基于PLC技术的Z3040摇臂钻床控制系统设计

PLC 摇臂钻床

基于ＰＬＣ技术的Ｚ３０４０摇臂钻床控制系统设计

张洪运

（中北大学信息与通信工程学院。山西太原０３００５１）

摘要：针对Ｚ３０４０摇臂钻床的工作特点，设计了摇臂钻床的ＰＬＣ新式控制系统，给出了钻床控制

改造方案和控制程序。本文详细论述了系统的设计方案，各部分硬件的构成，完成了软硬件及外围电路的设计开发，并结合实际运行情况对系统做了进一步的改进和扩展，减少了系统布线，投资少，控制稳定，具有较好的推广价值。该控制方法简单易行、动态响应快、系统控制效果好。实际应用表明，该系统具有加工精度高、抗干扰性好、自动化程度高、实用性强的特点。

关键词：摇臂钻床；Ｚ３０４０；ＰＬＣ系统设计

中图分类号：ＴＧ５２２

ＤｅｓｉｇｎｏｆＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍ

文献标志码：Ｂ

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０３００５１，Ｃｈｉｎａ）

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ｓｙｓｔｅｍ

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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｒａｄｉａｌｄｒｉｌｌｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ，Ｚ３０４０，ＰＬＣｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎ

摇臂钻床广泛应用于机械加工行业，一般使用交流接触器来构建控制系统。交流接触器控制系统体积大、可靠性低、工作寿命短、查找故障困难，特别

是由于它是靠硬连线逻辑构成系统，所以接线复杂，

臂钻床经过长时间的电气控制无故障稳定运行，证明其控制系统稳定性和可靠性得到了极大提高，达

到了应用的要求。

１

对于生产工艺变化的适应性差，不便实现集中控制。由于摇臂钻床连续工作时间长，因而控制回路的交流接触器动作频繁，在工作一定时间后，其触电和线圈故障将导致机器的故障率显著上升。

ＰＬＣ（可编程序控制器）是近几十年来发展起来的一种新型工业控制器，由于它编程灵活，功能齐全，应用广泛，比继电器系统的控制简单、使用方便、抗干扰力强、性价比高、工作寿命高，而其本身具有体积小、重量轻、耗电省等特点。ＰＬＣ的安装和现场接线简便，可以应用其内部的软继电器简化继电器系统的繁杂中间环节，实现软接线逻辑构成系统，方便集中控制，除此之外，ＰＬＣ还具有自诊断、故障报警、故障报警种类显示及网络通讯功能，便于操作和维修人员检查。西门子Ｓ７—２００系列ＰＬＣ（ＣＰＵ２２４，１４输入，１０输出）体积小、重量轻、安装方便、功能齐全、配置灵活、运行可靠、编程简单，具有可观的经济性和更强的适应性，完全可以代替由交流接触器组成的摇臂钻床控制系统，改造后的摇

‘２４‘

交流接触器控制系统的摇臂钻床工作原

理

摇臂钻床可以进行多种形式的加工，如；钻孔、

镗孑Ｌ、铰孔及攻螺纹。因此要求摇臂钻床的主轴运

动和进给运动有较宽的调速范围。Ｚ３０４０型摇臂钻

床的主轴调速范围为５０：１，正转最低转速为４０ｒ／ｍｉｎ，最高为２

０００

ｒ／ｍｉｎ，进给范围为０．０５～１．６０

ｒ／ｍｉｎ。它的调速是通过三相交流异步电动机和变

速箱来实现的。也有的是采用多速异步电动机拖

动，这样可以简化变速机构。

摇臂钻床适合于在大、中型零件上钻孔、扩孔、铰孔及攻螺纹等工作。摇臂钻床的主轴旋转运动和进给运动由一台交流异步电动机拖动，主轴的正反向旋转运动是通过机械转换实现的。故主电动机只

有１个旋转方向。

摇臂钻床除了主轴的旋转和进给运动外，还有摇臂的上升、下降及立柱的夹紧和放松。摇臂的上升、下降由一台交流异步电动机拖动，主轴箱、立柱

２００９年

《新技术新工艺》 数字技术与机械加工工艺装备

第９期

PLC 摇臂钻床

的夹紧和放松由另一台交流电动机拖动。通过电动限位保护。当摇臂上升到极限位置时，压下ＳＱｌＡ机拖动一台齿轮泵，供给夹紧装置所需要的压力油。使其断开，接触器ＫＭ２断电释放，Ｍ２停止运行，摇而摇臂的回转和主轴箱的左右移动通常采用手动。臂停止上升；当摇臂下降到极限位置时，压下ＳＱｌＢ此外还有一台冷却泵电动机对加工的刀具进行冷

使其断开，接触器ＫＭ３断电释放，Ｍ２停止运行，摇却。臂停止下降。摇臂升降电动机Ｍ２的正反转接触器２

摇臂钻床控制要求

ＫＭ２和ＫＭ３不允许同时获电动作，以防止电源相间短路。在摇臂上升和下降的控制电路中采用了接１）主要控制电器为４台电动机：主电动机、摇

触器联锁和复合按钮联锁，以确保电路安全工作。

臂升降电动机、液压泵电动机和冷却泵电动机。

７）立柱和主轴箱的夹紧与放松控制：立柱和主２）主电动机和液压泵电动机采用热继电器进

轴箱的放松（或夹紧）同时进行，由复合按钮ＳＢ５（或行过载保护，摇臂升降电动机、冷却泵电动机均为短ＳＢ６）进行控制。ＳＢ５是松开控制按钮，ＳＢ６是夹紧时 …… 此处隐藏：1799字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……