摇臂钻床控制系统的设计毕业设计论文
Z3050×16Ⅰ摇臂钻床毕业设计
毕业设计（论文）中英文摘要本设计以介绍钻床的钻削原理、钻床的种类。
并突出介绍Z3050×16/Ⅰ摇臂钻床主要用途及适用范围、使用环境要求、技术特性、主要参数、液压系统、Z3050×16/Ⅰ摇臂钻床的安装、Z3050×16/Ⅰ摇臂钻床的精度检验、Z3050×16/Ⅰ摇臂钻床的保养及调整、Z3050×16/Ⅰ摇臂钻床的操作规程。
并且做了相关零件的测绘（包括1张外形图、1张润滑图等）关键词：钻床摇臂钻床使用与维护 AutoCAD Z3050×16/Ⅰ摇臂钻床The design of the drilling to introduce the principles of drill, drill types.And highlighted Z3050 × 16 / Ⅰ radial drilling machine main purpose and scope of application, the use of environmental requirements, technical characteristics, the main paramet ers, hydraulic systems, Z3050 × 16 / Ⅰ radial drill installation, Z3050 × 16 / Ⅰ radial drilling machine of theaccuracy test, Z3050 × 16 / Ⅰ radial drilling machine maintenance and adjustment, Z3050 × 16 / Ⅰ radia l drilling machine guidance.And made the relevant parts of the mapping (including an outline map, a lubrication diagram, etc.)Key words: drilling radial drilling machine use and maintenance of machine AutoCAD Z3050 × 16 / Ⅰ Radial Drilling Machine1引言本设计以介绍钻床的钻削原理、钻床的种类。
Z3050型摇臂钻床电气控制控制系统设计
Z3050型摇臂钻床电气控制控制系统设计首先，Z3050型摇臂钻床的电气控制控制系统包括电气控制柜、开关按钮、电机和传感器等组成。
其主要功能是实现钻头的升降、前后移动以及输送工件的控制。
在电气控制柜中，会安装各种控制元件，如接触器、继电器、开关、按钮等。
这些元件通过电线和电缆连接起来，构成一个完整的电气控制系统。
在设计中，需要合理布置和编排电气元件，使其易于操作和维护。
针对Z3050型摇臂钻床的控制需求，可以采用PLC控制系统。
PLC （Programmable Logic Controller）是一种用于自动化控制的可编程逻辑控制器，具有编程灵活、可靠性高、实时性好等优点。
通过PLC控制系统，可以实现对钻床的各种功能的精确控制。
在设计中，首先需要对钻床的工作流程进行分析和梳理。
根据工作流程，确定需要控制的功能和动作，例如：钻头升降、前后移动、开启/关闭钻头、设置加工工件参数等。
然后，根据这些需求，编写PLC程序，在PLC中设置相应的输入和输出端口，实现对这些功能的控制。
针对钻头升降功能的控制，可以采用电机驱动。
将电机与PLC相连，通过控制电机的正转和反转来实现钻头的升降。
在PLC程序中，设置相应的指令和逻辑，根据输入信号控制电机的工作状态。
针对钻头前后移动功能的控制，可以采用电机驱动或者气动驱动。
通过控制电机或气缸的动作来实现钻头的前后移动。
在PLC程序中，设置相应的指令和逻辑，根据输入信号控制电机或气缸的工作状态。
针对钻头的开启和关闭功能的控制，可以通过电磁阀来实现。
通过控制电磁阀的通断来控制钻头的开合。
在PLC程序中，设置相应的指令和逻辑，根据输入信号控制电磁阀的工作状态。
对于设置加工工件参数的功能，可以在PLC程序中设置相关的输入模块，通过按钮和传感器等设备来输入相应的参数。
根据输入的参数，PLC可以实时对钻床的工作进行调整和控制。
在设计时，还需要考虑到安全性和可靠性。
例如，可以设置急停按钮、过载保护装置等安全措施，以保证设备的安全运行。
基于plc的摇臂钻床控制系统改造毕业设计论文
基于plc的摇臂钻床控制系统改造毕业设计论文基于plc的摇臂钻床控制系统改造毕业设计论文基于PLC的摇臂钻床控制系统改造摘要本设计是研究机械加工中常用的Z3050摇臂钻床传统电气控制系统的改造问题,旨在解决传统继电器—接触器电气控制系统存在的线路复杂、可靠性稳定性差、故障诊断和排除费时费力等难题。
由于PLC电气控制系统与继电器—接触器电气控制系统相比，具有结构简单，编程方便，调试周期短，可靠性高，抗干扰能力强，故障率低，对工作环境要求低等一系列优点，因此，本设计对Z3050摇臂钻床电气控制系统的改造，将把PLC控制技术应用到改造方案中去，以提高摇臂钻床的工作性能。
设计中分析了摇臂钻床的控制原理，制定了可编程控制器改造Z3050摇臂钻床电气控制系统的控制方案，完成了电气控制系统硬件和软件的设计，其中包括PLC机型的选择、I/O 端口的分配、I/O硬件接线图的绘制、PLC梯形图程序的设计。
对PLC控制摇臂钻床的工作过程作了详细阐述，论述了采用PLC取代传统继电器—接触器电气控制系统从而提高机床工作性能的方法，给出了相应的控制原理及接线图。
关键词：可编程控制器，摇臂钻床，梯形图，电气控制系统唐山学院毕业设计一、Z3050摇臂钻床的控制原理图Z3050摇臂钻床的结构及运动形式Z3050摇臂钻床一般由底座、内外立柱、摇臂、主轴箱、和工作台等部件组成。
Z3050摇臂钻床的运动形式主运动摇臂钻床主主轴带着钻头（刀具）的旋转运动。
进给运动摇臂钻床主轴的垂直运动（手动或自动）。
辅助运动辅助运动用来调整主轴（刀具）与工件纵向，横向即水平面上的相对位置以及相对高度。
1.3 Z3050摇臂钻床的电气控制系统分析(1)主电路分析三相电源由低压断路器QS控制。
M1为单向旋转，由接触器KM1控制，主轴的正反转时另一套由主轴电动机拖动齿轮泵送出的压力油的液压系统，经“主轴变速，正反转及空挡”操作手柄来获得的。
M1由热继电器FR1作过载保护。
摇臂钻床的研究与设计--毕业设计
摇臂钻床的研究与设计--毕业设计目录摘要 (I)Abstract......................................................................... I II 1绪论 01.1 研究目的和意义 01.2研究的主要内容 (1)2 基本内容和技术方案 (1)3 摇臂的回转设计 (2)3.1 导套的设计 (2)3.2导套加紧块的设计 (3)3.3摆动块的设计 (4)3.4 推力轴承的选择 (5)3.5 旋转模型图 (6)4.左摇臂部件设计 (7)4.1左横臂设计 (7)4.2 导轨的设计 (8)4.3 丝杠螺母传动设计 (8)4.3.1丝杠的设计 (9)4.3.2螺母的设计 (10)4.4丝杠安装轴承的选用和校核 (11)4.5 蜗杆蜗轮传动设计 (12)4.6 蜗杆安装轴承的选用和校核 (13)4.7电机的选用 (14)5 右摇臂部件设计 (15)5.1 右横臂的结构设计 (15)5.2 传动轴的设计 (16)5.3 传动轴轴承的选用和校核 (16)6．总结 (17)参考文献 (18)致谢 (19)摘要普通钻床只能加工形体较小,结构简单的工件,而对于在特殊的加工条件下，如工件体积和重量都较大、固定不能移动等，普通钻床便很难加工,只能采用专用钻床。
专用钻床是在普通机床的基础上，根据待加工工件或加工所处的特殊条件而设计制造出来的，因而能够满足特定的加工要求。
水力发电机为了满足大发电量的要求一般都做的体积都比较大，重量可达几吨甚至几十吨。
其安装孔不便于在车间里进行，只能在工地现场加工，所于进口的专用摇臂钻床，价格昂贵，加工成本较高。
因此设计出我国的水电站发电机安装孔专用摇臂钻床具有重大意义。
我主要针对专用摇臂钻床的摇臂部件进行研究和设计。
根据此专用摇臂钻床的设计要求，摇臂要能够绕立柱摆动（360°）和直线移动（1000mm），直线移动能机动，到位后能夹紧。
z3040摇臂钻床电气控制系统设计
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Z3040型摇臂钻床电气控制系统设计Z3040型摇臂钻床电气控制系统设计摘要本课程设计是研究机械加工中常用的Z3040摇臂钻床传统电气控制系统的改造问题,旨在解决传统继电器—接触器电气控制系统存在的线路复杂、可靠性稳定性差、故障诊断和排除困难等难题。
由于pLc电气控制系统与继电器—接触器电气控制系统相比，具有结构简单，编程方便，调试周期短，可靠性高，抗干扰能力强，故障率低，对工作环境要求低等一系列优点。
因此，本论文对Z3040摇臂钻床电气控制系统的改造，将把pLc控制技术应用到改造方案中去，从而大大提高摇臂钻床的工作性能。
论文分析了摇臂钻床的控制原理，制定了可编程控制器改造Z3040摇臂钻床电气控制系统的设计方案，完成了电气控制系统硬件和软件的设计，其中包括pLc机型的选择、I/o 端口的分配、I/o硬件接线图的绘制、pLc梯形图程序的设计。
对pLc 控制摇臂钻床的工作过程作了详细阐述，论述了采用pLc取代传统继电器—接触器电气控制系统从而提高机床工作性能的方法，给出了相应的控制原理图。
关键词：可编程控制器;摇臂钻床;梯形图;电气控制系统?1Z3040型摇臂钻床电气控制系统设计目录摘要................................................................................................................. ..........11绪论................................................................................................................. .. (4)1.1Z3040摇臂钻床简介....................................................................................41.2pLc在电气控制系统中的应用......................................................................51.3本论文研究的对象及意义.............................................................................62Z3040摇臂钻床电气控制系统的原理 (8)2.1主电路 (8)2.2控制电路、信号及照明电路 (8)2.2.1主电动机的旋转控制...........................................................................82.2.2摇臂松开--升／降--摇臂夹紧控制......................................................82.2.3立柱和主轴箱的松开及夹紧控制及信号灯. (9)3基于pLc的Z3040摇臂钻床电气控制系统硬件部分的设计 (10)3．1电气元件的选择.........................................................................................103．2pLc型号的选择.. (11)3.2.1根据pLc的物理结构........................................................................123.2.2根据pLc的指令功能........................................................................123.2.3根据pLc的输入输出点数................................................................123.2.4根据pLc的存储容量........................................................................123.2.5根据输入模块的类型.........................................................................123.2.6根据输出模块的类型.........................................................................133.3pLc的I/o端口分配表................................................................................133.3pLc的I/o电气接线图的设计....................................................................154Z3040摇臂钻床电气控制系统软件部分的设计 (16)4.1pLc梯形图程序的优化设计及程序调试： (16)4.1.1主电动机的起动控制程序.................................................................164.1.2摇臂升降控制程序..............................................................................164.1.3主轴箱放松或夹紧控制程序.............................................................174.1.4摇臂回转控制梯形图程序.. (18)2Z3040型摇臂钻床电气控制系统设计4.1.5冷却泵开关控制梯形图程序..............................................................194.2指令表 (20)5结论................................................................................................................. .. (25)5.1研究成果.......................................................................................................255.2不足之处.......................................................................................................25参考文献................................................................................................................. ....26附录ⅠZ3040摇臂钻床电气控制原理图.................................................................27附录ⅠZ3040摇臂钻床的电器元件明细表.............................................................28附录ⅠI/o电气接线图..............................................................................................29附录Ⅰ程序梯形图 (30)3Z3040型摇臂钻床电气控制系统设计1绪论1.1Z3040摇臂钻床简介钻床是一种孔加工机床，可用来钻孔、扩孔、绞孔、攻螺纹及修刮端面等多种形式的加工。
z37摇臂钻床毕业设计
z37摇臂钻床毕业设计篇一：z37摇臂钻床检修方法Z37摇臂钻床检修电器原理图一、电路步骤分析1、M1——冷却泵手动SQ2，控制单向运转；2、M2——主轴电动机由KM1控制单向运转（SA2控制）；3、M3——摇臂升降电动机SA3—KM2—控制正转上升；SA4—KM3—控制反转下降。
4、M4——立柱松紧电动机SB1—KM4—控制正转夹紧；SB2—KM5—控制反转放松。
二、原理分析1、合上QS，指示灯EL亮；2、合上SQ2，冷却泵M1工作（三相灯亮）；3、扳动SA1，继电器FV吸合并自保；4、扳动SA2，KM1吸合,主轴电机M2工作；5、扳动SA3，KM2吸合,摇臂电机M3工作（正转上升）；6、扳动SA4，KM3吸合,摇臂电机M3工作（反转下降）；7、按下SB1，KM4吸合，立柱电机M4工作（正转夹紧）；8、按下SB2，KM5吸合，立柱电机M4工作（反转放松）；检修方法及原因小结1、照明回路（1）现象：灯泡不亮（2）方法：从变压器入手，测电压。
、有电：移动表笔排除FU3和灯泡；无电：向前查保险，交叉法。
（3）常见原因：灯泡、FU3、FU1（FU2）。
2、主回路（1）现象：KM吸合，但三相中有一个灯不亮。
（2）方法：从灯入手，依次向上查两相电。
（3）常见原因：KM吸合后，一对常开不闭合；保险FU1或FU2。
3、控制回路（1）现象：扳到SA1，FV不吸合。
FV吸合，不自保。
FV吸合，任一回路不正常。
（2）方法：扳到SA1，FV不吸合，测0-1（KM5），无电，依次向前查该两相电压，最大可能保险问题FU1或FU2问题；有电，测1-0、0排除0号线，0-1、2、3排除1、2、3问题。
FV吸合，不自保，注意3号线。
FV吸合，任一回路不正常，原因该回路KM线圈两端没电。
分两步走，排除0号线，和线圈另一端。
常见原因：0号，KM常闭。
注意事项：1、万用表打到交流电压500v档；2、行程开关应该在中间位置。
3、FV不吸合或任一回路有问题，十字开关SA应扳到相应位置。
Z30050摇臂钻床PLC改造设计与排故毕业设计
目录第一部分设计任务与调研 (2)第二部分设计说明 (3)第三部分设计成果 (9)第四部分结束语 (12)第五部分致谢 (13)第六部分参考文献 (14)第一部分设计任务与调研1、设计主要任务实现Z3050摇臂钻床PLC改造设计与故障排除，程序模拟调试、故障排除获得成功。
1．1 设计的思路依托电工实训中心和自动化设备维修实训中心的Z3050型摇臂钻床、PLC等实训设备，充分运用所学专业知识和实践技能，详细制定设计方案和阶段进度计划，通过程序设计、模拟调试、常见故障及检修与排除、修订完善，实现Z3050摇臂钻床PLC改造设计与故障排除，故障的分析及检修获取成功。
1．2 设计方法利用图书馆借阅、文献检索、手册查询、设备选型、PLC编程、PLC实训室程序调试、排故实训室常见故障及检修与排除。
2、调研的目的和总结本次设计的内容主要是利用PLC（Programmable Logic Controller）对z3050摇臂床的控制部分进行改造。
我先对本次的设计进行了总体的思考和分析，使自己对z3050摇臂钻床的基本结构、运动情况、加工工艺要求等有一定的了解。
Z305摇臂钻床主要有底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱、工作台等组成。
对z3050摇臂钻床电气控制部分进行分析得出它需要完成开门断电功能、主轴电动机的正反转控制功能、刀架的快速移动功能、冷却泵电动机的控制。
然后根据电气控制电路的线路图，编译PLC的梯形图，编译通过后，利实验台进行实验仿真。
由于PLC极高的可靠性，极丰富的指令集，易于掌握，便捷的操作，丰富的内置集成功能，实时特性。
因此使Z3050摇臂钻床在完成原有的功能特点外，还具有安装简便、稳定性好、易于维修、扩展能力强等特点。
第二部分设计说明1、Z3050摇臂钻床的概述1.1 Z3050摇臂钻床的主要结构和运动形式（1）Z3050摇臂钻床主要结构Z3050摇臂钻床主要由它由底座，外立柱，内立柱，摇臂，主轴箱，工作台等部分组成。
【精品】毕业论文-基于PLC-的摇臂钻床控制系统的设计
毕业论文（设计）题目:基于PLC 的摇臂钻床控制系统的设计院系：培黎工程技术学院机电工程系学生姓名：程引明指导教师：范新强起讫日期：2010．3．1至2010．5．10目录摘要......................................................................................................................................................... - 2 -一、PLC应用系统设计的内容和步骤................................................................................................ - 3 -二、PLC简介........................................................................................................................................ - 5 -三、PLC的选择.................................................................................................................................. - 7 -四、三菱PLC主要特点..................................................................................................................... - 13 -五、摇臂钻床简介............................................................................................................................... - 14 -六、Z3040型摇臂钻床结构与运动形式 ........................................................................................... - 15 -七、Z3040型摇臂钻床电力拖动特点与控制要求 ........................................................................... - 16 -八、电气控制电路分析....................................................................................................................... - 17 -九、Z3040型摇臂钻床电力控制电路图 ........................................................................................... - 20 -十、Z3040型摇臂钻床电力控制梯形图 ........................................................................................... - 21 -参考文献............................................................................................................................................... - 24 -致谢....................................................................................................................................................... - 25 -- 1 -摘要：PLC主要是指数字运算操作电子系统的可编程逻辑控制器,用于控制机械的生产过程。
毕业论文-摇臂钻床液压系统设计[管理资料]
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设计题目摇臂钻床液压系统设计学生姓名学号指导教师专业机电一体化年级摘要传统的摇臂钻床设计通常采用经验、类比的方法，但对其他结构并未进行分析和计算，随着经济的快速发展，对大型摇臂钻床的需要越来越多，对其支承件进行参数化建模与有限元件具有重要的意思。
因此，本文对摇臂钻床支承件进行系统的受力分析，对其结构进行简化，确定了参数化建模需要的几何参数，设计了各支承件的参数输入界面，并编译了相应的程序模块，实现了摇臂钻床各支承件的参数化建模。
基于Z3063X20/1型摇臂钻床支承件的模型，分别利用ZNSYS对各支承件进行有限元静力分析，得到各自的应力和变形分布图，对同一支承件的四种不同结构的应力和应变情况进行对比，通过对比分析选出较为合理的支承件。
并对较为合理的支承件进行模态分析，计算出各支承件的低阶固有频率和对应的振型，通过对计算结果的分析，给出各支承件动态性能的评价，并且找到零件的薄弱环节，为摇臂钻床支承件的结构设计提供理论依据，进而可以改善整机的动态性能。
关键词：摇臂钻床；分析；液压目录1绪论 (1)课题的选择 (1) (1)2 液压系统的初步设计 (3) (3)设计要求 (3)钻床对液压系统的要求 (3)3 液压系统方案设计 (5)制定调速方案 (5) (5) (6) (6) (6)4液压执行元件的设计计算与选用 (8) (8) (8) (8) (8) (8) (9) (9) (9) (9) (10) (10) (11) (12) (12) (12)5系统性能验算 (13) (14) (14)6系统发热量的计算 (16) (16) (16)7液压系统安装、调试、维护 (18) (18) (18) (18)、管接头压力等级应符合设计要求。
(19) (20) (21) (21) (21) (22)结论 (25)致谢 (24)参考文献 (25)1绪论1.1课题的选择液压传动控制是工业中经常用到的一种控制方式，它采用液压完成传递能量的过程。
摇臂钻床控制系统的毕业设计
摇臂钻床控制系统的毕业设计摇臂钻床控制系统的毕业设计一、引言摇臂钻床是一种常见的加工设备，用于钻孔和铰孔等操作。
为了提高生产效率和精度，需要对摇臂钻床进行自动化控制。
本文将介绍一个基于单片机控制的摇臂钻床控制系统的设计。
二、系统结构该控制系统由以下部分组成：1. 摇臂钻床机械结构：包括电机、减速器、传动轴、转盘等。
2. 传感器：用于检测转盘位置和工件位置。
3. 控制板：包括单片机、驱动器和其他电路元件。
4. 人机界面：包括显示屏和按键。
三、系统功能该控制系统具有以下功能：1. 自动定位：通过传感器检测转盘位置和工件位置，自动调整摇臂位置，实现自动定位。
2. 自动进给：根据设定参数，自动调整进给速度和深度，实现自动进给。
3. 自动停止：当加工完成或出现故障时，自动停止运行。
4. 报警提示：当出现故障时，通过人机界面提示操作人员。
四、硬件设计1. 传感器：使用光电传感器检测转盘位置和工件位置。
2. 控制板：使用STM32F103单片机作为控制核心，配合L298N驱动器控制电机运行。
3. 人机界面：使用LCD显示屏和按键实现人机交互。
五、软件设计1. 系统初始化：包括初始化各个模块、配置参数等。
2. 自动定位：通过光电传感器检测转盘位置和工件位置，计算出摇臂需要调整的角度，并控制电机转动到指定位置。
3. 自动进给：根据设定参数，控制电机以设定速度和深度进行进给操作。
4. 自动停止：当加工完成或出现故障时，停止电机运行。
5. 报警提示：当出现故障时，通过LCD显示屏提示操作人员。
六、测试结果经过测试，该摇臂钻床控制系统能够稳定运行，并且具有较高的精度和效率。
同时，该系统还具有自动化程度高、操作方便等优点。
七、总结与展望本文介绍了一个基于单片机控制的摇臂钻床控制系统的设计。
该系统具有自动化程度高、精度和效率较高等优点。
未来，可以进一步优化该系统的控制算法和人机界面，提高其性能和实用性。
摇臂钻床控制系统工程设计
摇臂钻床控制系统工程设计作者：东窗听雨 2006-12-05 16:10:12标签：摇臂钻床控制系统工程设计朱致君（江苏农林职业技术学院04自动化，江苏句容212400）摘要：钻床是一种孔加工机床。
可用来钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及修刮端面等多种形式加工。
在各种钻床中，摇臂钻操作床操作方便、灵活，适用范围广，具有典型性，特别适于单件或批量生产中加工多孔的大型零件。
本文主要是探讨如何对摇臂钻床控制系统进行工程设计。
关键词：钻床控制工程设计。
The engineering design of the control system on radial drilling machineAbstract: The drilling machine is a kind of hole to process the lathe. Can b e used for holing, reaming, reams, tapping and repairing and shaving various f orms such as the terminal surface,etc. to process. In various drilling machine s, it is easy to operate, flexible that the rocker arm bores and operates the bed, applicable and in extensive range, have model nature, process the porous large-scale part when especially suitable for single one or produce in batches. This text mainly discusses how to carry on engineering design to the control system of the radial drilling machine.Keywords: Drilling machine Control Engineering design.一设计要求我国的工业及生产逐步趋于标准化规范化。
Z3040型摇臂钻床PLC控制系统毕业论文
摘要随着PLC技术在我国的迅猛发展，我们和国外先进技术的差距会不断缩小。
因此，抓住这个有利时机进一步促进PLC技术的推广与应用，是提高我国工业自动化水平的迫切任务，此次对于Z3040摇臂钻床电气控制系统改造设计，就是希望借鉴国外先进的工业控制技术，应用到工业现场，以提高摇臂钻床的工作性能。
今后数控技术又将向着高精化，高速化，高效化，系统化，自动化，智能化，集体化方向发展，并注重工艺适用性和经济性。
关键词: PLC；摇臂钻床；继电器AbstractTherefore, seized the favorable opportunity to further facilitate the promotion and application of the PLC technology is to enhance our industrial automation the urgent task, and the pitman arm under the bed for z3040 electrical control system design, it is hoped that this industrial control technology and advanced applied to industrial site to enhance the pitman arm under the bed's work performance. digit control technology in the future will have a high speed of systemic,efficiency,automation and intelligent, collectivization, and importance of good workmanship and economical.Key word：PLC； Pitman arm under the bed ； Relays目录1 绪论 ·····································································错误！未定义书签。
摇臂钻床控制系统的毕业设计
摇臂钻床控制系统的毕业设计1. 摇臂钻床控制系统简介摇臂钻床控制系统是在摇臂钻床上进行的一项自动化控制系统设计。
通过对摇臂钻床的控制，可以实现钻孔、攻丝、铣削等加工过程的自动化，提高加工效率和质量。
2. 系统设计目标摇臂钻床控制系统的设计目标是实现以下功能：1.自动控制摇臂钻床的运动和操作；2.实现钻孔、攻丝、铣削等加工过程的自动化；3.提高加工效率和质量；4.保证操作的安全性和可靠性。
3. 系统设计思路摇臂钻床控制系统的设计思路可以分为以下几个步骤：3.1 系统需求分析通过对摇臂钻床的加工流程、操作方式和要求进行分析，确定系统的功能需求和性能指标。
3.2 系统硬件设计根据系统需求，选择合适的硬件设备，包括控制器、传感器、执行器等，并进行硬件电路设计和布置。
3.3 系统软件设计根据系统的功能需求，编写相应的软件程序，实现对摇臂钻床的控制和操作。
3.4 系统调试和优化对设计的硬件和软件进行调试和优化，确保系统的稳定性和可靠性。
4. 系统设计方案根据上述设计思路，我们可以提出以下摇臂钻床控制系统的设计方案：4.1 系统需求分析系统需求分析包括对摇臂钻床的加工流程、操作方式和要求进行详细的分析和调研。
1.分析摇臂钻床的结构和工作原理；2.确定摇臂钻床的加工流程，包括钻孔、攻丝、铣削等；3.分析操作人员的需求和操作方式；4.确定系统的功能需求和性能指标。
4.2 系统硬件设计根据系统需求，选择合适的硬件设备，并进行电路设计和布置。
1.选择合适的控制器，例如PLC（可编程逻辑控制器）；2.选择合适的传感器，用于检测摇臂钻床的位置、速度、压力等参数；3.选择合适的执行器，用于控制摇臂钻床的运动。
4.3 系统软件设计根据系统的功能需求，编写相应的软件程序，实现对摇臂钻床的控制和操作。
1.编写控制程序，实现摇臂钻床的自动化运动和操作；2.设计人机界面，方便操作人员进行控制和监控；3.编写安全控制程序，保证操作的安全性。
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新乡职业技术学院毕业设计（论文）题目摇臂钻床控制系统的设计系别机电工程系学生姓名张庆伟学号1010103115专业名称机电一体化指导教师李静2013年4月23日摇臂钻床控制系统的设计摘要本论文是研究机械加工中常用的Z3040摇臂钻床传统电气控制系统的改造问题,旨在解决传统继电器—接触器电气控制系统存在的线路复杂、可靠性稳定性差、故障诊断和排除困难等难题。
由于PLC电气控制系统与继电器—接触器电气控制系统相比，具有结构简单，编程方便，调试周期短，可靠性高，抗干扰能力强，故障率低，对工作环境要求低等一系列优点。
因此，本论文对Z3040摇臂钻床电气控制系统的改造，将把PLC控制技术应用到改造方案中去，从而大大提高摇臂钻床的工作性能。
论文分析了摇臂钻床的控制原理，制定了可编程控制器改造Z3040摇臂钻床电气控制系统的设计方案，完成了电气控制系统硬件和软件的设计，其中包括PLC机型的选择、I/O端口的分配、I/O硬件接线图的绘制、PLC梯形图程序的设计。
对PLC控制摇臂钻床的工作过程作了详细阐述，论述了采用PLC取代传统继电器—接触器电气控制系统从而提高机床工作性能的方法，给出了相应的控制原理图。
关键词：可编程控制器，摇臂钻床，梯形图，电气控制系统前言 (1)第一章. Z3040摇臂钻床的简介 (5)§1.1 Z3040摇臂钻床的简介 (5)第二章．摇臂钻床电气控制................. 6彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。
§2.1、电气控制线路图的设计 (6)§2.2主要线路的工作情况 (10)第三章电气控制系统硬件部分的设计....... 13茕桢广鳓鯡选块网羈泪。
§3.1基于PLC的Z3040摇臂钻床控制部分的设计13§3.2 Z3040摇臂钻床电气控制系统软件部分的设计17第四章 Z3040摇臂钻床液压系统的设计...... 21預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。
§4.1液压系统的初步设计 (21)结论................................ 24铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。
参考文献................................ 25擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。
致谢 (26)一、本课题的选题背景和意义Z3040摇臂钻床是工厂中常用的金属切削机床，它可以进行多种形式的加工，如：钻孔、镗孔、铰孔及螺纹等。
从控制上讲，它需要机、电、液压等系统相互配合使用，而且，要进行时间控制。
它的调速是通过三相交流异步电动机和变速箱来实现的。
也有的是采用多速异步电动机拖动，这样可以简化变速机构。
摇臂钻床的主轴旋转运动和进给运动由一台交流异步电动机拖动，主轴的正反向旋转运动是通过机械转换实现的。
故主电动机只有一个旋转方向。
此外，摇臂的上升、下降和立柱的夹紧、放松各由一台交流异步电动机拖动[1]。
目前，我国的Z3040摇臂钻床的电气控制系统普遍采用的是传统的继电器—接触器控制方式。
因其所要控制的电机较多所以电路较复杂，在日常的生产作业当中，经常发生电气故障，从而影响生产。
另外，一些复杂的控制如：时间、计数控制用继电器—接触器控制方式较难实现，所以，有必要对传统电气控制系统进行改进设计。
PLC电气控制系统可以有效的弥补上述系统的这一缺陷。
可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，是从早期的继电器逻辑电气控制系统发展而来，它不断吸收微型计算机控制技术，使之功能不断增强，逐渐适合复杂的电气控制系统。
PLC之所以有较强的生命力，在于它更加适应工业现场和市场要求。
可靠性高，抗干扰能力强、编程方便、价格低、寿命长。
与单片机相比，它的输入/输出端更接近现场设备，不需添加太多的中间部件，这样可以大大节省用户的开发时间与生产成本。
现在应用于各种工业控制领域的PLC种类繁多，规模大小和功能强弱千差万别，但他们具有以下一些共同的特点。
可靠性高。
可靠性是用户的首选要求，目前各厂家生产的PLC，平均无故障时间都大大超过IEC规定的10万小时，例如：西门子、ABB、松下、三菱等微小型PLC，而且都有完善的自诊断功能，判断故障迅速。
灵活组态。
可编程控制器是系列化产品，通常采用模块化结构来完成不同的任务组合。
输入输出端口选择灵活，有多种机型，组合方便。
功能强大，除基本的逻辑控制、定时、计数、算术运算功能外，配合特殊功能模块还可实现点位控制、PTO运算、过程运算、数字控制等功能，为方便工厂管理又可以与上位机通信，通过远程模块可以控制远程设备。
因此，PLC几乎是全能的工业控制计算机。
编程方便，易于使用。
PLC的编程可采用与继电器极为相似的梯形图语言，直观易懂，深受现场电气人员的欢迎。
近年来又发展了面向对象的顺控流程图语言（Sequential Function Chart），使编程更加简单方便。
运行速度快。
传统的机电接触电气控制系统通过大量触点的机械动作进行控制，速度很慢，而且系统愈大速度愈慢。
PLC的控制速度则由CPU工作速度和扫描速度决定。
因此更适合处理高速复杂的控制任务，它与微型计算机之间的差别越来越小[2]。
同时，PLC还具备了网络功能，能进行多台PLC或PLC与PC机之间的联网通讯，使用PLC可以很方便的构成“集中管理、分散控制”的分布式电气控制系统，通过现场总线的PLC通讯网络，可使工厂的各种资源共享，就更适合于工厂自动化的需要，为工厂自动化提供了技术保证[3]。
正是由于PLC电气控制系统的种种优点,因此本次对Z3040摇臂钻床的电气控制系统的改造,可以大大提高Z3040摇臂钻床工作性能和系统的工作稳定性,为工业生产的现代化带来生机．同时，提高了PLC编程水平和实践能力,为今后在实际工作中熟练使用PLC进行工业系统的设计打好基础。
二、国内外关于本课题的技术研究现状和发展动态早在上世纪六十年代国外就已经出现了可编程序控制器（PLC）的应用，之后世界各国争相在该领域投入大量资金进行新产品的开发，在1995年西门子又成功地开发出了S7200、S7300系列，它具有TD 200和COROS OPS 操作模板为用户提供了方便人机界面，用户程序三级口令保护，极强的计算性能，完善的指令集，MPI接口和通过工业现场总线PROFD3US以及以太网联网的网络能力，强劲的内部集成功能，全面的故障诊断功能；模块式结构可用于各处性能的扩展，脉冲输出晶闸管步进电机和直流电机；快速的指令处理大大缩短了循环周期，并采用了高速计数器，高速中断处理可以分别响应过程事件，大幅度降低了成本。
随着PLC技术在我国的迅猛发展，我们和国外先进技术的差距会不断缩小。
因此，抓住这个有利时机进一步促进PLC技术的推广与应用，是提高我国工业自动化水平的迫切任务，此次对于Z3040摇臂钻床电气控制系统改造设计，就是希望借鉴国外先进的工业控制技术，应用到工业现场，以提高摇臂钻床的工作性能。
液压传动控制是工业中经常用到的一种控制方式，它采用液压完成传递能量的过程。
因为液压传动控制方式的灵活性和便捷性，液压控制在工业上受到广泛的重视。
液压传动是研究以有压流体为能源介质，来实现各种机械和自动控制的学科。
液压传动利用这种元件来组成所需要的各种控制回路，再由若干回路有机组合成为完成一定控制功能的传动系统来完成能量的传递、转换和控制。
图1 液压传动能量传递过程从原理上来说，液压传动所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是说，液体各处的压强是一致的，这样，在平衡的系统中，比较小的活塞上面施加的压力比较小，而大的活塞上施加的压力也比较大，这样能够保持液体的静止。
所以通过液体的传递，可以得到不同端上的不同的压力，这样就可以达到一个变换的目的。
我们所常见到的液压千斤顶就是利用了这个原理来达到力的传递[2]。
图2 液压传动基本原理液压作为一个广泛应用的技术，在未来更是有广阔的前景。
随着计算机的深入发展，液压控制系统可以和智能控制的技术、计算机控制的技术等技术结合起来，这样就能够更多的场合中发挥作用，也可以更加精巧的、更加灵活地完成预期的控制任务。
第一章.Z3040摇臂钻床的简介§1.1 Z3040摇臂钻床的简介摇臂钻床的主要结构摇臂钻床主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱及工作台等部分组成。
内立柱固定在底座的一端，在他的外面套有外立柱，外立柱可绕内立柱回转360度。
摇臂的一端为套筒，它套装在外立柱做上下移动。
由于丝杆与外立柱练成一体，而升降螺母固定在摇臂上，因此摇臂不能绕外立柱转动，只能与外立柱一起绕内立柱回转。
主轴箱是一个复合部件，由主传动电动机、主轴和主轴传动机构、进给和变速机构、机床的操作机构等部分组成。
主轴箱安装在摇臂的水平导轨上，可以通过手轮操作，使其在水平导轨上沿摇臂移动。
图1-1 Z3040摇臂钻床实物图第二章．摇臂钻床电气控制§2.1、电气控制线路图的设计一、主电路设计电源由空气隔离开关QS引入，FU1用作系统的短路保护，主轴电动机M1由接触器KM2、KM3控制正反转，FR1作过载保护；接触器KM4、KM5的主触点控制液压泵电动机M3正反转，FR2作过载保护；冷却泵电动机M4的工作由组合开关SA1控制，熔断器FU2用作电动机M2、M3主电路的过流和短路保护。
二、控制电路的设计（1）主轴电动机M1的控制设计根据设计要求，主轴电动机M1的起-停由按钮SB1、SB2和接触器KM1线圈及自锁触点来控制，当主轴电动机M1过载时，热继电器FR1起过载保护。
（2）摇臂升降电动机M2和液压泵电动机M3的控制设计根据设计要求，这两个电机需完成升降和夹紧的工作任务，所以，要用行程开关SQ（1-4）和按钮SB（3-6）来控制两个电动机的起-停和正反转，SQ3、SQ4分别为松开与夹紧限位开关，SQ1、SQ2分别为摇臂升降极限开关，SB3、SB4分别为上升与下降按钮，SB5、SB6分别为立柱、主轴箱夹紧装置的松开与夹紧按钮。
综合以上考虑，绘出Z3040摇臂钻床的控制电路如附图2-1所示。
三、局部照明及信号指示电路的设计局部照明设备用照明灯HL、灯开关SA2和照明回路熔断器FU3来组合。
信号指示电路由三路构成：一路为“主电动机工作”指示灯HL3（绿）在电源接通后，KM1线圈得电，其辅助常开触点闭合后绿灯立即亮，表示主电动机处于供电状态；一路为（松开）指示灯HL1（红），若行程开关SQ4动断触点合上，红灯亮，表示摇臂放松；另一路为（夹紧）指示灯HL2（黄），若行程开关SQ4动合触点闭合，黄灯亮，表示摇臂夹紧。
由此，绘出Z3040摇臂钻床的照明及信号指示电路图如下图2-1所示。
图2-1 Z3040摇臂钻床电气控制原理图电气元件的选择绘出Z3040摇臂钻床的电器元件明细表如表2-1所示。