Z3040的PLC改造（1）

摘要
      介绍了利用三菱FX系列PLC对Z3040摇臂钻床电气控制系统的改造。详细阐述了系统的改造方案，同时根据钻床的控制要求及特点，继电器控制电路基本分析、PLC机型选择，确定PLC的输入、输出端子分配地址及接线。在继电器线路的基础上，设计出梯形图程序并进行现场调试。

关键词：PLC；Z3040钻床；改造

前言
      PLC在设备自动化控制和旧设备的技术改造中前景宽广。在单机技术改造中，多数情况下我们只用了PLC内部很少的一部分资源和功能，PLC性价比高的优点不能得到充分的体现，造成较大的浪费。
      PLC是一种可编程、可规划的逻辑控制器。它具有接线简单、可编程、工作可靠和稳定性高等优点，且具备继电控制、价格低廉、驱动能力大等特点，因此在设备的技术改造或其他开关量输人输出的顺序控制中可以成为主要的控制器。
      Z3040摇臂钻床适用于单件或批量生产带有多孔的大型零件的孔加工，是一般机械加工车间常用的机床。由于其控制系统采用继电器控制方式，电路中联锁较多，电路接线复杂，触点多，因而故障较多，维修比较麻烦。长期使用后，故障率高，故障排除困难，常常影响企业正常生产。PLC具有可靠性高，环境适应性强，使用方便，成本低，维护简单等优点。因此，利用PLC对摇臂钻床继电器控制电路进行改造，有助于提高设备可靠性，使用率，改造后运行效果良好。

 
一、Z3040型摇臂钻床的电气控制
1、Z3040摇臂钻床的组成摇臂钻床一般由底座、内外立柱、摇臂、主轴箱和工作台等部件组成
2、Z3040型摇臂钻床的电气控制电路分析
1、采用4台电机拖动，主轴电动机Ml、摇臂升降电动机M2、液压泵电动机M3及冷却泵电动机M4，4台电动机均采用直接起动控制。M2为短时工作制.
2、控制电路设有主轴启动按钮SB2和主轴停止按钮SB1。
主轴电机由按钮SB1、SB2和接触器KM1构成单向起动停止控制电路。摇臂升降由M2作动力，SB3和SB4分别为摇臂上升和下降的点动按钮。因为摇臂平时是夹紧在外立柱上，所以在摇臂升降之前，先要把摇臂松开，再由M2驱动升降：摇臂升降到位后，再重新将它夹紧。摇臂升降动作按照“摇臂松开--升／降--摇臂夹紧”顺序进行，由摇臂松开行程开关SQ2与夹紧行程开头SQ3来控制。而摇臂的松、紧是由液压系统完成的。当按下上升按钮SB3时，电磁阀YV线圈通电吸合，正向供出压力油进入摇臂的松开油腔，推动松开机构使摇臂松开，摇臂松开后，行程开头SQ2动作，SQ2触点闭合、SQ3复位SQ3摇臂上升，若M3反转，则反向供出压力油进入摇臂的夹紧油腔、推动夹紧构使摇臂夹紧，摇臂夹紧后，行程开头SQ3动作，SQ2复位 摇臂停止在所需位置上。摇臂升降的极限保护由组合开头SQ1实现，SQ1有两对常闭触点，当摇臂上升或下降到极限位置时，相应触头动作，切断对应上升或下降接触器KM2与KM3线圈回路，使摇臂升降电机M2停转，摇臂停止移动。
3、QS电源开关，主电机M1由KM1控制，摇臂升降电机M2由KM2、KM3控制正反转，液压泵电机M3由KM4、KM5控制正反转，冷却泵电机M4由SA1控制，电路有短路保护、过载保护等。
执行元件：主电机M1、摇臂升降电机M2、冷却泵电机M4、液压泵电机M3、电磁换向阀YV（2位6通）。
信号（检测）元件：SQ1-摇臂上限位开关、SQ6-摇臂下限位开关；SQ2-摇臂松开检测、SQ3-摇臂夹紧检测；SQ4主轴箱立柱夹紧/松开检测；SQ5按下整个电路断电。
4、摇臂钻床的工作过程是由电气、机械、液压系统紧密结合实现的。摇臂升／降动作按照“摇臂松开→升降→摇臂夹紧”顺序进行。由摇臂松开行程开关SQ2与夹紧行程开关SQ3来控制。在摇臂夹紧前，由时问继电器KT延时l～3s后再夹紧。
5、主轴箱和立柱的松、紧是同时进行的，SB5和SB6分别为松开和夹紧点动按钮，当按下松开按钮SB5，KM4线圈得电，液压泵电机M3正转，拖动液压泵送出压力油，这时电磁阀YV线圈处于断电状态，液压油进入主轴箱与立柱的松开油腔，使主轴箱与立柱松开或夹紧。由于YV线圈断电，液压油不会进入摇臂的松开油腔，摇臂仍处于夹紧状态。当主轴箱与立柱松开时，行程开关SQ4不受压，触头SQ4闭合，指示灯HL1亮，表示主轴箱与立柱确已松开。可以手动操作主轴箱在摇臂的水平导轨上移动，也可推动摇臂使绕内立柱旋转移动，当移动到位后，再按下夹紧按钮SB6，接触器KM5线圈得电，液压泵电机M3反转，液压油进入夹紧油腔，使主轴箱与立柱夹紧。当确已夹紧、压下SQ4，HL2灯亮，HL1灭，指示主轴箱与立柱已夹紧，可以进行钻削加工。
6、主轴电动机Ml和液压泵电动机M3分别设有热继电器FRl、FR2作长期过载保护。
7、机床设有4个信号灯：电源指示灯HL、立柱和主轴箱松开指示灯HL1、立柱和主轴箱夹紧指示灯HL2、主轴电动机旋转指示灯HL3。照明灯EL用SA2直接控制。

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