Z3040的PLC改造（2）
点击数：7642 次 录入时间：03-04 11:47:04 整理：http://www.55dianzi.com PLC改造
二、改造方案的确定
1、摇臂钻床通常具有下列运动：
主运动：主轴的旋转及进给运动；
辅助运动：摇臂沿外立柱的升降运动，主轴箱沿摇臂的水平运动及摇臂与外立柱一起相对于内立柱的回转运动。
钻孔时，工件固定不动，通过调节摇臂钻床的主轴来对准孔的位置，位置对准后即可由主运动实现钻孔。而在加工之前，对准孔的位置全部由辅助运动实现，由此可见辅助运动在孔的定位中起着关键作用。其中主轴箱沿摇臂导轨作水平移动，摇臂及外立柱共同绕内立柱做回转运动(回转范围：±180°)；摇臂沿外立柱的升降运动为电气控制，另外还
需考虑主轴箱、摇臂、内外立柱的夹紧和松开。
2、针对原有的硬件接线，提出如下改造方案：
因Z3040摇臂钻床的控制信号较多、触点多，线路复杂，查找故障困难，维修不便，若采用PLC控制可大大简化控制线路，降低机床的故障率，使维修更加方便。
(1)原钻床的工艺加工方法不变；
(2)不改变原来的电器操作方法及原电气系统控制元件(包括限位开关、按钮、组合开关)，控制元件的数量、作用均与原线路相同；
(3)保持原主电路不变；
(4)将控制电路中原有的硬件接线全部改为由PLC的梯形图编程实现；
(5)指示灯电路通过PLC控制，照明灯仍采用外电路直接控制。
三、PLC的选择及I/O口分配
1、确定I／O的点数
根据Z3040型摇臂钻床电气控制要求，其输入输出均为开关量。在改造中尽可能使用原有电器，根据原有控制电路来计算I/O点数。其中,需要PLC检测的输入信号：按钮6个、行程开关6个，共计输入点数12个；而PLC的输出控制信号：接触器5个、电磁阀线圈1个、指示灯3个(电源指示灯HL接线保持不变)，共计输出点9个。
输入点 SB1 SB2 SB3 SB4 SB5 SB6 SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 SQ5 SQ6
输出点 KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 YV HL1 HL2 HL3
表1.输入/输出点
2、选择适用的PLC机型
根据确定的I/O点数，考虑留有一定的上裕量，即一般在选机型时，要考虑到PLC输人输出点数要留有10％余量。选择三菱公司的FX1S-30MR型PLC，此型号PLC输入点数为18个，输出点数为12个，继电器输出，使用电源为ACIOO-240。
3、输入／输出点的分配
序号 输入信号 输入端子 输出信号 输出端子
1 主轴电机M1停止按钮SB1 X0 主轴电机控制接触器KM1 Y0
2 主轴电机M1启动按钮SB2 X1 摇臂上升控制接触器KM2 Y1
3 摇臂上升按钮SB3 X2 摇臂下降控制接触器KM3 Y2
4 摇臂下降按钮SB4 X3 松开控制接触器KM4 Y3
5 主轴箱立柱松开按钮SB5 X4 夹紧控制接触器KM5 Y4
6 主轴箱立柱夹紧按钮SB6 X5 电磁换向阀YV Y5
7 摇臂上升检测按钮SQ1 X6 松开指示灯HL1 Y6
8 摇臂松开检测SQ2 X7 夹紧指示灯HL2 Y7
9 摇臂夹紧检测SQ3 X10 主轴转动指示HL3 Y10
10 主轴箱立柱松开夹紧检测SQ4 X11
11 急停SQ5 X12
12 摇臂下降检测按钮SQ6 X13
四、改造后的PLC接线和程序设计
1、PLC接线图
输出电路中，摇臂升降接触器互锁，并接入热继电器保证安全；松开和夹紧接触器互锁，并接入热继电器保证安全。输出电路接外接电源以确保灯亮和接触器的正常吸合。
2、PLC控制程序梯形图设计
PLC控制系统梯形图设计时，首先将整个控制分为若干个控制环节，分别设计出梯形图，如主轴电动机M。的控制、摇臂升降控制、立柱夹紧与松开控制。然后，根据控制要求综合在一起，最后经整理、修改，设计出符合控制要求的梯形图。
3、改造中必须注意的几个问题
①选择PLC机型时，要留有一定的裕量，为日后系统的修改及工艺的变更提供方便。
②利用继电器控制电路画PLC的梯形图时，要注意时间继电器。在梯形图中，需设计不同的指令结构以实现不同的延时控制。
③在梯形图中，对液压泵电机正反转控制进行了互锁保护，同时结合正反转接触器常闭触点在输出电路中的互锁，实现双重保护，避免电源短路，有效保证安全。
④为保证安全和减少点数，各热继电器常闭触点不作为PLC输入端，直接接在输出端，对负载电路进行保护
致谢
这次课程设计的工作已完成。首先，我们对本次课程设计的指导老师常荣胜老师表示衷心的感谢；其次，感谢其他组成员对我们的支持帮助！
这次课程设计是利用PLC对各种机床控制电路实施改造，我们组分到的是Z3040摇臂钻床。在常老师的指导下，我们先是对Z3040摇臂钻床进行分析和研究，特别是控制电路。然后，我们和其他组一起对如何利用PLC改造机床电路进行了讨论。接着，每个组根据自己组机床的特点自己制定相应的方案。
设计中经验不足，出现错误在所难免，敬请指正！
参考文献
1、用PLC改造Z3040摇臂钻床 王晓艳 电气技术2008年第8期
2、FX1N系列PLC对Z3040型摇臂钻床的改造 李晓波 刘宏杰 机床电器2009
3、Z3040型摇臂钻床控制系统昀PLC改造 张荣英 陈海燕 徐新平 科技信息
4、三菱FX2N系列PLO对Z3040摇壁钻床的改造 刘红平 湖南科技学院学报第28卷第9期
5、浅谈基于松下FP1-C24的Z3040摇臂钻床电气的PLC改造 钟俏灵 沿海企业与科技
6、PLC原理与应用 俞国亮
7、机床电气技能培训考核教程 李众育 孙如田 新疆克拉玛依职业技术学院
8、PLC产品资料
9、三菱FX可编程控制器手册
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