文档介绍：课程设计说明书

课程名称: 机床电气控制技术
设计题目: Z3040型摇臂钻床电气控制课程设计

专业:机械设计制造及其自动化班级:机械0904
学生姓名: 张飞翔学号: 0912110433
指导教师: 吴吉平
湖南工业大学科技学院教务部制
年月日
目录
一、引言………………………………………………………… 2
设计目的………………………………………… 2
预备知识………………………………………… 2
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)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
一、引言
1、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、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、设计要求:
(1) 按下主轴起动按钮SB2,接触器KMl得电吸合且自保持,主轴电动机M1运转。按下停止按钮SBl,主轴电动机停止。
(2) 需要摇臂上升时,按下摇臂上升按钮SB3,时间继电器KT得电,其瞬动触头和瞬时闭合延时打开的动合触头使接触器KM4和电磁阀YA动作,液压电动机M3起动,液压油进入摇臂装置的油缸,使摇臂松开。待完全松开后,行程开关sQ2动作,其动断触头断开使接触器KM4断电释