【基于PLC的Z3040主轴钻床电气控制系统设计11000字（论文）】

基于PLC的Z3040主轴钻床电气控制系统设计目录TOC\o"1-3"\h\u21136摘要 35430第一章引言 3486第二章Z3040主轴钻床电气控制系统的总体设计方案 490542.1Z3040主轴钻床介绍 4143492.2钻床控制系统总体方案的设计 516297第三章Z3040主轴钻床电气控制系统的硬件设计 812903.1硬件总体结构设计 8227163.2控制系统硬件选型 922603.2.1PLC的选型与设置 9294263.2.2交流伺服电机及其驱动器的选型 1045053.2.3触摸屏的选型 10312513.3控制系统电路设计 1184533.3.1电气原理 11168923.3.2硬件电路设计 1214561第四章Z3040主轴钻床电气控制系统的软件设计 13136404.1Z3040主轴钻床电气控制系统总体设计 1344814.2触摸屏人机界面及其功能 18272565.1刀库换刀位置错误 20125125.2分度工作台不分度 2023344总结 21

摘要主轴钻床是一种常用的机床，主要用于扩孔、钻孔、铰孔、攻螺纹等。它的操作系统通常都是用继电器来完成的，因为主轴钻床需要大量的电线，而且线路复杂，如果长期使用下去，会出现大量的故障，而且很难被发现，这对整个行业的生产都有很大的影响。其特点和作用体现在，通过对数控钻床的现场调试，实现了断电保护和自动化加工。同时，PLC装置具有较高的可控性和较高的可操作性。本文通过对Z3040型主轴钻床的电气控制系统进行了改进，并将PLC技术引入到该系统的改造中，使其工作性能得到了极大的改善。本文对主轴钻床的控制原理进行了分析，提出了用PLC对Z3040机床进行电控改造的方案，并对电控系统进行了软硬件设计，包括PLC型号的选取、I/0端口的分配；绘制I/0电路的线路图，PLC梯形图编程。本文对PLC控制主轴钻床的工作流程进行了详细的介绍，并介绍了利用PLC代替传统的继电器一接触器的电气控制，以改善机床的工作性能。关键词：PLC，主轴钻床，电气控制系统。第一章前言随着电子技术的飞速发展，各种电子控制装置已经渗透到了各行各业，随着科技的进步，它已经渗透到了我们的生活和生产生活中。数控是一种具有多种用途、高效率、可由外编程来实现的自动编程设备，是当今机床发展的必然趋势，其发展影响着整个世界的机械工业。随着现代电子技术的飞速发展，数字控制系统显示出其功能的广泛性和多样化。目前，国内外已有许多研究人员对数控机床的性能进行了研究，并对其进行了改进。通过改变设备结构、改变传感器光路径等方法，可以充分发挥电脑的软硬件优势，使得数控的编程更加标准化、更加人性化，从而提高了钻机的工作效率和准确度。然而，使用不同的数控钻机的功能只有十分之一。这导致了较高的装备成本，导致了数控技术无法在较小的工业中得到很好的发展；同时，因为大量的闲置特性，导致了大量的生产资源的浪费，增加了维修和保养的难度和成本，增加了管理难度。为此，本文以PLC为核心，以PLC为核心，并与已有技术相融合，进行了一种简易、易于使用的数控钻机的研制；易于维护和维护，运行成本低，能满足批量生产要求的数控钻床。目前国内23040型主轴钻机一般都是采用传统的继电器控制，由于其复杂的工作原理，在日常的工作和生产过程中，很容易出现电路故障，这会对我们的正常生产造成很大的影响。此外，还有几种复杂的控制技术，如控制时间、控制计数器、接触控制、接触控制等。PLC的控制系统可以很好的解决上述各方面的不足。PLC由于与外界隔离，可以极大的降低外界的影响。而且我们可以根据自身的需要，灵活地控制系统，这是传统的方法无法比拟的。另外，我们可以很容易地学会使用PLC，在维护方面也有很大的优越性。本文利用PLC对Z3040型钻机进行了改进，提高了其工作效率，提高了工作的稳定性。与传统的方法相比，PLC对现代工业生产中的建筑设备和设备的现代化具有重要意义。同时，PLC的应用也为今后在实际工作中的应用打下了良好的基础。国内的PLC技术，已经进入了快速的发展阶段，国外的技术，已经很成熟了，但跟国外的技术，还是有很大的差距的。因此，在这个阶段，必须加强对PLC的控制系统的改造。本文拟对Z3040型钻机进行改装，以期改善其使用性能，使其具有实用价值。第二章Z3040主轴钻床电气控制系统的总体设计方案2.1Z3040主轴钻床介绍主轴钻是用于对各类零件进行切削的机床，因为某些零件具有较大的重量和较大的运动困难，所以用常规的钻削工具很难对其进行加工，而该机床的运动幅度大，使用起来也比较灵活，所以对某些特殊的零件进行重新处理会更容易。下表为Z3040型主轴钻床的实际结构：图2-1Z3040主轴钻床实物图1-升降电动机；2-内立柱；3-外立柱；4-底座；5-升降拉杆；6-主轴电动机；7-主轴箱；8-主轴箱；9-主轴；10-主轴；11-工作台；内柱在基部一端上，外侧为外柱，外侧为圆柱，外圆柱可围绕内柱360°转动。因为丝杠和外柱是一个整体，而提升螺丝帽是紧固在轴上的。这样，旋转轴就无法围绕外柱旋转，而必须和外部圆柱体一同围绕内部圆柱旋转。在主轴的横向轨道上装有一个转子盒，它可以在一个横杆上，用起动键和限制开关来实现对它的定位。2.2钻床控制系统总体方案的设计要实现工作与产出，除了要满足硬体上的各项指标外，还要满足下列各项控制程式需求。1.控制系统一般需求(1)X,Y,Z三轴移动；(2)X、Y两轴插入式连杆，Z轴可自主移动；(3)自动加油装置；(4)可根据编程部分调节主马达的速度；(5)可根据程序部调节送料速率；(6)一个带有一个电动手轮的触摸屏幕；(7)在主动力源上设有应急停止按钮（不能由PLC控制）;(8)手动和自动选择；(9)超速警告警告；(10)超载警告；(11)无需编写程序，将资料以通用的电子制表软件进行编辑，并将其以一种特定的形式储存在特定的地方；(12)对数据的就地修正提供支助；(13)最多可支援200个程序片段；(14)操作简单，不需训练人员，阅读人员素质要求较高。2.对控制系统的性能需求对有关的装置进行集中的控制，包括伺服电机、加工参数等，其特殊的性能需求如下：(1)手工操作：利用触控屏幕上的调整页面，利用电动手柄的作用来控制机器的运动，根据屏幕上的XYZ来判断机器的位置。(2)自动化处理：其基本过程包括：输入一个软件，检查有没有超程一-调整机器，并确定工件和零点的位置，然后按下自动处理按钮，依次激活主轴，按照预定的路线进行操作。机床位置，主轴转速，运转速度都由输入的资料决定。并且可以在同一时间显示在屏幕上的即时资讯。(3)电动手轮的作用：该设备不使用普通的手轮，而通过编程，通过在屏幕上的软件来完成。虽然没有机械臂那么好用，但却可以节约成本，并且可以对软件进行改进，为以后的改进和提升打下基础。根据数控钻削加工要求，采用PLC控制策略，实现了数控机床的自动化、手工等功能，并进行了PLC的整体设计。图2-2控制系统总体设计方案用3.伺服控制方案该系统具有完全闭环的伺服控制策略；分为半闭环与开环两种。在比较了精度、成本、集中控制等诸多影响因素的基础上，选取了一种基于半闭环的交流伺服系统，示半闭环伺服系统的设计方案。图2-3半闭环伺服系统结构图在此基础上，通过PLC将命令讯号传送到伺服驱动装置，伺服马达将一系列的脉冲传送给伺服马达，然后通过螺杆，伺服马达带动机器移动，而绝对编码器则会将讯息收集并回馈给伺服驱动。半闭式随动控制系统的特性如下：(1)比较交流伺服系统和先进的传动系统，前者具有高精度、高稳定性和高的优点；(2)与开环相比，半闭路控制与开环控制相比，可实时地反馈特定的定位，提高了钻机的定位精度；(3)将闭环和半闭环的比较，其优点在于减少了设备成本，减少了复杂的设计流程。第三章Z3040主轴钻床电气控制系统的硬件设计3.1硬件总体结构设计根据该系统的市场需要及受控目标特性的特点，决定了该系统的半闭式控制方案：电动机+变速器+传感元件。这种方法可以充分利用PLC对数据进行处理、信号控制以及与人之间的互动，从而实现对运动矢量进行精确控制，从而实现对运动矢量的控制，而传感器可以确保机器在可控的状态下运动。另外还为电力系统中的高功率部件提供了一个独立的驱动板，由PLC直接进行操作，操作人员可以在一个平板上对机器进行全面的操作。整个系统的硬件结构如下：1.触控屏幕：人机交互；使用触摸屏NS15进行状态显示和控制，其作用如下：1）进行数据录入：使用普通的软件，将CF卡片以CF卡的方式传输到触摸屏HS15上；(2)设置机床专用的参数；(3)能够进行工作状况的展示，具备绘制功能；（4）控制终端；（5）报警器。2.三菱FX2N-48MT，主要用于：1）与HS15的触控屏幕进行数据通信；(2)内置4个高速脉冲，输出端无需扩容；(3)接受一种控制或一种信息；（4）一种内操作过程；（5）一种警报过程；(6)一个控制驱动器，例如：轴驱动器，变频器，水泵，照明系统，润滑系统。3.R88D-KT08H轴伺服（R88D-KT08H):（1）将PLC所给出的数据转换为执行命令，并对其进行设置，以实现所需的控制。(2)向所述伺服马达供给所需的能源。(3)利用编码器取样实现对该系统的局部半闭路。4.R88M-K75030T伺服马达：根据伺服驱动的讯号接受能源运作。5、编码器（带有马达）：对特定的伺服马达进行定位和回馈。使用17比特的单独编码。5.编码器（内置马达）：对同服马达进行精确定位，并将其回馈至伺服驱动装置。使用17比特的单独编码。6.变频器（3G3MX2-A2022-ZV1):（1）不需要太多的主马达的驱动。因此，本文提出了开环的方法，也就是：仅向变频调速系统下达运行命令，无需反馈。(2)由于各程序的不同，对变频器的速度需求也各有差异，因此，该方法对变频器的频谱进行了调整。使用独立的控制线路进行正向和反向操作。构造得到了简化。7.主轴马达：使用2KW的常规变频器（4极），无特别要求。8.润滑系统：使用PLC实现自动润滑和自动润滑。9.冷却系统：使用PT-PLC操作的一般冷却装置。10.照明系统.采用PT-PLC进行人工操作。3.2控制系统硬件选型3.2.1PLC的选型与设置1.PLC技术指标的需求PLC作为整个钻机的控制系统，它是一切控制系统的基础。因此，要选择一种可以充分满足工作要求的型号。(1)第一，必须符合I/0接口：23/22;(2)能够与触控屏幕HS15进行信息通信；(3)必须具备内置的高频率输入、输出功率；(4)必须具备一定的计算能力；(5)诸如轴驱动器的控制执行元件；变频器，水泵，照明系统，润滑系统。本系统选用的PLC装置是三菱FX2N-48MT，而与之配套的是NS15型触控屏幕（PT）。其主要优点是：具有四种不同的输入、输出、高频脉冲的特点对输入/输出信号进行深度分析，并结合整个钻机控制系统的总体方案要求，配置PLC型号。采用交流伺服电机、PLC、触摸屏、伺服驱动等组成了钻机控制系统的核心硬件；当选择硬件设备的型号时，可以看到选型说明书。(1)由于本论文所要求的是为适应市场需求而生产的低成本数控台钻，因此要求较低；(2)（24/16）要求合适的输入/输出点；(3)无需扩充，即可实现对系统的配置，结构可简化；(4)支持多种语言的写作，可以降低研究和开发费用。(5)不能太复杂地与触摸屏通信；(6)PT可以对信息进行处理，可以降低通信的复杂程度。2.可编程控制器的资源满足要求三菱FX2N-48MT的特点是：经济：价格低廉，能够满足需求。功能；高速脉冲输入输出功能，无需扩充，可携带3台伺服驱动器+1台变频马达（均采用脉冲串）。适当的输入/输出位置。语言能力的丰富。一种可容纳的储存空间。完美地与触摸屏组合。PT和PLC均具备信息处理功能，通信量小。PT与PLC的程序可双向编程，使程序更加方便。因此，控制器采用三菱FX2N-48MTPLC。3.2.2交流伺服电机及其驱动器的选型1.伺服电机及驱动器的选型由于交流伺服马达是钻机的驱动马达，它的运动、定位和机床的自动控制都离不开它，因此，对伺服马达的需求进行分析和设置是整个自动装置的关键。根据机床外壳、螺杆等硬件设备的要求，提出了表3-1中的选择要求。R88M-KP75030T是一款欧姆龙高速度高精度的伺服马达，其额定功率为400W，额定速度为3000rpm，最高速度为5000rpm，采用17位绝对编码器，性能稳定。与之匹配的R88D-KT08H，则是800瓦的功率，足以满足它的要求。表3-1同服电机的需求分析进给电机选择计算序号计算项目名称技术结果数据来源电机参数满足否？单位1快速进给速度S167机床指标无mm/s2重量M：（Y轴最大）500(238KG)机床指标无kg3丝杠导程t05机床指标无mm4丝杠每分钟转速n2000计算结果无r/min5驱动电机转速no2000计算结果3000满足r/min6加减速时间t0.2设定s7加速度0.835计算结果m/s28丝杠轴向力f417(F=M*a)计算结果N9丝杠半径12.5选用的mm10丝杠承受的扭矩T5.2计算结果Nm2.伺服驱动器的设定该系统具有速度、位置和扭矩三种不同的控制方式。其基本原理是：通过输入脉冲频率来控制电动机的旋转速度，通过脉冲的输入次数来控制和决定电动机的旋转角；在电动机的控制中，采用了基于仿真的输入信号来实现转矩和转速控制。如果电动机需要高转速、高定位，力矩没有规定，此时可选用位置控制。该钻机系统需要具有高速旋转和高定位的电机，采用了位置控制方式。3.2.3触摸屏的选型1.触摸式屏幕（PT)欧姆龙NS15作为一种主要的显示器，其功能包括：(1)具备数据录入功能：采用一般的软件，根据指定的格式，将资料传送至PLC进行运算。以CF卡片的方式传递到持续线条上的图形功能；(2)本系统无需其他硬件和软件，即可直接从CF卡中读出数据，大大地便利了操作人员。(3)它具有一条切割线的功能，可以完成刀具的移动路径描述，其显示效果要好于简单的数据显示。(4)它与PLC是一个制造商，节约了很多接口方面的烦恼，可以基本上做到直接插入。2.触摸屏上的设定和初始设定(1)滑油水泵的关闭：启动3个钟头后重新启动；(2)持续15秒的滑动油泵启动(3)加减速比：100赫兹/4毫秒(4)极限：X=400、Y=285、Z=0~500(5)第一个手轮的运动速率为2000次/秒，相应的运动速率为5毫米/秒，最大的运动频率为20000次/秒，相应的运动速率为50毫米/秒，最小的运动速率为1次/秒，相当于每秒0.0025毫米/秒。移动倍数：1-100倍。上面的资料都是我自己的初步设定，仅供示范使用，可以在触摸屏幕中进行修改。3.3控制系统电路设计3.3.1电气原理PLC和触摸屏幕；变频装置分别提供电力，只向其传输用于进行控制的资料；该系统由电动机和电动机编码器提供动力，用于控制电动机，并从PLC输出的脉冲信息中获取控制信息，再通过编码器将定位信息反馈给PLC;变频调速装置接受PLC的控制信号来控制或使电动机停机；PLC直接控制水泵、照明系统和润滑系统的运行，并由独立的传动盘控制；各个元件如限位开关、伺服模块的告警讯号，由PLC自动完成告警指令，再将告警资料传送至触控屏幕，以进行显示。在图3-1中，显示了主要的电路板，在该电路的上部，由一个整流的电路供给该系统的DC供电。下半部为PLC，伺服驱动器，PT和伺服马达提供动力。图3-1电气原理图3.3.2硬件电路设计PLC是数控钻床的控制总单元，需要通过输入、输出信号实现控制，表3-1就是I/0分配表，详细的叙述了I/O单元的分配情况。表3-2I/O输入、输出信号及其地址编号表输入信号输出信号名称功能编号名称功能编号SB1总停与油泵停止按钮X0KM1油泵启动接触器Y0SB2油泵启动按钮XIKM2主轴工作接触器Y1SB3主轴（工作台）停止按钮X2KM3主轴△运行接触器Y2SB4主轴（工作台）启动按钮X3KM4主轴Y运行接触器Y3SB5主轴（工作台）点动按钮X4KM5主轴制动接触器Y4SB6主轴（工作台）变速按钮X5KM6垂直刀架快移接触器Y5SB7垂直刀架快移按钮X6KM7垂直刀架进给一速接触器Y6SB8垂直刀架进给停止按钮X7KM8垂直刀架进给二速接触器Y7SB9垂直刀架进给启动按钮X10KM9垂直刀架进给二速接触器Y10SB10侧刀架快移按钮XIIKM10垂直刀架向上运动接触器Y11SB11侧刀架进给停止按钮X12KM11垂直刀架向下运动接触器Y12SB12侧刀架进给启动按钮X13KM12侧刀架快移接触器Y13SB13横梁上升按钮X14KM13侧刀架进给一速接触器Y14SB14横梁下降按钮X15KM14侧刀架进给二速接触器Y15SQ1主轴变速行程开关X16KM15侧刀架进给二速接触器Y16SQ2垂直刀架左限位行程开关X17KM16侧刀架向上运动接触器Y17SQ3侧刀架上限位行程开关X20KM17侧刀架向下运动接触器Y20SQ4横梁放松行程开关X21KM18横梁向上运动接触器Y21SQ5横梁上限位行程开关X22KM19横梁向下运动接触器Y22SQ6横梁下限位行程开关X23KA1PLC作为最重要的控制单元，其配线不仅要满足自己的用电需要，还要有各路不同型号和规格的电缆向各个单元传递控制信号，PLC接线图如图3-2所示。图3-2PLC接线图第四章Z3040主轴钻床电气控制系统的软件设计4.1Z3040主轴钻床电气控制系统总体设计1.电路工作就绪关闭电源，打开变压器，显示信号是打开的，说明电力已经被连接。这时，按下开关SB2,X001被打开，Y000的线圈被供电，并被保护，接触部KM1被吸入，然后，Y000的常开点被关闭，整个控制环被打开，Y040绕组被打开，并且油泵的信号显示HL2被打开。这一连接确保了机器在有润滑油的情况下工作。按下SB1键，X000开关，Y000绕组电源关闭，油泵停转。所以SB1同时也是机械的总停止功能。PLC的软件编程显示在下面，它可以对水泵的启动和停止进行操作。2.主轴的启动和停机当要起动的时候，按下开关SB4,X003使PLC的内继M1绕组M1相连接，M1在定时继电器T1工作的时候就会自动锁定，并且在常开点上关闭副继电器Y001和Y003，使接触器KM2和KM4进行吸入。在星型连接的条件下起动了心轴（台面）马达。当延迟（5~7秒）后，Y003与T1常关触头Y003相关断，接触件KM4关断，并且使主轴（工作）台马达关掉电源；T1常开式触头与Y002线圈相连接，而触头KM3则进行吸入，从而使得心轴（平台）马达处于三角连接的状态。当需要刹车的时候，连续按压SB3，将X002的常开式触头关闭，T2线圈被接通，T2开始计时，1~2秒后T2常开式触头关闭，Y004线圈被供电，触头KM5被吸入，并关闭，将DC电流输入到锭子（工作面）马达的绕组中以用于能量的制动；SB3的刹车键松了。通过调节T2的延迟，可以调节刹车的速度。当要停止时，只要按下SB3键，X002的常关接线就会打开，从而副继电器M1、T1和Y001;Y002被切断，触点KM2和KM3被切断，并且在正常停止的情况下，主轴马达被切断电源。图4-1中显示了主线路和PLC线路的开闭式（工作台）。图4-1主轴启停的主电路和PLC接线图3.工作台点动按下按键SB5,Y001和Y003的线圈被打开，接点KM2和KM4被吸入，从而在星型连接的条件下移动心轴（平台）马达。一松，便收。4.工作台换档若要换档，必须将换档机构转动至所要求的速度。接着，按下换档键SB6，打开X005。因此，T4绕组被打开，并启动1.5秒延迟，以便为换档装置提供一个缓存程序；当计数C1达到重置状态（在该处M7是正常关闭接触）时，立即重置。在T4的计时时刻1.5秒之后，T4的常开接头关闭，副继电器M7的绕组被供电，因此M7的常闭接触头被打开，计数器C1的重置端子被关断，C1的计数器C1被计数（也就是换档的数目）;M7的常开式接触器关闭，Y35型线圈开启，锁定杆式电磁阀关闭，锁定杆式冲程切换器SQ1按下，X016开启，然后启动换档控制。Y035的常开式开关打开，Y041绕组工作，HL2显示为发光状态。由于X016;M7被打开，Y001;Y003的连续的线圈被接通，接触部KM2和KM4被吸入，并且在星型导线下面的主轴（平台）马达被驱动。常开式接点X016和Y001接通，T3接通并启动定时，1秒后T3接通接通，每次C1计数。在完成了第一个随动换档后，操作人员将SB6重新压下，进行了二次伺服换档。T3的常开触头再次关闭，C1再次进行计数，C1的设置是2，这时C1工作，它的常关接触头关断，并且信号指示灯HL2被关掉，换档结束。由于立车机在使用变频调速器的情况下，一次不能达到预期的效果，所以在此基础上进行了两级调速器的调整。5.横梁移动按下按钮SB13、SB14、X014、X015，将PLC的内副继电器M6接通，M6的常开触头关闭，Y036接通，横向梁松弛的电磁阀吸入，并与横向构件松弛的开关SQ4进行挤压，X021工作，并按照编程绕组Y021或Y022导通，从而产生与接触器KM18或KM19相啮合的输出，从而驱动横向梁的升降移动。一松，便收。X022;X023在横杆上；下限制开关SQ5、SQ6、X020与侧面刀座的上方限制开关SQ3相对应。6.刀架移动所有的刀片操作过程都是一样的。以下只举例说明竖向刀座向左快速向右进送：竖直的刀架迅速地朝左边移动。把S2交叉切换面板朝向左边。X030启动后，将PLC的副继电器M2接通，M2的常开式触头关闭，Y011和Y027被打开，从而将接触器KM10与横向移动的电磁离合器吸入。这时，如果按下开关SB7、X006,Y005绕组被打开，接触件KM6就会被吸入。这时，如果按下开关SB7、X006,Y005线圈接通，接触器KM6就会被吸入。竖直刀座快速电机带动立刀架向左侧高速移动。一旦释放按键，立即停止。竖直刀座的右侧送料。进给是在主轴工作时进行的，所以进给回路要在PLC的副继电器KM1常开接触闭合的状态下进行。在送料时，按要求将选速开关SA拧到1档（I）或2档（Ⅱ）位置。现在，用“I”比特SA1作为例子。将交叉开关SA2向右拧，X31操作，接通PLC内的副继电器M3,M3的常开触头关闭，Y012、Y027接通，接触器KM11与水平移动的电磁离合器相啮合。按下开关SB9、X010,Y006线圈接通、保护，接触器KM7闭合，竖向刀架进给马达起动。Y006常开式接触与Y023线圈相连接，从而使进料式电磁离合器产生吸力。垂直刀架以一档或二档的速度向右侧进行进给。按下SB8键，送料就会停止。Z3040型主轴钻机的控制流程见图4-2。图4-2控制流程图其梯形图程序见如下图4-3。图4-3PLC梯形图程序4.2触摸屏人机界面及其功能显示界面是人机交互的重要组成部分，它主要由两个方面构成：调试页面和触摸屏主界面。调整调试页面是显示页面的重要组成部分，定位零点、确定各轴最大座标以及手轮的作用是其主要作用见图4-1。图4-4调整调试页面(1)“0”点坐标区：在“机床0点”上按下，X,Y;Z的座标与主轴运动方向一致，用来定位工件“0”的位置与机器的“0”位置；在机器重置“0”键时，X,Y,Z坐标不会因主轴的运动而改变。在“0”的位置上，对工件的“0”点进行了定位。配合手轮，可对“0”点位进行人工调节。(2)电子手轮区：用于调节运动速率的“一”和“+”。初始数值为50，最大为0，最大为100。(3)设备有效行程区：由6个数字表示的三个轴系统的活动范围，当部件的运动路径超过这个范围时，会发出报警和停机。通过“0”的位置和每个轨道的长度来求出阶段自身的值。图4-2为主页面，主页面主要负责显示主电机、水泵、照明的开关情况、当前坐标位置等参数、主轴行程轨迹。本例是以五角星为例说明。(1)页眉区具有2个主要功能：1）显示当前的日期和时间，并将页面的名字显示在页面的左上方。2)当警报出现时，向操作者发出警告，并在正常情况下隐藏(2)画图区：显示由输入资料所构成的轨道。而放大和缩小按键则是功能键，可以将所显示的画面进行放大或缩小。(3)显示各参数（X、Y、Z）、主轴旋转速度V和进给量S。(4)功能键区：对主轴的操作进行显示和控制；伺服报警复位，水泵运行，灯光开闭。(5)切换键区：点击到资料输入页面的开关。图4-5触摸屏主界面第五章PLC在Z3040主轴钻床上故障维修方法5.1刀库换刀位置错误常见故障一：某数控机床的换刀系统在换刀指令时不动作，机械臂停留在行程中间位置上，CRT显示某报警号。解决方法：首先，对靠近开关进行检测，用一根薄薄的金属片靠近开关，经检测，确认该开关是否正常。由于机器人的手臂还在中央，所以这两个信号都是“0”。机械设备检验：通过电磁阀YV21对“臂缩回”进行操作，通过人工操作使机械手回到“臂缩回”状态，使机械手回到原来的状态。这表明手动电磁阀可以对换刀进行准确的定位，避免了由于液压或机械原因导致的换刀装置不正确。根据上述分析，PLC的输入信号是正常的，输出是正确的，但问题是由于操作不当或者PLC没有设定好，通过运行观察，发现两次切换的间隔比PLC所需的时间短，导致PLC的编程错误引起的报警。常见故障二：刀库回零操作当刀库换刀不正确解决方法：为运行以下程序段：1.将钥匙开关MAG.JOG调到ON；2.在MDI方式下，执行刀库初始化M指令；3.程序执行结束后，将钥匙开关MAG.JOG调到OFF。刀盘旋转不到位或机械手不在原点时，不能进行自动换刀，此时，需要手动修调刀库，使刀盘停止时刀位准确：1.将钥匙开关MAG.JOG调到ON；2.按操作面板上的刀盘正转按钮或刀盘反转按钮，使刀盘停止在准确的位置上。3.刀盘停止在准确位置后，将钥匙开关MAG.JOG调到OFF。5.2分度工作台不分度常见故障一：配备SIN810数控系统的加工中心，出现分度工作台不分度的故障且无报警。解决方法：在DIAGNOSIS上使用“STATUSPLC”软件，可以对Q1.4进行即时查询，并显示其“0”；根据PLC的阶梯曲线，F123.0也是“0”，通过梯形图逐一检验，F105.2是“0”，F123.0是“0”；通过对STATUSPLC的梯形图形进行观察，结果显示110.2是“0”，F105.2是“0”。19.3、19.4、110.2、110.3为四个靠近式开关的探测讯号，用以侦测齿条与齿条之间的啮合情况。在分度时，4个邻近的开关均应具有关闭的讯号，目前已知110.2没有关闭。处置办法：检验机器部件的机器设备是否就位；请确认靠近电闸有无破损。依据此线索，最终发现反映二、三工位的转接开关19.4、110.2的工作不协调，造成了工位不转动。经进一步证实，三站分尺发生了机械性脱模。将机器设备与二站的位置进行协调，排除了问题。常见故障二：数控回转工作台在分度后出现不能落入鼠牙定位盘内，发生顶齿故障。解决方法：该故障是因为工作台分度不准确所致。工作台分度不准确的原因可能有电气问题和机械问题，首先检查电动机和电气控制部分(因为此项检查较为容易)。检查电气部分正常，则问题出在机械部分，可能是伺服电动机至回转台传动链间隙过大或转动累计间隙过大所致。拆下传动箱，发现齿轮、蜗轮与轴键联接间隙过大，齿轮啮合间隙超差过多。经更换齿轮、重新组装，然后精调回转工作台定位块和伺服增益可调电位器后，故障排除。总结本文所完成的以PLC为核心的钻机的电控系统设计，使Z3040钻机的自动控制成为可能，为现场作业人员提供了便利。经此一方案，可以归纳如下：1.本钻床对机床板床及各部件结构进行分析设计，结构简单牢固，原材料可在市场上任何一家原材料商店购买。并满足本机技术参数。2.本钻床采用PLC、触摸显示屏、伺服驱动器、接线电缆、交流伺服电机均为欧姆龙产品，保证各部件的兼容方式。并且各厂家进行担保，可以保证自控系统各项主要参数的指标值。此外，设计制造的光保护板和差动保护可变集电极数据信号板也采用了我国加工制造业非常完善的技术，质量有保证。因此，电气元件产生的偏差也可以得到保证。3.钻机分别设计了电源电路和控制电路，以实现不同的功耗要求。并且为了更好的保证安全，