摇臂钻床电气控制的总体设计与可编程控制

田 苗，阎 诚

（沈阳机床股份有限公司战略采购部 辽宁 沈阳 110142）

摇臂钻床电气控制的总体设计与可编程控制

田 苗，阎 诚

（沈阳机床股份有限公司战略采购部 辽宁 沈阳 110142）

在机械加工领域，所有的机床都离不开电，没有电，再好的设备也不能实现运作。在摇臂钻床的设计上，设计者通过利用可编程控制器与电气控制系统来控制机床，实现摇臂钻床的连续控制，可以提高摇臂钻床的工作性能，实现摇臂钻床的优化。

摇臂钻床；电气控制系统；可编程控制器

1 引言

1.1 摇臂钻床

摇臂钻床的结构示意图如图1。

图1 摇臂钻床结构示意图

通过图1可以看出摇臂钻床主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱等部件组成，在摇臂钻床的机构中，外立柱是可以实现360°旋转的。

摇臂钻床的主要运动情况为：将零件放置在底座上，底座上有夹具（夹具的种类不同，有电气控制的自动化夹具，有手动的普通夹具），夹具将工件夹紧，摇臂钻床的回转系统使外立柱旋转，将主轴旋转到工件上方，在这之前，要先将主轴上的刀具上升到安全位置，以免刀具与工件产生碰撞，摇臂垂直系统将外立柱上下移动到适当的位置，这时候主轴纵向进给可以实现工作，最后实现钻削加工。

2 电气控制系统

摇臂钻床的电气控制系统的主要分两种，一种为主电路，另一种为控制电路。而钻床的整体电路图如图2。在摇臂钻床的运动部件上，采用的为电机控制，而在摇臂钻床的移动上，严格按照摇臂松开、移动、夹紧这样的方式来进行的，从而使摇臂钻床的夹紧和升降按自动控制进行。

图2 摇臂钻床的电路图

2.1 主电路

主电路上一共是有4台电动机，分别是M1，M2，M3，M4，而它的控制都是由接触器来控制，接触器也是需要通过计算才能选用的，它的计算公式如下：

式中：K经验常数，一般1～1.4；

Pd电动机功率（Kw）；

Ud电动机额定线电压（V）

Ic接触器主触点电流（A）

在主电路图中，KM1是控制一个单向旋转的主电动机M1，摇臂钻床的主轴电动机M2是由KM2和KM3控制的，一个控制正转，另一个控制反转，在电机的正反转上，一定要记住一点，就是先按下停止按钮或者正转通过其他控制元件停止后，才能启动反转，原因是在电路图中有接触器连锁装置。KM4和KM5控制的为液压泵电动机，而图中的M4是冷却泵电动机，它的控制元件为转换开关SA1。

2.2 控制电路

图2电路图的后一半部分为控制电路部分，这个部分是摇臂钻床电路图中最复杂部分，同时也是控制摇臂钻床的主要电路图，通过根据控制电路图分析几处摇臂钻床的主要运动。

摇臂钻床的夹紧、松开过程，液压泵M3的正转是通过按下SB3实现的，SB3按下，线圈KT通电，电磁阀YA带点，从而使M3正转，使压力油进入油缸，摇臂夹紧，反过来，按下SQ2，M3停止转动，液压油进入油缸的另一个油缸，摇臂钻床实现松开。

摇臂钻床的上升运动是M2电机正转，升至需要的高度时，通过限位开关工作，KT线圈断电、KM2线圈断电，停止上升，反之M2电机反转，摇臂钻床做下降运动。

3 可编程控制器（PLC）

通过电路图确定I/O的点数，如图3，I/O点数是可编程控制（PLC）的一个重要分析元素，在电路图中，使用的元件一共有16个输入点（I），分别为按钮8个、行程开关5个、转换开关1个；而输出点是10个，接触器5个、电磁铁2个、指示灯3个，通过以上点数，可以进行PLC编程。

图3 I/O接线图

通过PLC的应用，可以使摇臂钻床的控制线路得到简化，同时还可以降低设备的故障率，提高设备的稳定性。在摇臂钻床的PLC设计中，对液压泵电机控制实现了互锁，这样就可以对电机双重保护。

4 结语

通过摇臂钻床的电气控制系统的分析，可以了解电路图中每个元件在电气控制系统中的作用，分析它的作用从而得出它的结构特点，在摇臂钻床的电路设计上，选择每个元件，安装调试，同时还要试车调试。并且制定了摇臂钻床的可编程控制器的设计，完成电气控制系统的软件设计，对于PLC的设计上，I/O端的设计，梯形图的绘制，都是摇臂钻床应用领域的突破，在整个设计过程中，是通过以下步骤进行的，整体分析、初步设计、系统的实施、最后是运行和调试。

[1]王兆义.可编程控制器.[M].北京：机械工业出版社，2001.

TG659 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5624（2018）02-0043-02