搖臂鉆床利用旋轉(zhuǎn)的鉆頭對工件加工纲愁，它由底座瘫证、內(nèi)外立柱特恬、搖臂、主軸箱和工作臺構(gòu)成荆秦。主軸箱固定在搖臂上篱竭，可以沿?fù)u臂徑向運動。搖臂借助于絲桿蚜宠，可以升降運動芭贬，也可以與外立柱固定在一起，沿內(nèi)立柱旋轉(zhuǎn)处膛。鉆削加工時，通過夾緊裝置程伞，主軸箱緊固在搖臂上胆抓，搖臂緊固在外立柱上，外立柱緊固在內(nèi)立柱上暴既。23040型搖臂鉆床的結(jié)構(gòu)及外觀如圖6-1所示辽察。

Z3040搖臂鉆床外觀及電器設(shè)備分布

圖6-1 Z3040搖臂鉆床外觀及電器設(shè)備分布

一、Z3040搖臂鉆床電器設(shè)備的分布及分工

機械加工機床的加工運動往往是機械與電氣配合實現(xiàn)的磁饮。在討論電氣電路之前需弄清電器的設(shè)置及電器的控制功能腰步。Z3040搖臂鉆床設(shè)有4臺電動機，即主軸電動機减少、冷卻泵電動機堆鸦、搖臂升降電動機及液壓泵電動機镊鹊。主軸電動機提供主軸轉(zhuǎn)動的動力，形成鉆床加工的主運動烛芬。主軸應(yīng)具有正反轉(zhuǎn)功能隧期，但主軸電動機只有正轉(zhuǎn)工作模式，反轉(zhuǎn)由機械方式實現(xiàn)赘娄。冷卻泵電動機用于提供冷卻液仆潮，只需正轉(zhuǎn)。搖臂升降電動機提供搖臂升降的動力遣臼，需正反轉(zhuǎn)性置。液壓泵電動機提供液壓油，用于搖臂揍堰、立柱和主軸箱的夾緊和松開鹏浅，也需要正反轉(zhuǎn)。

Z3040搖臂鉆床的操作主要通過手輪及按鈕實現(xiàn)个榕，手輪用于主軸箱在搖臂上的移動篡石，手動操作。按鈕用于主軸的啟動西采、停止凰萨，搖臂的上升、下降眠便，立柱及主軸箱的放松笤碍、夾緊等操作，并配合限位開關(guān)完成機床調(diào)節(jié)的各種動作其便。圖6-1中給出了Z3040搖臂鉆床的電器布置支赖，電器元件表見表6-1所示。以繼電接觸器構(gòu)成的電氣原理圖如圖6-2所示蘑杭。

Z3040搖臂鉆床電氣原理圖

圖6-2 Z3040搖臂鉆床電氣原理圖

表6-1 Z3040搖臂鉆床的電氣元件表

Z3040搖臂鉆床的電氣元件表

二访跪、Z3040搖臂鉆床繼電器原理圖解

在討論Z3040搖臂鉆床的PLC控制方案前，仔細解讀它的繼電接觸器電路圖是有益的宛办。圖6-2中380V交流電源經(jīng)組合開關(guān)QS1進入電動機主電路和控制電路的電源變壓器TC化威。主軸電動機M1由接觸器KM1控制，搖臂升降電動機M2由接觸器KM2和KM3控制属荤，液壓電動機M3由接觸器KM4和KM5控制肪误，冷卻泵電動機M4功率較小，由組合開關(guān)QS2手動控制就初。機床操動情況如下郎闹。

(1)按下主軸起動按鈕SB2，接觸器KM1得電吸合且自保持奈辰，主軸電動機M1運轉(zhuǎn)栏妖。按下停止按鈕SB1乱豆，主軸電動機停止。

(2)需要搖臂上升時底哥，按下?lián)u臂上升按鈕SB3咙鞍，斷電延時時間繼電器KT得電，其瞬動動合觸點和瞬時閉合延時打開的動合觸點使接觸器KM4和電磁閥YA動作趾徽，液壓電動機M3啟動续滋，液壓油進入搖臂裝置的油缸，使搖臂松開孵奶。待完全松開后疲酌，行程開關(guān)SQ2動作，其動斷觸點斷開使接觸器KM4斷電釋放了袁，液壓電動機M3停止運轉(zhuǎn)朗恳，其動合觸頭接通使接觸器KM2得電吸合，搖臂升降電動機M2正向起動载绿，帶動搖臂上升渠余。

上升到所需的位置后，松開上升按鈕SB3研歧，時間繼電器KT采散、接觸器KM2斷電釋放，搖臂升降電動M2停止運轉(zhuǎn)氧悦，搖臂停止上升猩琳。延時1～3s后，時間繼電器KT的動斷觸頭閉合国享，動合觸頭斷開侈兄，但由于夾緊到位行程開關(guān)s03動斷觸頭處于導(dǎo)通狀態(tài)，故YA繼續(xù)處于吸合狀態(tài)队笑，接觸器KM5吸合版痪，液壓電動機M3反向啟動，向夾緊裝置油缸中反向注油狞荤，使夾緊裝置動作读囤。夾緊完畢后，行程開關(guān)SQ3動作佣盒，接觸器KM5斷電釋放，液壓電動機M3停止運轉(zhuǎn)顽聂，電磁閥YA斷電肥惭。

時間繼電器KT的作用是適應(yīng)SB3松開到搖臂停止上升之間的慣性時間，避免搖臂慣性上升中突然夾緊紊搪。

(3)需要搖臂下降時蜜葱，按下?lián)u臂下降按鈕SB4全景，動作過程與搖臂上升時相似。

(4)立柱和主軸箱同時夾緊和同時松開牵囤。按下立柱和主軸箱松開按鈕SB5爸黄，接觸器KM4得電吸合，液壓電動機M3正向啟動揭鳞，由于電磁閥YA沒有得電炕贵，處于釋放狀態(tài)，所以液壓油經(jīng)2位6通閥分配至立柱和主軸箱松開油缸野崇，立柱和主軸箱夾緊裝置松開称开。

按下立柱和主軸箱夾緊按鈕SB6，接觸器KM5得電吸合乓梨，M3反向啟動舞涮，液壓油分配至立柱和主軸箱夾緊油缸，立柱和主軸箱夾緊裝置夾緊浓蜈。

(5)搖臂升降限位保護是靠上下限位開關(guān)SQ1U和SQ1D實現(xiàn)的未然。上升到極限位置后，SQ1U動斷觸頭斷開芳迅，搖臂自動夾緊哮昧，同松開上升按鈕SB3動作相同；下降到極限位置后蛋昙，SQ1D動斷觸頭斷開宵绒，搖臂自動夾緊，同松開下降按鈕SB4動作相同沧源。

三浴恐、Z3040型搖臂鉆床的PLC控制方案

1．機型選擇及硬件連接

采用可編程控制器的Z3040型搖臂鉆床的操作及功能應(yīng)與采用繼電接觸器電路時完全一致。機床原配的按鈕波财、限位開關(guān)总枢、變壓器、指示燈退疫、熱繼電器渠缕、接觸器等電器均需保留。作為主要操作器件的按鈕及限位開關(guān)要接入PLC的輸入口褒繁，每個（組）觸點占用一個輸入口亦鳞。作為主要執(zhí)行器件的接觸器及電磁閥線圈要接入PLC的輸出口，每個（組）線圈也要占用一個口棒坏。指示燈按理也需接入輸出口燕差，但如控制觸點在硬件連接上與其他控制功能不沖突，不接入PLC也是可以的。本次采用不接入方案徒探。即保持圖6-2中指示燈HL1瓦呼、HL2、HL3原連接方法不變测暗。熱繼電器觸頭也有接入PLC與不接入PLC兩種方案央串，不接入PLC時，可直接將熱繼電器的觸點和相關(guān)接觸器的線圈串起來碗啄。接入輸入口時质和，則需通過程序設(shè)置熱繼電器的控制功能。本次熱繼電器也采用機外連接方案娱陈。此外挥疲，原電路中接觸器KM2與KM3，KM4與KM5之間設(shè)有互鎖觸點雳誉，考慮到硬件互鎖比軟件互鎖更可靠饼贰，KM2與KM3，KM4與KM5的互鎖也設(shè)在機外進行各祠。

清點Z3040型搖臂鉆床需接入PLC的輸入輸出器件后酌尔，確定需輸人口14個及輸出口6個，據(jù)此選用西門子S7-200系列CPU224AC／DC／RELAY渺纯，這是一種具有14個輸入口及10個輸出口的PLC跺榆，交流供電，輸出口為繼電器型正蹋，它的主要性能完全滿足鉆床的工作需要重蕉。

系統(tǒng)的硬件連接如圖6-3所示，各端口的地址標(biāo)號都標(biāo)在了圖上钧宠，各輸入輸出器件的名稱與表6-1所列相同男窿。另選定時器T37代替原電路中KT（選斷電延時工作方式），另為編程需要還選了M10.0及M10.1兩個輔助繼電器瑟曲。

2．Z3040型搖臂鉆床的PLC程序編制

Z3040型搖臂鉆床的PLC饮戳，程序以梯形圖語言設(shè)汁。設(shè)計方法為參照繼電器原理圖在保持原有控制邏輯基礎(chǔ)上改繪洞拨。在繼電接觸器電路中扯罐，由于器件的觸點有限，往往一個觸點具有較多的功能烦衣，體現(xiàn)在電氣原理圖上往往是一些觸點接有復(fù)雜的觸點及線圈的組合歹河。如圖6-2中，SB3與SQ1U串聯(lián)及SB4與SQ1D串聯(lián)再并聯(lián)的區(qū)域之后連接著復(fù)雜的觸點及線圈組合花吟，這樣的區(qū)域在改繪為梯形圖時將十分不便秸歧。這時可以發(fā)揮PLC具有許多輔助繼電器的特點，將繼電接觸器電路中一些觸點區(qū)域的功能用輔助繼電器代替，經(jīng)這樣的簡化處理寥茫，最后一般都能得到結(jié)構(gòu)簡單的梯形圖。在進行繼電接觸器電路圖向梯形圖轉(zhuǎn)化時還需注意實際電器與PLC模擬電器功能上的差異矾麻，如圖6-2中時間繼電器KT是具有瞬動觸點的纱耻，而PLC的定時器不具有這種功能，這時可用與定時器并聯(lián)的輔助繼電器觸點代替仁墅。

設(shè)計并調(diào)試成功的Z3040型搖臂鉆床PLC控制程序如圖6-4所示刺盏。圖中輔助繼電器M10.0的觸點即可用來表示SB3與SQ1U串聯(lián)及SB4與SQ1D串聯(lián)再并聯(lián)區(qū)域的邏輯狀態(tài)，以及圖6-2中時間繼電器KT的瞬動觸點冲倡。M10.1則用來表示圖6-2中限位開關(guān)SQ3的動斷觸點锡迅、按鈕SB6及時間繼電器KT動合延時斷開觸點的并聯(lián)連接。

圖6-3 搖臂鉆床PLC接線圖

圖6-4 搖臂鉆床梯形圖

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