CN214623395U - 一种用于教学实训钻孔控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于教学载体技术领域，尤其涉及一种用于教学实训钻孔控制电路，包括PLC控制器、步进电机驱动器、AC/DC开关电源、KA1继电器线圈、多个金属传感器、手摇脉冲发生器、多个检测磁性开关、光电传感器、多个压力传感器、多个按钮开关、KA1继电器触点、多个步进电机驱动器输入端及输出端、控制钻孔继电器线圈、KA2继电器触点、控制夹紧气缸伸出的电磁阀线圈，PLC控制器与各控制器及开关通过I/O接口通信连接。本实用新型采用手摇脉冲发生器，实现手摇对刀，使打孔的定位更加可靠；使用步进电机带动钻头控制钻孔，使控制钻孔更加精确；电路结构简单，成本低，满足教学实训加工需求。

Description

一种用于教学实训钻孔控制电路

技术领域

本实用新型属于教学载体技术领域，尤其涉及一种用于教学实训钻孔控制电路。

背景技术

随着数控产品需求量的急剧增加，对数控钻削技术的要求也随之增长，国内深钻削主要靠麻花钻来深加工，钻孔时为了避免损坏钻头，必须频繁迸退刀，而间断次数过少和过多，都会对钻头造成损坏，且恶劣的工业环境对控制器的抗于扰性提出了更高的要求，故要求控制器能对深加工中的数据实时修改进而控制钻头的进退刀，这样才能确保深加工的稳定性、安全性，进而提高生产效率。

传统的打孔采用的是机械钻头控制钻孔的方式，如果采用手工生产，对多孔进行孔眼定位这个过程既浪费时间又浪费精力，而且产品的质量不高；现代数控机床技术发展的十分的迅速，上述问题可以在现代化数控机床上解决；但是一台数控机床的价格十分的昂贵，对于学校实训使用来说显得有些浪费。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题：本实用新型采用手摇脉冲发生器，实现手摇对刀，使打孔的定位更加可靠；使用步进电机带动钻头控制钻孔，使控制钻孔更加精确，电路结构简单，成本低，满足教学实训加工需求。

本实用新型采用的技术方案为：一种用于教学实训钻孔控制电路，包括PLC控制器、步进电机驱动器、AC/DC开关电源、KA1继电器线圈、1-金属传感器、2-金属传感器、3-金属传感器、手摇脉冲发生器、夹紧到位检测磁性开关、推出到位检测磁性开关、光电传感器、1-压力传感器、2-压力传感器、启动按钮、停止按钮、选择开关、KA1继电器触点、步进电机驱动器PUL+输入端、步进电机驱动器DIR+输入端、控制钻孔继电器线圈、KA2继电器触点、控制夹紧气缸伸出的电磁阀线圈、控制夹紧气缸释放的电磁阀线圈、控制推料气缸伸出的电磁阀线圈、1-指示灯、2-指示灯、3-指示灯，PLC控制器与步进电机驱动器电性连接，AC/DC开关电源进端通过空气开关QF1与外部220V交流供电电源连接，出端直流输出与空气开关QF2、KA1继电器线圈及急停按钮QS连接成回路；KA1继电器线圈的一对常开的触点一端与QF2空气开关的输出端连接，另一端接PLC控制器的4L+，PLC控制器的4M接AC/DC开关电源的0V；1-金属传感器、2-金属传感器、3-金属传感器分别连接PLC控制器的I0.2、I0.3和I0.4端子，1-金属传感器进行电钻位置的负限位检测，2-金属传感器进行电钻位置的正限位检测，3-金属传感器进行电钻位置的零点检测；手摇脉冲发生器的A相和B相两路脉冲分别连接PLC控制器的I0.0和I0.1端子，夹紧到位检测磁性开关和推出到位检测磁性开关分别连接PLC控制器的I0.5和I0.6端子，光电传感器与PLC控制器的I0.7端子，1-压力传感器的OUT1和2-压力传感器的OUT1分别连接PLC控制器的I1.0和I1.1端子；1-压力传感器用于初始气压的检测，检测初始气压是否满足设定要求，2-压力传感器用于夹紧气压的检测，检测夹紧工件的气压是否满足设定要求；启动按钮、停止按钮、选择开关和KA1继电器触点分别连接PLC控制器的I1.2、I1.3、I1.4、I1.5端子；步进电机驱动器PUL+输入端、步进电机驱动器DIR+输入端分别与PLC控制器的Q0.0和Q0.1端子连接，控制钻孔继电器线圈与PLC控制器的Q0.2端子连接，KA2继电器触点两对常开的触点一端与外部供电电源连接，另一端与电钻连接，由PLC控制器控制控制钻孔继电器线圈得电与否；控制夹紧气缸伸出的电磁阀线圈、控制夹紧气缸释放的电磁阀线圈、控制推料气缸伸出的电磁阀线圈分别与PLC控制器的Q0.3、Q0.4、Q0.5端子连接，由PLC控制器控制三个电磁阀线圈得电与否，1-指示灯、2-指示灯、3-指示灯分别与PLC控制器的Q0.6、Q0.7、Q1.0端子连接，指示灯用于指示设备的运行状态，设备工作时1-指示灯绿色常亮，回零点时2-指示灯黄色常亮，控制钻孔继电器线圈时3-指示灯红色常亮。

进一步的，AC/DC开关电源为220V交流转24V直流转换器。

进一步的，PLC控制器型号为CPU 1215C-6ES7-215-1AG40-0XB0。

进一步的，PLC控制器还与触摸屏连接，通过触摸屏进行人机对话，对操作过程监控。

本实用新型的有益效果是：

1、使用手摇脉冲发生器，实现手摇对刀，可以使打孔的定位更加可靠。

2、使用步进电机带动钻头控制钻孔，使控制钻孔更加精确。

3、使用触摸屏进行人机对话，进行实时监控，使用方便直观。

附图说明

图1是本实用新型的用于教学实训钻孔控制电路图，1、PLC控制器，2、步进电机驱动器，3、AC/DC开关电源，4、KA1继电器线圈，5、1-金属传感器、6、2-金属传感器、7、3-金属传感器，8、手摇脉冲发生器，9、夹紧到位检测磁性开关，10、推出到位检测磁性开关，11、光电传感器，12、1-压力传感器，13、2-压力传感器，14、启动按钮，15、停止按钮，16、选择开关，17、KA1继电器触点，18、步进电机驱动器PUL+输入端，19、步进电机驱动器DIR+输入端，20、控制钻孔继电器线圈，21、KA2继电器触点，22、控制夹紧气缸伸出的电磁阀线圈，23、控制夹紧气缸释放的电磁阀线圈，24、控制推料气缸伸出的电磁阀线圈，25、1-指示灯，26、2-指示灯、27，3-指示灯。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的实施例作进一步的详细说明：

如图1为本实用新型用于教学实训钻孔控制电路图，包括PLC控制器1、步进电机驱动器2、AC/DC开关电源3、KA1继电器线圈4、1-金属传感器5、2-金属传感器6、3-金属传感器7、手摇脉冲发生器8、夹紧到位检测磁性开关9、推出到位检测磁性开关10、光电传感器11、1-压力传感器12、2-压力传感器13、启动按钮14、停止按钮15、选择开关16、KA1继电器触点17、步进电机驱动器PUL+输入端18、步进电机驱动器DIR+输入端19、控制钻孔继电器线圈20、KA2继电器触点21、控制夹紧气缸伸出的电磁阀线圈22、控制夹紧气缸释放的电磁阀线圈23、控制推料气缸伸出的电磁阀线圈24、1-指示灯25、2-指示灯26、3-指示灯27，PLC控制器1与步进电机驱动器2电性连接，AC/DC开关电源3进端通过空气开关QF1与外部220V交流供电电源连接，出端直流输出与空气开关QF2、KA1继电器线圈4及急停按钮QS连接成回路；KA1继电器线圈4的一对常开的触点一端与QF2空气开关的输出端连接，另一端接PLC控制器1的4L+，PLC控制器1的4M接AC/DC开关电源3的0V；1-金属传感器、2-金属传感器、3-金属传感器分别连接PLC控制器1的I0.2、I0.3和I0.4端子，手摇脉冲发生器8的A相和B相两路脉冲分别连接PLC控制器1的I0.0和I0.1端子，夹紧到位检测磁性开关9和推出到位检测磁性开关10分别连接PLC控制器1的I0.5和I0.6端子，光电传感器11与PLC控制器1的I0.7端子，1-压力传感器的OUT1和2-压力传感器的OUT1分别连接PLC控制器1的I1.0和I1.1端子，启动按钮14、停止按钮15、选择开关16和KA1继电器触点17分别连接PLC控制器1的I1.2、I1.3、I1.4、I1.5端子；步进电机驱动器PUL+输入端18、步进电机驱动器DIR+输入端19一端与PLC控制器1的Q0.0和Q0.1端子连接，另一端与步进电机驱动器2的PUL+和DIR+端子连接；控制钻孔继电器线圈20一端与KA1继电器线圈4连接，另一端与PLC控制器1的Q0.2端子连接，由PLC控制器1控制控制钻孔继电器线圈20得电与否；KA2继电器触点21一端与外部供电电源连接，另一端与步进电机连接；控制夹紧气缸伸出的电磁阀线圈22、控制夹紧气缸释放的电磁阀线圈23、控制推料气缸伸出的电磁阀线圈24分别与PLC控制器1的Q0.3、Q0.4、Q0.5端子连接，1-指示灯、2-指示灯、3-指示灯分别与PLC控制器1的Q0.6、Q0.7、Q1.0端子连接。

本实施例中，AC/DC开关电源为220V交流转24V直流转换器，型号为DR-75W-24V。

本实施例中，PLC控制器型号为CPU 1215C-6ES7-215-1AG40-0XB0。

本实施例中，步进电机驱动器型号为DM542。

本实用新型工作原理为：

触摸屏与PLC控制器1之间通过太网通信，与其他外部设备之间是I/O通信，手摇脉冲发生器8将所有传感器(金属、压力、光电)、所有按钮、所有开关、所有触点信号发给PLC控制器1，PLC控制器1处理接收到的信号，控制电磁阀及指示灯，电磁阀再控制气缸；PLC控制器1发送脉冲及方向信号给步进电机驱动器2，步进电机驱动器2控制步进电机转动，通过滚珠丝杠传动带动电钻到达要求的位置。

当按下急停按钮QS，电源回路的KA1继电器线圈4失电，PLC控制器的输出回路电源断开；用手摇动手摇脉冲发生器8时，手摇脉冲发生器8发出A相和B相两路脉冲给PLC控制器的输入I0.0和I0.1，PLC控制器1接收到手摇脉冲发生器8的脉冲之后，用高速计数器对脉冲个数进行计数，再通过运动控制指令同步控制步进电机到达对刀位置，实现手动对刀。

三个金属传感器分别接在PLC控制器1的I0.2、I0.3和I0.4上，分别用于步进电机的负限位、正限位及零点检测；两个磁性开关分别接在I0.5及I0.6，通过控制夹紧气缸伸出的电磁阀线圈22、控制推料气缸伸出的电磁阀线圈24检测夹紧气缸是否夹紧到位，推出气缸是否推出到位；光电传感器11接在PLC控制器1的I0.7上，用于检测料仓内工件有无；两个压力传感器的OUT1分别接在PLC控制器1的I1.0和I1.1上，用于检测初始气压和夹紧气压是否达到设置的气压标准；启动按钮14、停止按钮15及选择开关16，分别接于PLC控制器1的I1.2、I1.3及I1.4上，当停止按钮15按下时，接在PLC控制器1的I1.5上的KA1继电器触点17断开；两个压力传感器的模拟量输出OUT2分别传送给PLC控制器1的AI0和AI1模拟量输入端子上；PLC控制器1的Q0.0及Q0.1接在步进电机驱动器2的PUL+及DIR+上，来控制步进电机的位移及方向；PLC控制器1的Q0.2控制钻孔继电器线圈20，当Q0.2输出有效，KA2继电器触点21闭合，则电钻所在的回路电源接通，电钻工作进行控制钻孔作业；控制夹紧气缸伸出的电磁阀线圈22、控制夹紧气缸释放的电磁阀线圈23、控制推料气缸伸出的电磁阀线圈24分别与PLC控制器1的Q0.3、Q0.4、Q0.5端子连接，由PLC控制这些电磁阀线圈得电与否，从而控制气缸伸出还是缩回，当控制夹紧气缸伸出的电磁阀线圈22得电，夹紧气缸伸出，当控制夹紧气缸释放的电磁阀线圈23得电，夹紧气缸缩回，当控制推料气缸伸出的电磁阀线圈24得电，推料气缸伸出；PLC控制器1的Q0.6、Q0.7、Q1.0分别用来控制黄绿红三个指示灯。

本实用新型有益效果是：使用手摇脉冲发生器，实现手摇对刀，可以使打孔的定位更加可靠。使用步进电机带动钻头控制钻孔，使控制钻孔更加精确。使用触摸屏进行人机对话，进行实时监控，使用方便直观。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种用于教学实训钻孔控制电路，其特征在于：包括PLC控制器(1)、步进电机驱动器(2)、AC/DC开关电源(3)、KA1继电器线圈(4)、1-金属传感器(5)、2-金属传感器(6)、3-金属传感器(7)、手摇脉冲发生器(8)、光电传感器(11)、1-压力传感器(12)、2-压力传感器(13)、步进电机驱动器PUL+输入端(18)、步进电机驱动器DIR+输入端(19)，所述PLC控制器(1)与步进电机驱动器(2)电性连接；所述AC/DC开关电源(3)进端通过空气开关QF1与外部220V交流供电电源连接，出端与空气开关QF2、所述KA1继电器线圈(4)和急停按钮QS连接形成回路；所述KA1继电器线圈(4)的一对常开的触点一端与QF2空气开关的输出端连接，另一端接所述PLC控制器(1)的4L+，所述PLC控制器(1)的4M接所述AC/DC开关电源(3)的0V；所述1-金属传感器(5)、2-金属传感器(6)、3-金属传感器(7)分别连接PLC控制器(1)的I0.2、I0.3和I0.4端子，所述手摇脉冲发生器(8)的A相和B相两路脉冲分别连接PLC控制器(1)的I0.0和I0.1端子，所述光电传感器(11)与PLC控制器(1)的I0.7端子，所述1-压力传感器(12)的OUT1和2-压力传感器(13)的OUT1分别连接PLC控制器(1)的I1.0和I1.1端子；所述步进电机驱动器PUL+输入端(18)、所述步进电机驱动器DIR+输入端(19)分别与所述PLC控制器(1)的Q0.0和Q0.1端子连接。

2.如权利要求1所述的用于教学实训钻孔控制电路，其特征在于：还包括夹紧到位检测磁性开关(9)、推出到位检测磁性开关(10)、启动按钮(14)、停止按钮(15)、选择开关(16)、KA1继电器触点(17)、控制钻孔继电器线圈(20)、KA2继电器触点(21)、控制夹紧气缸伸出的电磁阀线圈(22)、控制夹紧气缸释放的电磁阀线圈(23)、控制推料气缸伸出的电磁阀线圈(24)，所述夹紧到位检测磁性开关(9)和推出到位检测磁性开关(10)分别连接PLC控制器(1)的I0.5和I0.6端子；所述启动按钮(14)、停止按钮(15)、选择开关(16)和KA1继电器触点(17)分别连接PLC控制器(1)的I1.2、I1.3、I1.4、I1.5端子；所述控制钻孔继电器线圈(20)与所述PLC控制器(1)的Q0.2端子连接，所述KA2继电器触点(21)两对常开的触点一端与外部供电电源连接，另一端与电钻连接；所述控制夹紧气缸伸出的电磁阀线圈(22)、控制夹紧气缸释放的电磁阀线圈(23)、控制推料气缸伸出的电磁阀线圈(24)分别与所述PLC控制器(1)的Q0.3、Q0.4、Q0.5端子连接。

3.如权利要求1所述的用于教学实训钻孔控制电路，其特征在于：还包括1-指示灯(25)、2-指示灯(26)、3-指示灯(27)，所述1-指示灯(25)、所述2-指示灯(26)、所述3-指示灯(27)分别与PLC控制器(1)的Q0.6、Q0.7、Q1.0端子连接。

4.如权利要求1所述的用于教学实训钻孔控制电路，其特征在于：所述AC/DC开关电源(3)为220V交流转24V直流转换器。

5.如权利要求1所述的用于教学实训钻孔控制电路，其特征在于：所述PLC控制器(1)型号为CPU 1215C-6ES7-215-1AG40-0XB0。

6.如权利要求1所述的用于教学实训钻孔控制电路，其特征在于：所述PLC控制器(1)还与触摸屏连接，通过触摸屏进行人机对话，对操作过程监控。

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