1.课程设计说明书

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1、河浙，芈衣厚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:Z3040摇臂钻床电气控制系统设计学生姓名：李畀宸学号：201415010630专业班级：机制F1407指导教师：薛东彬2018年1月4日Z3040型摇臂钻床电气控制系统设计摘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一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一接触器电气控制系统相比，具有结构简单，编程方便，调试周期短，可靠性高，抗干

2、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取代传统继电器一接触器电气控制系统从而提高机床工作性能的方法，给出了

3、相应的控制原理图。关键词：可编程控制器;摇臂钻床;梯形图；电气控制系统。•••••••5第一章弓I言1.1Z3040摇臂钻床简介41.2PLC在电气控制系统屮的应用61.3本论文研究的对象及意义7第二章Z3040摇臂钻床电气控制系统的原理2.1主电路72.2控制电路、信号及照明电路72.3电路分解72.3.1行程开关的作用82.3.2时间继电器KT的作用82.4电路工作过程82.4.1主电路原理82.4.2摇臂升降的控制92.4.3以摇臂上升为例分析摇臂升降的控制9244主轴箱、立柱松开与夹紧的控制1011第三章Z3

4、040摇臂钻床电气控制系统硬件部分的设计3.1电气元件的选择113.2PLC型号的选择123.2.1根据PLC的物理结构123.2.2根据PLC的指令功能133.2.3根据PLC的输入输出点数133.2.4根据PLC的存储容量133.2.5根据输入模块的类型133.2.6根据输岀模块的类型133.3PLC的I/O端口分配表143.4PLC的I/O电气接线图的设计1516第四章Z3040摇臂钻床电气控制系统软件部分的设计4」PLC梯形图程序的优化设计及程序调试：164.1.1主电动机的起动控制程序164.1.2摇臂升降

5、控制程序164.1.3主轴箱放松或夹紧控制程序174.1.4摇臂回转控制梯形图程序184.1.5冷却泵开关控制梯形图程序184.2语句表18421总启动接通控制回路184.2.2主轴电动机194.2.3摇臂上升下降控制按钮194.2.4主轴箱立式摇臂夹紧194.2.5时间继电器204.2.6主轴箱松开夹紧214.2.7立柱松开夹紧214.2.8各指标指不21第五章结论235.1研究成果23第六章设计总结26第七章谢辞27附录IZ3040摇臂钻床电气控制原理图28附录IIZ3040摇臂钻床的电器元件明细表29附录III

6、I/O电气接线图31附录IV程序梯形图32参考文献35第一章引言1.1Z3040摇臂钻床简介钻床是一种孔加工机床，可用来钻孔、扩孔、绞孑L、攻螺纹及修刮端面等多种形式的加工。钻床的结构形式很多，有立式钻床、卧式钻床、深孔钻床等。摇臂钻床是一种立式钻床，它适用于单件或批量生产屮带有多孔大型零件的孔加工，是一般机械加工车间常用的机床。摇臂钻床主要由底座、内外立座、摇臂、主轴箱和工作台等组成。摇臂的一端为套筒，套装在外立柱上，并借助丝杠的正、反转可沿外立柱作上下移动。主轴箱安装在摇臂的水平导轨上可通过手轮操作使其在水平导轨

7、上沿摇臂移动。加工时，根据工件高度的不同，摇臂借助于丝杠可带着主轴箱沿外立柱上下升降。在升降Z前，应自动将摇臂松开，再进行升降，当达到所需的位置时，摇臂自动夹紧在立柱上。摇臂钻床钻削加工分为工作运动和辅助Z3040摇臂钻床结构示意图1底座2内立柱3、4外立柱5摇臂6主轴箱7主轴8工作台运动。工作运动包括：主运动（主轴的旋转运动）和进给运动（主轴轴向运动）；辅助运动包括：主轴箱沿摇臂的横向移动，摇臂的回转和升降运动。钻削加工时,钻头一面旋转一面作纵向进给。钻床的主运动是主轴带着钻头作旋转运动。进给运动是钻头的上下移动。

8、辅助运动是主轴箱沿摇臂水平移动，摇臂沿外立柱上下移动和摇臂与外立柱一起绕内立柱的回转运动。摇臂回转和主轴箱的左右移动釆用手动.当进行加工时，由特殊的夹紧装置将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