止按钮用于停止电机的运行，一般通过切断电源实现。

正转和反转按钮用于控制电机的转向。

通常采用接触器实现正反转控制。

接触器具有正转触点和反转触点，当按下正转按钮时，正转触点闭合，电机正转运行；当按下反转按钮时，反转触点闭合，电机反转运行。

4.其他辅助电路：在Z37摇臂钻床的电气控制线路中，还有一些其他辅助电路的存在，用于辅助操作和监控钻床的运行状态。

例如，镇流器电路用于稳定电源电压，保证设备正常运行。

信号灯电路用于显示钻床的工作状态，例如启动、停止或故障等。

刀具冷却装置电路用于控制刀具冷却系统的运行，以保证钻削效果和刀具寿命。

总结：Z37摇臂钻床的电气控制线路主要涉及到电机控制、电路保护和操作控制等方面。

通过合理的设计和搭配，可以保证钻床的安全运行和高效工作。

在实际应用中，需要根据具体的工作需求和安全要求来调整和优化电气控制线路，提高钻床的工作效率和性能。

一、摇臂钻床的电力拖动特点及控制要求从摇臂钻床的结构和运动形式来看,对摇臂钻床的电气控制提出如下要求:(1)摇臂钻床为了简化机械传动装置,采用了四台电动机进行拖动。

它们分别是:①主轴电动机;②摇臂升降电动机;③液压泵电动机;④冷却泵电动机。

这些电动机都采用直接起动的方式起动。

(2)摇臂钻床为了适应多种形式的加工,要求主轴的旋转及进给运动有较大的调速范围。

但在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。

(3)摇臂钻床的主运动和进给运动均为主轴的运动,因此它们可由一台主轴电动机拖动,并通过传动机构分别实现主轴的旋转和进给。

(4)在加工螺纹时,要求主轴能正、反向旋转。

但摇臂钻床主轴的正、反向旋转一般由机械方法来实现,所以主轴电动机只需要单方向旋转。

.(5)摇臂的升降电动机要求能正、反向旋转。

.(6)液压泵电动机通过拖动液压泵来控制夹紧机构实现夹紧与放松,所以也要求能正、反向旋转,并根据要求采用点动控制。

(7)冷却泵电动机带动冷却泵提供冷却液,只要求单方向旋转。

（8）具有必要的联锁与保护环节以及安全照明、信号指示电路。

..二、Z3040型摇臂钻床的电气控制该摇臂钻床具有两套液压控制系统：一套是操纵机构液压系统；它安装在主轴箱内,由主轴电动机拖动齿轮泵送出压力油,通过操纵机构来实现主轴的正反转、停车制动、空档、预选及变速。

另一套是夹紧机构液压系统;它安装在摇臂后面电气盒的下方,由液压泵电动机.. 拖动液压泵送出压力油,来实现主轴箱、立柱和摇臂的夹紧与放松。

Z3040型摇臂钻床的电气控制原理图如图所示。

图中M1为主轴电动机,M2为摇臂..升降电动机,M3为液压泵电动机,M4为冷却泵电动机。

1.主轴电动机M1的控制：主轴电动机Ml为单方向旋转,由按钮SB1、SB2和接触器KM1来控制它的起动与停止。

在主轴电动机M1起动后,指示灯HL3点亮,表明主轴电动机. 在旋转。

而主轴的正、反转则由机床液压系统的操纵机构配合正、反转摩擦离合器实现,热. 继电器FR1作为主轴电动机M1的长期过载保护。

Z3050型摇臂钻床电气控制控制系统设计首先，Z3050型摇臂钻床的电气控制控制系统包括电气控制柜、开关按钮、电机和传感器等组成。

其主要功能是实现钻头的升降、前后移动以及输送工件的控制。

在电气控制柜中，会安装各种控制元件，如接触器、继电器、开关、按钮等。

这些元件通过电线和电缆连接起来，构成一个完整的电气控制系统。

在设计中，需要合理布置和编排电气元件，使其易于操作和维护。

针对Z3050型摇臂钻床的控制需求，可以采用PLC控制系统。

PLC （Programmable Logic Controller）是一种用于自动化控制的可编程逻辑控制器，具有编程灵活、可靠性高、实时性好等优点。

通过PLC控制系统，可以实现对钻床的各种功能的精确控制。

在设计中，首先需要对钻床的工作流程进行分析和梳理。

根据工作流程，确定需要控制的功能和动作，例如：钻头升降、前后移动、开启/关闭钻头、设置加工工件参数等。

然后，根据这些需求，编写PLC程序，在PLC中设置相应的输入和输出端口，实现对这些功能的控制。

针对钻头升降功能的控制，可以采用电机驱动。

将电机与PLC相连，通过控制电机的正转和反转来实现钻头的升降。

在PLC程序中，设置相应的指令和逻辑，根据输入信号控制电机的工作状态。

针对钻头前后移动功能的控制，可以采用电机驱动或者气动驱动。

通过控制电机或气缸的动作来实现钻头的前后移动。

在PLC程序中，设置相应的指令和逻辑，根据输入信号控制电机或气缸的工作状态。

针对钻头的开启和关闭功能的控制，可以通过电磁阀来实现。

通过控制电磁阀的通断来控制钻头的开合。

在PLC程序中，设置相应的指令和逻辑，根据输入信号控制电磁阀的工作状态。

对于设置加工工件参数的功能，可以在PLC程序中设置相关的输入模块，通过按钮和传感器等设备来输入相应的参数。

根据输入的参数，PLC可以实时对钻床的工作进行调整和控制。

在设计时，还需要考虑到安全性和可靠性。

例如，可以设置急停按钮、过载保护装置等安全措施，以保证设备的安全运行。

Z3040型摇臂钻床的电气控制线路钻床可进行钻孔、扩孔、铰孔、镗孔及攻丝，因此要求钻床的主运动和进给运动有较宽的调速范围。

钻床的调速一般是通过三相异步电机和变速箱来实现的，也有的是用多速异步电动机拖动以简化变速机构。

Z3040型摇臂钻床适合于在大、中型零件上进行孔加工，其运动形式有：主轴的旋转运动、进给运动、摇臂的升降运动、立柱的夹紧和放松、摇臂的回转和主轴箱的左右移动。

主轴的旋转运动和进给运动由一台异步电动机拖动，摇臂的升降由一台异步电动机拖动，摇臂、立柱和主轴箱的松夹由一台液压泵电动机拖动，摇臂的回转和主轴箱的左右移动通常采纳手动。

此外还有一台冷却泵电动机对刀具和工件进行冷却。

加工螺纹时，主轴需要正反转，该机床采纳机械变换方法来实现，故主电动机只有一个旋转方向。

此外，为保证平安生产，其主轴旋转和摇臂升降不允许同时进行。

Z3040型摇臂钻床的电气掌握线路图如图所示。

一、主电路Z3040型摇臂钻床的主电路、掌握电路和信号电路的电源均采纳自动开关引入，自动开关中的电磁脱扣作为短路爱护取代了熔断器。

主电动机M1的接通和断开由接触器KM1掌握，升降电动机M2的正反转由接触器KM2、KM3掌握，液压泵电动机M3的正反转由接触器KM4、KM5掌握。

M1和M3分别用热继电器FR1和FR2作过载爱护，升降电动机M2和冷却泵电动机M4均为短时工作，未设过载爱护。

二、掌握电路掌握电路扼电源由掌握变压器TC二次侧输出110V供电，中间抽头603对地为信号灯电源6.3V，241号线对地为照明变压器TD二次侧输出36V。

1、主电动机的旋转掌握在主电动机启动前，首先将自动开关Q2、Q3、Q4扳到接通状态，同时将配电盘的门关好并锁上。

然后再将自动开关Q1扳到接通位置，电源指示灯亮。

这时按下总启动按钮SB1，中间继电器KA1通电并自锁，为主电动机与其他电动机的启动做好了预备。

当按下主电动机启动按钮SB2时，接触器KM1线圈通电并自锁，使主电动机M1旋转，同时主电动机旋转的指示灯HL4亮。

Z3040摇臂钻床及其电气控制分析摇臂钻床介绍摇臂钻床是一种常见的金属加工设备，也称为卧式钻床。

其主要特点是钻头能够在三维空间内活动，可以用于钻孔、铰孔、攻丝等金属加工操作。

Z3040型号摇臂钻床是一种中等规模的设备，适用于批量生产及中小型零件加工。

该型号摇臂钻床的规格参数如下：•钻孔直径：40mm•钻孔深度：200mm•最大距离：350mm•主轴锥度：MT4•主轴转速：75-1220rpm•主机电机功率：1.5KW•外形尺寸：9805201920mm摇臂钻床电气控制分析摇臂钻床的电气控制主要包括电机控制、机械限位控制、开关控制等。

其中，电机控制是最关键的部分。

电机控制Z3040型号摇臂钻床的主机电机采用交流电机。

控制电路主要包括电源接线、电机启动、运行和停止等。

电源接线摇臂钻床的电源接线通常采用三相四线制。

将三相电源线分别接到电机的U、V、W三个端子上，将电源的零线接到电机的中性点上。

电机的两端还需要接地线，以保证设备的安全使用。

电机启动摇臂钻床的电机启动通常采用星角启动控制方法。

在电机实际运行前，需要将电源接线板上的开关先拨到星形位置，之后再拨到角形位置，电机才能正常运行。

电机运行在摇臂钻床运行过程中，电机需要不断地提供动力。

若需要提高或降低电机输出功率，则需要通过变频器来调节电源电压和频率。

电机停止摇臂钻床的电机停止通常采用电磁制动器控制方法。

在电机停止后，制动器会立即对电机进行制动，防止电机惯性运动。

机械限位控制机械限位控制是摇臂钻床电气控制的一种重要控制方式。

垂直限位器摇臂钻床的钻头最多可向下垂直移动一定的距离。

当钻头下降到设定的位置时，垂直限位器将会自动触发，限制钻头的下降深度，避免设备的损坏。

水平限位器摇臂钻床的工作台可以沿水平方向移动。

设备的水平限位器主要用于控制工作台的行程，确保设备的工作范围在设定范围内，以保证设备安全运行。

开关控制开关控制是摇臂钻床电气控制中的一项基本功能。

z3040摇臂钻床电气控制系统课程设计
摇臂钻床电气控制系统课程设计可以涵盖以下内容：
1. 系统结构设计：设计一个能够实现钻孔操作的电气控制系统，包括电气元件布局和连接方式，以及各个电气设备之间的控制关系。

2. 电路设计：根据摇臂钻床的工作原理和要求，设计相应的电路，包括电源电路、控制信号电路、输入输出接口电路等。

3. PLC编程：使用PLC（可编程逻辑控制器）进行程序编写，实现对摇臂钻床的自动化控制。

包括编写常规控制程序、故障诊断程序、安全保护程序等。

4. 人机界面设计：设计一个直观、易于操作的人机界面，用于操作员和设备之间的交互。

可以使用触摸屏、按键等方式，实现对钻孔深度、速度、进给速率等参数的设定和监控。

5. 运行测试：在设计完成后，进行系统的调试和测试。

包括对控制系统的各项功能进行测试，以及对系统的稳定性、可靠性进行评估。

6. 安全性设计：考虑到摇臂钻床操作的安全性，设计合适的安全保护措施，如急停开关、紧急停车按钮等，以确保操作人员和设备的安全。

7. 故障排除与维护：设计相应的故障排除程序和维护计划，以
便在系统出现故障时能够快速恢复正常运行。

通过以上步骤的设计，可以有效实现对摇臂钻床的电气控制，提高其自动化水平和工作效率，提升生产过程中的稳定性和安全性。

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。

Z35型摇臂钻床的电气控制原理与维修
一、电气控制原理：
1.主驱动电路：摇臂钻床的主导电机主要由交流变频器控制，变频器
可以实现无级调速和转向控制。

2.表进给电路：表进给电路主要由交流伺服电机和伺服驱动器组成，
通过控制伺服电机的转动来实现工作台的进给运动。

4.切削冷却电路：切削冷却电路主要由冷却泵和冷却液箱组成，通过
控制冷却泵工作来实现对切削过程的冷却。

二、维修方法：
1.故障现象分析：在维修过程中，需要根据故障现象对设备进行分析，例如摇臂不能移动、电机无法启动、无法切削等。

2.电气接触检查：检查设备的电气连接情况，确保电气接触良好，无
松动和接触不良的现象。

3.电气元件检查：检查设备中的电气元件，如保险丝、继电器、开关等，是否存在损坏或老化现象，如有需要及时更换。

4.电气线路检查：检查设备中的电气线路是否有短路、断路或接触不
良等问题，及时修复或更换损坏的线路。

5.设备参数设置：根据设备的工作要求，需要对设备的参数进行设置，如变频器的转速和转向、伺服驱动器的运动参数等。

6.故障排除测试：在修复后，需要对设备进行测试，确保设备的正常
运转和各项功能正常。

总结：Z35型摇臂钻床的电气控制原理与维修需要对设备的电路和元件进行检查和修理，并根据设备的工作要求进行参数设置，以确保设备的正常运转和工作效果。

在维修过程中需要注意安全，并及时更换损坏的部件和线路，以保证设备的使用寿命和工作效率。

Z3040 型摇臂钻床的电气控制钻床按用途和结构可分为立式钻床、台式钻床、多轴钻床、摇臂钻床及其它专用钻床等。

一、主要结构及运动形式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，主运动：主轴的旋转运动；进给运动：主轴的纵向进给；辅助运动：摇臂沿外立柱垂直移动；主轴箱沿摇臂长度方向移动；摇臂与外立柱一起绕内立柱回转运动。

二、电力拖动特点及控制要求三、液压系统简介该摇臂钻床具有两套液压控制系统，一个是操纵机构液压系统；一个是夹紧机构液压系统。

前者安装在主轴箱内，用以实现主轴正反转、停车制动、空档、预选及变速；后者安装在摇臂背后的电器盒下部，用以夹紧松开主轴箱、摇臂及立柱。

1 ．操纵机构液压系统该系统压力油由主轴电动机拖动齿轮泵供给。

主轴电动机转动后，由操作手柄控制，使压力油作不同的分配，获得不同的动作。

操作手柄有五个位置：“空档”、“变速”、“正转”、“反转”、“停车”。

2 ．夹紧机构液压系统夹紧机构液压系统压力油由液压泵电动机拖动液压泵供给，实现主轴箱、立柱和摇臂的松开与夹紧。

其中主轴箱和立柱的松开与夹紧由一个油路控制，摇臂的松开与夹紧由另一个油路控制，这两个油路均由电磁阀操纵，主轴箱和立柱的夹紧与松开由液压泵电动机点动就可实现。

摇臂的夹紧与松开与摇臂的升降控制有关。

3.3.4 电气控制电路分析１．主电路分析M1 为单方向旋转，由接触器 KM1 控制，主轴的正反转则由机床液压系统操纵机构配合正反转摩擦离合器实现，并由热继电器 FR1 作电动机长期过载保护。

M2 由正、反转接触器 KM2 、 KM3 控制实现正反转。

控制电路保证，在操纵摇臂升降时，首先使液压泵电动机起动旋转，供出压力油，经液压系统将摇臂松开，然后才使电动机M2 起动，拖动摇臂上升或下降。

当移动到位后，保证 M2 先停下，再自动通过液压系统将摇臂夹紧，最后液压泵电机才停下。

M2 为短时工作，不设长期过载保护。

M3 由接触器 KM4 、 KM5 实现正反转控制，并有热继电器 FR2 作长期过载保护。