搖臂鉆床電氣控制的總體設計與可編程控制

田 苗，閻 誠

（沈陽機床股份有限公司戰略采購部 遼寧 沈陽 110142）

搖臂鉆床電氣控制的總體設計與可編程控制

田 苗，閻 誠

（沈陽機床股份有限公司戰略采購部 遼寧 沈陽 110142）

在機械加工領域，所有的機床都離不開電，沒有電，再好的設備也不能實現運作。在搖臂鉆床的設計上，設計者通過利用可編程控制器與電氣控制系統來控制機床，實現搖臂鉆床的連續控制，可以提高搖臂鉆床的工作性能，實現搖臂鉆床的優化。

搖臂鉆床；電氣控制系統；可編程控制器

1 引言

1.1 搖臂鉆床

搖臂鉆床的結構示意圖如圖1。

圖1 搖臂鉆床結構示意圖

通過圖1可以看出搖臂鉆床主要由底座、內立柱、外立柱、搖臂、主軸箱等部件組成，在搖臂鉆床的機構中，外立柱是可以實現360°旋轉的。

搖臂鉆床的主要運動情況為：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，搖臂鉆床的回轉系統使外立柱旋轉，將主軸旋轉到工件上方，在這之前，要先將主軸上的刀具上升到安全位置，以免刀具與工件產生碰撞，搖臂垂直系統將外立柱上下移動到適當的位置，這時候主軸縱向進給可以實現工作，最后實現鉆削加工。

2 電氣控制系統

搖臂鉆床的電氣控制系統的主要分兩種，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。在搖臂鉆床的運動部件上，采用的為電機控制，而在搖臂鉆床的移動上，嚴格按照搖臂松開、移動、夾緊這樣的方式來進行的，從而使搖臂鉆床的夾緊和升降按自動控制進行。

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，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算才能選用的，它的計算公式如下：

式中：K經驗常數，一般1～1.4；

Pd電動機功率（Kw）；

Ud電動機額定線電壓（V）

Ic接觸器主觸點電流（A）

在主電路圖中，KM1是控制一個單向旋轉的主電動機M1，搖臂鉆床的主軸電動機M2是由KM2和KM3控制的，一個控制正轉，另一個控制反轉，在電機的正反轉上，一定要記住一點，就是先按下停止按鈕或者正轉通過其他控制元件停止后，才能啟動反轉，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，而圖中的M4是冷卻泵電動機，它的控制元件為轉換開關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雜部分，同時也是控制搖臂鉆床的主要電路圖，通過根據控制電路圖分析幾處搖臂鉆床的主要運動。

搖臂鉆床的夾緊、松開過程，液壓泵M3的正轉是通過按下SB3實現的，SB3按下，線圈KT通電，電磁閥YA帶點，從而使M3正轉，使壓力油進入油缸，搖臂夾緊，反過來，按下SQ2，M3停止轉動，液壓油進入油缸的另一個油缸，搖臂鉆床實現松開。

搖臂鉆床的上升運動是M2電機正轉，升至需要的高度時，通過限位開關工作，KT線圈斷電、KM2線圈斷電，停止上升，反之M2電機反轉，搖臂鉆床做下降運動。

3 可編程控制器（PLC）

通過電路圖確定I/O的點數，如圖3，I/O點數是可編程控制（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（I），分別為按鈕8個、行程開關5個、轉換開關1個；而輸出點是10個，接觸器5個、電磁鐵2個、指示燈3個，通過以上點數，可以進行PLC編程。

圖3 I/O接線圖

通過PLC的應用，可以使搖臂鉆床的控制線路得到簡化，同時還可以降低設備的故障率，提高設備的穩定性。在搖臂鉆床的PLC設計中，對液壓泵電機控制實現了互鎖，這樣就可以對電機雙重保護。

4 結語

通過搖臂鉆床的電氣控制系統的分析，可以了解電路圖中每個元件在電氣控制系統中的作用，分析它的作用從而得出它的結構特點，在搖臂鉆床的電路設計上，選擇每個元件，安裝調試，同時還要試車調試。并且制定了搖臂鉆床的可編程控制器的設計，完成電氣控制系統的軟件設計，對于PLC的設計上，I/O端的設計，梯形圖的繪制，都是搖臂鉆床應用領域的突破，在整個設計過程中，是通過以下步驟進行的，整體分析、初步設計、系統的實施、最后是運行和調試。

[1]王兆義.可編程控制器.[M].北京：機械工業出版社，2001.

TG659 【文獻標識碼】A 【文章編號】1009-5624（2018）02-0043-02