余云輝 李杰玉 中山市中等專業(yè)學校

Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的PLC改造

余云輝 李杰玉 中山市中等專業(yè)學校

本文針對Z3040搖臂鉆床接觸控制系統(tǒng)，體積大、可靠性差、工作壽命短、故障診斷和查找困難等的現(xiàn)象，采用三菱PLC進行改造，以其得到優(yōu)化結構，方便操作，便于維護的目的。

Z3040搖臂鉆床 三菱PLC 改造

1 引言

Z3040搖臂鉆床，是一種用途廣泛的萬能機床，主要適用于鉆孔、擴孔、鉸孔、刮平面及改螺紋等多種形式的加工，廣泛用于中小型企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和個體工業(yè)的機械加工。一般使用交流接觸器來完成控制要求。由于接觸器控制系統(tǒng)體積大、可靠性差、工作壽命短、故障診斷和查找困難等，很難實現(xiàn)比較復雜的控制。同時其控制線路的復雜，很難適應工藝變化的要求。為此本系統(tǒng)采用三菱公司的FX-3U48MR型號的PLC對其進行改造，以其解決實際應用中的復雜情況。

2 Z3040搖臂鉆床電氣控制

Z3040搖臂鉆床電氣控制原理如圖1所示，其工作方式主要為主軸電動機的控制，搖臂的升降控制，具體如下：

圖1 Z3040搖臂鉆床電氣控制原理

2.1 主軸電機M1控制

合上電源總開關QS，主軸電動機M1的啟動方式如下：

主軸電動機M1的停止：

2.2 搖臂的升降控制

搖臂升降運動必須在搖臂完全放松的條件下進行，升降過程結束后應將搖臂夾緊固定。

搖臂升降運動的動作過程為：搖臂放松——搖臂升/降——搖臂夾緊。所以它與液壓泵電動機的控制有密切的關系，下面以上升為例：

搖臂上升：

液壓油將搖臂放松，當搖臂完全松開后，壓下行程開關SQ2，發(fā)出搖臂放行的信號，使之常開SQ2閉合，常閉SQ2斷開：

當搖臂上升到位之后，松開SB3搖臂加緊：

至此，搖臂的上升過程結束，搖臂下降的過程和上升情況相同；不同的是由按鈕SB4和接觸器KM3來實現(xiàn)。

2.3 主軸箱和立柱的夾緊與放松

根據(jù)液壓回路原理，立柱箱和立柱的夾緊與松開是同時進行的，具體操作過程如下：

松開：

夾緊：

3 Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的PLC改造

Z3040搖臂鉆床的電氣系統(tǒng)主要包括機床工作狀態(tài)指示電路、主軸電動機控制、搖臂的升降及夾緊控制、主軸箱及立柱的夾緊與放松控制等幾部分。

本次改造的重點是，通過PLC控制，取代其復雜的接觸器控制電路，簡化控制結構。

其主要方案為：保留機床外部控制按鈕，相應的行程開關以及主軸電動機、搖臂升降電動機和液壓電動機的交流接觸器，其功能和位置不變；將主軸電動機、搖臂升降電動機、液壓電動機的控制和主軸箱、立柱的夾緊、放松控制以及機床工作狀態(tài)的指示控制都引入PLC進行控制；機床冷卻電動機和工作照明燈的控制保持原樣不變。機床改造方案，不改變原有機床外圍控制按鈕的位置和功能，使機床的操作人員，保持原有的操作習慣，滿足對機床的適應性。其IO分配表如表1所示：

表1 Z3040搖臂鉆床PLC改造IO分配表

根據(jù)IO分配表，使用三菱PLC，編出PLC的控制程序如圖2所示：

圖2

將此程序，下載傳輸?shù)絇LC中，將所需的輸入和輸出設備按照電氣原理，接入PLC的輸入和輸出端口，為此省去Z3040復雜的電氣控制結構；按照之前的外圍操作方法，依舊可以實現(xiàn)鉆床的工作方式。

4 結語

改造安裝調試后，經(jīng)過實際的使用驗證，由于三菱PLC穩(wěn)定好，Z3040搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)，完全滿足生產(chǎn)工藝的要求，而且運行穩(wěn)定，可靠，操作方便，故障率低，維修方便，提高了生產(chǎn)效率，改造效果非常好。

[1]李金城.三菱FX2NPLC功能指令應用詳解[M].北京:電子工業(yè)出版社，2011

[2]基于PLC的Z3040搖臂式鉆床電氣控制系統(tǒng)的改造設計[J].謝麗娟.自動化技術與應用.2013(08)

余云輝（1967—），男，漢族，廣東平遠人，華南師范大學物理本科畢業(yè)，現(xiàn)就職于中山中等專業(yè)學校，講師，研究方向：電子電工類。李杰玉(1971—)，男，漢族，河南新野人，河南師范大學應用電子技術教育專業(yè)畢業(yè)，理學學士，現(xiàn)就職于中山市中等專業(yè)學校，講師，研究方向：電子電工類。