机电控制技术课程设计

湖南工业大学课程设计资料袋机械工程学院（系、部）2013~2014学年第二学期课程名称机电控制技术指导教师聂宇峰职称讲师学生姓名邓叶舟专业班级机设1101学号11405701318题目组合机床电气控制课程设计成绩起止日期2014年6月23日～2014年6月27日目录清单序号材料名称资料数量备注1课程设计任务书12课程设计说明书13课程设计图纸22张湖南工业大学课程设计任务书2013—2014学年第二学期机械工程学院（系、部）机械设计制造及其自动化专业机设1101班级课程名称：机电控制技术设计题目：组合机床电气控制课程设计完成期限：自2014年6月23日至2014年6月27日共1周内容及任务一、设计的主要技术参数具体要求见课程设计指导书二、设计任务完成系统的继电器控制原理图、PLC控制原理图及设计说明书一份三、设计工作量电气图2~3张，说明书不少于5000字进度安排起止日期工作内容6.23讲解设计目的、要求、方法，任务分工制定设计方案、绘制草图6.24设计方案审核、修改绘制电气原理图、电路计算、元器件选择列表6.25绘制安装布置图，元器件的准备6.26电气CAD制图软件使用电控柜安装／电气CAD制图6.27检查电气控制线路／电气CAD制图通电调试、故障排除、任务验收，编写设计说明书主要参考资料1、齐占庆，电气控制技术课程设计指导书，机械工业出版社，2003。2、张万奎等编，机床电气控制技术，北京大学出版社，20073、程宪平主编，机电传动与控制（第二版），武汉：华中科技大学出版社，2003年9月4、石玉珍，电气制图及图形符号国家标准汇编，中国标准出版社，1989指导教师（签字）：2014年6月28日系（教研室）主任（签字）：2014年6月30日设计说明书起止日期：2014年6月23日至2014年6月27日学生姓名邓叶舟班级机设1101学号11405701318成绩指导教师(签字)机械工程学院（部）2014年6月28日组合机床电气控制课程设计目录第一章设计任务书......................................................1第二章组合机床的电气控制线路设计.................错误!未定义书签。2.1选择并确定控制方案................................................................................................22.2确定机床的工作循环................................................................................................32.3确定液压动力滑台系统的工作过程.....................................................................52.4机床电气传动的特点及控制要求..........................................................................62.5机床电气控制线路设计............................................................................................72.6选择电气元件..............................................................................................................82.7制定电动机和电气元件明细表............................................................................12第三章组合机床的可编程控制器控制系统的设计..................143.1在设计可编程控制器系统时，应遵循以下基本原则...................................143.2工艺要求及动作流程............................................................................................143.3PLC选型....................................................................................................................153.4I/O点地址编号及硬件接线................................................................................153.5软件编制...................................................................................................................16第四章总结.............................................................18第五章参考文献........................................................181第一章课程设计任务书对课程设计成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕：1．电力拖动控制要求（1）两台铣削动力头分别由两台宠型异步电动机拖动，单向旋转，无须电气变速和停机制动控制，但要求铣刀能进行点动对刀。（2）液压泵电动机弟向旋转，机床完成一次半自动工作循环后按下总停机按钮时才停机。（3）加工到终点，动力头完全停止后，滑台才能快速退回。（4）液压动力滑台前进、后退能点动调整。（5）电磁铁1YV、2YV采用直流供电。（6）机床具有照明、保护和调整环节。2．电动机控制电路1M为液压泵电动机，操作按钮2SB或1SB，使1KM得电或失电，控制电动机起动或停止。1SA为机床半自动工作与调整工作的选择开关。1SA开关置于A位置时机床实现半自动工作，左、右铣削动力头酌电动机2M与3M分别由滑台移动到位，压下行程开关2SQ与3SQ，使2KM、3KM得电并自锁，2M、3M分别起动工作。加工到终点时，滑台压下终点行程开关4SQ，使2KM、3KM断电，两动力头停转。3．液压动力滑台控制液压泵电动机1M起动工作后，按下按钮3SB，继电器1KA得电并自锁，电磁铁1YV得电，控制液压滑台快速趋近，至滑台压下行程阀，滑台转为工作进给速度进给。工作进给至终点，死挡铁停留，进油路油压升高，到压力继电器KP动作。1KA失电，电磁铁1YV失电，同时2KA得电，电磁铁2YV得电，滑台快速退回到原位，压下原位行程开关1SQ，2KA失电，2YV失电，滑台停在原位，一个工作循环结束。4．照明电路机床照明灯EL通过控制变压器1T降压为24V，由开关2SA控制。5．保护与调整环节熔断器1FU实现对电动机1M、变压器1T、2T一次侧短路保护。2FU实现对电动机2M、3M短路保护。3FU实现对控制电路短路保护。4FU实现对照明电路短路保护。5FU实现对电磁铁线圈电路短路保护。三台电动机的过载保护分别由1KR、2KR、3KR热继电器实现。为了保护刀具与工件安全，当其中一台电动机过载时，要求其余两台电动机均应停止工作。因此，熟继电器的常闭触点均应接在控制电路的总电路中。组合机床是由通用部件和专用部件组成。组合机床在整机的安装、调试过程中，希望各部件能2灵活方便地进行单独调试，而不影响其它部件。因此，控制电路应具有对自动加工与调整工作状态的控制作用。左、右动力头调整点动对刀时，通过操作转换开关1SA于调整位置M，分别按下按钮7SB、8SB实现左、右动力头点动对刀的调整。液压动力滑台前进、后退的调整是将1SA开关置于M位置，切断2KM、3KM线圈电路，使滑台移动到2SQ、3SQ位置时，左、右铣削动力头不应起动工作。按下点动按钮5SB、6SB，分别使1KA、2KA得电，获得滑台前进与后退的点动调整工作。二、设计参考图三、要求能按照本组最终要求合理设计继电器电气原理图，PLC电气原理图，再做成控制板，最后连线试验。要求上交1份设计说明书，2张图纸，测试结果。3．主要参考文献：教材：张万奎等编.《机床电气控制技术》北京大学出版社，2007主要参考资料：1、机电传动控制（第三版），邓星钏主编，武汉：华中科技大学出版社，2001年9月2、机电传动与控制（第二版），程宪平主编，武汉：华中科技大学出版社，2003年9月。4、电力拖动自动控制系统（第三版），陈伯时主编，北京：机械工业出版社，2003年8月。5、半导体变流技术（第二版），莫正康主编，北京：机械工业出版社，2001年8月。6、邓星钟等编.《机电传动控制（第三版）》华中科技大学出版社，2001.3第3版第二章组合机床的电气控制线路设计2.1选择并确定控制方案组合机床组成部件不是一成不变的，它将随着生产力的向前发展而不断更新，因此与相适应的电气控制线路也随着更新换代，目前主要有以下两种：1）机械动力滑台控制线路机械动力滑台和液压动力滑台都是完成进给运动的动力部件，两者区别仅在于进给的驱动方式不同。动力滑台与动力头相比较，前者配置成的组合机床较动3力头更为灵活。在动力头上只能安装多轴箱，而动力滑台还可以安装各种切削头组成的动力头，用来组成卧式、立式组合机床，以完成钻、扩、铰、镗、刮端面、倒角和攻螺纹等工序，安装分级进给装置后，也可用来钻深孔。一般机械动力滑台由滑台、机械滑座及双电动机（快速电动机和进给电动机）传动装置三部分组成。滑台进给运动的自动循环是通过传动装置将动力传递给丝杆来实现的。2）液压动力滑台控制线路液压动力滑台与机械动力滑台在结构上的区别在于：液压动力滑台的进给运动的借助压力油通过液压缸的前腔和后腔来实现的。液压动力滑台由滑台、滑座及液压缸三部分组成，液压缸驱动滑台在滑座上移动。液压动力滑台也具有前面机械动力滑台的典型自动工作循环过程，它是通过电气控制线路控制液压系统来实现的。滑台的工进速度是通过调整节流调速阀进行无级调速的。电气控制一般采用行程原则、时间原则控制方式及压力控制方式。组合机床电气控制系统总的特点，是它的基本电路可根据通用部件的典型控制电路和一些基本控制环节组成，再按加工、操作要求以及自动循环过程，无须或只要作少量修改综合而成。本设计采用一个液压动力滑台和两个铣削动力头来实现两面加工的组合机床电气控制电路。2.2确定机床的工作循环组合相床由底座、床身、液压动力滑台、铣削动力头、液压站等通用部件以及有关的专用部件组成，如图2-1所示。组合机床的工作循环如图2-2所示。41—左电动机；2—左变速箱；3—液压缸；4—右变速箱；5—右电动机；6—滑台；7—工件；8—夹具；9—机座图2-1组合机床结构示意图图2-2组合相床工作循环图加工时，工件随夹具安装在液压动力滑台上，当发出加工指令后，工作台作快速进给，工作接近动力头时，工作台改为工作进给速度进给，同时，左铣削动力头启动加工，当进给到一定位置时，右动力头也启动两面同时加工，直至终点时工作进给停止，两动力头停转，经死挡铁停留后，液压动力滑台快速退回原位并停止，工作循环结束。52.3确定液压动力滑台系统的工作过程图2-3液压动力滑台的液压系统图液压系统工作过程如下。（1）快速趋进液压泵电动机启动后，按SB3按钮发出滑台快速移动信号，电磁铁YV1得电，三位五通电磁阀向右移，控制油路开通，控制三位五通液控换向阀向右移，接通工作油路，压力经过行程阀进入液压缸大腔，而小腔内回油经过三位五通液控换向阀、单向阀、行程阀再进入大腔，液压缸体、滑台、获得向前快速移动。（2