Z3050型搖臂鉆床PLC改造

Z3050型搖臂鉆床PLC改造,z3050,搖臂,鉆床,plc,改造 摘 要 搖臂鉆床是用于一些大中型企業(yè)對工件的加工，老式的搖臂鉆床電氣控制線路是以各種不同的繼電器為主要元件，所以負擔比較沉重，大量的接觸器需要大量的資金，在生產(chǎn)加工工件時接觸器觸頭不斷的關斷會造成觸頭的發(fā)黑。 在安裝這些繼電器時需要大量的空間。維修依靠經(jīng)驗，繼電器的位置發(fā)生變化或者是線路發(fā)生改變維修更是困難。 隨著現(xiàn)代社會生產(chǎn)的發(fā)展和技術的進步，現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)自動化水平的日益提高及微電子技術的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了一種可編程控制器（PLC）。所以我想能不能用可編程控制器（PLC）結合一些外部設備代替搖臂鉆床電氣設備的控制，以降低床子的造價費用，并且還提高床子的加工精度、延長使用壽命。 關鍵詞：Z3050型搖臂鉆床、PLC、自動控制。 Summary Shaking the arm drills a bed to be mainly more applied than some big and medium-sized business enterprises to used for processing work piece, shaking arm to drill the bed electricity control circuit because of the old style, with various different after electric appliances for main component, so burden more heavy, a great deal of of contact the machine even need a great deal of funds, getting in touch with a machine to touch when the production process a work piece one's continuous contact will result in a nigrescent circumstance of touching the head. Even need a great deal of space while installing these after the electric appliances.What to depend on more is experience in the aspects of maintaining, once after the position occurrence of the electric appliances change perhaps is a circuit occurrence to change that to maintain is also difficulty. Modernize industry production to automate along with development and technical progress of modern and social production level of raise increasingly and the micro-electronics fly technically to develop soon, appearing a kind of programmable controller(PLC).So I conceive the control that can combine some exterior equipmentses to replace to shake arm to drill bed electricity an equipments with the programmable controller(PLC), the since low bed son builds price expenses, and still raises bed son to process accuracy and the extension service life etc.. Keyword:The Z3050 type shakes arm to drill a bed, PLC. Z3050型搖臂鉆床PLC改造 第1章 緒論 鉆床的種類很多，按照結構形式和加工性能的不同，可分為立式鉆床、臥式鉆床、臺式鉆床及多軸鉆床。Z3050搖臂鉆床是一種立式鉆床，它適用于單件或批量生產(chǎn)中帶有多孔的大型零件加工。搖臂鉆床主要由底座、外立柱、內(nèi)立柱、搖臂、主軸箱、工作臺等部分組成。 搖臂鉆床，崴觀大方，移動方便，占用場地小，結構合理，操作靈活，突破了機床教具平面化的模式，能模擬銑床電氣動作及相關的機械動作，電氣柜無油膩，并裝有接零插座，適用于大中專、技校，職業(yè)中學及職業(yè)培訓等維修電工專業(yè)課堂化教學，其電氣線路既典型又有一定的難度，電氣故障檢修是維修電工所必須掌握的內(nèi)容之一。 運用PLC來控制搖臂鉆床，PLC采用先進、高質(zhì)量、應用較為廣泛的三菱系列（FX2N-48MR）。PLC可編程序控制器作為控制系統(tǒng)的核心，PLC具有系統(tǒng)響應快，功能強、運行穩(wěn)定可靠、控制線路簡單，維修方便等優(yōu)點。PLC設計了許多邏輯指令，可以處理繼電器接點的串聯(lián)、并聯(lián)，串并聯(lián)等各種連接；同時它也為用戶提供了能滿足各種控制要求的定時器和計數(shù)器。在程序運行的過程中可以對時間值和計數(shù)值進行有效的監(jiān)控,還有無數(shù)多對的觸點可用，使搖臂鉆床使用更為便捷。 第2章 Z3050搖臂鉆床簡介 2.1搖臂鉆床的外觀（如圖2.1所示） 圖2.1 搖臂鉆床外觀 2.2 搖臂鉆床的性能及用途 鉆床的種類很多，按照結構形式和加工性能的不同，可分為立式鉆床、臥式鉆床、臺式鉆床及多軸鉆床。Z3050搖臂鉆床是一種立式鉆床，它適用于單件或批量生產(chǎn)中帶有多孔的大型零件加工。搖臂鉆床主要由底座、外立柱、內(nèi)立柱、搖臂、主軸箱、工作臺等部分組成。Z3050搖臂鉆床，崴觀大方，移動方便，占用場地小，結構合理，操作靈活，突破了機床教具平面化的模式，能模擬銑床所有電氣動作及相關的機械動作，電氣柜無油膩，并裝有接零插座，上升、下降加裝了極限固定保護裝置，適用于大，中專，技校，職業(yè)中學及職業(yè)培訓等維修電工專業(yè)課堂話教學，其電氣線路既典型又有一定的難度，電氣故障檢修是維修電工所必須掌握的內(nèi)容之一。Z3050搖臂鉆床原理圖（如圖2.2所示） 圖2.2 2.3 搖臂鉆床的運動形式 （1） 主運動 鉆床主軸帶動鉆頭（刀具）的旋轉運動。 （2） 進給運動 搖臂鉆床主軸的垂直運動（手動或自動）。 （3） 輔助運動 輔助運動是用來調(diào)整主軸（刀具）與工件縱向橫向即水平上的相對位置以及相對高度的運動。 2.4 搖臂鉆床的原理分析 主電路中M1是主軸電動機，它由交流接觸器控制單向旋轉并有熱繼電器保護；M2是搖臂升降電機，它能實現(xiàn)正、反轉，由于M2是間斷性工作，所以不設過載保護；M3是液壓油泵電機，它也能正、反轉； M4是冷卻泵電機有空氣隔離開關保護。TC輸出24V照明電壓用于照明燈EL，TC輸出6V短路保護，TC輸出110V交流電壓提供給控制回路。 控制回路中，當按下主軸電動機啟動按鈕SB3，則接觸器KM1吸合并自鎖，使主電機M1啟動運行，同時指示燈HL2亮。按停止按鈕SB2，則接觸器KM1釋放，使主電機M1停止旋轉，同時指示燈HL2熄滅。 2.5 搖臂鉆床的主要結構 Z3050搖臂鉆床主要由底座、外立柱、內(nèi)立柱、搖臂、主軸箱、工作臺等部分組成。工作臺用螺柱固定在底座上，工作臺上面固定加工工件。內(nèi)立柱亦固定在底座上。柱套在內(nèi)立柱上，用液壓機構夾緊后，二者不能相對運動；松開夾緊機構后，外立柱用手推動可繞內(nèi)立柱旋轉360°。 安裝在 坐落在 套在 套在 固定在 主軸 主軸箱 搖臂 外立柱 內(nèi)立柱 固定在 固定在 底座 工作臺 工件 注：“ ”表示用液壓夾緊機構相連 2.6 Z3050搖臂鉆床電氣控制線路原理分析 搖臂鉆床的電氣控制線路包括主電路、控制電路和照明電路三部分。 主電路中共有4臺異步電動機，M1是主軸電動機、M2是搖臂升降電動機、M3液壓泵電動機、M4冷卻泵電動機。 控制電路的電源由控制變壓器TC輸出110V電壓供電。 搖臂鉆床照明由變壓器TC供給24V的安全電壓 。熔斷器FU3作照明電路的短路保護。 (1) 主電路分析 開關SB1是搖臂鉆床的電源總開關。熔斷器FU1是總電源的短路保護。 主電路中共有4臺電動機，M1是主軸電動機，拖動主軸電動機運行，由接觸器KM1控制啟動與停止；M2是搖臂升降電動機，通過操縱按鈕配合使橫臂上升或下降其正反轉由接觸器KM2、KM3來實現(xiàn)；M3是液壓油泵電動機通過操縱按鈕配合使液壓泵松開或夾緊由接觸器KM4、KM5來實現(xiàn)；M4是冷卻泵電動機，供應切削液，且當M1啟動后才能啟動，由轉換開關QF2控制它的直接啟動和停止。 (2) 控制電路分析 1、搖臂升降控制 按下上升按鈕SB4（或下降按鈕SB5），則時間繼電器KT1通電吸合，其瞬時閉合的常開觸頭閉合，接觸器KM4通電，液壓泵電動機M3啟動，正向旋轉供給壓力油。壓力油經(jīng)分配閥體進入搖臂的“松開油腔”，推動活塞移動，活塞推動菱形塊，將搖臂松開。同時活塞桿通過彈簧片壓下位置開關SQ2，使其常閉觸頭閉合。前者切斷了接觸器KM4的線圈電路，KM4主觸頭斷開，液壓泵電動機M3停止工作。后者使交流接觸器KM2(或KM3)線圈通電，KM2(或KM3)的主觸頭接通M2的電源，搖臂升降電動機M2啟動旋轉，帶動搖臂上升（或下降）。如果此時搖臂尚未松開，則位置開關SQ2的常開觸頭則不能閉合，接觸器KM2（或KM3）的線圈無電，搖臂就不能上升（或下降）。 由于時間繼電器KT1斷電釋放，經(jīng)1～3S時間的延時后，其延時閉合的常閉觸頭閉合，使接觸器KM5吸合，液壓泵電動機M3反向旋轉，隨之泵內(nèi)壓力油經(jīng)分配閥進入搖臂的“夾緊油腔”使搖臂夾緊。自搖臂夾緊后，活塞桿推動彈簧片壓下位置開關SQ3，其常閉觸頭斷開，KM5斷電釋放，M3最終停止工作，完成了搖臂的松開 上升（或下降） 夾緊的整套動作。 搖臂的自動夾緊由位置開關SQ3控制。如果液壓夾緊系統(tǒng)出現(xiàn)故障，不能自動夾緊搖臂，或由于SQ3調(diào)整不當，在搖臂夾緊后不能使SQ3的常閉觸頭斷開，都會使液壓泵電動機M3因長期過載運行而損壞。為此電路中設有熱繼電器FR2，其整定應根據(jù)電動機M3的額定電流進行整定。 搖臂升降電動機M2的正反轉接觸器KM2和KM3不允許同時獲電動作，以防止電源相間短路。為了避免因操作失誤、主觸頭熔焊等原因而造成短路事故，在搖臂上升和下降的控制電路中采用了接觸器連鎖和復合按鈕聯(lián)鎖，以確保電路安全工作。 2、立柱和主軸箱的夾緊與放松控制 立柱和主軸箱的夾緊（或放松）既可以同時進行也可以單獨進行，由轉換開關SA1和復合按鈕SB6(或SB7)進行控制。SA1有三個位置，扳到中間位置時，立柱和主軸箱的夾緊（或放松）同時進行；扳到左邊位置時，立柱夾緊（或放松）；扳到右邊位置時，主軸箱夾緊（或放松）。復合按鈕SB6是松開控制按鈕，SB7是夾緊控制按鈕。 ① 立柱和主軸箱同時松開、夾緊 將轉換開關SA1撥到中間位置，然后按下松開按鈕SB6，時間繼電器KT2、KT3線圈同時得電。KT2的延時斷開的常開觸頭瞬時閉合，電磁鐵YA1、YA2得電吸合。而KT3延時閉合的常開觸頭經(jīng)立柱和主軸箱的松開油腔，使接觸器KM4獲電吸合，液壓泵電動機M3正轉，供出的壓力油進入立柱和主軸箱的松開油腔，使立柱和主軸箱同時松開。 松開SB6,時間繼電器KT2和KT3的線圈斷電釋放，KT3延時閉合的常開觸頭瞬時分斷，接觸器KM4斷電釋放，液壓泵電動機M3停轉。KT2延時分斷的常開觸頭經(jīng)1～3S延時后分斷，電磁鐵YA1、YA2線圈斷電釋放，立柱和主軸箱同時松開的操作結束。 立柱和主軸箱同時夾緊的工作原理與松開相似，只要按下SB7，使接觸器KM5獲電吸合，液壓泵電動機M3反轉。 ② 立柱和主軸箱單獨松開、夾緊 如果希望單獨控制主軸箱，可將轉換開關SA1扳到右側位置。按下松開按鈕SB6（或夾緊按鈕SB7），時間繼電器KT2和KT3的線圈同時得電，這時只有電磁鐵YA2單獨通電吸合，從而實現(xiàn)主軸箱的單獨松開（或夾緊）。 松開復合按鈕SB6（或SB7），時間繼電器KT2（或KT3）的線圈斷電釋放，KT3的通電延時閉合的常開觸頭瞬時斷開，接觸器KM4（或KM5）的線圈斷電釋放，液壓泵電動機M3停轉。經(jīng)1～3S延時后，KT2延時分斷的常開觸頭分斷，電磁鐵YA2的線圈斷電釋放，主軸箱松開（或夾緊）的操作結束。 同樣的道理，把轉換開關SA1扳到左側，則使立柱單獨松開或夾緊。 因為立柱和主軸箱的松開與夾緊是短時間的調(diào)整工件，所以采用電動控制。 3、冷卻泵電動機M4的控制 扳動斷路器QF2，就可以接通或切斷電源，操縱冷卻泵電動機M4的工作或停止。 4、照明、指示電路分析 照明、指示電路的電源也由控制變壓器TC降壓后提供24V、6V的電壓，由熔斷器FU3、FU2作短路保護，EL是照明燈，HL1是電源指示燈，HL2是主軸指示燈。 2.7 搖臂鉆床的電氣控制要求 M1→主軸電動機→拖動主軸運轉→承擔鉆削及進給任務→只要求M1單向運動（主軸的正反轉由機械手柄操作）→接觸器自鎖控制電路。 M2、M3→搖臂升降電動機和液壓泵電動機→拖動搖臂升降和液壓泵→承擔搖臂的升降和立柱、主軸箱的松開與夾緊→要求M3、M4能正反轉→正反轉控制線路。 M4→冷卻泵電動機→拖動冷卻泵→為鉆頭和工件提供冷卻液→M4只需單向運轉→功率較小→由QF2直接控制。 Z3050搖臂鉆床主軸運動和進給運動保持了銑床兩種運動都要求變速后瞬時點動的電氣控制要求。 當主軸電動機或冷卻泵電動機過載時，進給運動必須立即停止。 Z3050搖臂鉆床有冷卻系統(tǒng)、照明設備及各種保護措施。 2.8 搖臂鉆床的使用 本搖臂鉆床采用三相交流電源電壓380V。 1、合上電源總開關QF1,電源指示燈HL1。 2、根據(jù)加工要求，按下放松按鈕SB6，使內(nèi)、外立柱之間和主軸箱、搖臂之間液壓夾緊機構松開，按鈕SB6內(nèi)指示燈HL4點亮，說明液壓夾緊機構已松開，可以調(diào)整主軸與工件的縱向(前后)相對位置。 3、根據(jù)加工需求，按下?lián)u臂上升按鈕SB4(或按鈕SB5)，搖臂沿著外立柱上升（或下降），調(diào)整主軸與工件的相對高度。 4、根據(jù)加工需要，將主軸變速及自動進給手柄扳至所需旋轉方向位置。 5、按下主軸電動機啟動按鈕SB3，主軸電動機M1得電，指示燈HL2亮，說明主軸電動機已開始工作，主軸轉動。 6、根據(jù)加工需要，可在主軸正轉或反轉的過程中，改變主軸轉速或主軸進給量。 第3章 控制系統(tǒng)設計 3.1 改造思想 我們在改造的過程中，以節(jié)約為原則，無論是需要什么元件或工具都盡量使用我們周圍可以找到的，而且我們要以切合實際的要求來改造。改造搖臂鉆床的目的主要是符合當今實際的形勢。用PLC實現(xiàn)自動控制與電腦監(jiān)控，更是為節(jié)約而改造的，用電甚少。 3.2 改造方案 我在方案設計時，我對原電控系統(tǒng)的工作原理、結構和工作思想進行了認真的分析和消化吸收，并結合實際情況，制訂了一套設計方案，即采用了PLC可編程序控制器作為控制系統(tǒng)的核心，PLC具有系統(tǒng)響應快，功能強、運行穩(wěn)定可靠、控制線路簡單、維修方便等優(yōu)點。PLC設計了許多邏輯指令，可以處理繼電器接點的串聯(lián)、并聯(lián)，同時它也為用戶提供了能滿足各種控制要求的定時器和計數(shù)器。在程序運行的過程中可以對時間值和計數(shù)值進行有效的監(jiān)控,還有無數(shù)多對的觸點可用。它還提供了諸如步進控制，數(shù)字之間的相互轉換的功能，強大的數(shù)據(jù)處理功能和通訊功能。它本身又有許多的保護措施，另外相較于繼電器控制電路來講它的接線簡單，具有一定的電學方面的知識就可以理解甚至于編寫程序而無須掌握復雜的計算機匯編語言和一些高級語言。同時在調(diào)試和日后的設備維護修理過程中體現(xiàn)出比繼電器線路更為優(yōu)越的性能。 3.3 PLC的簡介 3.3.1 PLC定義 可編程序控制器（Programmable Controller）,簡稱PLC或PC。它是20世紀70年代以來，在集成電路、計算機技術基礎上發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制設備。由于它具有功能強、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點，國外已廣泛應用于自動化控制的各個領域，并已成為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的支柱產(chǎn)品。近年來，國內(nèi)在PLC技術與產(chǎn)品開發(fā)應用方面的發(fā)展也很快，除許多從國外引進的設備、自動化生產(chǎn)線外，國產(chǎn)的機床設備已越來越快地采用PLC控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的繼電接觸控制系統(tǒng)。國產(chǎn)化的小型PLC性能也基本達到國外同類產(chǎn)品的技術指標。因此，作為一名電氣工程技術人員，必須掌握PLC及其控制系統(tǒng)的基本原理與應用技術，以適應當前電氣控制技術的發(fā)展需要。 3.3.2 PLC的特點 （1） 可靠性高，抗干擾能力強 （2） 編程簡單，易于掌握 （3） 組合靈活使用方便 （4） 功能強，通用性好 （5） 開發(fā)周期短，成功率高 （6） 體積小，重量輕，功耗低 3.3.3 PLC的分類 按I/O點數(shù)和存儲容量可分為: （1） 小型PLC：I/O點數(shù)在256點以下，存儲器容量2K，可用于邏輯控制、定時、計數(shù)、順序控制等場合。部分小型PC還帶有模擬量處理、數(shù)據(jù)通信和算術運算功能，其應用范圍更廣。 （2） 中型 PLC：I/O點數(shù)在256～2048點之間，存儲容量達2～8K步。具有邏輯運算、算術運算、數(shù)據(jù)傳送、中斷、數(shù)據(jù)通信、模擬量處理等功能。用于開關量、數(shù)字量與模擬量混合控制的較復雜控制系統(tǒng)。 （3） 大型PLC：I/O點數(shù)在2048點以上，存儲容量達8K步以上。具有數(shù)據(jù)運算、模擬調(diào)節(jié)、聯(lián)網(wǎng)通信、監(jiān)視等功能，能進行中斷、智能控制、遠程控制?？捎糜诖笠?guī)模過程控制，也可構成分布式或控制網(wǎng)絡以及整個工廠自動化網(wǎng)絡控制。 在這里我選用的是小型PLC。 3.4 PLC的選擇 我在做這個課題中首先要選擇做出來最能得心應手的一些材料或者器件在這個課題中PLC占主導作用基本上都靠它來完成對PLC進行選擇，在國內(nèi)外的幾家有知名度的廠商的生產(chǎn)的PLC產(chǎn)品中，主要有西門子S7-200系列、松下FP系列、歐姆龍C200H系列和三菱FX系列。 在綜合分析系統(tǒng)要求，考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟性和技術指標，我選用了小型的三菱FX2N—48MR系列PLC。 第4章 三菱PLC的系統(tǒng)構成與工作原理 4.1 三菱可編程控制器的基本組成 從結構上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 4.2 三菱可編程序控制器的功能特點 （1） 條件控制 PLC具有邏輯運算功能，它能根據(jù)輸入繼電器觸點的與（AND）、(OR) 、等邏輯關系決定輸出繼電器的狀態(tài)（ON或OFF），它可代替繼電器進行開關控制。 （2）定時控制 一般PLC都為用戶提供足夠的定時器，如三菱FX2型PLC共有256個定時器。所有定時器的定時值可由用戶在編程時設定，在運行定時值可被讀出或修改。 （3） 計數(shù)控制 為滿足對計數(shù)控制的需要，PLC向用戶提供上百個功能較強的計數(shù)器，如FX2型PLC可向用戶提供241個計數(shù)器。其中6個高速計數(shù)器，121個電池后備計數(shù)器。 （4） 步進控制 步進順序控制PLC的最基本的控制方式，但是PLC為方便用戶編制較復雜的步進控制程序，設置了專門的步進控制指令。如FX2型PLC中擁有上千個狀態(tài)元件，為用戶編寫較復雜的步進順序控制程序提供了極大的方便。 （5） 數(shù)據(jù)控制 PLC具有較強的數(shù)據(jù)處理能力，除能進行加減乘除四則運算甚至開方運算外，還能進行字操作、移位操作、數(shù)制轉換、譯碼等數(shù)據(jù)處理。 （6） 通信和聯(lián)網(wǎng) PLC可進行遠程的I/O控制。多臺PLC之間可進行同位鏈接（PLC Link），還可用計算機進行上位鏈接（Host Link），接受計算機的命令，并將執(zhí)行結果告訴計算機。 （7）對控制系統(tǒng)的監(jiān)控 PLC具有較強的監(jiān)控功能，記憶異常情況或發(fā)生異常情況時自動終止運行。操作人員通過監(jiān)控命令，可以監(jiān)視系統(tǒng)的運行狀態(tài)，以便程序的調(diào)試。 可編程序控制器被認為是真正的工業(yè)控制計算機，占有極其重要的地位，最重要的原因是它具有如下獨特的優(yōu)點： （1）可靠性高 可編程序控制器的平均無故障時間可達幾十萬小時，一般來說，可編程序控制系統(tǒng)中發(fā)生的故障絕大多數(shù)是由傳感器、執(zhí)行器等外圍部件所造成的。 （2）編程方便 能在較短的時間內(nèi)掌握, 從硬件方面來說，使用可編程序控制器時,一般在實驗室編程模擬調(diào)試后，在現(xiàn)場很快就能安裝調(diào)試成功。 （3）對環(huán)境要求低 可編程序控制器可在較大的溫度、濕度變化范圍內(nèi)正常工作，抗震動、抗沖擊的性能好，對電源電壓的穩(wěn)定性要求較低，特別是抗電磁干擾能力。這一點較之一般單片機控制系統(tǒng)尤為突出。 （4）與其它裝置配置連接方便 可編程序控制器與其他裝置、配置的連接基本都是直接的。 4.3 三菱可編程控制器的基本工作原理 可編程控制器有兩種基本的工作狀態(tài)，即運行（RUN）狀態(tài)與停止（STOP）狀態(tài)，其中運行狀態(tài)是執(zhí)行應用程序的狀態(tài)，停止狀態(tài)一般用于程序的編制與修改。在運行狀態(tài)，可編程控制器通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)控制功能。為了使可編程序控制器的輸出及時的響應隨時可能變化的輸入信號，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是反復不斷的重復執(zhí)行，直至可編程控制器停機或切換到停止工作狀態(tài)。 除了執(zhí)行用戶程序之外，在每次循環(huán)過程中，可編程控制器還要完成內(nèi)部處理、通信處理等工作，一次循環(huán)可分為5個階段,可編程控制器這種周而復始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。 第5章 Z3050型搖臂鉆床的PLC改造過程 5.1任務提出簡述 本文是機械加工中常用的z3050搖臂鉆床傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的改造問題,旨在解決傳統(tǒng)繼電器—接觸器電氣控制系統(tǒng)存在的線路復雜、可靠性穩(wěn)定性差、故障診斷和排除困難等難題。由于PLC電氣控制系統(tǒng)與繼電器—接觸器電氣控制系統(tǒng)相比，具有結構簡單，編程方便，調(diào)試周期短，可靠性高，抗干擾能力強，故障率低，對工作環(huán)境要求低等一系列優(yōu)點。因此，本論文對Z3050搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的改造，將把PLC控制技術應用到改造方案中去，從而大大提高搖臂鉆床的工作性能。論文分析了搖臂鉆床的控制原理，制定了可編程控制器改造Z3050搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的設計方案，完成了電氣控制系統(tǒng)硬件和軟件的設計，其中包括PLC機型的選擇、I/O端口的分配、I/O硬件接線圖的繪制、PLC梯形圖程序的設計。對PLC控制搖臂鉆床的工作過程作了詳細闡述，論述了采用PLC取代傳統(tǒng)繼電器—接觸器電氣控制系統(tǒng)從而提高機床工作性能的方法，給出了相應的控制原理圖。 5.2工作臺控制系統(tǒng)I/O地址分配表 Z3050型搖臂鉆床PLC的輸入/輸出點分配表 輸入信號 輸出信號 名稱 代號 輸入點編號 名稱 代號 輸出點編號 主軸電動機M1熱繼電器 FR1 X0 主軸電動機M1接觸器 KM1 Y0 液壓泵熱繼電器 FR2 X13 搖臂上升接觸器 KM2 Y1 總停止按鈕 SB1 X1 搖臂下降接觸器 KM3 Y2 主軸電動機M1停止按鈕 SB2 X2 液壓泵電動機M3正轉接觸器 KM4 Y3 主軸電動機M1啟動按鈕 SB3 X3 液壓泵電動機M3反轉接觸器 KM5 Y4 搖臂上升按鈕 SB4 X4 門控開關接觸器 KA1 Y5 搖臂下降按鈕 SB5 X5 照明指示燈 EL Y6 立柱、主軸箱夾緊按鈕 SB6 X6 電磁閥 YA Y7 立柱、主軸箱放松按鈕 SB7 X7 主電機轉指示燈 HL2 Y12 照明開關 SB8 X10 電源指示燈 HL1 Y11 液壓上升上限位行程開關 SQ1a X11 冷卻泵線圈 KM6 Y10 液壓上升下限位行程開關 SQ1b X12 液壓松開行程開關 SQ2 X14 液壓夾緊行程開關 SQ3 X15 門控開關 SQ4 X16 5.3 控制功能接線圖 5.4 梯形圖 總結 2012年的5月，我開始了我的畢業(yè)論文，到現(xiàn)在論文基本完成。從最初的茫然，到慢慢的進入狀態(tài)，再到對思路逐漸的清晰，整個寫作過程難以用語言來表達。遇到困難，我會覺得無從下手，不知從何寫起；當困難解決了，我會覺得豁然開朗，思路打開了；當論文經(jīng)過一次次的修改后，基本成形的時候，我覺得很有成就感，感覺自己一直不斷的在克服困難，遇到不懂的就去查資料和請教指導老師或同學。以前上課時看到自己不會的我可能會去逃避，但經(jīng)過這次寫畢業(yè)論文，我學會了讓自己敢于去面對困難，解決困難，只有這樣才得以讓自己的知識面更廣。通過本設計，我對三菱FX2N系列PLC有了更深入的了解，我的知識領域得到了進一步擴展，專業(yè)技能得到了進一步提高。 致謝 在做這次畢業(yè)設計過程中我首先要感謝我的導師胡老師，感謝胡老師在這些日子對我悉心教導，他為我們操了好多心思，我由衷的感謝他。我按照論文的提綱，開始動筆寫論文。在這次畢業(yè)設計中，我覺得從與老師的溝通過程中，我能學到很多東西，老師可以從另外一個角度來啟發(fā)我，給了我很多鼓勵。同時通過這次寫畢業(yè)論文，還提高了我對Office基本操作的熟練程度。再次感謝我的指導老師胡老師同我一起辛苦。 參考文獻 [1] 趙仁良.電力拖動控制線路與技能訓練.北京：中國勞動社會保障出版社，2001. [2] 余波.常用機床電氣設備維修.北京：中國勞動社會保障出版社，2006. [3] 王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術.北京：航空航天大學出版社，2003. [4] 俞國亮.PLC原理與應用.北京：清華大學出版社，2005. [5] 楊志忠.數(shù)字電子技術.北京：高等教育出版社，2003. [6] 殷建國.可編程控制器及其應用.北京：機械工業(yè)出版社，2006. [7] 李國厚.PLC原理與應用設計.北京：化學工業(yè)出版社出版，2005. [8] 史建成.三菱FX/Q系列PLC應用技術.北京：人民郵電出版社，2006. [9] 廖常初.PLC編程及應用.北京：機械工業(yè)出版社，2002. [10] 陶維利.機床電氣與PLC.西安：電子科技大學出版社，2003. 第17頁 共17頁 題 目 Z3050型搖臂鉆床PLC改造 副標題 常州工學院成人（繼續(xù)）教育學院 畢業(yè)設計（論文）任務書 系：電氣工程系 專業(yè)：工業(yè)電氣自動化 班級：G自動化50801 學生姓名 詹重武 指導教師 胡恒錚 職稱 課題名稱 Z3050搖臂鉆床PLC改造 課 題 工 作 內(nèi) 容 搖臂鉆床，崴觀大方，移動方便，占用場地小，結構合理，操作靈活，突破了機床教具平面化的模式，能模擬銑床所有電氣動作及相關的機械動作，電氣柜無油膩，并裝有接零插座，適用于大中專，技校，職業(yè)中學及職業(yè)培訓等維修電工專業(yè)課堂化教學，其電氣線路既典型又有一定的難度，電氣故障檢修是維修電工所必須掌握的內(nèi)容之一。運用PLC來控制銑床，PLC采用先進、高質(zhì)量、應用較為廣泛的三菱系列（FX2N-48MR）。PLC可編程序控制器作為控制系統(tǒng)的核心，PLC具有系統(tǒng)響應快，功能強，運行穩(wěn)定可靠、控制線路簡單，維修方便等優(yōu)點。 指 標 ︵ 目 標 ︶ 要 求 1.學習PLC的基本結構，工作原理，組成系統(tǒng)和功能。 2.可編程控制器機型的選擇。PLC輸入/輸出口（I/O）分配表。 3.編寫PLC程序，對搖臂鉆床控制系統(tǒng)的實際改造。 進 程 安 排 第1周 選題、調(diào)研和資料收集 第2周 確定課題方案，進行課題設計 第3—4周 進行控制系統(tǒng)的設計，PLC改造 第5周 完成撰寫論文，檢查、修改并打印論文 第6周 答辯 主 要 參 與 文 獻 [1] 趙仁良.電力拖動控制線路與技能訓練.北京：中國勞動社會保障出版社，2001. [2] 余波.常用機床電氣設備維修.北京：中國勞動社會保障出版社，2006. [3] 王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術.北京：航空航天大學出版社，2003. [4] 俞國亮.PLC原理與應用.北京：清華大學出版社，2005. [5] 楊志忠.數(shù)字電子技術.北京：高等教育出版社，2003. [6] 殷建國.可編程控制器及其應用.北京：機械工業(yè)出版社，2006. 地 點 起止 日期 系主任： 指導教師： 年 月 日 年 月 日 說明：畢業(yè)設計（論文）任務書由指導教師根據(jù)課題的具體情況填寫，經(jīng)系部審核簽字后生效。 目錄 第1章 緒論…………………………………………………1 第2章 Z3050型搖臂鉆床簡介 2. 1 搖臂鉆床的外觀……………………………………………2 2. 2 搖臂鉆床的性能及用途……………………………………2 2. 3 搖臂鉆床的運動形式………………………………………4 2. 4 搖臂鉆床的原理分析………………………………………4 2. 5 搖臂鉆床的主要結構…………………………………4 2. 6 Z3050型搖臂鉆床電氣控制線路原理分析……………4 2. 7 搖臂鉆床的電氣控制要求……………………………6 2. 8 搖臂鉆床的使用……………………………………6 第3章 控制系統(tǒng)設計 3. 1 改造思想……………………………………………7 3. 2 改造方案……………………………………………7 3. 3 PLC的介簡………………………………………7 3. 4 PLC的選擇………………………………………8 第4章 三菱PLC的系統(tǒng)構成與工作原理 4. 1 三菱可編程控制器的基本組成………………………9 4. 2 三菱可編程控制器的功能特點………………………9 4.３　 三菱可編程控制器的基本工作原理……………….10 第5章 Z3050型搖臂鉆床的PLC改造過程 5. 1 任務提出簡述···································11 5. 2 工作臺控制系統(tǒng)I/O地址分配表………………………. 12 5. 3 控制功能接線圖……………………………………13 5. 4 梯形圖……………………………………………………14 總結…………………………………………………………15 致謝…………………………………………………………16 參考文獻……………………………………………………17 摘 要 搖臂鉆床是用于一些大中型企業(yè)對工件的加工，老式的搖臂鉆床電氣控制線路是以各種不同的繼電器為主要元件，所以負擔比較沉重，大量的接觸器需要大量的資金，在生產(chǎn)加工工件時接觸器觸頭不斷的關斷會造成觸頭的發(fā)黑。 在安裝這些繼電器時需要大量的空間。維修依靠經(jīng)驗，繼電器的位置發(fā)生變化或者是線路發(fā)生改變維修更是困難。 隨著現(xiàn)代社會生產(chǎn)的發(fā)展和技術的進步，現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)自動化水平的日益提高及微電子技術的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了一種可編程控制器（PLC）。所以我想能不能用可編程控制器（PLC）結合一些外部設備代替搖臂鉆床電氣設備的控制，以降低床子的造價費用，并且還提高床子的加工精度、延長使用壽命。 關鍵詞：Z3050型搖臂鉆床、PLC、自動控制。 Summary Shaking the arm drills a bed to be mainly more applied than some big and medium-sized business enterprises to used for processing work piece, shaking arm to drill the bed electricity control circuit because of the old style, with various different after electric appliances for main component, so burden more heavy, a great deal of of contact the machine even need a great deal of funds, getting in touch with a machine to touch when the production process a work piece one's continuous contact will result in a nigrescent circumstance of touching the head. Even need a great deal of space while installing these after the electric appliances.What to depend on more is experience in the aspects of maintaining, once after the position occurrence of the electric appliances change perhaps is a circuit occurrence to change that to maintain is also difficulty. Modernize industry production to automate along with development and technical progress of modern and social production level of raise increasingly and the micro-electronics fly technically to develop soon, appearing a kind of programmable controller(PLC).So I conceive the control that can combine some exterior equipmentses to replace to shake arm to drill bed electricity an equipments with the programmable controller(PLC), the since low bed son builds price expenses, and still raises bed son to process accuracy and the extension service life etc.. Keyword:The Z3050 type shakes arm to drill a bed, PLC.