z3040搖臂鉆床電氣控制課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　課程名稱(chēng)： 機(jī)床電氣控制技術(shù) </p><p>　　設(shè)計(jì)題目： Z3040型搖臂鉆床電氣控制課程設(shè)計(jì) </p><p>　　專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)：機(jī)械0904</p><p><b>　　

2、年 月 日</b></p><p>　　目 錄</p><p>　　一、引言………………………………………………………… 2</p><p>　　設(shè)計(jì)目的………………………………………… 2</p><p>　　預(yù)備知識(shí)………………………………………… 2</p><p>　　設(shè)計(jì)

3、要求………………………………………… 4</p><p>　　二、系統(tǒng)總體實(shí)際……………………………………………… 5</p><p>　　1、系統(tǒng)硬件配置及組成原理 ……………………… 5</p><p>　　2、硬件接線(xiàn)圖……………………………………… 5</p><p>　　3、系統(tǒng)變量定義及分配表………………………… 6 <

4、/p><p>　　4、系統(tǒng)接線(xiàn)圖設(shè)計(jì) </p><p>　　三、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) …………………………………………… 7</p><p>　　1、控制程序流程圖設(shè)計(jì)…………………………… 7 </p><p>　　2、 控制程序設(shè)計(jì)思路…………………………… 8</p><p>　　3、搖臂鉆床PLC程序設(shè)計(jì)……………………

5、…… 8</p><p>　?。?）主程序…………………………………… 8</p><p>　　（2）主軸起?！?9</p><p>　?。?）搖臂上升………………………………… 10</p><p>　　（4）搖臂下降………………………………… 12</p><p>　?。?）主軸箱

6、和立柱限位……………………… 15</p><p>　　四、系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析…………………………………… 16</p><p>　　1、調(diào)試前安全檢查……………………………… 16</p><p>　　2、調(diào)試…………………………………………… 16</p><p><b>　　一、引言</b></p>

7、;<p><b>　　1、設(shè)計(jì)目的：</b></p><p>　?。?）、了解Z3040搖臂鉆床的操作順序，并作出功能圖。</p><p>　　(2)、進(jìn)一步熟悉西門(mén)子S7-200編程軟件 ，學(xué)會(huì)使用S7-200編輯一個(gè)完整的控制系統(tǒng)。</p><p>　　(3)、熟悉并會(huì)接較復(fù)雜的PLC控制系統(tǒng)電路。</p>&l

8、t;p>　　(4)、領(lǐng)悟電氣控制電路PLC改造的要領(lǐng)。</p><p><b>　　2、預(yù)備知識(shí)：</b></p><p>　　鉆床是一種孔加工設(shè)備，可以用來(lái)鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻絲及修刮端面等多種形式的加工。按用途和結(jié)構(gòu)分類(lèi)，鉆床可以分為立式鉆床、臺(tái)式鉆床、多孔鉆床、搖臂鉆床及其他專(zhuān)用鉆床等。在各類(lèi)鉆床中，搖臂鉆床操作方便、靈活，適用范圍廣，具有典型性，特別適用

9、于單件或批量生產(chǎn)帶有多孔大型零件的孔加工，是一般機(jī)械加工車(chē)間常見(jiàn)的機(jī)床。搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)立柱、外立柱、搖臂、主軸箱及工作臺(tái)等部分組成。主軸箱可在搖臂上移動(dòng)，并隨搖臂繞立柱回轉(zhuǎn)的鉆床。搖臂還可沿立柱上下移動(dòng)，以適應(yīng)加工不同高度的工件。較小的工件可安裝在工作臺(tái)上，較大的工件可直接放在機(jī)床底座或地面上。搖臂鉆床廣泛應(yīng)用于單件和中小批生產(chǎn)中，加工體積和重量較大的工件的孔。搖臂鉆床加工范圍廣，可用來(lái)鉆削大型工件的各種螺釘孔、螺紋底孔和油孔等

10、。搖臂鉆床的主要變型有滑座式和萬(wàn)向式兩種?；綋u臂鉆床是將基型搖臂鉆床的底座改成滑座而成，滑座可沿床身導(dǎo)軌移動(dòng)，以擴(kuò)大加工范圍，適用于鍋爐、橋梁、機(jī)車(chē)車(chē)輛和造船等行業(yè)。萬(wàn)向搖臂鉆床的搖臂除可作垂直和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外，并可作水平移動(dòng)，主軸箱可在搖臂上作傾斜調(diào)整，以適應(yīng)工件各部位的加工。此外，還有車(chē)式、壁式和數(shù)字控制搖臂鉆床等。此</p><p>　　搖臂鉆床加工時(shí)，主軸箱緊固在搖臂導(dǎo)軌上，而外立柱緊固在內(nèi)立柱上，搖臂緊

11、固在外立柱上，然后進(jìn)行鉆削加工。鉆削加工時(shí)，鉆頭一邊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切削一邊進(jìn)行縱向進(jìn)給，其運(yùn)動(dòng)形式為：</p><p>　?。?）搖臂鉆床的主運(yùn)動(dòng)為主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；</p><p>　　（2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為主軸的縱向進(jìn)給；</p><p>　　（3）輔助運(yùn)動(dòng)有：搖臂沿外立柱垂直移動(dòng)，主軸箱沿?fù)u臂長(zhǎng)度方向的移動(dòng)，搖臂與外立柱一起繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。</p><

12、;p>　　Z3040型搖臂鉆床的工作原理：</p><p>　　Z3040型搖臂鉆床采用4臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，他們分別是主軸電動(dòng)機(jī)，搖臂升降電動(dòng)機(jī)，液壓泵電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī) 。主軸電動(dòng)機(jī)控制鉆床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；搖臂升降電動(dòng)機(jī)要求能正反向旋轉(zhuǎn)，可用手動(dòng)操作；搖臂和主軸之間的夾緊、發(fā)松可用電氣、液壓、機(jī)械來(lái)實(shí)現(xiàn)，液壓電動(dòng)機(jī)需可正反轉(zhuǎn)，搖臂的移動(dòng)嚴(yán)格按照搖臂松開(kāi)→移動(dòng)→搖臂夾緊的程序進(jìn)行。因此搖臂的夾緊與搖臂升降按自動(dòng)控

13、制進(jìn)行。冷卻泵電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)冷卻泵提供冷卻液，只要求單向旋轉(zhuǎn)。系統(tǒng)具有連鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)以及安全照明、信號(hào)指示電路。</p><p><b>　　3、設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　(1) 按下主軸起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KMl得電吸合且自保持，主軸電動(dòng)機(jī)M1運(yùn)轉(zhuǎn)。按下停止按鈕SBl，主軸電動(dòng)機(jī)停止。 </p><p>　　(2) 需要搖臂上升時(shí)

14、，按下?lián)u臂上升按鈕SB3，時(shí)間繼電器KT得電，其瞬動(dòng)觸頭和瞬時(shí)閉合延時(shí)打開(kāi)的動(dòng)合觸頭使接觸器KM4和電磁閥YA動(dòng)作，液壓電動(dòng)機(jī)M3起動(dòng)，液壓油進(jìn)入搖臂裝置的油缸，使搖臂松開(kāi)。待完全松開(kāi)后，行程開(kāi)關(guān)sQ2動(dòng)作，其動(dòng)斷觸頭斷開(kāi)使接觸器KM4斷電釋放，液壓電動(dòng)機(jī)M3停止運(yùn)轉(zhuǎn)，其動(dòng)合觸頭接通使接觸器KM2得電吸合，搖臂升降電動(dòng)機(jī)M2正向起動(dòng)，帶動(dòng)搖臂上升。上升到所需的位置后，松開(kāi)上升按鈕SB3，時(shí)間繼電器KT、接觸器KM2斷電釋放，搖臂升降電動(dòng)

15、M2停止運(yùn)轉(zhuǎn)，搖臂停止上升。延時(shí)l～3s后， 時(shí)間繼電器KT的動(dòng)斷觸頭閉合，動(dòng)合觸頭斷開(kāi)，但由于夾緊到位行程開(kāi)關(guān)SQ3動(dòng)斷觸頭處于導(dǎo)通狀態(tài)，故YA繼續(xù)處于吸合狀態(tài)，接觸器KM5吸合，液壓電動(dòng)機(jī)M3反向起動(dòng)，向夾緊裝置油缸中反向注油，使夾緊裝置動(dòng)作。夾緊完畢后，行程開(kāi)關(guān)SQ3動(dòng)作，接觸器KM5斷電釋放，液壓電動(dòng)機(jī)M3停止運(yùn)轉(zhuǎn)，電磁閥YA斷電。時(shí)問(wèn)繼電器KT的作用是適應(yīng)SB3松開(kāi)到搖臂停止上升之間的慣性時(shí)間，避免搖臂慣性上升中突然夾緊。 &

16、lt;/p><p>　　(3) 需要搖臂下降時(shí)，按下?lián)u臂下降按鈕SB4，動(dòng)作過(guò)程與搖臂上升時(shí)相似。 </p><p>　　(4) 立柱和主軸箱同時(shí)夾緊和同時(shí)松開(kāi)。按下立柱和主軸箱松開(kāi)按鈕SB5，接觸器KM4得電吸合，液壓電動(dòng)機(jī)：M3正向起動(dòng)。由于電磁閥YA沒(méi)有得電，處于釋放狀態(tài)，所以液壓油經(jīng)2 位6通閥分配至立柱和主軸箱松開(kāi)油缸，立柱和主軸箱夾緊裝置松開(kāi)。按下立柱和主軸箱夾緊按鈕SB6，接觸器

17、KM5得電吸合，M3反向起動(dòng)，液壓油分配至立柱和主軸箱夾緊油缸，立柱和主軸箱夾緊裝置夾緊。 </p><p>　　(5) 搖臂升降限位保護(hù)是靠上下限位開(kāi)關(guān)SQ1U和SQ1D實(shí)現(xiàn)的。上升到極限位置后，SQ1U動(dòng)斷觸頭斷開(kāi)，搖臂自動(dòng)夾緊，同松開(kāi)上升按鈕SB3動(dòng)作相同；下降到極限位置后，SQlD動(dòng)觸頭斷開(kāi)，搖臂自動(dòng)夾緊，同松開(kāi)下降按鈕SB4動(dòng)作相同。</p><p><b>　　二、系

18、統(tǒng)總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)機(jī)組成原理</p><p>　　Z3040型搖臂鉆床采用4臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，他們分別是主軸電動(dòng)機(jī)，搖臂升降電動(dòng)機(jī)，液壓泵電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī) 。主軸電動(dòng)機(jī)控制鉆床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；搖臂升降電動(dòng)機(jī)要求能正反向旋轉(zhuǎn)，可用手動(dòng)操作；搖臂和主軸之間的夾緊、發(fā)松可用電氣、液壓、機(jī)械來(lái)實(shí)現(xiàn)，液壓電動(dòng)機(jī)需可正反轉(zhuǎn)，搖臂的移動(dòng)嚴(yán)格按照搖臂松開(kāi)→移動(dòng)

19、→搖臂夾緊的程序進(jìn)行。因此搖臂的夾緊與搖臂升降按自動(dòng)控制進(jìn)行。</p><p><b>　　2、硬件接線(xiàn)圖</b></p><p>　　3、 系統(tǒng)定義量分配表</p><p><b>　　三、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1、系統(tǒng)流程圖</b></p&

20、gt;<p><b>　　2、控制設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　利用順控指令，根據(jù)機(jī)床的運(yùn)行原理，把機(jī)床分成四個(gè)字程序：主軸起停、搖臂上升、搖臂下降、主軸箱立柱的限位，并用一個(gè)主程序來(lái)分別調(diào)用子程序來(lái)實(shí)行機(jī)床的功能。、</p><p>　　3、搖臂鉆床PLC程序設(shè)計(jì)</p><p><b>　　主程序</b

21、></p><p><b>　?。?）主軸起停</b></p><p><b>　　（3）搖臂上升</b></p><p><b>　?。?）搖臂下降</b></p><p>　?。?）主軸箱和立柱限位</p><p>　　四、系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析：

22、 </p><p>　　1、測(cè)試前安全檢查：</p><p>　?。?）、檢測(cè)電路時(shí)，確定三相電源只接進(jìn)去一端，防止二相進(jìn)入單相電源供電的電路否則直接燒毀PLC或開(kāi)關(guān)電源。 </p><p>　　(2)、檢查開(kāi)關(guān)連接是否正常，是否連錯(cuò)或少。 </p><p>　　(3)、確定熔斷器應(yīng)與電源相線(xiàn)L端相連；確定電路沒(méi)有短路。</p>

23、<p>　　(4)、經(jīng)老師同意后，才能通電測(cè)試，并按實(shí)驗(yàn)步驟操作。</p><p><b>　　2、開(kāi)始測(cè)試：</b></p><p><b>　　等待</b></p><p><b>　　通電——HL1亮</b></p><p>　　按SB3——KM1吸合，HL2

24、亮（主軸轉(zhuǎn)動(dòng)）</p><p>　　按SB2——KM1斷開(kāi)，HL2滅（主軸停轉(zhuǎn)）</p><p>　　按SB4——KM5斷開(kāi)，KM4吸合，YA亮，再按SQ2——KM4斷開(kāi)，KM2吸合指示燈點(diǎn)亮（搖臂上升）</p><p>　　按SB5——KM5吸合，KM4吸合，YA亮，再按SQ2——KM4斷開(kāi)，KM3吸合指示燈點(diǎn)亮（搖臂下降）</p><p>