田 苗，閻 誠

（沈陽機(jī)床股份有限公司戰(zhàn)略采購部 遼寧 沈陽 110142）

搖臂鉆床電氣控制的總體設(shè)計(jì)與可編程控制

田 苗，閻 誠

（沈陽機(jī)床股份有限公司戰(zhàn)略采購部 遼寧 沈陽 110142）

在機(jī)械加工領(lǐng)域，所有的機(jī)床都離不開電，沒有電，再好的設(shè)備也不能實(shí)現(xiàn)運(yùn)作。在搖臂鉆床的設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)者通過利用可編程控制器與電氣控制系統(tǒng)來控制機(jī)床，實(shí)現(xiàn)搖臂鉆床的連續(xù)控制，可以提高搖臂鉆床的工作性能，實(shí)現(xiàn)搖臂鉆床的優(yōu)化。

搖臂鉆床；電氣控制系統(tǒng)；可編程控制器

1 引言

1.1 搖臂鉆床

搖臂鉆床的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1。

圖1 搖臂鉆床結(jié)構(gòu)示意圖

通過圖1可以看出搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)立柱、外立柱、搖臂、主軸箱等部件組成，在搖臂鉆床的機(jī)構(gòu)中，外立柱是可以實(shí)現(xiàn)360°旋轉(zhuǎn)的。

搖臂鉆床的主要運(yùn)動情況為：將零件放置在底座上，底座上有夾具（夾具的種類不同，有電氣控制的自動化夾具，有手動的普通夾具），夾具將工件夾緊，搖臂鉆床的回轉(zhuǎn)系統(tǒng)使外立柱旋轉(zhuǎn)，將主軸旋轉(zhuǎn)到工件上方，在這之前，要先將主軸上的刀具上升到安全位置，以免刀具與工件產(chǎn)生碰撞，搖臂垂直系統(tǒng)將外立柱上下移動到適當(dāng)?shù)奈恢?，這時候主軸縱向進(jìn)給可以實(shí)現(xiàn)工作，最后實(shí)現(xiàn)鉆削加工。

2 電氣控制系統(tǒng)

搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)的主要分兩種，一種為主電路，另一種為控制電路。而鉆床的整體電路圖如圖2。在搖臂鉆床的運(yùn)動部件上，采用的為電機(jī)控制，而在搖臂鉆床的移動上，嚴(yán)格按照搖臂松開、移動、夾緊這樣的方式來進(jìn)行的，從而使搖臂鉆床的夾緊和升降按自動控制進(jìn)行。

圖2 搖臂鉆床的電路圖

2.1 主電路

主電路上一共是有4臺電動機(jī)，分別是M1，M2，M3，M4，而它的控制都是由接觸器來控制，接觸器也是需要通過計(jì)算才能選用的，它的計(jì)算公式如下：

式中：K經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，一般1～1.4；

Pd電動機(jī)功率（Kw）；

Ud電動機(jī)額定線電壓（V）

Ic接觸器主觸點(diǎn)電流（A）

在主電路圖中，KM1是控制一個單向旋轉(zhuǎn)的主電動機(jī)M1，搖臂鉆床的主軸電動機(jī)M2是由KM2和KM3控制的，一個控制正轉(zhuǎn)，另一個控制反轉(zhuǎn)，在電機(jī)的正反轉(zhuǎn)上，一定要記住一點(diǎn)，就是先按下停止按鈕或者正轉(zhuǎn)通過其他控制元件停止后，才能啟動反轉(zhuǎn)，原因是在電路圖中有接觸器連鎖裝置。KM4和KM5控制的為液壓泵電動機(jī)，而圖中的M4是冷卻泵電動機(jī)，它的控制元件為轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1。

2.2 控制電路

圖2電路圖的后一半部分為控制電路部分，這個部分是搖臂鉆床電路圖中最復(fù)雜部分，同時也是控制搖臂鉆床的主要電路圖，通過根據(jù)控制電路圖分析幾處搖臂鉆床的主要運(yùn)動。

搖臂鉆床的夾緊、松開過程，液壓泵M3的正轉(zhuǎn)是通過按下SB3實(shí)現(xiàn)的，SB3按下，線圈KT通電，電磁閥YA帶點(diǎn)，從而使M3正轉(zhuǎn)，使壓力油進(jìn)入油缸，搖臂夾緊，反過來，按下SQ2，M3停止轉(zhuǎn)動，液壓油進(jìn)入油缸的另一個油缸，搖臂鉆床實(shí)現(xiàn)松開。

搖臂鉆床的上升運(yùn)動是M2電機(jī)正轉(zhuǎn)，升至需要的高度時，通過限位開關(guān)工作，KT線圈斷電、KM2線圈斷電，停止上升，反之M2電機(jī)反轉(zhuǎn)，搖臂鉆床做下降運(yùn)動。

3 可編程控制器（PLC）

通過電路圖確定I/O的點(diǎn)數(shù)，如圖3，I/O點(diǎn)數(shù)是可編程控制（PLC）的一個重要分析元素，在電路圖中，使用的元件一共有16個輸入點(diǎn)（I），分別為按鈕8個、行程開關(guān)5個、轉(zhuǎn)換開關(guān)1個；而輸出點(diǎn)是10個，接觸器5個、電磁鐵2個、指示燈3個，通過以上點(diǎn)數(shù)，可以進(jìn)行PLC編程。

圖3 I/O接線圖

通過PLC的應(yīng)用，可以使搖臂鉆床的控制線路得到簡化，同時還可以降低設(shè)備的故障率，提高設(shè)備的穩(wěn)定性。在搖臂鉆床的PLC設(shè)計(jì)中，對液壓泵電機(jī)控制實(shí)現(xiàn)了互鎖，這樣就可以對電機(jī)雙重保護(hù)。

4 結(jié)語

通過搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)的分析，可以了解電路圖中每個元件在電氣控制系統(tǒng)中的作用，分析它的作用從而得出它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在搖臂鉆床的電路設(shè)計(jì)上，選擇每個元件，安裝調(diào)試，同時還要試車調(diào)試。并且制定了搖臂鉆床的可編程控制器的設(shè)計(jì)，完成電氣控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，對于PLC的設(shè)計(jì)上，I/O端的設(shè)計(jì)，梯形圖的繪制，都是搖臂鉆床應(yīng)用領(lǐng)域的突破，在整個設(shè)計(jì)過程中，是通過以下步驟進(jìn)行的，整體分析、初步設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的實(shí)施、最后是運(yùn)行和調(diào)試。

[1]王兆義.可編程控制器.[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

TG659 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1009-5624（2018）02-0043-02