摘要
      介紹了利用三菱FX系列PLC對(duì)Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的改造。詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的改造方案，同時(shí)根據(jù)鉆床的控制要求及特點(diǎn)，繼電器控制電路基本分析、PLC機(jī)型選擇，確定PLC的輸入、輸出端子分配地址及接線。在繼電器線路的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出梯形圖程序并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。

關(guān)鍵詞：PLC；Z3040鉆床；改造

前言
      PLC在設(shè)備自動(dòng)化控制和舊設(shè)備的技術(shù)改造中前景寬廣。在單機(jī)技術(shù)改造中，多數(shù)情況下我們只用了PLC內(nèi)部很少的一部分資源和功能，PLC性?xún)r(jià)比高的優(yōu)點(diǎn)不能得到充分的體現(xiàn)，造成較大的浪費(fèi)。
      PLC是一種可編程、可規(guī)劃的邏輯控制器。它具有接線簡(jiǎn)單、可編程、工作可靠和穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，且具備繼電控制、價(jià)格低廉、驅(qū)動(dòng)能力大等特點(diǎn)，因此在設(shè)備的技術(shù)改造或其他開(kāi)關(guān)量輸人輸出的順序控制中可以成為主要的控制器。
      Z3040搖臂鉆床適用于單件或批量生產(chǎn)帶有多孔的大型零件的孔加工，是一般機(jī)械加工車(chē)間常用的機(jī)床。由于其控制系統(tǒng)采用繼電器控制方式，電路中聯(lián)鎖較多，電路接線復(fù)雜，觸點(diǎn)多，因而故障較多，維修比較麻煩。長(zhǎng)期使用后，故障率高，故障排除困難，常常影響企業(yè)正常生產(chǎn)。PLC具有可靠性高，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，使用方便，成本低，維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。因此，利用PLC對(duì)搖臂鉆床繼電器控制電路進(jìn)行改造，有助于提高設(shè)備可靠性，使用率，改造后運(yùn)行效果良好。

 
一、Z3040型搖臂鉆床的電氣控制
1、Z3040搖臂鉆床的組成搖臂鉆床一般由底座、內(nèi)外立柱、搖臂、主軸箱和工作臺(tái)等部件組成
2、Z3040型搖臂鉆床的電氣控制電路分析
1、采用4臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)，主軸電動(dòng)機(jī)Ml、搖臂升降電動(dòng)機(jī)M2、液壓泵電動(dòng)機(jī)M3及冷卻泵電動(dòng)機(jī)M4，4臺(tái)電動(dòng)機(jī)均采用直接起動(dòng)控制。M2為短時(shí)工作制.
2、控制電路設(shè)有主軸啟動(dòng)按鈕SB2和主軸停止按鈕SB1。
主軸電機(jī)由按鈕SB1、SB2和接觸器KM1構(gòu)成單向起動(dòng)停止控制電路。搖臂升降由M2作動(dòng)力，SB3和SB4分別為搖臂上升和下降的點(diǎn)動(dòng)按鈕。因?yàn)閾u臂平時(shí)是夾緊在外立柱上，所以在搖臂升降之前，先要把搖臂松開(kāi)，再由M2驅(qū)動(dòng)升降：搖臂升降到位后，再重新將它夾緊。搖臂升降動(dòng)作按照“搖臂松開(kāi)--升／降--搖臂夾緊”順序進(jìn)行，由搖臂松開(kāi)行程開(kāi)關(guān)SQ2與夾緊行程開(kāi)頭SQ3來(lái)控制。而搖臂的松、緊是由液壓系統(tǒng)完成的。當(dāng)按下上升按鈕SB3時(shí)，電磁閥YV線圈通電吸合，正向供出壓力油進(jìn)入搖臂的松開(kāi)油腔，推動(dòng)松開(kāi)機(jī)構(gòu)使搖臂松開(kāi)，搖臂松開(kāi)后，行程開(kāi)頭SQ2動(dòng)作，SQ2觸點(diǎn)閉合、SQ3復(fù)位SQ3搖臂上升，若M3反轉(zhuǎn)，則反向供出壓力油進(jìn)入搖臂的夾緊油腔、推動(dòng)夾緊構(gòu)使搖臂夾緊，搖臂夾緊后，行程開(kāi)頭SQ3動(dòng)作，SQ2復(fù)位 搖臂停止在所需位置上。搖臂升降的極限保護(hù)由組合開(kāi)頭SQ1實(shí)現(xiàn)，SQ1有兩對(duì)常閉觸點(diǎn)，當(dāng)搖臂上升或下降到極限位置時(shí)，相應(yīng)觸頭動(dòng)作，切斷對(duì)應(yīng)上升或下降接觸器KM2與KM3線圈回路，使搖臂升降電機(jī)M2停轉(zhuǎn)，搖臂停止移動(dòng)。
3、QS電源開(kāi)關(guān)，主電機(jī)M1由KM1控制，搖臂升降電機(jī)M2由KM2、KM3控制正反轉(zhuǎn)，液壓泵電機(jī)M3由KM4、KM5控制正反轉(zhuǎn)，冷卻泵電機(jī)M4由SA1控制，電路有短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)等。
執(zhí)行元件：主電機(jī)M1、搖臂升降電機(jī)M2、冷卻泵電機(jī)M4、液壓泵電機(jī)M3、電磁換向閥YV（2位6通）。
信號(hào)（檢測(cè)）元件：SQ1-搖臂上限位開(kāi)關(guān)、SQ6-搖臂下限位開(kāi)關(guān)；SQ2-搖臂松開(kāi)檢測(cè)、SQ3-搖臂夾緊檢測(cè)；SQ4主軸箱立柱夾緊/松開(kāi)檢測(cè)；SQ5按下整個(gè)電路斷電。
4、搖臂鉆床的工作過(guò)程是由電氣、機(jī)械、液壓系統(tǒng)緊密結(jié)合實(shí)現(xiàn)的。搖臂升／降動(dòng)作按照“搖臂松開(kāi)→升降→搖臂夾緊”順序進(jìn)行。由搖臂松開(kāi)行程開(kāi)關(guān)SQ2與夾緊行程開(kāi)關(guān)SQ3來(lái)控制。在搖臂夾緊前，由時(shí)問(wèn)繼電器KT延時(shí)l～3s后再夾緊。
5、主軸箱和立柱的松、緊是同時(shí)進(jìn)行的，SB5和SB6分別為松開(kāi)和夾緊點(diǎn)動(dòng)按鈕，當(dāng)按下松開(kāi)按鈕SB5，KM4線圈得電，液壓泵電機(jī)M3正轉(zhuǎn)，拖動(dòng)液壓泵送出壓力油，這時(shí)電磁閥YV線圈處于斷電狀態(tài)，液壓油進(jìn)入主軸箱與立柱的松開(kāi)油腔，使主軸箱與立柱松開(kāi)或夾緊。由于YV線圈斷電，液壓油不會(huì)進(jìn)入搖臂的松開(kāi)油腔，搖臂仍處于夾緊狀態(tài)。當(dāng)主軸箱與立柱松開(kāi)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)SQ4不受壓，觸頭SQ4閉合，指示燈HL1亮，表示主軸箱與立柱確已松開(kāi)?？梢允謩?dòng)操作主軸箱在搖臂的水平導(dǎo)軌上移動(dòng)，也可推動(dòng)搖臂使繞內(nèi)立柱旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)到位后，再按下夾緊按鈕SB6，接觸器KM5線圈得電，液壓泵電機(jī)M3反轉(zhuǎn)，液壓油進(jìn)入夾緊油腔，使主軸箱與立柱夾緊。當(dāng)確已夾緊、壓下SQ4，HL2燈亮，HL1滅，指示主軸箱與立柱已夾緊，可以進(jìn)行鉆削加工。
6、主軸電動(dòng)機(jī)Ml和液壓泵電動(dòng)機(jī)M3分別設(shè)有熱繼電器FRl、FR2作長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)。
7、機(jī)床設(shè)有4個(gè)信號(hào)燈：電源指示燈HL、立柱和主軸箱松開(kāi)指示燈HL1、立柱和主軸箱夾緊指示燈HL2、主軸電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)指示燈HL3。照明燈EL用SA2直接控制。