专用镗孔机床的电气控制——安康.doc

河北科技师范学院欧美学院课 程 设 计 说 明 书题 目： 专用镗孔机床的电气控制 学院（系）： 欧美学院机电系 年级专业： 07级02班 学 号： 9311070201 学生姓名： 安康 同组学生： 郑义 指导教师： 程辉 王庆祝 专用镗孔机床的电气控制摘要 本次设计主要是运用电气控制与可编程控制技术的基本知识实现镗床的一系列基本功能，例如静压电动机于主轴电动机的顺序启动，通过电气控制实现镗孔与铰孔的加工选择，另外也可以实现手动的控制。关键词 Y801-2型（750W、1.9A）电机，电磁阀，三相异步电机 ，PLC 引言 现实生活中镗床器有很多用处，镗床主要是用镗刀在工件上镗孔德机床，通常，镗刀旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动。它的加工精度和表面质量要高于钻床。镗床是大型箱体零件加工的主要设备。所以我们电气的学生要熟悉掌握它的原理，能够正确的设计尤为重要。本次设计主要是了解镗床的基本知识，以及其在现实生活中得到广泛应用的发展潜力。1 设计任务与要求1.1主轴为单向运转，停车要求制动（采用能耗制动）。1.2主轴电动机与静压电动机的联锁要求是：先开静压电动机，静压建立后（由油压继电器控制）才能起动主轴电动机，而停机时，要求先停主轴电动机，后停静压电动机。1.3主轴加工操作，采用两地控制。加工结束自动停止，手动快退至原位。1.4根据加工动作流程要求，设置镗孔加工及铰孔加工选择。1.5应有照明及工作状态显示。1.6有必要的电气保护和联锁。2 镗孔机床的工作原理及控制要求2.1镗床液压动力滑台介绍液压动力滑台与机械滑台的区别在于，液压滑台进给运动的动力是动力油，而机械滑台的动力来自于电动机。液压动力滑台由滑台、滑座，油缸及控制挡铁等部分组成，油缸拖动滑台在滑座上移动。液压滑台也具有机械滑台的典型自动工作循环，它通过电气控制电路控制液压系统实现。滑台的工进速度由节流阀调节，可实现无级调速。电气控制电路一般采用行程，时间原则及压力控制方式。2.2控制方式及工作方式2.2.1专用镗孔机床控制方式选择现在我们主要了解的PLC控制单片机控制、DSP控制、EDA控制、数模混合电路的控制、嵌入式系统控制、继电接触器控制等。我在这里所讨论的PLC控制、单片机控制、DSP控制、继电接触器控制这三种方式。PLC的主要特点是：电气控制系统的可靠性高、它的结构较简单，在强电、步进控制方面控制有它的优势，程序修改不频繁的，要求较高的系统等方面使用比较好，内部系统资源较小，投资成本要求较高。单片机控制的主要特点：内部系统资源大，体积小，价格便宜，稳定可靠性不足并且一般在弱电场合使用较好，在使用一般的负载时就必须加工率放大电路来驱动。DSP的控制主要特点：内部系统资源较大，处理速度快，具有复杂的数字处理的功能，一般在通信、国防、大型的系统中使用，技术要求较高，一般使用成本要比PLC控制器高。继电接触器控制：如果机床电控系统采用继电接触器控制，由于使用了大量的机械触电，导致设备的响应速度慢、可靠性差、故障率高、接线复杂、不便于调整和维修，加工产品的质量无法得到可靠保证。综合各种控制方式特点：由于专用镗床由三相异步电机拖动，并且可靠性要求较高，所以本设计采用专用镗孔机床PLC控制方式较为合适。2.2.2专用镗孔机床工作方式选择在现代的控制系统中越来越多的采用自动化程度水平的设备来用于生产，科研，娱乐，通信等很多领域。智能化，节能环保，易维护的特点发展。在一般的设备中，大都是手动，自动，半自动这三种工作方式。在我们的生产生活中所使用的机械电子设备大部分采用手动和自动相结合的工作方式。在航天航空领域一般采用全自动化的设备。在这次的设计中，我采用的方案是手动和自动相结合的工作方式。在专用镗孔机床快进及工进工作状况下，专用镗孔机床由PLC的程序自主控制其自动正常运行，当工作过程结束后停止显示灯亮，然后转为手动控制，按下手动按钮后又转为自动控制过程。3通过电气控制实现镗孔机床的功能3.1 机床概况该设备用于大批量生产某零件的镗孔与铰孔加工工序。其加工精度与加工效率的要求均较高，宜采用专用设备。机床主运动采用动力头，由Y100L6型（1.5KW.4A)三相异步电动机拖动，单向运转。该设备能进行镗孔加工，当更换刀具和改变进给速度时，又能进行铰孔加工（有镗孔与铰孔加工选择），加工动作流程如图3-1所示。图3-13.2能耗制动部分 能耗制动是在三相异步电动机脱离三相交流电源后，迅速给定子绕组通入直流电流，产生恒定磁场，利用转子感应电流与恒定磁场的相互作用达到制动的目的。此制动的方法是将电动机旋转的动能转变为电能，消耗在制动电阻上，故称为能耗制动。能耗制动的控制可以是以时间为原则，由时间继电器来控制；也可以按速度原则，由速度继电器进行控制。上图所示的为按速度原则控制的单向运行能耗制动控制路线。该线路由速度继电器KS来控制能耗制动过程，只是在停机制动时，按一下SB1即可。具体工作过程为：合上QS，按下SB2，KM1线圈得电，KM1的常闭触点断开实现和KM2的互锁，KM1的常开触点闭合实现自锁，KM1的主触点闭合实现电动机M的全压启动运行。当转速达到一定要求时KS会自动闭合，KM2线圈得电，KM2的常闭触点断开，KM1线圈断电。达到能耗制动的效果。制动时按下SB1，SB1常闭触点断开，KM1线圈断电，KM1主触点断开，电动机脱离交流电源。3.3顺序启动部分在多机拖动系统中，各电动机所起的作用是不同的，有时需按一定的顺序启动，才能保证操作过程的合理性和工作的安全可靠。例如X62W型万能铣床上要求主轴电动机启动后，进给电动机才能启动。这种要求一台电动机启动后另一台电动机才能启动的控制方式称为电动机的顺序控制。如上图所示在SB1的两端并接了接触器KM2的常开辅助触点，从而实现M1启动后M2才能启动；M2停转后，M1才能停转的控制，即M1、M2是顺序启动，逆序停机。3.4异地控制部分能在两地或多地控制同一台电动机的控制方式称为电动机的多地控制。例如X62W型万能铣床在操作台的正面及侧面均能对铣床的工作状态进行操作控制。上图为电动机的两地控制线路。其中SB22、SB21为安装在甲地的启动按钮和停止按钮，SB12、SB11为安装在乙地的启动按钮和停止按钮。多地控制按钮的线路特点是，启动按钮要并联在一起，如图所示中SB12和SB22；停止按钮要串联在一起图中SB11和SB21的串联。这样，在甲地、乙地可以启、停同一台电动机，达到多地控制操作的目的。3.5 镗孔机床的主电路框图见附图1：3.6镗孔机床的控制电路电路框图见附图2：3.7专用镗孔机床PLC控制I/O分配表I口接线端O口接线端X000启动按钮X1Y000电磁阀YV1X001行程开关SQ1Y001电磁阀YV2X002行程开关SQ2Y002电磁阀YV3X003行程开关SQ3Y003电磁阀YV4X004行程开关SQ4X005手动操作按钮X2X006行程开关SQ5X007镗孔选择开关SA X010 热继电器开关3.8 I/O分配图见附图3：3.9程序梯形图见附图4：专用镗孔机床的plc控制液压控制要求 YV1YV2YV3YV4快进+-+工进1（镗孔)+-工进2（铰孔）+-停-快退+-+-3.9元器件选择器件名称型号个数交流接触器CJ20-4012热继电器J26-20/302熔断器RC1A-109常开按钮LA25-108常闭按钮LA25-018指示灯LED5照明灯白炽灯380-100W14心得体会通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。实习中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。而这次实习也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。 5参考文献1郁汉琪，电气