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1、毕业设计题目：Z3040摇臂钻床的PLC改造系 部 自动控制工程系 专 业 名 称 机电一体化 班 级 机电 姓 名 学 号 指 导 教 师 2009 年 6 月 5 日毕业论文(设计)选题报告姓名性别男学号系部自动控制工程系专业机电一体化论文(设计)题目Z3040摇臂钻床的PLC改造课题来源自拟课题类别设计选做本课题的原因及条件分析：原因： 随着我国微型计算机技术的迅速发展，PLC技术的发展也进入了一个新的时代，是近年来发展极为迅速、应用面极广的工业控制装置。 PLC在摇臂钻床中的应用也越来越广泛。其中，Z3040摇臂钻床是我国使用较多的钻床，是一般机械加工车间常用的机床。因此，利用PLC对
2、摇臂钻床继电器电路进行设计，有助于提高设备的可靠性。条件：通过PLC理论学习和亲手实践对PLC有了比较深刻的了解；学校有一些相关的机床，让我更加了解了机床的结构.内容和要求内容：(1)分析Z3040摇臂转床的主要结构及工作原理; (2)根据被控对象和输入变化量进行PLC的I/O分配; (3)根据I/O分配画出PLC的接线图;(4)设计PLC控制梯形图；要求: (1)设计控制系统中严格遵守安全操作及学校的有关规定制度，产品符合要求； (2)按时独立完成毕业设计的各项工作； (3)毕业论文（设计）做到：立论准确，论述充分，结论严谨合理；分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写
3、工整规范，图表完备，整洁，正确。指导教师意见 （签章） 年 月 日系部毕业论文（设计）领导小组意见：（签章） 年 月 日Z3040摇臂转床的PLC改造 摘 要Z3040摇臂钻床是我国使用较多的钻床，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，电路接线复杂、触点多。长期使用后，故障率高，故障排查困难，常常影响企业的正常生产。因此对Z3040摇臂转床的PLC改造有特别重要的意义。PLC具有可靠性高，环境适应性强，使用方便，维护简单等优点。因此，利用PLC对摇臂钻床继电器电路进行设计，有助于提高设备的可靠性。本文分别对Z3040摇臂转床的主轴电动机的控制，摇臂的上升、下降以及主轴
4、箱、立柱的松开和夹紧进行PLC改造。最后绘制出梯形图和I/O接口图。关键词：Z3040摇臂转床 ；电气控制系统；PLC改造Z3040 Rocker Switch To The Bed PLC ReconstructionTutor : Liu Jia LunAuthor : Zhuang Yong Ke摘要Abstract Z3040 摇臂钻床是我国使用较多的钻床，是一般机械加工车间常用的机床。 Radial Drilling Machine Z3040 is Chinas use of more drilling, is commonly used in general machining
5、machine tool shop. 由于其控制系统采用继电器控制方式，电路接线复杂、触点多。 Because of its control system uses relay control mode, circuit wiring complex, multi-touch. 长期使用后，故障率高，故障排查困难，常常影响企业的正常生产。 Long-term use the failure rate is high, troubleshooting problems and often affect failure the normal production. 因此对 Z3040 摇臂转床的
6、PLC 改造有特别重要的意义。 Therefore Z3040 rocker switch to the bed PLC transformation of special importance. PLC 具有可靠性高，环境适应性强，使用方便，维护简单等优点。 PLC has a high reliability, environmental adaptability, easy to use, easy maintenance and so on. 因此，利用 PLC 对摇臂钻床继电器电路进行设计，有助于提高设备的可靠性。 Therefore, the use of PLC relay ci
7、rcuit for radial drilling machine is designed to help improve equipment reliability. 本文分别对Z3040摇臂转床的主轴电动机的控制，摇臂的上升、下降以及主轴箱、立柱的松开和夹紧进行 PLC 改造。 In this paper, rocker switch on the Z3040 bed spindle motor control arm rise, decline and spindle boxes, columns of the release and clamping to PLC reconstruc
8、tion. 最后绘制出梯形图和I/O接口图。 Finally draw the ladder, and I / O interface map. 关键词： Z3040摇臂转床；PLC改Key words: Z3040 Rocker Switch Beds;Electrical Control System;PLC Reconstruction 目 录1 绪论.12 摇臂转床的用途及工作原理22.1 机床的主要结构.22.2 机床的运动方式.32.3 电力拖动特点.32.4 系统控制要求分析 .32.5 照明与信号指示电路分析.42.6 其他连锁与保护.43 电气控制系统硬件部分的设计.63.1
9、 PLC的选择.63.2 主轴电动机的控制.63.3 摇臂升降控制.84 Z3040摇臂转床电气控制及设计.164.1机床电气图及分析164.2 Z3040摇臂转床的I/O接口图.174.3 Z3040摇臂转床的梯形图.184.4端子输出设备与PLC输入输出端子分配表.184.5 Z3040摇臂钻床设计后的电气原理图.20结论21致谢22参考文献.23附录A24附录B251 绪论随着我国微型计算机技术的迅速发展，PLC技术的发展也进入了一个新的时代，是近年来发展极为迅速、应用面极广的工业控制装置。在冶金、矿业、机械、轻工业等领域都扮演着极其重要的角色。为工业自动化提供了有力的工具，加速了机电一
10、体化的进程。PLC在摇臂钻床中的应用也越来越广泛。目前，我国的Z3040摇臂钻床的电气控制系统普遍采用的是传统的继电器接触器控制方式。因其所要控制的电机较多所以电路较复杂，在日常生产作业中经常发生电气故障，从而影响生产。另外，一些复杂的控制如：时间、计数控制用继电器一接触器控制方式较难实现，所以，有必要对传统电气控制系统进行改进设计。PLC是以微处理器为核心，将计算机技术、通信技术与自然控制技术融为一体的新型工业自动控制装置。它克服了继电器一接触器控制电路存在的触点多、组合复杂、通信性和灵活性差等缺点。它不仅具有各种逻辑控制功能，而且还具有运算、数据处理、联网通信功能的控制，同时还具有可靠性高
11、，环境适应性强，使用方便，维护简单等优点。因此，利用PLC对摇臂钻床继电器电路进行设计，有助于提高设备的可靠性。2 Z3040摇臂钻床的用途及工作原理2.1 机床的主要结构Z3040型摇臂钻床的外型图如图2-1所示。摇臂钻床利用旋转的钻头对工件加工，它由底座、内外立柱、摇臂、主轴箱和工作台构成。主轴箱固定在摇臂上，可以沿摇臂径向运动。摇臂借助于丝杆，可以作升降运动，也可以与外立柱固定在一起，沿内立柱旋转360。钻削加工时，通过夹紧装置，主轴箱紧固在摇臂上，摇臂紧固在外立柱上，外立柱紧固在内立柱上。图2-1 Z3040摇臂钻床外型图Z3040摇臂钻床钻床是一种用途广泛的万能机床，它可以完成钻孔、
12、扩孔、铰孔及攻螺纹等工艺。Z3040摇臂钻床为了加工不同位置的孔，其摇臂可以沿立柱上下移动或绕立柱转动、主轴箱又可以沿摇臂导轨移动，这样在工件不动的情况下，通过改变刀具的位置来实现不同位置孔的加工，钻床的结构型式有多种，如台式钻床、立式钻床、卧式钻床、摇臂钻床等。在各类钻床中，摇臂钻床具有操作方便、灵活、适用范围广等特点，特别适用于多孔大型零件的孔加工，是机械加工中常用的机床加工设备。2.2 机床的运动方式 Z3040摇臂钻床加工前，通过摇臂的回转和升降、主轴箱的移动和定位，来调整各个部件的移动；加工时，主轴箱由夹紧装置紧固在摇臂的导轨上，摇臂紧固在外立柱上，外立柱紧固在内立柱上，主轴带动钻头或丝攻旋转并向下垂直进给，来实现钻孔或丝攻的加工。 （1）主运动 主轴带着钻头（刀具）的旋转运动。（2）进给运动 主轴的垂直运动（手动或自动）。（3）辅助运动
