阿克苏技师学院
1.Z37型钻床
主电路:
Z37摇臂钻床共有四台三相异步电动机，其中主轴电动机M2由接触器KMl控制，热继电器KH作过载保护，主轴的正、反向控制是由双向片式摩擦离合器来实现的。摇臂升降电动机M3由接触器KM2、KM3控制，FU2作短路保护。立柱松紧电动机M4由接触器KM4和KM5控制，FU3作短路保护。冷却泵电动机M1是由组合开关QS2控制的，FUl作短路保护。摇臂上的电气设备电源，是通过转换开关QSl及汇流环YG引入。
2. 控制、照明电路分析
合上电源开关QSl，控制电路的电源由控制变压器TC提供110v电压。Z37摇臂钻床控制电路采用十字开关SA操作，它有集中控制和操作方便等优点。合上QS3照明灯得电.
3. 基于PLC的Z37摇臂钻床电气控制系统硬件部分的设计
3.1 PLC的选择
为了使改造后的摇臂钻床仍能够保持原有功能不变，此次改造的一个重要原则之一就是，不对原有机床的控制结构做过大的调整，只是将原继电器控制中的硬件接线改为用软件编程来替代。所设计的电气控制系统属于小型开关量电气控制系统没有特殊的控制任务，整体式PLC完全可以满足控制要求，且在性能相同的情况下，整体式PLC较模块式和叠装式PLC价格便宜，因此，Z37摇臂钻床电气控制系统的PLC选用整体式结构的PLC。考虑到任何一种PLC都可以满足开关量电气控制系统的要求，尽量采用价格便宜的PLC。摇臂钻床的电气控制系统需要17个输入口11个输出口，PLC的实际输入点数应等于或大于所需输入点数17，PLC的实际输出点数应等于或大于所需输出点数11，在条件许可的情况下尽可能留有10%-20%的裕量。PLC存储器容量的估算方法：对于仅有开关量输入/输出信号的电气控制系统，将所需的输入/输出点数乘以8，就是所需PLC存储器的存储容量（单位为bit）即（17+11）×8=224bit。由此可知，FP0-C32和FP0-SL1型PLC的技术性能指标完全能满足要求。
3.2 PLC的I/O端口分配表
4 Z37摇臂钻床电气控制系统软件部分的设计
4.1 PLC梯形图程序的优化设计及程序调试
为了使Z37摇臂钻床在进行电气控制系统改造后仍能够完成原有的工作需要，本基于PLC的摇臂钻床电气控制系统的PLC程序应由电气控制系统预开程序、主电动机的起动和停止控制程序、摇臂升降控制程序即升降电动机的正反转控制程序、立柱和主轴箱的松开与夹紧控制程序即液压泵电动机的正反转程序、信号的显示程序、照明控制程序等部分组成。采用Windows环境下运行的FPWIN—GR的编程软件来编程设计, 采用TVT—90A2可编程控制器训练装置来进行模拟调试。如下列图形所示：
4.1.1 系统预开程序
X6为总停输入继电器，X0为系统预开输入继电器。当X0闭合后PLC的内部继电器R0接通并自锁，为电气控制系统进行工作做好准备。系统预开梯形图程序0
4.1.2 主电动机的起动控制程序
X1为主电动机起动输入继电器，R0闭合后，接通X1，此时输出继电器Y0接通并自锁，从而使电机起动。主电动机的起动梯形图程序5
4.1.3 摇臂升降控制程序
R0闭合后，当输入继电器X2接通时，内部继电器R1也接通，同时Y3得电，使得液压泵电动机起动，摇臂放松，当摇臂彻底放松后，X11的常开触点闭合，常闭触点断开，Y3断电，Y1得电，摇臂开始上升，当上升到极限位置时，X10的常闭触点断开，Y1失电。摇臂完成松开，然后上升的过程。
如果想要完成摇臂下降的过程，需接通X3，在摇臂放松后，使Y4得电，使摇臂下降，当下降到极限位置时，X10的常闭触点断开，Y2失电。摇臂完成松开，然后下降的过程。
摇臂升降梯形图程序12-31
4.1.4 主轴箱和立柱同时放松或夹紧控制程序
R0闭合后，当输入X4或X5接通时，内部继电器R2、R3和定时器T3同时接通,3秒后，Y3自动接通，主轴箱和立柱同时放松，当再次使输入X4或X5接通时，Y6接通，主轴箱和立柱同时夹紧。主轴箱和立柱同时放松或夹紧梯形图程序31-73
4.1.5 主轴箱和立柱分别单独夹紧或放松程序
除了可以使立柱和主轴箱同时夹紧、放松外，还可以使它们分别夹紧或放松，通过手动接通X15和X16即可完成上述操作，当需要使主轴箱单独夹紧或放松时，用手扳动开关X16使其断开即可，同样，用手扳动输入开关X15，即可达到单独夹紧或放松立柱的目的。主轴箱和立柱分别单独夹紧或放松梯形图程序73-98
4.1.6 信号显示程序
R0接通，当主电动机起动后，Y0接通，Y10得电，主电动机起动信号灯亮。立柱夹紧后X14接通，Y9得电，立柱夹紧信号灯亮。当Y3得电后，立柱开始松开，当立柱松开后，X14的常开触点闭合，常闭触点断开，Y8得电，立柱松开信号灯亮。信号显示梯形图程序104
4.1.7 电源工作状态指示信号程序
R0接通，输出继电器Y7得电，此时电源工作状态指示信号灯亮，表明机床开始处于工作状态。电源工作状态指示信号梯形图程序114
参考文献：
[1]可编程序控制器的系统设计与应用实例 皮壮行，宫振鸣，李雪华 机械工业出版社2001
论文作者:玉苏甫江•图木尔
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/14
标签：立柱论文; 电动机论文; 钻床论文; 主轴论文; 程序论文; 控制系统论文; 继电器论文; 《基层建设》2017年第29期论文;