z3040摇臂钻床.doc

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第1章 引言
Z3040摇臂钻床是工厂中常用的金属切削机床，它可以进行多种形式的加工，如：钻孔、镗孔、铰孔及螺纹等。从控制上讲，它需要机、电、液压等系统相互配合使用，而且，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当将SF10扳到左侧时，立柱松开或夹紧。SF10在中间位置时按下SF5或SF6，主轴箱和立柱同时进行夹紧或放松。

根据设计方案，主轴电动机M1为单方向旋转，由接触器QA1控制。主轴的正反转由机械装置实现，并用热继电器BB1做电动机过载保护。摇臂升降电动机M2由正反转接触器QA2、QA3控制来实现。在操纵摇臂升降时，控制电路首先使液压泵电动机M3启动旋转，送出压力油，经液压系统将摇臂松开，然后才使M2启动，拖动摇臂上升或下降。当摇臂移动到位后，控制电路首先使M2先停下，在自动通过液压系统将摇臂夹紧，最后液压泵电动机才停转。M2为短时工作，不用设过载保护。M3由接触器QA4、QA5实现正反转控制，热继电器BB2用做过载保护。M4的容量小，由开关SF11直接控制其启动和停止。（主电路图见附图1）

全部控制对象为开关量控制，根据这一特点和控制要求，选择S7-200作为主控制器。具体设计见第3章。
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第3章 PLC控制系统设计
3．1 PLC的I\O地址分配表
PLC的I\O分配表见表-1和表-2.
地址号
符号
作用

SF1
总起动按钮

SF2
主电动机起动按钮

SF3
摇臂上升起动按钮

SF4
摇臂下降起动按钮

SF5
主轴箱、立柱、摇臂松开按钮

SF6
主轴箱、立柱、摇臂夹紧按钮

SF7
总停止按钮

SF8
主电动机停止按钮

BG1
摇臂升降极限用保护限位开关

BG2
摇臂放松用限位开关

BG3
摇臂夹紧用限位开关

BG4
立柱夹紧、放松指示用限位开关

SF9
机床工作灯开关

SF10-1
立柱夹紧、放松开关

SF10-2
主轴箱、立柱联动开关

SF10-3
主轴箱夹紧、放松开关
输入信号端口分配表
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地址号
符号
作用

QA1
主轴旋转接触器

QA2
摇臂上升接触器

QA3
摇臂下降 接触器

QA4
主轴箱、立柱、摇臂放松接触器

QA5
主轴箱、立柱、摇臂夹紧接触器

MB1
主轴箱夹紧、放松用电磁铁

MB2
立柱夹紧、放松用电磁铁

MB3
主轴箱、立柱联动用电磁铁

PG1
主电动机旋转指示信号灯

PG2
主轴箱、立柱松开指示信号灯

PG3
主轴箱、立柱夹紧指示信号灯

EL
机床工作灯
输出信号端口分配表
PLC的I\O接线图
根据PLC上图的I/O输入\输出点数和系统控制要求，本控制系统由S7-200 CPU226AC\DC\RELAY基本单元组成。PLC采用交流220V供电，直流输入，继电器输出。（I\O接线图见附图2）
电气元件明细表
根据电气原理图编制的元件明细表如表3-3所示。
符号
名称及用途
MA1
主电动机
MA2
摇臂升降电动机
MA3
液压泵电动机
MA4
冷却泵电动机
QA1
主轴旋转接触器
QA2
摇臂上升接触器
QA3
摇臂下降接触器
QA4
主轴、立柱、摇臂放松接触器
QA5
主轴、立柱、摇臂夹紧接触器
KF1
摇臂上升、下降用时间继电器
6
KF2
主轴箱、立柱和摇臂放松、夹紧用时间继电器
KF3
主轴箱、立柱和摇臂放松、夹紧用时间继电器
BG1
摇臂升降极限限位保护开关
BG2
摇臂放松用限位开关
BG3
摇臂夹紧用限位开关
BG4
立柱夹紧、放松指示限位开关
FA0~FA6
断路器
MB1
主轴箱放松、夹紧用电磁铁
MB2
立柱松开、夹紧用电磁铁
MB3
摇臂放松、夹紧用电磁铁
KA1~KA3
工作准备用中间继电器
SF9
机床工作灯开关
SF10
主轴箱、立柱松开、夹紧用转换开关
SF11
冷却泵开关
BB1
M1电动机过载保护用热继电