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管理系统的改造问题,旨在解决传统继
电器—接触器电气控制管理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电气控制管理系统与继电器—接触器电气控制系统相比，具有结构相对比较简单，编程方便，调试周期短， 可靠性高，抗干扰能力强，故障率较低，对工作环境要求低等一系列优点。因此，本论文对Z3040摇 臂钻床电气控制管理系统的改造，将把PLC控制技术应用到改造方案中去，从而大幅度的提升摇臂钻床的工
随着信息化产业的快速地发展，数字控制机床的功能日趋完善，数字控制机床已经完全取代了 普通机床，而数控技术是机械加工自动化的基础，是数字控制机床的核心技术，其水平 高、低关系到国家战略地位、国民经济水平和体现国家总实力的水平。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。
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摇臂钻床电气控制管理系统 的设计的具体方案，完成了电气控制管理系统硬件和软件的设计，这中间还包括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—接触器电气控制管理系统来提升机床工作性能的方法，给出了相应的控制原理图。
Z3040摇臂钻床简介 错误!未定义书签。PLC在电气控制管理系统中的应用错误!未定义书签。 本论文研究的对象及意义 错误!未定义书签。
附录ⅢI/O电气接线图 错误!未定义书签 附录Ⅳ程序梯形图 错误!未定义书签
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。钻床的结构及形式很多，有立式钻床、卧式 钻床、深孔钻床等。摇臂钻床是一种立式钻床，它适 用于单件或批量生产中带有多孔大型零件的孔加工， 是一般机械加工车间常用的机床。 摇臂钻床主要由底座、内外立座、摇臂、主轴箱和工 作台等组成。摇臂的一端为套筒，套装在外立柱上， 并借助丝杠的正、反转可沿外立柱作上下移动。主轴 箱安装在摇臂的水平导轨上可通过手作使其在水 平导轨上沿摇臂移动。加工时，根据工件高度的不同， 摇臂借助于丝杠可带着主轴箱沿外立柱上下升降。在 升降之前，应自动将摇臂松开，再进行升降，当达到 所需的位置时，摇臂自动夹紧在立柱上。摇臂钻床钻 削加工分为工作运动和辅助运动。工作运动包括：主 运动（主轴的旋转运动） 和进给运动（主轴轴向运动） ； 辅助运动包括：主轴箱沿摇臂的横向移动，摇臂的回 转和升降运动。钻削加工时，钻头一面旋转一面作纵向进给。钻床的主运动是主轴 带着钻头作旋转运动。进给运动是钻头的上下移动。辅助运动是主轴箱沿摇臂水平 移动，摇臂沿外立柱上下移动和摇臂与外立柱一起绕内立柱的回转运动。摇臂回转 和主轴箱的左右移动采用手动.
现代工业生产里，中小批量零件的生产占产品数量的比例慢慢的升高，零件的复杂性 和精度要求迅速提高，传统的普通钻床已经越来越难以适应现代化生产的要求，制 造业的竞争已从早期降低劳动力成本、 产品成本，提升公司整体效率和质量的竞争， 发展到全面满足顾客要求、积极开发新产品的竞争，将面临知识 —技术—产品的更 新周期越来越短，产品批量越来越小，而对质量、性能的要求更高，同时社会对环 境保护、绿色制造的意识慢慢地增加，因此敏捷先进的制造技术将成为企业赢得竞争 和生存、发展的主要手段。计算机信息技术和制造自动化技术的结合越来越紧密， 作为自动化柔性生产重要基础的 “软”控制管理系统机床，在生产中所占比例将越来越高。
当进行加工时， 由特殊的加紧装置将主轴箱紧固在摇臂导轨上， 而外立柱紧固 在内立柱上，摇臂紧固在外立柱上，接着进行钻削加工。钻削加工时，钻头一 边进行旋转切削，一边进行纵向进给，其运动形式为：
（3）辅助运动有：摇臂沿外立柱垂直移动，主轴箱沿摇臂长度方向的移动，摇 臂与外立柱一起绕内立柱的回转运动。
根据PLC的物理结构错误!未定义书签。 根据PLC的指令功能错误!未定义书签。
20世纪70年代以前，电气自动控制的任务绝大多数都是由继电器控制管理系统来完成。继 电器控制管理系统的优点是结构相对比较简单、价格低、抗干扰能力强，所以当时应用的十分 广泛，至今仍在许多简单的机械设备中应用。但是，该类控制管理系统的缺点也十分明 显，它采用固定的硬件接线方式来完成各种逻辑控制，灵活性差；另外机械性触点 的工作频率低，易损坏，因此可靠性较差。
主轴箱放松或夹紧控制程序 摇臂回转控制梯形图程序 冷却泵开关控制梯形图程序指令表 错误!未定义书签。5结论 错误!未定义书签。
研究成果 错误!未定义书签。 不足之处 错误!未定义书签。参考文献 错误!未定义书签。
附录ⅠZ3040摇臂钻床电气控制原理图 附录ⅡZ3040摇臂钻床的电器元件明细表