毕业论文--Z3050型摇臂钻床电气控制的PLC改造

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1、第 2 页 共 20 页 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 设计题目设计题目：Z3050 型摇臂钻床电气控制 的 PLC 改造 系 别: 机电工程与技术系 专 业: 机电一体化 班 级: 机电 3093 班 姓 名: 学 号: 指导老师: 完成时间: 2012 年 5 月 第 2 页 共 20 页 目录目录 引言 . 3 一 Z3050 摇臂钻床的简介 4 1.1 摇臂钻床的主要结构 . 4 1.2 摇臂钻床的运动形式 4 1.3 摇臂钻床电气拖动特点 . 5 1.4 摇臂钻床及原理图说明 . 6 1.5 电源图 . 8 二 系统元器件选型 . 9 2.1 Z3050 摇臂钻床主回路元件表 .

2、 9 2.2、PLC 的选型 . 10 2.3、硬件的设计 . 10 2.4 PLC 的 I/O 分配. 10 2.5 PLC 的外部接线图 12 三 软件设计 . 13 3.0 功能介绍 13 3.1 程序如下|： 14 四 整个 PLC 控制系统的抗干扰设计 15 4.1 安装场所的选择 15 4.2 电源干扰的抑制 15 4.3 完善接地系统 16 总结 . 17 致 谢 . 18 结束语 . 19 参考文献 . 20 第 2 页 共 20 页 引言引言 摇臂钻床使用于单件或批量生产有多孔的大型零件的孔加工，是一般机械 加工车间常用的机械， 由于其控制系统是采用继电器控制系统， 电路接线

3、复杂， 出点多，长期使用后，故障多，故障排除困难。常常影响企业生产。PLC 具有 可靠性强，使用方便，维护简单的优点。因此，利用 PLC 对摇臂钻床继电器控 制线路进行改造，有利于提高设备的可靠性，使用率。正是由于 PLC 控制系统 的种种优点，因此本次对 Z3050 摇臂钻床的电气控制系统的改造，可以大大提 高 Z3050 摇臂钻床工作性能和系统的工作稳定性，为工业生产的现代化带来生 机。 同时， 提高了 PLC 编程水平和实践能力， 为今后在实际工作中熟练使用 PLC 进行工业系统的设计打好基础。 第 2 页 共 20 页 一一 Z3050 摇臂钻床的简介摇臂钻床的简介 1.1 摇臂钻床的

4、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。由于丝杆与外立柱练成一体，而升降螺母固定在摇臂上，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。 1.2 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

5、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）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 内立柱的回转运动。 第 2 页 共 20 页 Z3050 摇臂钻床实物图 1.3 摇臂钻床电气拖动特点摇臂钻床电气拖动特点 3.Z3050 摇臂钻床运动部件较多，为了简化传动装置，采用 4 台电机拖动。 ，他们分别是主轴电 动机（M1） ，摇臂升降电动机（M2） ，液压泵

6、电动机（M3）和冷却泵电动机（M4） ，这电动机都采 用直接启动方式。 4.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 况下由机械变速机构实现。主要变速机构与进给变速机构均装在主轴箱内。 5.Z3050 摇臂钻床的主运动和进给运动为主轴的运动，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。 6.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。 第 2 页 共 20 页 1.4 摇臂钻床及原理图说明摇臂钻床及原理图说明 Z3050 摇臂钻床主电路图如下： 主电路图 主电路分析： Z3050 摇臂钻床共有 4 台电动机， 冷却泵电动机为开关直接启动， 其余三台电动机采用接触 器控制。M1 是主轴电动机由接触器 KM1 控制，只要求能单方向旋转。电动机型空机 Q1 能起到过 载、短路、启动电流过大保护，而热继电器 FR1 也起过载保护的作用，这样就形成了一个双重 保护的作用。 M2 是摇臂升降电动机，装设于