30130X31型钻床的PLC控制系统设计 摘 要：Z30130X31型摇臂钻床属于大型立式钻床，能够进行多种形式的机械加工，如钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、刮平面以及攻螺纹等。
摇臂钻床的运动部件较多，采用多台电动机拖动。一般采用三相交流鼠笼式异步电动机拖动，用机械变速箱调节主轴转速和进刀量，变速箱为机械有级调速，钻床的主要运动豆油较大的调速范围。
关键词：PLC；电动机；行程开关；断路器；控制按钮；控制开关；工作指示灯
引言
在钻削加工中，被加工孔的位置精度受到诸多因素影响，钻床夹具对刀误差是其影响因素之
为了满足被加工孔的位置精度要求，一般采用极值法计算对刀误差。但用极值法计算时，由于设定的极限状态在实际加工零件时很少出现，致使夹具的制造精度和加工成本提高。此外，极值法未考虑装配的影响，因此与实际情况有较大出入。本文在综合考虑钻套配合和诸元件制造偏差实际分布情况的影响后，提出了一种对刀误差的计算方法——钻床夹具对刀误差的实态分析法。
过盈配合对钻套内孔圆柱面直径尺寸的影响
过盈配合时钻套内孔圆柱面直径最小理论收缩量由于钻套与夹具体的过盈配合引起钻套外圆柱面产生径向力，使得夹具体孔扩张，钻 套孔圆柱面收缩。设配合面上的理论径向压力为P，由P 引起的钻套内孔直径理论收缩量为e，根据弹性力学理论可知
头深孔钻床是一种在实体材料上完成钻孔加工的常用机床，可广泛应用于模具、汽车、机床制造等行业的零件深孔加工。传统的工业控制系统都是按预先规定好的时间或条件顺序地工作，其控制过程繁琐，电气线路复杂，而且灵活性很差，工作效率低。若要改变控制的顺序，进行不同要求工件的加工，就必须改变控制器的硬件接线，其控制系统已无法满足复杂多变的现代化生产过程。随着PLC应用领域的不断扩大，目前国内外利用PLC对机床的控制非常普遍。以PLC为控制器的双头深孔钻床控制系统，大大提高了设备的工作效率以及产品的精度。经过改造后的机床在性能上更趋完善，具有可靠性高，应用范围广，功能完善，编程简单以及功耗低等优点。
控制部分采用PLC，并配以人机界面进行程序参数修改、设定，以及运行状态显示监控，可编程设置人机界面的内容。三轴均为全数字交流伺服系统，各轴伺服电机通过连轴器带动滚珠丝杠，以移动配有直线导轨的工作台和主轴铣头，其定位准确，速度快。主轴铣头由变频器控制，根据刀具及工件和进给量，来设置主轴合理的转速，并在程序中设定它的启动停止。各轴均设二端极限传感器和原点传感器，冷却和润滑也都有异常检测，在报警灯和人机界面处显示报警信息。为便于调试和检修，各项操作均设手动功能，如手动各轴快慢移动、主轴高低速旋转。此机床整体虽为半闭环控制，只要选件、装配、程序编制及操作合理，精度和稳定性还是能满足使用要求的。
该型机具有较高的性价比，体积小，功能强，24点输入，其中有16点高速计数器，频率可达120K，16点输出，其中有4轴步进或伺服输出整合在里面，输出频率可达120K，使应用起来非常方便，接线简捷。编程软件WinProladder有梯形图大师之称，易学易用且功能强大，编辑、监视、除错等操作非常顺手，按键、鼠标并用及在线即时指令功能查询与操作指引，使编辑、输入效率倍增。
接点分配：取各轴伺服电机的Z相信号作原点开关，要分接在几个高速输入点上，用中断进行机床原点复归，其余限位开关、操作开关、液位检知等常规接点可按顺序依次接入。X、Y、Z三轴伺服电机连在前3轴伺服输出点，主轴高低速、冷却、报警等接在其余输出点上。
X、Y、Z3轴伺服系统均选用相同的，和利时的ES系列全数字交流伺服驱动器0040E-CBCEE-02，和60系列小惯量的伺服电机60CB040C-2DE6E。该伺服系统功能比较完善，如能耗制动、电子<a href=http://part.newmaker.com/cat_1230003.html target=_blank class=heiw>齿轮</a>、自动加减速等，具备多种脉冲串输入，保护功能也比较完备，有欠压、过压、过流、过载、堵转、失速、位置超差、编码器异常等。在此设备中按集电极开路驱动方式连接至PLC，最高脉冲输入频率为200K,伺服ON、Z相信号等也做相应连接。
变频器选用富凌的DZB70B0015L2A，规格为单相1500W，400Hz，有多步速供编辑使用。由于正常使用时不频繁变速，故速度调节设定不引出，只在变频器操作面板上调节，设定两个速度，高速用于加工，低速用于对刀。调节相关参数与主轴匹配，如基频、基压、运行频率上限、载频等，并改动相应跳线。
主轴没有采用传统方式，而是根据加工需要，采用了雕刻机用的电主轴，安阳莱必泰的ADX80-24Z/1型，其体积小、噪音低，直径只有80mm,这样使整个主轴箱便于整体密封，可有效地防止加工中的碎屑飞溅到Z轴的丝杠和导轨上造成损害，也使主轴箱外表显得美观。它的最高转速为24000转/分，使正常工作转速6000-14000转有一个合适的余量范围。
人机界面选用人机电子的通用可编程文本显示器MD204L，它可以以文字或指示灯等形式监视、修改PLC内部寄存器或继电器的数值及状态。
半精镗专用镗床是应用于加工汽车连杆的专用设备，汽车连杆是发动机的重要组成部件，它直接影响到发动机及汽车的性能指标。如果机床电控系统采用继电接触器控制，由于使用了大量的机械触点，导致设备的响应速度慢、可靠性差、故障率高、接线复杂、不便于调整和维修，加工产品的质量无法得到可靠保证。可编程序控制器具有通用性好、抗干扰能力强、性价比高等特点，运用其控制逻辑的软件设计功能可在很大程度上改善机床电控系统的柔性；同时，其可靠性得到明显增强，具有很好的社会和经
毕业设计材料目录
1. 毕业实践任务书……………………………………………………3
2. 外文翻译…………………………………………………………….4
3. 毕业实践调研报告………………………………………………. 18
4. 毕业设计说明书（附录）……………………………………….23
5.毕业设计总结……………………………………………………….61
6.参考文献……………………………………………………………………62
毕业设计材料目录 6.14.低压开关…………………………………………………43
6.15.位置开关…………………………………………………43
6.16.导线的选型………………………………………………44
6.17变压器的选型……………………………………………44
7.机床的电气控制与电气元件的接线图绘制…………………………46
7.1摇臂钻床的主要结构及运动情况……………………………………46
7.2、机床电气控制系统的工艺设计………………………………………46
7.3、电气接线图的绘制……………………………………………………47
7.4、电器箱及非标准零件图的设计………………………………………47
8.P L C 型号及I／O分配………………………………………………48
8.1可编程控制器的选择…………………………………………49
8.2、按控制类型分类……………………………………………50
8.3、PC的简要特点………………………………………………50
8.4、PC的分类……………………………………………………50
8.5、PC系统的组成………………………………………………51
8.6、PC的工作原理………………………………………………51
8.7、PC程序的表达方式…………………………………………51
8.8、三菱PC指令系统……………………………………………51
9.元器件选择……………………………………………………………53
10.程序设计与梯形图……………………………………………………54
11 程序模拟调试…………………………………………………………59
1. 毕业实践任务书……………………………………………………3
2. 外文翻译…………………………………………………………….4
3. 毕业实践调研报告………………………………………………. 18
4. 毕业设计说明书（附录）……………………………………….23
5.毕业设计总结……………………………………………………….61
6.参考文献……………………………………………………………………62
