Z3040摇臂钻床电气控制线路
电力拖动项目八--Z3040型摇臂钻床电气控制电路故障维修
检查接触器KM5、电磁铁YV电路 是否正常及电动机M3是否完好， 并予以修复 检查按钮SB5、SB6和接触器KM4、 KM5是否良好，并予以修复或更 换 检查油路堵塞情况，并予以修 复
四、检查评议
归纳总结
1. Z3040型摇臂钻床是电气、机械与液压控制，在故障检修 前，必须熟悉电路的工作原理，清楚元器件位置及电路走向， 熟悉工作特点。 2. 在检测故障时注意观察机床的动作状况，注意辨别继电器 动作吸合声音以及电动机的工作声音，根据声音进行判断检 测可得到事半功倍的效果。
Z3040摇臂转床控制电路分析
按钮、接触 器双重连锁 正反转控制
Z3040型摇臂钻床电路
Z3040摇臂转床控制摇电臂路分上析升控制
Z3040型摇臂钻床电路
Z3040摇臂转床控制电路分析
Z3040型摇臂钻床电路
Z3040摇臂转床控制电路分析
YV、KM4得电， 液压泵电动机M3 旋转，送出压力 油，推动活塞和 菱形块，将摇臂
松开
Z3040型摇臂钻床电路
Z30当40摇摇臂臂完转全床松控开后制，电活路塞分杆析通
过弹簧片压到行程开关SQ2，发 出摇臂松开信号
Z3040型摇臂钻床电路
Z3040摇臂ห้องสมุดไป่ตู้床控制电路分析
Z3040型摇臂钻床电路
Z3040摇臂转床控制电路分析
KM4失电，液 压泵电动机M3停 转，摇臂维持松 开状态；KM2得 电，电动机M2起 动，摇臂上升。
泵电动机启动，送出液压油，使摇臂放松， 直到SQ2得到信号，说明摇臂已经完全放
松。
Z3040型摇臂钻床电路
Z304K0摇M摇2臂接臂放触松转器后得床，电控摇，臂制摇开臂电始升路上降升分电，动析试机分上析升摇，
Z3040型摇臂钻床电气原理分析报告
的 路,推动活塞,带动菱形
上 块松开摇臂
升
摇臂的升降移动将严格按照 摇臂松开→摇臂移动→摇臂到 位自动夹紧的程序自动进行.
控
制 电
松开到位时,活塞杆通过 弹簧片压动行程开关
路 ST1,ST1触点状态改变.
部
分
---
摇
臂 的 上
同时,KM2线圈通电吸合, 摇臂升降电动机M2启动, 拖动摇臂上升.
升
摇臂的升降移动将严格按照 摇臂松开→摇臂移动→摇臂到 位自动夹紧的程序自动进行.
时间继电器KT 线圈断电释放
控 制 电
KT断电延时后,延时闭合 触点KT<17-18>闭合, 延时断开触点KT<117>断开.KM5和YV得
路 电,
部
分
KM5和电磁阀YV动作,将 使液压泵送出的压力油
---
摇 通过摇臂夹紧松开油路,
臂 的
推动活塞,带动菱形块夹 紧摇臂
上
升
时间继电器KT线圈断电 释放
---
控 制 按住SB4后摇臂下降.和上 电 升控制过程相同 路 部 分
摇 臂 的 下 降
摇臂的升降移动将严格按照 摇臂松开→摇臂移动→摇臂到 位自动夹紧的程序自动进行.
控
制
电
主轴箱在摇臂上的放松夹紧与内外
路
立柱间的放松夹紧,是由液压泵电
部 分
动机M3拖动液压泵送出压力油,经 2位六通电磁阀断电而形成的油路, 推动活塞,带动菱形块同时实现的
摇臂的升降移动将严格按照 摇臂松开→摇臂移动→摇臂到 位自动夹紧的程序自动进行.
控
制 夹紧摇臂后,活塞杆通过 电 弹簧片压动行程开关ST2
路
部 ST2触点〔1-17断 分 开,KM5、YV断电释
Z3040型摇臂钻床的电气控制
Ｚ３０４０型摇臂钻床的电气控制参考资料：/s/blog_71facf000100wd8z.html钻床是一种加工孔的机床。
它可用于钻孔、扩孔、铰孔、锪孔、攻丝及修刮端面等多种形式的加工。
钻床的种类很多，按其用途和结构可分为台式钻床、立式钻床、卧式钻床、摇臂钻床、多轴钻床及其他专用钻床等。
Ｚ３０４０型摇臂钻床具有操作方便、灵活、适用范围广等特点，特别适用于生产中带有多孔的大型零件的孔加工，是钻床中应用最广泛的一种机床。
下面以Ｚ３０４０型摇臂钻床为例进行分析。
一、Ｚ３０４０型摇臂钻床的主要结构及运动形式１．Ｚ３０４０型摇臂钻床的主要结构Ｚ３０４０型摇臂钻床的外形结构如图５－８所示。
它主要由内立柱、外立柱、主轴箱、摇臂、工作台和底座等部分组成。
主轴箱由主传动电动机、主轴和主轴传动机构、进给和变速机构以及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，内立柱固定在底座的一端，外立柱套在它的外面，并可绕内立柱回转３６０°，摇臂的一端为套筒，套装在外立柱上，不能绕外立柱转动，而只能与外立柱一起绕内立柱回转，还可借助丝杠的正、反转沿外立柱作上下垂直移动。
２．摇臂钻床的运动形式钻削加工时，钻头一边进行旋转切削，一边进行纵向进给。
其运动形式如下：（１）主运动摇臂钻床的主运动是指主轴的旋转运动。
（２）进给运动摇臂钻床的进给运动是指主轴的纵向进给运动。
（３）辅助运动摇臂钻床的辅助运动是指：１）摇臂与外立柱一起绕内立柱的回转运动；２）摇臂沿外立柱上导轨的上下垂直移动；３）主轴箱沿摇臂长度方向的左右移动。
二、Ｚ３０４０型摇臂钻床的电力拖动特点及控制要求（１）为了简化机械传动装置，摇臂钻床采用直接起动的方式起动四台电动机进行拖动：主轴电动机，带动主轴旋转；摇臂升降电动机，带动摇臂进行升降；液压泵电动机，拖动液压泵供出压力油，使液压系统的夹紧机构实现夹紧与放松；冷却泵电动机，驱动冷却泵供给机床冷却液。
（２）摇臂钻床的主运动和进给运动均为主轴的运动，可由一台主轴电动机拖动，并通过传动机构分别实现主轴的旋转和进给。
Z3040型摇臂钻床的电气控制线路
Z3040型摇臂钻床的电气控制线路钻床可进行钻孔、扩孔、铰孔、镗孔及攻丝，因此要求钻床的主运动和进给运动有较宽的调速范围。
钻床的调速一般是通过三相异步电机和变速箱来实现的，也有的是用多速异步电动机拖动以简化变速机构。
Z3040型摇臂钻床适合于在大、中型零件上进行孔加工，其运动形式有：主轴的旋转运动、进给运动、摇臂的升降运动、立柱的夹紧和放松、摇臂的回转和主轴箱的左右移动。
主轴的旋转运动和进给运动由一台异步电动机拖动，摇臂的升降由一台异步电动机拖动，摇臂、立柱和主轴箱的松夹由一台液压泵电动机拖动，摇臂的回转和主轴箱的左右移动通常采纳手动。
此外还有一台冷却泵电动机对刀具和工件进行冷却。
加工螺纹时，主轴需要正反转，该机床采纳机械变换方法来实现，故主电动机只有一个旋转方向。
此外，为保证平安生产，其主轴旋转和摇臂升降不允许同时进行。
Z3040型摇臂钻床的电气掌握线路图如图所示。
一、主电路Z3040型摇臂钻床的主电路、掌握电路和信号电路的电源均采纳自动开关引入，自动开关中的电磁脱扣作为短路爱护取代了熔断器。
主电动机M1的接通和断开由接触器KM1掌握，升降电动机M2的正反转由接触器KM2、KM3掌握，液压泵电动机M3的正反转由接触器KM4、KM5掌握。
M1和M3分别用热继电器FR1和FR2作过载爱护，升降电动机M2和冷却泵电动机M4均为短时工作，未设过载爱护。
二、掌握电路掌握电路扼电源由掌握变压器TC二次侧输出110V供电，中间抽头603对地为信号灯电源6.3V，241号线对地为照明变压器TD二次侧输出36V。
1、主电动机的旋转掌握在主电动机启动前，首先将自动开关Q2、Q3、Q4扳到接通状态，同时将配电盘的门关好并锁上。
然后再将自动开关Q1扳到接通位置，电源指示灯亮。
这时按下总启动按钮SB1，中间继电器KA1通电并自锁，为主电动机与其他电动机的启动做好了预备。
当按下主电动机启动按钮SB2时，接触器KM1线圈通电并自锁，使主电动机M1旋转，同时主电动机旋转的指示灯HL4亮。
项目四Z3040型摇臂钻床电气控制线路
通电检查法是指机床和机械设备发生电气故 障后，根据故障的性质，在条件允许的情况下， 通电检查故障发生的部位和原因。
二、一般电气故障的检修方法
1.断路故障的检修
（1）验电器检修法 （2）万用表检修法
1）电压测量法
① 分阶测量法。
图5-1 用验电器检修断路故障
② 分段测量法。
图5-2 电压的分阶测量法
正反转控制，通过液压装置和 电气联合控制
Z37摇臂钻床电气控制线路分析
项目四 Z3040型摇臂钻床电气控制线路
机械加工过程中经常需要加工各种各样的孔，钻床就是 一种用途广泛的孔加工机床。
Z4125型台式钻床
滑座式万向摇臂钻床
Z3050摇臂钻床
任务一、认识Z3040型摇臂钻床
❖ 学习目标
1、了解Z3040型摇臂钻床的用途、主要结构和运动形式
各电动机功能及控制要求
电动机名称及代号 冷却泵电动机M1
主轴电动机M2 摇臂升降电动机M3
立柱松紧电动机M4
作用 供给冷却液
拖动钻削及进给运动
拖动摇臂升降 拖动内、外立柱及主 轴箱与摇臂夹紧与放 松
控制要求
正转控制，拖动冷却泵输送冷 却液
单向运转，主轴的正反转通过 摩擦离合器实现
正反转控制，通过机械和电气 联合控制
Z3040型摇臂钻床电气控制电路图
Z3040摇臂钻床控制电路
控制电路分析 电源接触器和冷却泵的控制 按下上班，电源接触器KM吸合并自锁， 把机床的三相电源接通。按SB4，KM断 电释放，机床电源即被断开。KM吸合后， 转动SA6，使其接通，KM6通电吸合，冷 却泵电机得电运行。
• (2)主轴电动机和摇臂升降电动机控制 • 采用十字开关操作控制，控制线路中SA1a SA1b和SA1c是十字开关的三个触头。
– 摇臂升降和夹紧工作的自动循环
•
摇臂钻床正常工作时，摇臂应夹紧在立柱 上。因此，在 上升或下降时，必须先松开 夹紧装置。当摇臂上升或下降到指定位置 时，夹紧装置又须将摇臂夹紧。
• 本机床摇臂的松开，升（降）、夹紧这个过程能够自动完 成。将十字开关扳到上升位置（即向上），触头SA1b闭 合，交流接触器KM4吸合，摇臂升降电动机正转。这时候， 摇臂还不会移动，电动机通过传动机构，先使一个辅助螺 母在丝杆上旋转上升，辅助螺母带动夹紧装置使之松开。 当夹紧装置松开的时候，带动行程开关SQ2，其触头SQ2 （6—14）闭合，为接通接触器KM5做好准备。摇臂松开 后，辅助螺母继续上升，带动一个主螺母沿着丝杆上升， 主螺母则推动摇臂上升。摇臂上升到预定高度，将十字开 关扳到中间位置，触头SA1b断开，交流接触器KM4断电 释放。电动机停转，摇臂停止上升。由于行程开关SQ2 （6—14）任然闭合，所以在KM4释放后，接触器KM5即 通电吸合，摇臂升降电动机即反转，这时电动机只是通过 辅助螺母使夹紧装置将摇臂夹紧。摇臂并不下降。当摇臂 完全夹紧时，行程开关SQ2（6—14）即断开，接触器 KM5断电释放，电动机M4停止运转。
– 立柱和主轴箱的夹紧控制环节
•
机床立柱分内外两层，外立柱可以围绕内 立柱作360的旋转。内外立柱之间有夹紧 装置。立柱的夹紧和放松由液压装置进行， 电动机拖动一台齿轮泵。当电动机正转时， 齿轮泵送出压力油使立柱夹紧，电动机反 转时，齿轮泵送出压力油使立柱放松。
Z3040型摇臂钻床电气控制线路的检修
1. 工具、 仪表 电工常用型摇臂钻床。
任务实施
一、认识Z3040型摇臂钻床 1. 现场参观Z3040型摇臂钻床, 认真观察钻床的外形和 结构, 识别钻床的主要部件和各操纵部件的名称、 作用。
Z3040型摇臂钻床电气控制线路的检修
Z3040型摇臂钻床电气控制线路的检修
3. 故障三 摇臂升降后不能夹紧。 当摇臂升降到需要位置后, 松开摇臂升降控制按钮, 夹紧 过程应自动完成。 检修摇臂升降后不能夹紧的故障时, 首先 注意观察松开升降控制按钮1~3s 后, 摇臂是否有夹紧动作,即 接触器KM5和液压泵电动机M3是否动作, 若KM5、 M3正常 动作, 但摇臂不能夹紧, 故障是SQ3动作距离不当或固定螺钉 松动, 其常闭触点(1—17) 动作过早, 尚未将摇臂完全夹紧就 切断了KM5线圈电路, 使M3停转。
Z3040型摇臂钻床电气控制线路的检修
Z3040型摇臂钻床电气控制线路的检修
若按下启动按钮SB3、 SB4, 接触器KM3、 KM4均不动作, 说明故障在控制回路的公共部分。
Z3040型摇臂钻床电气控制线路的检修
2. 故障二 摇臂能下降但不能上升。
Z3040型摇臂钻床电气控制线路的检修
摇臂能下降, 表明摇臂与立柱的 松开和夹紧及摇臂的下降控制正常, 故障发生在上升的主回路或KM2的 线圈回路。 按下摇臂上升启动按 钮SB3, 若接触器KM2动作正常, 说 明故障在主回路, 故障范围应为 KM2主触头接触不良或连接导线松 动或断线。
Z3040型摇臂钻床电气控制线路的检修
三、实训注意事项
1. 操作前, 一定要熟悉Z3040型钻床的结构及各操作部 件的位置和功能。
2. 操作过程中, 一定要正确使用合格的工具和仪表, 做 好安全保护措施, 如有异常情况必须立即切断电源。
Z3040型摇臂钻床的电气控制
Ｚ３０４０型摇臂钻床的电气控制参考资料：bbb://blog.sinaaaabbb/s/blog_71facf000100wd8z.html钻床是一种加工孔的机床。
它可用于钻孔、扩孔、铰孔、锪孔、攻丝及修刮端面等多种形式的加工。
钻床的种类很多，按其用途和结构可分为台式钻床、立式钻床、卧式钻床、摇臂钻床、多轴钻床及其他专用钻床等。
Ｚ３０４０型摇臂钻床具有操作方便、灵活、适用范围广等特点，特别适用于生产中带有多孔的大型零件的孔加工，是钻床中应用最广泛的一种机床。
下面以Ｚ３０４０型摇臂钻床为例进行分析。
一、Ｚ３０４０型摇臂钻床的主要结构及运动形式１．Ｚ３０４０型摇臂钻床的主要结构Ｚ３０４０型摇臂钻床的外形结构如图５－８所示。
它主要由内立柱、外立柱、主轴箱、摇臂、工作台和底座等部分组成。
主轴箱由主传动电动机、主轴和主轴传动机构、进给和变速机构以及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，内立柱固定在底座的一端，外立柱套在它的外面，并可绕内立柱回转３６０°，摇臂的一端为套筒，套装在外立柱上，不能绕外立柱转动，而只能与外立柱一起绕内立柱回转，还可借助丝杠的正、反转沿外立柱作上下垂直移动。
２．摇臂钻床的运动形式钻削加工时，钻头一边进行旋转切削，一边进行纵向进给。
其运动形式如下：（１）主运动摇臂钻床的主运动是指主轴的旋转运动。
（２）进给运动摇臂钻床的进给运动是指主轴的纵向进给运动。
（３）辅助运动摇臂钻床的辅助运动是指：１）摇臂与外立柱一起绕内立柱的回转运动；２）摇臂沿外立柱上导轨的上下垂直移动；３）主轴箱沿摇臂长度方向的左右移动。
二、Ｚ３０４０型摇臂钻床的电力拖动特点及控制要求（１）为了简化机械传动装置，摇臂钻床采用直接起动的方式起动四台电动机进行拖动：主轴电动机，带动主轴旋转；摇臂升降电动机，带动摇臂进行升降；液压泵电动机，拖动液压泵供出压力油，使液压系统的夹紧机构实现夹紧与放松；冷却泵电动机，驱动冷却泵供给机床冷却液。
Z3040型摇臂钻床
Z3040型摇臂钻床 电气控制电路分析
6-摇臂上升到 4-摇臂松开完
2-KT得电，
位，S手B53松-K摇开M臂2得上成电升S，Q2受3电压-K，M摇4、臂Y松V开得触点动作态0-钻下床是摇夹臂紧正的常，状即
SQ3被压下
7-KM2、KT9掉-KM5、YV1得1-KM5、YV掉电， 电，8上-K升T计停电时止，到1摇，0-臂夹夹紧紧完摇成臂，上升完成
开始触计点时恢复 SQ3受压
1-按下启动上升 按钮SB3(不松手)
摇摇臂臂上上升升流流程程结 束
主电机启、停 （略）
夹主2-紧K轴论34M主（1-与主松如-4按轴以立得轴K手何下箱开松M柱电箱放不S松4开和结开B松，和开得掉5开立束为开Y立S电电按V柱例B、柱无5钮松）则松
摇 摇 摇 液压 液压 液压 臂 臂 臂 松开 夹紧 流向 升升升
Z3040型摇臂钻床的 电气控制电路
Z3040型摇臂钻床电气控制
• 钻床是一种专门进行孔加工的机床，主要用 于钻孔，也可以进行扩孔、铰孔和攻螺纹等。
Z 3 0 40
钻床
最大钻孔直径为40mm
摇臂钻床组
摇臂钻床型
Z3040型摇臂钻床主要结构
Z3040型摇臂钻床主要结构包括底座、内立柱、外 立柱、摇臂、升降丝杠、主轴箱和工作台等。
Z3040型摇臂钻床电气控制 电路常见故障分析
电源总开关QS1接触不良或熔断器FU1熔断
主
轴 电
起动按钮SB2或停止按钮SB1接触不良
动
机 无
接触器KM1线圈断线或触点接触不良
法
起
热继电器FR1的热元件烧断或动断触点断开
动
电动机损坏
Z3040型摇臂钻床电气控制 电路常见故障分析
PLC改造Z3040摇臂钻床的设计
PLC改造Z3040摇臂钻床的设计传统机床控制系统基本上采用继电—接触器电气控制方式。
由于这种控制线路触点多、线路复杂,使用多年后,常会因为故障多、维修量大、维护不便及可靠性差而影响正常生产。
还有部分机床虽然还能正常工作,但其精度、效率以及自动化程度已不能满足当前生产工艺要求,对这些机床进行改造势在必行。
下面,笔者以三菱公司的fx2n-32mr型plc为例,对z3040型摇臂钻床的电气控制线路进行改造,探讨传统机床电气控制线路改造的设计方法。
一、z3040摇臂钻床的电气控制线路及控制原理图1为z3040摇臂钻床的电气控制线路图,其控制过程简述如下:1.主电路分析控制的电动机共有四台。
z3040摇臂钻床主运动和进给运动共用一台主电动机m1。
加工螺纹时要求主轴能正反向旋转,主轴正反转是采用机械方法来实现的,所以m1只需单向旋转,主电动机功率为3kw,用sbl、sb2实现启动和停止控制,用热继电器frl作过载保护。
摇臂的升降由升降电动机m2拖动,要求电动机能正反向旋转,m2功率为1.1kw。
sb3、sb4分别为摇臂上升和下降按钮,由km2、km3控制电动机m2正反转以实现摇臂的升降移动。
立柱、主轴箱与摇臂的夹紧与松开是采用电动机m3带动液压泵,通过夹紧机构实现的。
其夹紧与松开是通过控制电动机的正反转送出不同流向的压力油推动活塞带动菱形块动作来实现的。
所以,液压泵电动机m3要求能正反向旋转,由km4、km5实现正反转控制,m3功率为0.6kw,用热继电器fr2作过载保护。
冷却泵电动机m4只需单向旋转,其功率为0.125kw,由旋转开关sa1直接控制单向旋转。
2.控制电路分析(1)主轴电动机m1的控制。
按启动按钮sb2→接触器km1吸合并自锁→主轴电动机m1启动运行,同时指示灯hl3显亮。
按停止按钮sb1→km1释放→m1停止,同时指示灯hl3熄灭。
(2)摇臂升降控制。
按下上升点动按钮sb3→时间继电器kt线圈得电→km4、yv同时线圈得电,液压泵电动机m3启动,摇臂松开→sq2动作,km2得电、km4断电→摇臂上升→摇臂上升到位后,松开按钮sb3→km2和kt同时断电释放→m2停止,摇臂停止上升→由于kt线圈失电,经1~3秒延时,其延时闭合的常闭触点复位→km5吸合→液压泵电动机反转→压力油经分配阀体进入摇臂的“夹紧油腔”摇臂夹紧。
Z3040B型摇臂钻床电气控制电路分析与检修
(3)更换电器配件或新电器时，应按原型号配置。
【任务实施】
1.任务实施的内容 人为设置Z3040B型摇臂钻床的两个电气自然故障点，进行故 障检修。
2.任务实施的要求 (1)熟悉Z3040B型摇臂钻床的主要电气设备及工作原理。 (2)学会根据电气控制线路图分析各部分电路的工作过程。 (3)能根据具体的故障现象，按该机床电气原理图进行分析， 指出可能产生故障的原因和存在的区域，并做针对性检查。
(4)掌握电气线路故障分析的方法。 (5)带电操作检修时，必须有指导教师监护，确保人身、设备 安全。
(6)检修所用工具、仪表等应符合使用要求。 (7)排除故障时，必须修复故障点，严禁扩大故障范围或产生 新故障。
3.工具、仪表及器材 工具：测电笔、螺钉旋具、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、电工刀 等常用电工工具。 仪器：数字万用表。 设备：Z3040B型摇臂钻床及配套电路图。
二、Z3040B型摇臂钻床电气控制线路分析 1.Z3040B型摇臂钻床.的电气原理图 Z3040B型摇臂钻床的电气原理图见图6-4所示。
三、Z3040B型摇臂钻床故障维修与运行维护 1.故障维修 表6.3所示是Z3040型摇臂钻床常见电气故障及检修方法。
2.运行维护 (1)操作中，若发出较大噪音，要及时处理，如接触器发出较大 嗡嗡声，一般可将该电器拆下，修复后使用或更换新电器。
4.任务实施的步骤 (1)在教师指导下，分析理解主轴电动机的电气控制原理图， 由电气接线图和电器元件位置图出发，在钻床上通过测量等方法 找出实际走线路径。 (2)学生实际观摩在Z3040B型摇臂钻床人为设置一个自然故障 点，教师示范检修。教师示范检修时，按检修步骤观察故障现象； 判断故障范围；查找故障点；排除故障；通电试车。教师边讲解 边操作。 (3)学生练习一个故障点的检修。 (4)完成一个故障后，学生可再用类似的方法排除教师设置的 其他故障。
Z3040摇臂钻床控制电路
Z3040摇臂钻床控制电路一、实训目的1、了解Z3040摇臂钻床电路的工作原理。
2、熟悉低压电器的工作原理及构造。
3、掌握Z3040摇臂钻床故障排除方法。
二、注意事项1、ZY-Z3040摇臂钻床故障考核装置采用实际工作电路，电源均采用380V，实训中，不要用手触摸器件接线端子、测试孔，以防触电。
2、电路上电必需经过老师许可。
3、排除故障时，应在确定故障后再进行操作，ZY-Z3040A车床故障考核装置将对每次操作进行记录，操作错误将影响实训成绩。
4、发生异常时应立即按下电源控制屏紧急按钮，查明事故原因后方可上电。
三、实训内容1、Z3040摇臂钻床电路主电路参考原理图如图4.1.1所示：2、Z3040摇臂钻床电路控制电路参考原理图如图4.1.2所示：四、实验器材：万用表、Z3040摇臂钻床故障考核装置实训台1台。
五、工作原理：Z3040摇臂钻床电路主要由冷却泵电机、冷却泵电机控制、主轴电机、主轴电机控制、摇臂升降电机、摇臂升降电机控制、液压泵电机控制、照明及指示电路等部分组成。
其所实现的不同功能如下所述：电源、照明及指示电路：电源、照明及指示电路由变压器T、熔断器FU1、FU2、FU3、照明旋钮SA2、照明灯EL、松开夹紧指示灯HL1、HL2、主轴工作指示灯HL3组成，由变压器T分别提供220V控制电源、24V低压照明电源、6.3V状态指示灯工作电源。
主轴电机控制原理：主轴电机控制主要由按钮SB1、SB2、交流接触器KM1、热保护继电器FR1组成自锁电机控制电路。
SB1为停止按钮、SB2为启动控制按钮，FR1为主轴电机过热保护器；通过利用KM1的常开辅助触点自锁实现主轴电机的自锁控制。
主轴的正、反转、停车制动、空挡、预选与变速均通过一套液压系统来进行，通过主轴电机拖动齿轮泵输送压力油来实现控制，HL3为主轴电机工作指示灯，通过在HL3回中串入KM1的常开触点来控制。
摇臂升降控制：摇臂升降控制由升、降控制按钮SB3、SB4、升、降控制按钮接触器完实现控制，其中SQ1、SQ2分别为上升和下降限位行程开关，SQ3为摇臂松开到位开关；SQ4为摇臂夹紧到位开关，当摇臂夹紧时，SQ4一直处于受压状态，其常闭触点此时处于断开；在摇臂升降控制过程中，Z3040采用另一套油压控制系统来进行摇臂的夹紧和松开的控制，其压力油通过KM4、KM5对液压泵电机的正反转控制来实现输送正、反向压力油；摇臂的上升控制过程为按下SB3，SB3常闭触点断开KM3回路，实现互锁，同时由于SB3常开触点闭合，KT得电，使KT瞬动触点闭合，电源由SB3、摇臂上升限位开关SQ1、摇臂松开到位开关SQ3、KT瞬动触点、KM5常闭辅助触点使KM4得电，控制液压泵电机输入正向压力油，同时KT断电延时常闭触点立即断开KM5回路，实现冷却泵电机互锁；而KT断电延时常开触点立即闭合接通电磁阀YA，使压力油输送至摇臂松开、夹紧侧油路，控制摇臂松开、夹紧；当摇臂松开到位时，SQ3常闭触点断开KM4控制回路，液压泵电机停止正向输送压力油，同时SQ3常开触点闭合，接通KM2控制回路，摇臂电机开始正转，摇臂上升，当到达过所需位置时，松开SB3、断开KM2、KT回路、摇臂停止上升，2~3秒后，KT断电延时常闭触点闭合，KT断电延时常开触点断开，由于此时摇臂处于松开状态，SQ4常闭触点处于闭合，同时接通KM5及YA，通过液压泵反向运行输送压力油控制摇臂夹紧，当夹紧到位后，SQ4受压断开KM5、YA回路，完成摇臂上升控制。
Z3040控制电路
�
KT2
SB6
图3-12 摇臂下降控制 图3-12 摇臂下降控制
u
v TC 3. 主轴箱的松开与夹紧控制 ╳ K1 SB7 SB1 Q3 SB2 KM1 ST1 KM1 KT1 ST2 SB3 SB4 KM3 KM2
K1 KR1
SB8 SB3 SB4 KT3
主电机转
KM2 KM3
摇臂上升 摇臂下降
ST3 SB55 SB
Q3
╳
TC K1 SB1 SB2 KM1 ST1
v
二,控制电路
K1 KM1 KT1 KR1
主电机转
SB3 SB4 KT3
ST2 SB4
SB4
KM3 KM2
KM2 KM3
摇臂上升 摇臂下降
SB6
ST2
KT1
KT2 KM5 KT2 KM5 KM4 KT1
KM4 主轴箱, KR2 主轴箱,立柱
,摇臂松开
ST3 SB5 SB5 KT2 SB6
主轴箱松开夹紧 立柱松开夹紧
KT2
SB6
图3-12图3-12主轴转动控制 图3-12 主轴转动控制 主轴转动控制
u
2.摇臂的升降控制TC ╳ K1 K1 SB7 SB1
SB2 KM1 ST1
Q3
v K1 KM1 KT1 KR1
SB8 SB3 SB4 KTKT KT3 3 3
主电机转
ST2
SB44 SB SB3 SB3
u
通断,电即可. 通断,电即可.
KR1
主电机转
KM2 KM3
摇臂上升 摇臂下降
ST3 SB5
ST2 KT1 KT2 KM5 KM4 SB6 主轴箱, KR2 主轴箱,立柱 KT2 KM5 ,摇臂松开 KM4 KT3 KT2 主轴箱, 主轴箱,立柱 KT1 SB5 ,摇臂夹紧 KT3 KT1 SA2 YA1 YA2
Z3040钻床电气控制系统
外立柱上
现代电气自动控制技术
Y SH X
2.4 Z3040钻床电气控制系统
摇臂钻床上运动形式有：
主运动：主轴带动钻头的旋转运动；
进给运动：钻头的上下运动；
辅助运动：摇臂可沿外立柱的圆柱面上下垂直 调整位置；主轴箱可沿摇臂的导轨横向调整位置； 摇臂及外立柱绕内立柱转动至不同的位置；工作时 可以很方便的调整主轴的位置（工件不动）。
现代电气自动控制技术
Y SH X
2.4 Z3040钻床电气控制系统
主轴箱与立柱的夹紧与松开控制 SQ3(17)↓
主轴箱和立柱的夹紧与松开均采用液压操纵，二 者同时进行。工作时要求电磁阀YV不通电。
SB5↓ KM4 ↓
KM4 (17) ↓
—断开KM5
KM4 (7) ↓ 主轴箱松开 立柱松开 —M3正转
后两者为手动，另外还需考虑主轴箱、摇臂、
内外立柱的夹紧和松开。
现代电气自动控制技术
Y SH X
2.4 Z3040钻床电气控制系统
由于钻床的运动部件多，故采用多电动机拖动，
主运动和进给运动共用一台电动机拖动，通过机械变
速机构调节主轴转速和进刀量。
主轴正反转是通过液压油缸推动正反转摩擦离
合器进行控制的。主轴箱、摇臂、内外立柱的夹紧动
主电机控制电路
SB2↓ KM1↓ M1起动
SB1↓ KM1↑ M1停
摇臂升降及夹紧控制 摇臂升降过程是按松 开升降夹紧顺序进行 的。
现代电气自动控制技术
Y SH X
2.4 Z3040钻床电气控制系统
上升： SQ3(17)↓
KT (17) ↓ 断开KM5
SB3↓ KT ↓ KT (15) ↓ KM4 ↓—M3正转
Z3040摇臂钻床电气控制线路复习过程
四、 Z3040摇臂钻床的电气原理图
五、Z3040摇臂钻床的常见故障分析
❖ 1.刚起动主轴电动机M1，熔断器FU1立即熔断 。
❖ 2.摇臂不能升降。 ❖ 3.摇臂升降后夹不紧。 ❖ 4.摇臂升降的限位开关失灵。 ❖ 5.主轴箱和立柱都不能夹紧或松开。
此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢
Z3040摇臂钻床电气控制线路
二、Z3040摇臂钻床的主要结构及运动形式
三、 Z3040摇臂钻床的电气控制要求
❖1.摇臂钻床运动部件较多，为简化传动装置，采用多台电 机拖动（共四台：主轴电动机、摇臂升降电动机、液压泵电 动机和冷却泵电动机）。
❖2.主轴正、反转与进给由机械方式获得，主轴电动机只需 单、反转实现，为方便摇臂 位置调整，采用点动控制。
❖4.主轴箱、立柱和摇臂的夹紧与松开所需压力油由液压泵 电动机正、反转夹紧或松开后，机械装置自锁，因此，液压 泵电动机也采用点动控制。
❖5.钻削时所需冷却液由冷却泵电动机拖动，冷却泵电动机 由手动开关直接控制其单向运行。
Z3040型摇臂钻床电气控制系统
1. 主轴旋转的控制 主轴的旋转运动由主轴电动机M1拖动，M1由
主轴起动按钮SB4、停止按钮SB3、接触器KM1实现 单方向起动、停止控制。指示灯HL4为主轴电动机 旋转指示。具体过程如下：
起动时，按起动按钮SB4→KM1得电并自锁→主触 点闭合→M1转动。
停车时，按停止按钮SB3→KM1断电释放→M1断电， 由液压系统控制使主轴制动停车。
二、Z3040型摇臂钻床的液压系统
Z3034型摇臂钻床具有两套液压系统，一套是操 纵机构液压系统，另一套是夹紧机构液压系统。前者 装在主轴箱内，用以实现主轴正反转、停车制动、空 挡、预选及变速；后者安装在摇臂背后的电器盒下部， 用以夹紧松开主轴箱、摇臂及立柱。
1. 操纵机构液压系统 该系统压力油由主轴电动机拖动齿轮泵送出，由 主轴变速、正反转及空挡操作手柄来改变两个操纵阀 的相互位置，其中上为“空挡”，下为“变速”，里 为“反转”，外为“正转”，中间位置为“停车”。 主轴转速及主轴进给量各由一个旋钮预选，然后操作 手柄。
主轴空挡时，将操作手柄扳向“空挡”位置，这时由于两个 操纵阀相互位置改变，压力油使主轴传动系统中滑移齿轮处于 中间位置，这时可用于轻便地转动主轴。
2. 夹紧机构液压系统 主轴箱、立柱和摇臂的夹紧与松开，是由液压泵电 动机拖动液压泵送出压力油，推动活塞菱形块来实现 的，其中主轴箱和立柱的夹紧与放松由一个油路控制， 摇臂的夹紧与松开，因与摇臂升降构成自动循环，所 以由另一个油路单独控制，这两个油路均由电磁阀操 纵。 欲夹紧或松开主轴箱及立柱时，首先起动液压电动 机，拖动液压泵，送出压力油，在电磁阀操纵下，使 压力油经二通阀流入夹紧或松开油腔，推动活塞和菱 形块实现夹紧或松开。由于液压泵电动机是点动控制， 所以主轴箱和立柱的夹紧与松开是点动的。
Z3040摇臂钻床电气控制原理图分析
Z3040摇臂钻床电气控制原理图分析本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.MarchZ3040摇臂钻床电气控制原理图分析M1为冷却泵电动机；M2为主轴电动机；M3立柱夹紧松开电动机；M4摇臂升降电动机；总电源控制电路路径：（L1号线）→FU4熔断器→（36号线）→SB4停止按钮常闭触点→（37号线）→SB3启动按钮常开触点→（38号线）→KM7接触器线圈→(L2号线）；KM7接触器吸合后（主触点闭合、常闭触点断开、常开触点闭合）并自保，自保路径：（L1号线）→FU4熔断器→（36号线）→SB4停止按钮常闭触点→（37号线）→KM7接触器常开触点→（38号线）→KM7接触器线圈→(L2号线）；KM7接触器吸合后主触点闭合给系统提供总电源。
冷却泵电动机控制电路路径：（L1号线）→FU4熔断器→（36号线）→SA6旋转开关→（39号线）→KM6接触器线圈→(L2号线）；KM接触器吸合后（主触点闭合、常闭触点断开、常开触点闭合），主电路路径：（L1号线、L2号线、L3号线）→KM7接触器主触点→（U11号线、V11号线、W11号线）→FU1熔断器→（U21号线、V21号线、W21号线）→KM6接触器主触点→XS1插头→（U1号线、V1号线、W1号线）→M1电动机；主轴电动机控制电路、立柱夹紧松开电动机控制电路、摇臂升降电动机控制电路的电源均有变压器TC1将AC380V降压到AC36V提供。
控制电源提供路径：（L1号线、L2号线、L3号线）→KM7接触器主触点→（U11号线、V11号线、W11号线）→FU1熔断器→（U21号线、V21号线）→TC1变压器；主轴电动机控制电路路径：（3号线）→FR热继电器常闭触点→（6号线）→十字开关SA1a常开触点（向左拨）→（7号线）→KM4接触器常闭触点→（8号线）→KM5接触器常闭触点→（9号线）→KM1接触器线圈→（5号线）→FU7熔断器→（36V号线）；KM1接触器吸合后（主触点闭合、常闭触点断开、常开触点闭合），主电路路径：（L1号线、L2号线、L3号线）→KM7接触器主触点→（U11号线、V11号线、W11号线）→FU1熔断器→（U21号线、V21号线、W21号线）→KM1接触器主触点→FR热继电器热元件→（U2号线、V8号线→电流表→V2号线、W2号线）→M2电动机；摇臂升降电动机控制电路；上升控制电路路径：（3号线）→FR热继电器常闭触点→（6号线）→十字开关SA1b常开触点（向上拨）→（10号线）→SQ1超行程保护位置开关常闭触点→（11号线）→KM1接触器常闭触点→（12号线）→KM5接触器常闭触点→（13号线）→KM4接触器线圈→（5号线）→FU7熔断器→（36V号线）；KM1接触器吸合后（主触点闭合、常闭触点断开、常开触点闭合），主电路路径：（L1号线、L2号线、L3号线）→KM7接触器主触点→（U11号线、V11号线、W11号线）→FU1熔断器→（U21号线、V21号线、W21号线）→FU2熔断器→（U31号线、V31号线、W31号线）→KM4接触器主触点→（U4号线、V4号线、W4号线）→M4电动机；下降控制电路路径：（3号线）→FR热继电器常闭触点→（6号线）→十字开关SA1c常开触点（向下拨）→（14号线）→SQ1超行程保护位置开关常闭触点→（15号线）→KM1接触器常闭触点→（16号线）→KM4接触器常闭触点→（17号线）→KM5接触器线圈→（5号线）→FU7熔断器→（36V号线）；KM5接触器吸合后（主触点闭合、常闭触点断开、常开触点闭合），主电路路径：（L1号线、L2号线、L3号线）→KM7接触器主触点→（U11号线、V11号线、W11号线）→FU1熔断器→（U21号线、V21号线、W21号线）→FU2熔断器→（U31号线、V31号线、W31号线）→KM5接触器主触点→（U4号线、V4号线、W4号线）→M4电动机；立柱夹紧松开电动机控制电路；夹紧控制电路路径：（3号线）→FR热继电器常闭触点→（6号线）→SB1夹紧按钮常开触点→（18号线）→KM3接触器常闭触点→（19号线）→KM2接触器线圈→（5号线）→FU7熔断器→（36V号线）；KM2接触器吸合后（主触点闭合、常闭触点断开、常开触点闭合），主电路路径：（L1号线、L2号线、L3号线）→KM7接触器主触点→（U11号线、V11号线、W11号线）→FU1熔断器→（U21号线、V21号线、W21号线）→FU2熔断器→（U31号线、V31号线、W31号线）→KM2接触器主触点→（U3号线、V3号线、W3号线）→M3电动机；松开控制电路路径：（3号线）→FR热继电器常闭触点→（6号线）→SB2松开按钮常开触点→（20号线）→KM2接触器常闭触点→（21号线）→KM3接触器线圈→（5号线）→FU7熔断器→（36V号线）；KM3接触器吸合后（主触点闭合、常闭触点断开、常开触点闭合）；（3号线）→FR热继电器常闭触点→（6号线）→KM3接触器常开触点→（22号线）→KM2接触器常闭触点→（23号线）→KA中间继电器→（5号线）→FU7熔断器→（36V号线），并自保，自保路径：（3号线）→FR热继电器常闭触点→（6号线）→KA中间继电器常开触点→（22号线）→KM2接触器常闭触点→（23号线）→KA中间继电器→（5号线）→FU7熔断器→（36V号线），KA中间继电器吸合后（常闭触点断开、常开触点闭合）（3号线）→FR热继电器常闭触点→（6号线）→KA中间继电器常开触点→（24号线）→YV电磁阀线圈→（5号线）→FU7熔断器→（36V号线），主电路路径：（L1号线、L2号线、L3号线）→KM7接触器主触点→（U11号线、V11号线、W11号线）→FU1熔断器→（U21号线、V21号线、W21号线）→FU2熔断器→（U31号线、V31号线、W31号线）→KM3接触器主触点→（U3号线、V3号线、W3号线）→M3电动机；。
Z3040摇臂钻床电气控制电路讲解
Z3040摇臂钻床电气控制电路讲解钻床是一种用途广泛的万能机床，可以进行钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹及修剖面等多种形式的加工。
钻床按结构形式可分为立式钻床、卧式钻床、摇臂钻床、深孔钻床等，在各种钻床中，摇臂钻床操作方便，灵活，适用范围广，特别适用于单件或成批生产中带有多孔大型工件的孔加工，是机械加工中常用的机床设备。
如下图所示是典型的Z3040摇臂钻床的电气控制电路，下表格中列出了其主要电气元件。
Z3040摇臂钻床电气控制电路图Z3040摇臂钻床电气控制电路图，点击图片看大图Z3040摇臂钻床主要电器元件表：Z3040摇臂钻床电气元件表Z3040摇臂钻床电气元件表根据Z3040摇臂钻床的加工要求，应完成下列几种运动方式的控制：主运动：主轴的旋转运动及进给运动。
辅助运动：摇臂沿外立柱的垂直移动，主轴箱沿摇臂的径向移动及摇臂与外立柱一起相对于内立柱的回转运动，后者为手动。
另外还要考虑主轴箱、摇臂、内外立柱的夹紧和松开。
由于摇臂钻床运动部件较多，常采用多电机拖动。
图中M1为主轴电动机，M2为摇臂升降电动机，M3为液压泵电动机，M4为冷却泵电动机。
主电路分析M1为单向旋转，接触器KM1控制，主轴的正反转则由机床液压系统操纵机构配合正反转摩擦离合器实现，并由热继电器FR1作电动机M1的长期过载保护。
M2的正反转由正反转接触器KM2、KM3控制。
控制电路保证，在操纵摇臂升降时，首先使液压泵电动机起动旋转，送出压力油，经液压系统将摇臂松开，然后才使M2起动，拖动摇臂上升或下降，当移动到位后，控制电路又保证M2先停下，再自动通过液压系统将摇臂夹紧，最后液压泵电动机才停转，M2为短时工作，不用设长期过载保护。
M3由接触器KM4、KM5实现正、反转控制，并有热继电器FR2作长期过载保护。
M4电动机容量较小，仅为0.125kW，所以由开关SA1直接控制。
控制电路分析一、主轴电动机控制：由按钮SB1、SB2与KM1构成主轴电动机的单向起动停止控制电路，M1起动后，指示灯HL3亮，表示主轴电动机在旋转。
Z3040型摇臂钻床电气线路的改造.
③ ALD指令无操作数。
1.3.2 逻辑堆栈的操作
1.3.2.1 逻辑堆栈操作指令
S7-200系列PLC中有一个9层堆栈，用 于处理所有逻辑操作，称为逻辑堆栈。 特点：“先进后出”。
① ALD（And Load）指令 ：与块指令。 ALD指令把逻辑堆栈第一、第二级的 值作“与”操作，结果置于栈顶。 ALD执行后堆栈减少一级。
操作前
操作后
S0=iv0*iv1
iv0
S0
iv1
iv2
iv2
iv3
iv3
iv4
iv4
iv5
iv5
iv6
iv6
iv7
iv7
iv8
iv8
S0=iv0*iv1
进栈数据
② OLD（Or Load）指令：或块指令
iv0
iv0
OLD指令把逻辑堆栈第一、第二级的 值作“或”操作，结果置于栈顶。OLD执
iv1
iv0
位置开关SQ1 、SQ6用于升降限位保护。
3、工作状态指示 HL1、HL2用于主轴箱和立柱的夹紧、
放松工作状态指示
HL3用于主轴电动机运转工作状态指示。
1.3.2.3摇臂钻床电气控制主电路
主电动机M1：
KM1单向起停控制。
摇臂升降M2：
KM2、KM3，正反转控 制。
液压泵机M3：
KM4、KM5，正、反 转（夹/松）控制。
② 如需将多个支路并联，从第二条支路开始，在每一支路后 面加OLD指令。用这种方法编程，对并联支路的个数没有限制。
③ OLD指令无操作数。
1.3.1.4 并联电路块的串联指令
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
五、Z3040摇臂钻床的常见故障分析
1.刚起动主轴电动机M1，熔断器FU1立即熔断。
2.摇臂不能升降。
3.摇臂升降后夹不紧。 4.摇臂升降的限位开关失灵。 5.主轴箱和立柱都不能夹紧或松开。
位置调整，采用点动控制。
4.主轴箱、立柱和摇臂的夹紧与松开所需压力油由液压泵
电动机正、反转夹紧或松开后，机械装置自锁，因此，液 压泵电动机也采用点动控制。
5.钻削时所需冷却液由冷却泵电动机拖动，冷却泵电动机
由手动开关直接控制其单向运行。
6.具有必要的联锁与保护。
四、 Z3040摇臂钻床的电气原理图
课题三 Z3040摇臂钻床的电气故障检修
学习目标
1、了解钻床的主要结构和运动形式。
2、理解Z3040摇臂钻床的电力拖动特点和控制要 求。
3、会识读和分析Z3040摇臂钻床电气控制线路。 4、掌握Z3040摇臂钻床常见故障和排除方法。
一、Z3040摇臂钻床简介 钻床是一种用途广泛的孔加工机床，它主要 用于钻削精度要求不高的孔，另外还可以用来扩 孔、绞孔、镗孔以及攻螺纹等。 钻床的结构形式很多，有立式钻床、台式钻 床、摇臂钻床和深孔钻床等。摇臂钻床操作方便、 灵活，适用范围广，特别适用于单件或批量生产 中带有多孔大型零件的孔加工。
型号含义：
二、Z3040摇臂钻床的主要结构及运动形式
三、 Z3040摇臂钻床的电气控制要求
1.摇臂钻床运动部件较多，为简化传动装置，采用多台电
Hale Waihona Puke 机拖动（共四台：主轴电动机、摇臂升降电动机、液压泵 电动机和冷却泵电动机）。
2.主轴正、反转与进给由机械方式获得，主轴电动机只需
单方向旋转。
3.摇臂升降由摇臂升降电动机正、反转实现，为方便摇臂