摇臂钻床电气控制课程设计_说明书

目录1.绪论1.1 本课题的选题背景与意义 (1)1.2 可编程逻辑控制器简述 (1)2. Z3040摇臂钻床电气控制系统原理2.1 主电路与PLC控制电路原理图 (2)2.2 基于PLC的控制原理说明 (2)3. PLC控制Z3040摇臂钻床的硬件部分设计3.1 PLC的I/O口分配表 (4)4. PLC控制Z3040摇臂钻床的软件部分设计4.1 PLC控制梯形图 (6)4.2 PLC控制指令表 (7)5.结论5.1 课题成果 (9)5.2 不足之处 (9)参考文献 (10)1.绪论1.1本课题的选题背景与意义Z3040摇臂钻床是我国生产和使用较广泛的钻床，可以进行多种形式的加工，如钻孔，镗孔，铰孔以及攻螺纹等。

从控制上讲，它需要机、电、液压等相互配合使用，同时要进行时间控制。

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，主轴的正反转运动是通过机械转换实现的，所以主电动机只有一个旋转方向。

摇臂钻床除了主轴的旋转和进给运动外，还有摇臂上升、下降及立柱的夹紧和放松。

摇臂的上升、下降由一台交流异步电动机拖动，主轴箱、立柱的夹紧和放松由另一台交流电动机拖动。

Z3040摇臂钻床是通过电动机拖动一台齿轮泵，供给夹紧装置所需要的压力油。

而摇臂的回转和主轴箱的左右移动通常采用手动。

此外，还有一台冷却泵电动机对加工的刀具进行冷却。

目前，我国的Z3040摇臂钻床的电气控制系统普遍采用的事传统的继电器——接触器控制方式。

因而所需要控制的电机较多，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。

1.2可编程逻辑控制器简述可编程逻辑控制器简称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。

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。

plc摇臂钻床课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理及其在摇臂钻床控制中的应用。

2. 学生能够掌握摇臂钻床的主要部件及其功能，了解PLC在摇臂钻床控制系统中的作用。

3. 学生能够掌握PLC编程的基础知识，理解并运用相关指令进行简单程序的编写。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，对摇臂钻床的PLC控制系统进行故障诊断和分析。

2. 学生能够设计并编写简单的PLC程序，实现摇臂钻床的基本控制功能。

3. 学生能够通过实际操作，掌握PLC与摇臂钻床的连接和调试方法。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对PLC技术及自动化控制领域的兴趣，提高其学习主动性和积极性。

2. 培养学生的团队合作精神，使其在课程实践过程中学会互相交流、协作解决问题。

3. 培养学生具备安全生产意识，强调在操作摇臂钻床过程中遵守操作规程，确保安全。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论教学，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。

学生特点：学生具备一定的电工电子基础，了解PLC的基本原理，但对摇臂钻床控制系统的实际应用尚不熟悉。

教学要求：教师应注重理论与实践相结合，通过案例分析、实际操作等教学方式，引导学生掌握PLC在摇臂钻床控制中的应用。

同时，关注学生的个体差异，提供有针对性的指导，确保教学目标的有效实现。

二、教学内容1. PLC基础知识回顾：包括PLC的基本组成、工作原理、编程语言及常用指令介绍，重点回顾与摇臂钻床控制相关的基础知识。

2. 摇臂钻床结构与原理：讲解摇臂钻床的主要结构、功能及其工作原理，分析PLC在摇臂钻床控制系统中的作用。

3. PLC编程与控制：结合教材，教授PLC编程方法，包括逻辑指令、定时器、计数器等，以及如何将这些知识应用于摇臂钻床控制。

- 教学大纲：第1周，PLC基础知识回顾；第2周，摇臂钻床结构与原理；第3-4周，PLC编程与控制。

4. 摇臂钻床PLC控制系统设计：指导学生进行摇臂钻床PLC控制系统的设计，包括硬件连接、程序编写和调试。

潍坊科技学院教案课程名称：工厂电气控制设备及技能训练授课人：摇臂钻床的电气控制线路Ⅰ主电路分析Ⅱ控制电路分析Ⅲ照明电路分析Ⅳ常见故障的检查与排除摇臂钻床的电气控制线路Ⅰ主电路分析在主电路中，M1为冷却泵电动机，提供冷却液，由于容量较小，由转换开关SA2直接控制。

M2为主轴电动机，由接触器KM1控制，热继电器FR作过载保护。

M3为摇臂升降电动机，由接触器KM2和KM3控制其正反转的点动运行，不装过载保护。

M4为立柱放松夹紧的电动机，由接触器KM4和KM5控制其正反转点动运行，不装过载保护。

在主电路中，整个机床用FU1作短路保护，M3、M4及其控制回路共用FU2作短路保护。

除了冷却泵以Ⅱ控制电路分析控制电路的电源是127V的交流电，由变压器TC将380V交流电降为127V得到。

Z35摇臂钻床控制电路采用十字开关SA1操作，十字开关由十字手柄和四个微动开关组成，十字手柄有5个位置：“上”、“下”、“左”、“右”、“中”。

如表3-3所示。

十字开关每次只能扳到一个方向，接通一个方向的电路。

一、零压保护合上电源首先将十字开关扳向左边，微动开关SA1-1接通，零压继电器KA线圈通电吸合并自锁。

当机床工作时，再将十字手柄扳向需要的位置。

若电源断电，零压继电器KA释放，其自锁触点断开；当电源恢复时，零压继电器不会自动吸合，控制电路不会自动通电，这样可防止电源中断又恢复时，机床自行启动的危险。

二、主轴电动机运转将十字开关扳向右边，微动开关SA1-2接通，接触器KM1线圈通电吸合，主轴电动机M2启动运转。

主轴的正反转由主轴箱上的摩擦离合器手柄操作。

摇臂钻床的钻头的旋转和上下移动都由主轴电动机拖动。

将十字开关扳到中间位置，SA1-2断开，主轴电动机M2停止。

三、摇臂的升降四、立柱和主轴箱的松开与夹紧立柱的松开与夹紧是靠电动机M4的正反转通过液压装置来完成的。

当需要立柱松开时，可按下按钮SB1，接触器KM4因线圈通电而吸合，电动机M4正转，通过齿轮离合器，M4带动齿轮式油泵旋转，从一定的方向送出高压油，经一定的油路系统和传动机构将外立柱松开。

目录说明┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈3第一章绪论┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈4【一】目的和意义┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈4 【二】本设计的主要内容┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈4第二章 Z 35摇臂钻床简介和电路设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈5【一】Z35摇臂钻床简介┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈5 【二】电路设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈6 【三】设计过程的感受┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈8第三章电动机的选择和电气元件的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈8【一】电动机类型的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈81、电动机选择的基本原则┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈82、电动机额定电压的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈93、电动机转速的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈94、电动机功率的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈9 【二】电气元件的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈101、熔断器的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈10(1)、熔断器类型的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈10(2)、熔断器额定电压的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈11(3)、熔体额定电流的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈11(4)、熔断器（熔管）额定电流的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈11(5)、校核熔断器的保护特性┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈112、热继电器的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈12(1)、热继电器机构形式的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈12(2)、热继电器时间的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈12(3)、热元件额定电流的选取┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈12(4)、热继电器保护┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈123、接触器的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈12(1)、根据使用类别选用相应产品系列┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈12(2)、根据电动机等负载的功率和操作情况确定接触器的容量等级┈┈┈┈┈┈┈┈┈13(3)、根据控制回路电压决定接触器线圈电压┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈13(4)、额定电流的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈13(5)、根据使用环境来选择接触器的系列或规格┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈144、控制变压器的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈145、导线的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14(1)、截面积┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14(2)、材质┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14(3)、绝缘和外护层┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈146、接线端子的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈167、按钮、开关的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈17（1）、按钮┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈17（2）、组合开关┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈17（3）、行程开关┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈17（4）、断路器（自动开关）┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈18（5）、照明灯所选开关┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈188、变压器的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈189、指示灯的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈18【三】电气元件目录表┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈18 【四】个人体会┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈20第四章元器件的检测┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈21【一】控制元器件的检测┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈21【二】操作元器件的检测┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈22 【三】显示元器件的检测┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈22 【四】电动机的检测┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈23 【五】小结┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈23第五章工艺设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈23【一】电气原理图┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈23 【一】元件布置图┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈24 【三】单件端子编号图┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈24 【四】电气安装接线图┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈24 【五】总结┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈25第六章元件的安装与布线┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈25【一】元件的安装┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈251、元件上元件的安装前的准备工作┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈252、安装过程中应该注意的问题┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈253、元件的固定安装工艺┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈264、装配后的清理检查工作┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈26 【二】布线┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈261、布线前的准备工作┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈262、布线的基本要求┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈263、布线方法┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈274、布线┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈27 【三】毕业设计心得┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈27第七章电路检测┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈28【一】控制电路检测┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈28 【二】通电检测┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈29 【三】常见故障及检测方法┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈31 【四】个人体会总结┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈36参考文献┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈37说明此次毕业设计由要晓伟、马建刚、杨丽伟、吴云、陶海峰、周晓芳合作完成。

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。

课程设计说明书课程名称：机床电气控制技术设计题目：钻床电气控制课程设计专业：机械设计制造及其自动化班级：机设学生姓名: xxx学号:指导教师:机械工程学院 2013年12 月 30 日目录一、引言 (2)1、设计目的 (3)2、设计要求 (3)二、系统总体实际 (4)1、系统硬件配置及组成原理 (4)2、硬件接线图 (4)3、系统变量定义及分配表 (6)4、系统接线图设计 (7)三、控制系统设计 (8)1、控制程序流程图设计 (8)2、控制程序设计思路 (10)3、摇臂钻床PLC程序设计 (10)四、系统调试及结果分析 (14)1、调试前安全检查 (14)2、调试 (15)五、总结六、参考文献引言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。

摇臂钻床广泛应用于单件和中小批生产中，加工体积和重量较大的工件的孔。

摇臂钻床加工范围广，可用来钻削大型工件的各种螺钉孔、螺纹底孔和油孔等。

摇臂钻床的主要变型有滑座式和万向式两种。

滑座式摇臂钻床是将基型摇臂钻床的底座改成滑座而成，滑座可沿床身导轨移动，以扩大加工范围，适用于锅炉、桥梁、机车车辆和造船等行业。

万向摇臂钻床的摇臂除可作垂直和回转运动外，并可作水平移动，主轴箱可在摇臂上作倾斜调整，以适应工件各部位的加工。

此外，还有车式、壁式和数字控制摇臂钻床等。

此次试验就是要将滑座式Z3040摇臂钻床的控制系统改为PLC控制。

01摘要本课程设计是机械加工中常用的Z3040摇臂钻床传统电气控制系统的设计,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。

此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，叙述了采用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?目录摘要..............................................................................................................................1 绪论............................................................................................................................1.1 Z3040摇臂钻床简介..........................................1.2设计目的.................................... 错误!未定义书签。

2 Z3040摇臂钻床电气控制系统的原理 .......................................................................2.1主电路.......................................................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............................................................................2.2.2 摇臂松开--升／降--摇臂夹紧控制 ......................................................2.2.3立柱和主轴箱的松开及夹紧控制及信号灯.........................................3 基于PLC的Z3040摇臂钻床电气控制系统硬件部分的设计................................3．1电气元件的选择..............................................3．2 PLC型号的选择..............................................3.2.1 根据PLC的物理结构 ..........................................................................3.2.2 根据PLC的指令功能 ..........................................................................3.2.3 根据PLC的输入输出点数 ..................................................................3.2.4 根据PLC的存储容量 ..........................................................................3.2.5 根据输入模块的类型............................................................................3.2.6 根据输出模块的类型............................................................................3.3 PLC的I/O电气接线图的设计...................................4 Z3040摇臂钻床电气控制系统软件部分的设计 .......................................................4.1 PLC梯形图程序的优化设计及程序调试：.........................4.1.1 主电动机的起动控制程序....................................................................4.1.2摇臂升降控制程序.................................................................................4.1.3 主轴箱放松或夹紧控制程序................................................................4.1.4 摇臂回转控制梯形图程序....................................................................4.1.5冷却泵开关控制梯形图程序................................................................. 参考文献.......................................................................................................................... 附录Ⅰ Z3040摇臂钻床电气控制原理图 ..................................................................... 附录Ⅱ Z3040摇臂钻床的电器元件明细表 ................................................................. 附录Ⅲ I/O电气接线图 .................................................................................................. 附录Ⅳ程序梯形图........................................................................................................1 绪 论1.1 Z3040摇臂钻床简介钻床是一种孔加工机床，可用来钻孔、扩孔、绞孔、攻螺纹及修刮端面等多种形式的加工。