1、 毕业设计论文 论文题目： Z3050 摇臂钻床 PLC 控制设计 作者姓名： 系部及专业： 电气自动化 班级及学号： 联系电话： 电子邮箱： 指导教师： 提交日期： 2014 年 6 月 20 日 I 目 录 第 1 章 摇臂钻床简介 1 1.1 摇臂钻床的主要结构. 1 1.2 摇臂钻床安全操作规程. 2 1.3 电气控制线路分析. 3 第 2 章 PLC 简介. 6 2.1 PLC 的概述 6 2.2 PLC 控制的主要特点 7 2.3 安装与布线. 7 第 3 章 Z3050 控制系统 PLC 改造设计. 8 3.1 系统主要组成部分. 8 3.2 PLC 的选型 8 3.3 PLC
2、应用中应注意的问题 9 3.4 PLC 的 I/O 分配表 11 3.5 PLC 的 I/O 接线图 12 3.6 PLC 的程序设计 13 3.7 PLC 软件工作过程与分析 14 总 结 15 参考文献 16 致 谢 17 附录 1：Z3050 钻床电气原理图 18 附录 2：Z3050 摇臂钻床 PLC 控制原理图 19 II 【内容提要】 传统机床配套的电控系统以继电器、接触器的硬接线为基础，技术上比较 落后，特别是其触点的可靠性问题，直接影像了产品的质量和生产效率。本论文 是研究机械加工中常用的 Z3050 摇臂钻床传统电气控制系统的改造问题旨在解 决传统继电器接触器电气控制系统存在
3、的线路复杂、可靠性稳定性差、故障诊 断和排除困难等难题。 将把 PLC 控制技术应用到改造 Z3050 摇臂钻床电气控制 系统中去，从而大大提高摇臂钻床的工作性能。 【关键词】 可靠性可靠性 Z3050 Z3050 摇臂钻床摇臂钻床 PLCPLC 控制技术控制技术 1 第第 1 章章 摇臂钻床简介摇臂钻床简介 1.1 1.1 摇臂钻床的主要结构摇臂钻床的主要结构 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。内立柱固定在底座的一端，在他的外面套有外立柱，外立柱可绕内立柱回转 360 度。摇臂的一端为套筒，它套装在外立柱做上下移动。由于丝杆与外立柱连 成一体，而升降螺母固
4、定在摇臂上，因此摇臂不能绕外立柱转动，只能与外立柱 一起绕内立柱回转。主轴箱是一个复合部件，由主传动电动机、主轴和主轴传动 机构、进给和变速机构、机床的操作机构等部分组成。主轴箱安装在摇臂的水平 导轨上，可以通过手轮操作，使其在水平导轨上沿摇臂移动。 1.1.1 1.1.1 摇臂钻床的运动形式摇臂钻床的运动形式 当摇臂钻床进行加工时，由特殊的加紧装置将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，一边进行纵向进摇臂钻床给，其运动形式为： （1）摇臂钻床的主运动为主轴的旋转运动； （2）进给运动为主轴的纵向进给； （3
5、）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。 1.1.2 1.1.2 摇臂钻床电气拖动特点及控制要求摇臂钻床电气拖动特点及控制要求 （1）摇臂钻床运动部件较多，为了简化传动装置，采用多台电动机拖动。例如 Z3050 型摇臂钻床采用 4 台电动机拖动，他们分别是主轴电动机（M1） ，摇臂升 降电动机（M2） ，液压泵电动机（M3）和冷却泵电动机（M4） ，这些电动机都 采用直接启动方式。 （2） 为了适应多种形式的加工要求，摇臂钻床主轴的旋转及进给运动有较大的 调速范围，一般情况下多由机械变速机构实现。主轴变速机构与进给变速机构均 装在主
6、轴箱内。 （3） 摇臂钻床的主运动和进给运动均为主轴的运动，为此这两项运动有一台主 轴电动机拖动，分别经主轴传动机构，进给传动机构实现主轴的旋转和进给。 2 （4） 在加工螺纹时，要求主轴能正反转。摇臂钻床主轴正反转一般采用机械方 法实现。因此主轴电动机仅需要单向旋转。 （5） 摇臂升降电动机要求能正反向旋转。 （6）内外主轴的夹紧与放松、主轴与摇臂的夹紧与放松可用机械操作、电气 机械装置，电气液压或电气液压机械等控制方法实现。若采用液压装置， 则备有液压泵电机，拖动液压泵提供压力油来实现，液压泵电机要求能正反向旋 转，并根据要求采用点动控制。 （7） 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。 （8） 冷却泵电动机带动冷却泵提供冷却液，只要求单向旋转。 （9） 具有连锁与保护环节以及安全照明、信号指示电路。
