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.大同煤炭职业技术学院毕业设计指导书设计题目:基于PLC的Z3050摇臂钻床控制系统改造设计系部:机电工程系指导教师:路芳毕业设计任务书.设计(论文)题目基于PLC的Z3050摇臂钻床控制系统改造设计主要研究内容1.机床系统自动化改造意义和思路2.摇臂钻床液压系统、电气系统控制要求3.利用三菱FX2N系列PLC对Z3050摇臂钻床进行改造设计4.根据摇臂钻床的控制要求及特点;进行主电路设计,PLC控制电路设计5.PLC程序设计并进行现场调试6.摇臂钻床的PLC改造对同类机床电气数控化改造的借鉴作用主要技术指标或研究目标1.提高学生对可编程控制器及普通摇臂钻床知识的掌握和应用2.掌握PLC控制系统的原理设计以及电器元件的选择3.掌握PLC程序设计与安装调试方法和步骤4.系统调试与故障排除及实际应用5.培养学生正确的思维、严谨认真的科学态度基本要求1.联系生产实际进行Z3050摇臂钻床的改造2.合理选用PLC、电动机、接触器等电器元件3.确定设计方案、编写梯形图程序,并进行调试,能实现自动钻床控制要求4.编写毕业设计论文,论文格式应符合学校的毕业论文格式。论文应包括:封面、目录、摘要、引言、正文、结束语、致谢、参考文献。《基于PLC技术的Z3050摇臂钻床改造》.毕业设计指导书毕业设计是工科...
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Z3050型摇臂钻床电气线路的安装与故障分析
2012年第72期目录
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　摘 要： 本文通过对Z3050型摇臂钻床电气控制线路的分析，阐述了Z3050型摇臂在控制过程中常见故障的原因，并提出了具体的故障排除方法。中国论文网 /9/view-3777481.htm　　关键词： Z3050型摇臂钻床 电气线路 故障 检修　　钻床是一种孔加工机床，可用来钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹及修刮端面等多种形式的加工。　　在各种专用机床，摇臂钻床操作方便、灵活，适用范围广，具有典型性。摇臂钻床是一种立式钻床，它适用于单件或批量生产中带有多孔大型零件的孔加工，是一般机械加工车间及维修车间常用的机床。　　一、Z3050型摇臂钻床电气线路的安装　　1.结构及运动形式。　　（1）主要结构　　Z3050型摇臂钻床由底座、内外立柱、摇臂、主轴箱及工作台组成。其结构图如图1所示。　　（2）运动形式　　①主轴转动由主轴电动机拖动。通过主轴箱内的主轴、进给变速传动机构及正反转摩擦离合器和操纵手柄、手轮，可以实现主轴的正反转、进给、变速、空档、停车等控制。同时主轴可随主轴箱通过操作手柄沿摇臂上的水平导轨作径向移动。　　②摇臂的垂直移动由摇臂升降电动机拖动。同时，摇臂与外立柱一起可相对内立柱作手动360°回转。　　③Z3050型摇臂钻床对主轴箱、摇臂及内、外立柱的夹紧由液压泵电动机提供动力，它采用液压驱动的菱形块夹紧机构。　　2.机床对电气线路的主要要求。　　（1）由于主轴正、反转是由正反转摩擦离合器来实现的，因此只要求主轴电动机单方向旋转。　　（2）摇臂的垂直移动是通过摇臂升降电动机的正、反转实现的，因此要求摇臂升降电动机能双向启动。同时，为了设备的安全，应具有上、下的极限保护。　　（3）主轴箱、摇臂、内外立柱的夹紧通过液压驱动实现，故要求液压泵电动机双向启动。　　（4）冷却泵电动机只要去单向启动。　　（5）为保证操作安全，控制电路的电源电压为127V。　　（6）摇臂只有在放松状态下才能进行垂直移动，故应有联锁，并应有夹紧、放松指示。　　3.电气控制线路分析。　　Z3050型摇臂钻床电气原理图如图2所示。　　（1）主电路　　机床采用380V，50Hz三相交流电源供电，并有保护接地措施，组合开关QS为机床总电源开关。机床上装有四台电动机：M1为主轴电动机，只需正转；M2为摇臂升降电动机，可正、反转；M3为液压泵电动机，可正、反转；M4为冷却泵电动机，只需正转。　　电路中M4容量小，用组合开关SA进行手动控制且短时工作，故不设过载保护。M1、M3分别由热继电器FR1、FR2作过载保护。FU1为总熔断器，兼M4、M1的短路保护；FU2熔断器做M2和M3及控制变压器一次侧的短路保护。　　（2）控制及照明、指示电路。控制、照明和指示电路均由控制变压器T降压后供电。各电器元件明细见下表。　　（1）主轴电动机的控制。合上电源开关QS1，按启动按钮SB2，接触器KM1吸合并自锁，主轴电动机M1启动，同时主轴旋转指示灯HL3亮。停车时，按停止按钮SB1，KM1释放，M1停止旋转，主轴旋转指示灯HL3熄灭。　　（2）摇臂升降控制。按摇臂上升（或下降）按钮SB3（或SB4），时间继电器KT吸合，其瞬时动作的常开触点和延时断开的常开触点闭合，使电磁铁YV和接触器KM4同时吸合，液压泵电动机M3旋转，使摇臂松开。同时，通过弹簧片压位置行程开关SQ2，KM4释放，而使KM2（或KM3）吸合，M3停止旋转，摇臂电动机M2正转（或反转），带动摇臂上升（或下降）。　　当摇臂上升（或下降）到所需位置时，松开SB3（或SB4），KM2（或KM3）和KT释放，摇臂电动机M2停止旋转，摇臂停止升降，KT释放经过1-3s延时后，延时闭合的常闭触点闭合，使KM5吸合，M3反向旋转。此时YV仍处吸合状态，使摇臂夹紧，同时通过弹簧片压位置行程开关SQ3，使KM5和YV都释放，液压泵停止旋转。在摇臂上升（或下降）过程中，利用SQ1和SQ4来限制摇臂的升降行程，提供极限保护。　　（3）立柱和主轴箱的松开或夹紧控制。立柱和主轴箱的松开或夹紧是同时进行的。　　按松开按钮SB5（或夹紧按钮SB6），接触器KM4（或KM5）吸合，液压泵电动机M3旋转，使立柱和主轴箱同时松开（或夹紧），同时松开指示灯亮（或夹紧指示灯亮）。　　4.电气控制线路的安装步骤。　　（1）按电器元件明细表配齐电气设备和元件，并检验其质量。　　（2）设计控制板尺寸，正确选配导线、接线端子、紧固件等，做好安装前的准备。　　（3）在控制板上安装电器元件，并在各电器元件附近做好与原理图上相同代号的标记。　　（4）按控制板内布线的工艺要求布线，安装电气控制线路。　　（5）选择合理的走向，做好导线通道支持准备，并安装控制板外的所有电器元件。　　（6）进行控制箱外部布线，并在导线线头套上与原理图相同线号的编码套管。　　（7）检查所有电路的接线是否正确，是否连接牢固可靠。　　（8）检查所有位置开关的安装位置是否正确，能否满足电气控制要求。　　（9）检查各传动装置安装情况，并清理周围环境，保证机械传动正常。　　（10）检测电动机及线路的绝缘电阻，做好通电试运转的准备。　　（11）接通总电源，检查机床电源相序是否正确。可先按松开按钮SB5，若主轴箱和立柱都松开，表示电源相序正确；否则须对换电源线路中的任意两根导线，以改变相序。电源相序正确后，再调试升降电动机M2的接线及极限保护是否正确。　　（12）通电试运转时，进行各机械装置的思调，使之完全符合工作要求。　　二、Z3050型摇臂钻床故障分析与检修　　1.修理前的调查研究。　　（1）发生故障后，向操作者了解故障发生的前后情况，有利于根据电气设备的工作原理来判断发生故障的部位及故障的原因。 　　（2）看熔断器FU1或FU2、FU3的熔体是否熔断，电动机M4、变压器T、接触器KM4、控制按钮SB1、SB2等电器元件有无烧毁、发热、连线、断线，导线连接螺钉是否松动，有无异常的气味等。　　（3）听电动机M4、变压器T和有些电器元件在正常运行时的声音和发生故障时的声音有无明显差异。　　（4）摸电动机M4、变压器T的外部发生故障时，温度是否显著上升。　　2.根据电气控制原理，确定故障发生的范围。　　从故障现象发生，按线路工作原理进行分析，判断故障发生的可能范围，以便进一步分析，找出故障发生的确切部位。　　3.进行外表检查。　　在判断了故障可能发生的范围后，在此范围内对有关电器元件进行外表检查，常能发生故障的确切部位。例如：接线头脱落，接触器的触头接触不良或焊牢，接触器线圈烧毁等，都能明显地表明故障点。　　4.利用万用表检查。　　在对线路设备进行外表检查后，尚未确定或查出故障点，在断电前提下，可利用万用表的电阻档检测线路及电器元件是否短路或断路；在通电前提下，用万用表的电压档来检测的电压值是否正常，三相电压是否平衡，这样就能有效地找出故障点。　　5.对检查出的故障应及时修理和恢复。　　在进行外表检查或利用万用表检查时，发现一处故障排除一处故障，有问题及时修复，如：熔断器的熔体熔断，应及时更换；接触器的触头接触不能正常分断及闭合，而要进行正确修理和恢复，修理一处保证一处畅通，切忌拆东修西，扩大故障范围。　　6.摇臂不能上升或下降的故障分析。　　（1）由摇臂上升或下降的动作过程可知，摇臂移动的前提是摇臂完全松开，此时活塞杆通过弹簧片压下行程开关SQ2，电动机M3停止运转，电动机M2启动运转，带动摇臂上升或下降。若SQ2的安装位置不当或发生偏移，这样摇臂虽然完全松开，但活塞杆仍压不下行程开关SQ2，致使摇臂不能移动。　　（2）有时电动机M1的电源相序接反，此时按下摇臂上升或下降按钮，电动机M3反转，使摇臂夹紧，更压不上行程开关SQ2了，摇臂也不能上升或下降。　　（3）有时也会出现因液压系统发生故障，使摇臂没有完全松开，活塞杆压不上行程开关SQ2。　　（4）如果SQ2在摇臂松开后已动作，而摇臂不能上升或下降，就有可能是以下原因引起的：按钮SB3、SB4的常闭触点损坏或接线脱落；接触器KM2、KM3线圈损坏或接线脱落；KM2、KM3的触点损坏或接线脱落；应根据具体情况逐项检查，直到故障排除。　　7.摇臂移动后夹不紧的故障分析　　摇臂夹紧动作的结束是由行程开关SQ3来控制的。若摇臂夹不紧，则说明摇臂控制电路能动作只是夹紧力不够，只是因为SQ3动作过早使液压泵电动机M3在摇臂还未充分夹紧时就停止旋转。这往往是由于SQ3安装位置不当或松动移位，过早地被活塞压下所致。　　8.液压系统故障分析　　有时电气控制系统正常，而电磁阀芯被卡住油路堵塞造成液压控制系统失灵，也造成摇臂无法移动。　　三、结语　　Z3050型摇臂钻床机床除在机械加工制造行业大量使用外，在其他行业也有很多用途，它是非常典型的机电一体化设备。本文阐述了电气控制线路的工作原理，对其故障分析和检修方法也进行了介绍，还提出了在检修时应正确判断是电气控制系统还是液压系统故障，而这两者又有联系，所以应相互配合共同排除故障。　　参考文献：　　[1]张晓娟.工厂电气控制设备[M].北京：电子工业出版社，2007.　　[2]张运波，刘淑荣.工厂电气控制技术[M].北京：高等教育出版社，2004.　　[3]孙平.电气控制与PLC[M].北京：高等教育出版社，2004.　　[4]殷瑞祥，樊利民.电气控制[M].广州：华南理工大学出版社，2004.　　[5]吴广祥，王伟.电工电子技术[M].郑州：黄河水利出版社，2008.　　[6]戴志文.制造技术与机床[M].北京：机械工业出版社，2003.　　[7]陈艳红，孙敏.机床与液压[M].北京：机械工业出版社，2007.　　[8]王本轶.机电设备控制基础[M].北京：机械工业出版社，2007.　　[9]杨林建.机床电气控制技术[M].北京：北京理工大学出版社，2008.　　[10]姜佩东.液压与气动系统技术[M].北京：高等教育出版社，2008.　　[11]职业技能鉴定教材，职业技能鉴定指导编审委员会.维修电工[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2009.
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