1、 1 机电工程学院机电工程学院 机电控制综合设计 课程设计说明书 设计题目设计题目: : Z3040Z3040 摇臂钻床电气控制系统设计摇臂钻床电气控制系统设计 学生姓名：学生姓名： 学学 号：号： 专业班级：专业班级： 指导教师：指导教师： 2018 年年 1 月月 4 日日 2 Z Z30403040 型摇臂钻床电气控制系统设计型摇臂钻床电气控制系统设计 摘摘 要要 本课程设计是研究机械加工中常用的 Z3040 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的 线路复杂、可靠性稳定性差、故障诊断和排除困难等难题。由于 PLC 电 气控制系统与继电器接触器电气
2、控制系统相比， 具有结构简单，编程 方便，调试周期短，可靠性高，抗干扰能力强，故障率低，对工作环境 要求低等一系列优点。因此，本论文对 Z3040 摇臂钻床电气控制系统的 改造， 将把 PLC 控制技术应用到改造方案中去， 从而大大提高摇臂钻床 的工作性能。 论文分析了摇臂钻床的控制原理， 制定了可编程控制器改 造 Z3040 摇臂钻床电气控制系统的设计方案， 完成了电气控制系统硬件 和软件的设计，其中包括 PLC 机型的选择、I/O 端口的分配、I/O 硬件 接线图的绘制、PLC 梯形图程序的设计。对 PLC 控制摇臂钻床的工作过 程作了详细阐述， 论述了采用 PLC 取代传统继电器接触器电
3、气控制系 统从而提高机床工作性能的方法，给出了相应的控制原理图。 关键词关键词：可编程控制器;摇臂钻床;梯形图;电气控制系统 3 目目 录录 摘摘 要要 . 2 第一章第一章 引言引言 5 1.1 Z3040 摇臂钻床简介 4 1.2 PLC 在电气控制系统中的应用 . 6 1.3 本论文研究的对象及意义 . 7 第二章第二章 Z3040 摇臂钻床电气控制系统的原理摇臂钻床电气控制系统的原理 7 2.1 主电路 7 2.2 控制电路、信号及照明电路 . 7 2.3 电路分解 7 2.3.1 行程开关的作用 . 8 2.3.2 时间继电器 KT 的作用 . 8 2.4 电路工作过程 8 2.4.
4、1 主电路原理 . 8 2.4.2 摇臂升降的控制 . 9 2.4.3 以摇臂上升为例分析摇臂升降的控制 9 2.4.4 主轴箱、立柱松开与夹紧的控制 10 第三章第三章 Z3040 摇臂钻床电气控制系统硬件部分的设计摇臂钻床电气控制系统硬件部分的设计 11 31 电气元件的选择 . 11 32 PLC 型号的选择 . 12 3.2.1 根据 PLC 的物理结构 12 3.2.2 根据 PLC 的指令功能 13 3.2.3 根据 PLC 的输入输出点数 13 3.2.4 根据 PLC 的存储容量 13 3.2.5 根据输入模块的类型 . 13 3.2.6 根据输出模块的类型 . 13 4 3.
5、3 PLC 的 I/O 端口分配表. 14 3.4 PLC 的 I/O 电气接线图的设计. 15 第四章第四章 Z3040 摇臂钻床电气控制系统软件部分的设计摇臂钻床电气控制系统软件部分的设计 16 4.1 PLC 梯形图程序的优化设计及程序调试： 16 4.1.1 主电动机的起动控制程序 . 16 4.1.2 摇臂升降控制程序 16 4.1.3 主轴箱放松或夹紧控制程序 . 17 4.1.4 摇臂回转控制梯形图程序 . 18 4.1.5 冷却泵开关控制梯形图程序 18 4.2 语句表 18 4.2.1 总启动接通控制回路 . 18 4.2.2 主轴电动机 . 19 4.2.3 摇臂上升下降控
6、制按钮 . 19 4.2.4 主轴箱立式摇臂夹紧 . 19 4.2.5 时间继电器 . 20 4.2.6 主轴箱松开夹紧 . 21 4.2.7 立柱松开夹紧 . 21 4.2.8 各指标指示 . 21 第五章第五章 结论结论 23 5.1 研究成果 . 23 第六章第六章 设计总结设计总结 26 第七章第七章 谢辞谢辞 27 附录附录 Z3040 摇臂钻床电气控制原理图摇臂钻床电气控制原理图 28 附录附录 Z3040 摇臂钻床的电器元件明细表摇臂钻床的电器元件明细表 . 29 附录附录 I/O 电气接线图电气接线图 31 附录附录 程序梯形图程序梯形图 32 参考文献参考文献. 35 5 第一章第一章 引言引言 1.1 1.1 Z3040Z3040 摇臂钻床简介摇臂钻床简介 钻床
