1、 1 课 程 设 计 说 明 书 课程名称：课程名称： 机床电气控制技术 设计题目设计题目： Z3040 型摇臂钻床电气控制课程设计 专专 业：业：机械设计制造及其自动化班级：班级：机械 0904 年 月 日 2 目目 录录 一、引言 2 1、 设计目的 2 2、 预备知识 2 3、 设计要求 4 二、系统总体实际 5 1、系统硬件配置及组成原理 5 2、硬件接线图 5 3、系统变量定义及分配表 6 4、系统接线图设计 三、控制系统设计 7 1、控制程序流程图设计 7 2、 控制程序设计思路 8 3、摇臂钻床PLC程序设计 8 （1）主程序 8 （2）主轴起停 9 （3）摇臂上升 10 （4）
2、摇臂下降 12 （5）主轴箱和立柱限位 15 四、系统调试及结果分析 16 1、调试前安全检查 16 2、调试 16 3 一、引一、引言言 1 1、设计目的：、设计目的： （1） 、了解 Z3040 摇臂钻床的操作顺序，并作出功能图。 (2)、进一步熟悉西门子 S7-200 编程软件 ，学会使用 S7-200 编 辑一个完整的控制系统。 (3)、熟悉并会接较复杂的 PLC 控制系统电路。 (4)、领悟电气控制电路 PLC 改造的要领。 2 2、预备知识：、预备知识： 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
3、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
4、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 4 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。 摇臂钻床加工时，主轴箱紧固在摇臂导轨上，而外立柱紧固在内 立柱上，摇臂紧固在外立柱上，然后进行钻削加工。钻削加工时，钻 头一边进行旋转切削一边进行纵向进给，其运动形式为： （1）摇臂钻床的主运动为主
5、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 的移动，摇臂与外立柱一起绕内立柱的回转运动。 Z3040 型摇臂钻床的工作原理： Z3040 型摇臂钻床采用4 台电动机拖动， 他们分别是主轴电动机， 摇臂升降电动机，液压泵电动机和冷却泵电动机 。主轴电动机控制 钻床的进给运动； 摇臂升降电动机要求能正反向旋转， 可用手动操作； 摇臂和主轴之间的夹紧、发松可用电气、液压、机械来实现，液压电 动机需可正反转， 摇臂的移动严格按照摇臂松开移动摇臂夹紧的 程序进行。因此摇臂的夹紧与摇臂升降按自动控制进行。 冷却泵电动 机带动冷却泵提供冷却液，只要求单向旋转。系统具有连锁与保护环 节以及安全照明、信号指示电路。 3 3、设计要求：、设计要求： (1) (1) 按下主轴起动按钮SB2SB2， 接触器KMlKMl得电吸合且自保持， 主轴 5 电动机M1M1运转。按下停止按钮SBlSBl，主轴电动机停止。 (2) (2) 需要摇臂上升时，按下摇臂上升按钮SB3SB3，时间继电器KTKT得 电，其瞬动触头和瞬时闭合延时
