【JD040】T6113镗床电气控制系统的设计【机电一体化毕业设计论文】【优秀】【通过答辩】
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- 内容简介:
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I 摘要 随着机械工业的发展,作为工作母机的各类机床得到了广泛的应用,而这些机床的自动化和精密程度却有很大差异。在欧美、日本等国家里,他们的机床数控化程度都相对比较高,但在我国国内的机床大约有 90%多还处于老式的继电器控制下。由于继电器控制的机床有耗材、耗能、故障率高的缺陷,从而浪费了很多的人力、物力和财力。如果说把这些机床全部都更新换代,那样会需要很大一笔资金,就目前情况上来说是不现实的,所以就有人开始尝试从控制部分的改造方面来下手,将它们的性能提升一个档次,更可以解决它的一些弊端。 基于以上情况,我选择了用 完成 式镗床的电气控制部分 这个题目,目的是使机床能快速响应动作,灵活可靠的完成生产任务,而故障率要相应降低。 内部的逻辑触点代替了继电器的机械触点,来控制机床的动作,逻辑触点与机械触点相比动作时间大大缩短,连接快而可靠,还有就是它的寿命比机械触点有很大幅度的增长,可达到几百万次到千万次。 经过设计并作了 实物的演示, 结果 证明了设计的成功。 关键词: 继电器 故障率 逻辑触点 as of of to an of of In to at 0% to be in of In to a an of of a of If so up to to be so to of a of to I to of of LC 6113 be to to a to LC to to by of of a of to to to to to to be to to to a to to a as a to 录 摘要 第 1 章 绪论 1 选题的目的和意义 1 关于课题的一些介绍和讨论 1 电气控制技术的发展 2 发展史及特点 4 第 2 章 镗床的概况 7 式镗床主要结构及机械运动 7 电气控制 9 卧式镗床电力拖动及控制要求 9 式镗床的电气控制 9 第 3 章 镗床电力拖动电动机的选择 13 概述 13 镗床用电动机容量的选择 13 镗床主运动电动机容量的选择 13 快速移动电动机容量的选择 14 后立柱电机容量的选择 14 主轴箱和工作台油泵电动机容量的选择 15 第 4 章 镗床电气控制用低压电器的选择 16 概述 16 低压电器的选择 16 低压断路器的选择 16 交流接触器的选择 20 电源引入开关 23 熔断器的选择 23 行程开关 26 其他所需电器的选择 27 控制变压器的选用 28 V 第 5 章 电气控制电路中的保护环节 32 述 32 路保护 32 床的联锁保 护 32 动与机动联锁 32 速保护 33 反转电气联锁 33 第 6 章 制系统的设计 34 制系统设计的内容和步骤 34 制系统设计的内容 34 制系统设计的步骤 34 制系统的硬件配置 34 择 型 34 关量 I/O 模块的选择 35 接线电路分析 35 第 7 章 式镗床中的应用 37 式镗床的 制方案 37 制系统设计 37 机型的选择及 I/O 接口的分配 37 程序编制 41 第 8 章 经济效益分析 43 结论 44 致谢 45 专题 46 参考文献 55 附录 1 57 附录 2 68 1 附录 机器人传感器的网络 一般的机械手工程自动化测知和知觉实验室 宾夕凡尼亚州,费城, 大学 , 美国 摘要 :以知觉的数据从分配的视觉系统吸取了的 基础的硬未知的物体和同时追踪的二维欧几里得几何的空间的这一个纸住址即时位置的问题和被网络的移动机械手的定方位判断 . 对于队局限的充份和必需的情况被计划 . 以统计的操作员和曲线图搜索运算法则为基础的一个局限和物体追踪方式为与异种的感应器一起本土化的一队机械手被呈现 . 方式在有被装备全方向的录像机和 线网路的像汽车一样移动的机械手的一个实验的月台被实现 . 实验的结果使方式有效 . 关键词 :合作的局限 ; 多机械手形成 ; 分配了感应器网络 ; 感应器数据融合物 介绍 以使一队移动的机械手自治地在一些里面航行需要了形成而且更进一步运行像监视和目标获得这样的合作工作 , 他们一定能够以形成和一个全球的叁考框架本土化他们自己 1,2. 因此 , 该如何估计机械手的位置和定方位 (姿势 ) 以精确的和有效率的方式是特别兴趣 . 我们对这一张纸的兴趣是在二空间的特别欧几里得几何的空间 ) 中本土化一队异种的机械手和用 从异种的感应器被获得的数据本土化目标 . 明确地 , 我们对情况感兴趣为哪一个所有的机械手以形成能被本土化包围 . 我们的局限方式接近地被讲到被 呈现的那些 . 在某种意义上机械手用来自它自己的感应器的那一个来临可以使用他们的队友感应器数据 (或一些被相关的数据 ) 和数据 . 在那一张纸 , 机械手使用分配了测知改善自己的局限或目标局限 2 1. 因为比较多机械手局限问题藉由联合被使用最少的机械手交换的数据一致最佳化, 过滤器的两者文件的方法学已经呈现解决 . 最近的文学使用曲线图做模型感应器网络和合作的控制方案 5, 6. 在曲线图硬理论上的结果 7可能是直接地在 用于多机械手系统 (裁判员 . 10, 11). 然而,相对一点的注意已经一起支付到网络生观察 , 这对照相机的网络是特别地重要的 . 这一张纸在以统计的操作员和简单的曲线图搜索运算法则为基础的 ) 为队局限和物体追踪呈现不同的方式 . 此外 , 不同的早先方法 , 我们在一个如此的方法中制定问题队局限的问题和物体追踪能被相同的运算法则解决 . 我们也表示 , 被讲到早先作品的最优性的利益能如何容易地在我们的方法被吸收 . 为例 , 这一张纸表示该 如何合并一个广大的过滤器 (改善物体追踪 . 在结束 , 使我们的方法有效 , 我 们 出 示 实 验 的 结 果 以 有 被 装 备 全 方 向 的 录 像 机 和 一 个 线网路的一群五个像汽车一样的自治机械手 (见到 我们承担一个全方向的发射器和接收器和每个机械手能听的每个机械手有 每隔一机械手 . 因此 , 所有的机械手以合作的样子以形成能交换他们的估计而且本土化他们自己 . 注意我们不承担任何类型的固有感受器 数据 , 像是机械手的来自任何的不活泼的感应器的速度和加速 . 3 2 多机械手的区域化 形成 为了 要考虑一队机械手是否能被区域化 ,如果这数据是适当的,融 化 来 自 不 同 的 感 应 器 的 可 得 的 数 据 而 且 查 证 是 必 需 的 . 对于 ) 的一队 n 机械手 , 局限是表示机械手位置和定方位的特色的 3n 坐标的决心 . 因此,见到是必需的如果 3n 独立的测量是可得的 . 因为每个测量在 3n 坐标上叙述一个限制 , 我们为所有的限制发展了一个功能独立的测试 . 因此 , 我们定义等级将会允许的一个限制点阵式 我们查证队是否能被本土化 . 对于每范围和举止测量 , 在框架 在坐标上的限制有被 : 一双生测量 , 和 ,包括机械手 造成下列的类型 3个限制 . 最后 , 生测量 , 和 包括三机械手 的任何双造成下列的类型 4个限制 . 这些限制能以形式被写 : 在 一个测量的线组合的地方 , 和 h 在一些身体修理的叁考框架中是形状变数的一个非线性功能 . 只有能用来描述网络的限制的四类型 . 能被写的所有的其他相等在上述的限制相等上功能依赖 . 藉由区别四个限制相等 , 我们使描述机械手坐标的可允许小变化 (相等地速度 ) 的表达 . 在之后这一个程序为 M 可能的限 制给一个 M 3n 点阵式作为叁考框架 如果 n 机械手的 3 ) 的 n 机械手的定义 1 一队被说是能地方化的 . 评论显然地被讲到在系统理论中的可观察性 14- 如果一个队是能地方化的超过任何的时间间隔 , 系统完全观察得出 . 然而 , 我们将会在一个即时又静态的设定中使用定义 1, 而且如此克制不要使用系统理论上的记号法 . 评论 2 我们也能需要要在设定它是唯一的必需品估计 3n 的 4 地方的亲戚被本土化的队。 n 的 3 个坐标。在一个身体叁考框架中的个机 械手 . 在 ) 的 n 机械手的定理 1 一形成是能地方化的只有当如果 N=3 n。 0 ( 11 被不活泼的或全球定位感应器做的测量数量 ,生的) 感应器 和范围感应器分别地 查证是容易的证明被任何全球的定位感应器做的每个绝对的位置测量能直接地用来估计二州变数 , 和每举止和范围测量将会至少增加在结构或形成的形状方面的一个限制 . 因此 , 全球的位置感应器, 生感应器 , 和 范围感应器最多将会提供 2ng+立的测量 . 自从 3n 州变数之后必须被估计 ,2ng+定至少相等 3n. 用有限制的测知能力提供机械手的形成 , 定理 1 提供一种简单的必需品情况没有考虑形成几何学容易地查证 . 注意像划时代的感应器,圆规和不活泼的测量单位 (这样的另外感应器 ,能以笔直的方式被与这一个结构合并 . 图 . 4 在 一群三个移动的机械手抽取样品举止测知曲线图 (2). 三角法地 , 曲线图 (b) 总是能转换成基于感知外界刺激在计算的网络得到的知觉数据 . 4 局限方式 我们的局限方式承担每个机械手为沟通和测 知让一个独特的确认 (身份证 ) 两者 . 起先 , 我们也承担物体角落有清楚的测知身份证 . 如果基于式样分类的简单启发用来解决联合机械手测量的问 5 题,这一项假定能被放松 . 我们的方式是集中的在某种意义上每个机械手收集来自其他的机械手的测知数据而且联合使用的这数据它自己的,则只有曾经叁观所有节树藉由在更深入地去之前在相同的深度拜访所有的节 . 在这里,因为我们没有在考虑树 , 节能被拜访超过一次 . 因此 , 如果有曲线图的根和一个特定的节之间的超过一条路径 , 这些路径将会被用 . 在第一个,一个顶点被拜访 , 它的位置被估 计 . 从然后在 ,之上每次一个节被到达 , 它的先前估计姿势被和使用这条新的路径的最近被估计的姿势结合 . 因为一个节被允许被拜访超过一次 ,理论上 , 运算法则可以在环中进入 . 环引起互相依赖的情形哪里 , 举例来说 , 姿势能被计算使用来自 数据和 姿势能被计算使用来自 数据 . 为了避免这一个 6 问题 , 最初的曲线图被转换成一个直接的曲线图哪里环被移动 . 新的曲线图以身为被选择如起源的机械手的根与一棵树 (然而 , 它不是一棵树 ) 类似 . 环被藉由在有着相同的深度的机械手之间除去边缘避免 . 因为物体没有测量 , 他们从不不再产生环和他们的优势正在划除 . 一样的在二个机械手之间以单向边缘发生 . 在不同深度的二个机械手之间的双向性边缘也可能产生环 . 因为运算法则视曲线图为一棵树而且从不向根移动,所以这些情形被避免 . 例外与总是被独立地方向跟随的单向边缘一起做 . 对于情形的图 5 表演被源自的曲线图的一个例子和运算法则的四个步骤呈现 4 Rs 和 R s 的组合当地的测量 . 因为 接地不能够本土化 一条经过 间接路径被需要 . 和早先的运算法则的议题之一是 7 一些边 缘 (像是在早先的例子 e 12 和 e 21) 不被用于机械手的和物体的姿势判断 . 为了避免浪费有用的数据,一可以在假定机械手的定方位的二个部份中分开运算法则和位置能分开地被计算 . 二个部份是 : 1) 使用相同的运算法则的机械手的定方位的判断 ; 而且 2) 机械手的判断和使用线性的目标的位置重量了承担在一个第三个机械手 (同等的人物框架的二个机械手 ( 的位置线地被讲的最少的正方形方法被 : 和 被假定被知道的地方 . 博学 的需要在二个部份中解释运算法则的区分 . 除计算定方位之外,运算法则的第一部份负责计算被连接到计算的网络的机械手的数字和 , 结果 , 为定义要计算的变数 . 一些边缘仍然在运算法则的这一个部份被浪费 , 什么在观察之下是合理的举止测量容易比范围一些好很多 . 另外的进步能被实行使用一个动态的 过滤器估计物体的位置 . 因为物体是硬的 ,如果和它的角落有关联的一个模型被用 ,即使当一些角落不能够被机械手见到,追踪能被运行 . 一简单的不连续的样板物体的尺寸必然地不被知道的地方是 , j O 的速度成份的地方 , j 是 j O 和 j 之间的边缘的大小和定方位 + O, T 是样品时间 , 和 是物体有角的速度 . 这一个模型考虑物体的速度成份是持续的 . 因为它不总是真实 ,在过滤器计画期间 , 低的价值一定被指定给表现模型的三条最后线的信心水平的变数 . 因为一个非线性模型被用 , 一个广大的过滤器 (是必需的 . 被用于这一个过滤器的测量将会是 x 和与起源机械手相关的每个物体角落的 y. 一经机械手的姿势被估计 , 在情绪商数的变形 . (18) 而且 (19) 用来计算测量的矢量和它的共分散 . 运算法则中介绍另外的一个步骤 . 因为测量的组合现在被过滤器运行,所以因此,与物体角落相关的曲线图的顶点一定从局限步骤被移动 . 配集中 8 当早先的集中方式的时候工作得很好为一相对地小群体的机械手,网络议题 , 如此的当做交通和延迟 , 和当我们正在用数十或数以百计机械手考虑团体的时候,在一个单身的机械手的缺乏计算资源能造成重要的问题 . 在这些情况分配的运算法则的使用变成强制性 . 然后 , 我们想要一个方法使用相同的运算法则而且减少在藉由使分散那处理的部份被需要的计算和带宽 . 大体上 , 可动装置机械手只需要当地的数据运行一件工作 . 因 此,如果每个机械手地方性地收集来自它的立即邻居的数据而且联合这一笔数据 , 它有它需要大部份的时间的数据 . 在那情况哪里一个机械手能在团体中听每个机械手的话 ( 在它的沟通范围里面的所有机械手是 ), 它可以接受所有的数据而且,举例来说,只在来自它的特定的距离 (测量被深度在曲线图中 ) 里面本土化机械手位于 . 二者择一地 , 机械手也可能是更选择的而且选择只本土化能见到一个给定的物体或位置的机械手 . 在这情况 , 机械手将会跟随只有一些令人想要的 在曲线图上的路径 , 变更运算法则小一点点 . 另外的一个方法 使分散处理 , 当特别网络被用,而且机械手不能够直接地和彼此说话的时候,这可能是有用的 , 将只本土化附近的机械手 (沟通系列的机械手 ). 在这一种情形中,当给沟通信息和很多的带宽路由器被保护的时候,机械手不需要工作 . 如果全球的数据是必需的 , 一个机械手能问一或者更多它的邻居对于数据 (不生的数据 ) 而且计算使用变形 (18) 的其他机械手 (或一个特定的机械手 ) 位置和 (19). 因为整个的团体是可得的,当即时的估计不是一个限制的时候,这一个程序能回归地被运行直到全部州数据 . 球的局限 迄今,一 经每个机械手在它自己的叁考框架中计算其余者的位置在一个身体叁考框架的唯一的比较局限被考虑 . 当在 W 的与一个固定的框架相关的测量可用来根机械手的时候 , 简单的变形能用 9 来把比较的估计转变成全球的坐标 . 5 实验的结果 为了示范早先的策略,我们在被装备全方向的照相机的一队五个像汽车一样的移动机械手上呈现局限实验和 到无花果树 . 1) 被引导网络 . 促进视觉的处理 , 每个机械手和物体的角落与为每个机械手提供一个独特的感应器确认的一种特别的颜色一起作记号 . 和一部外部的计算机的一台被校 正的在头上的照相机用来本土化环境的队 . 这部外部的计算机也收集在沟 通网络里面被广播的感应器数据 . 我们的全方向照相机的限制是他们的决议以物体的距离减少 . 如此我们承担范围数据受制于为价值通常用对范围的第四力量的不一致比例项分配了噪音比 1.5 m 小 , 当举止阅读蒙受了通常分配的持续不一致的噪音的时候 . 范围评价比 1.5 m 之前更大忽略 . 图 6 表演地面 对于实验在哪一个一个机械手 (向被另外的一个机械手本土化的一个目标移动 ( 这 一个机械手需要透过被其他机械手广播的数据本土化目标 . 表现 的视野的领域被猛掷的圆周表示 基本上同时地见到一或二个机械手 . 图 10 6 表演 R1s 运动在 s 叁考框架的判断 图 . 6 以被 集 而 且 分 享 了 过 计 算 的 网 络 的 数 据 为 基 础 的 对 于 动 . 点表现 真 实 轨 道 的 连 续 线 估 计 的 s 位置 . 内部的猛掷圆周表现机械手大小和向外的一些表现视野的照相机领域 . (哪一个与全球的叁考一致构成 ) 和 R1s 真实的轨道 . 图 7 表演追踪使用 一个三角形 的盒子的三个机械手的二个迅速射击 . R0s 叁考框架被显示 . 当 用来本土化另外二的时候,机械手 够见到盒子角落 . 即使 能够见到盒子角落 , 它能够追踪使用来自它的队友的数据的盒子 . 权利的迅速射击表示,当一个机械手变盲目的时候,角落共分散增加但是 盒子仍然被追踪 . 如果来自一台外部的校正照相机的数据被用,最后一个结果表示机械手如何全球性地被本土化 . 来自外部的照相机的图 8 表演 11 二个图像本土化环境的机械手 . 加上一个中间的,在哪 被照相机见到,在表 1 被显示,局限造成这二个结构。 由于数据从其他的机械手 , 不是被外部照相机见到的机械手能仍然被本土化 . 6 结论 这一张纸提供一个策略给在 制多机械手形成 (2). 使用这图标模型 ,我们已经为在来自分配的照相机测量的 ) 决定移动机械手的完全能地方化形成源自充份的和必需的情况。 这一张纸经过统计的操作员和曲线图搜索运算法则在 ) 的被分配的机械手 给州判断的被提议的方法在分配的网络里面对感应器或机械手的数字感到可攀登。 实 验式地,我们的局限运算法则已经被实现和广泛地在排范围从物体处理到感应器配置的一个多机械手工作的大多样性用。 12 附录 of of in of a on A on is a of in an of n a of to in as be to in as as in a 1,2. to in a 13 is of in is a of in E (2) we in in be in is to in to or In to or 1. of by by to 5, 6. on 7be to 2 (10, 11). to is of a E(2) on we in a of be by 14 We to of be in As an to an to In to we of a of We an to in in a we do of as s 2 o a of be it is to if is a 15 of n E(2), is of n it is to n a on n we a of we a us to be on in i A of , j k, in of i, k, in be in 1 is a of h is a of in of be to be on By we of 3n i: A of n E(2) is to 16 if n of n be in an is to in 4 if a is is we in an We to be in a it is to n.3 of n.1 in a A of n E(2) is = 0 ( 11) nr of by or t is to by be to at on or of at ng+nb+nr n to be 2ng+nb+nr be at n. a of a to as 17 be in a 4 a of E(2). b) a) on in 4 ur a At we be if on to of is in in a of be by a of of a by at we 18 be if is of a be At a is is a is is a is to be in of of vi be vj of vj be To is a is to a it is a as by do A of as a of an of of is R s R s 4 1 19 3 is of is of as in in s To in be 1) of s ) of a of Ri j) in a 20 to be of of in of is of to to be in of is to be be a to s is if a is be be by A of is of j O , dj j of j O j+ O , T is is s it is be to of of a is an is in be x y of to (18) 19) 21 to of KF in of to be by a of as of in we or of In of we a to by of In robot黑龙江科技学院 毕业设计(论文)任务书 姓名: 李斌 任务下达日期: 2006 年 3 月 13 日 设计(论文)开始日期: 2006 年 3 月 13 日 设计(论文)完成日期: 2006 年 6 月 20 日 一、设计(论文)题目: 气控制系统的设计( 二、 专题题目 : 仿生鱼鳍随动系统中的应用 三、 设计的目的和意义: 由于现代加工技术的日益提高,对加工机床特别是工作母机的要求也越来越高,由此人们也将注意力集中到机床上来,数控技术是计算机技术、信息技术、现代控制技术等发展的产物,他的出现极大的推动了制造业的进步。机床的控制系统的优劣与机床的加工精度息息相关,特别是 泛应用于控制领域后,已经显现出它的优越性。 四、设计(论文)主要内容 : 本文 介绍了 控制系统及其设计的整个过程,其中包括了电动机容量选择、低压电器的选择、系统的硬件电路设计及系统程序的编制。对于控制系统核心的 出了 在整个论文中也对控制系统的安全保护部分作了充分的考虑,保证了机床的操作安全。 五、设计目标: 完成对 床的整个控制系统的设计,控制核心是 计后的系统能使机床操作安全方便,控制更灵活可靠。 六、 进度计划: 2006 年 3 月 13 日至 3 月 31 日进行为期 3 周的生产实习; 4 月 1 日至 4 月 10 日完成对设计题目的资料收集与查询;4 月 11 日至 4 月 20 日 进行控制总体设计及部分控制的细节考虑及相关计算 ; 4 月 21 日至 5 月 15 日 控制元件的选择和电路安全性考虑及相关计算及毕业设计 图纸 的绘制 ; 5 月 16 日至 5 月 31 日 程序编制调试,完成实物演示 ; 6 月 1 日至 6 月 10 日进行毕业设计说明书的编写; 6 月 11 日至 6 月 20 日最后的审稿及说明书和图纸的打印。 七、参考文献资料: 1、 陈远龄机床电气自动控制第 2 版重庆大学出版社, 1995:46 2、 周四六机电控制基础化学工业出版社, 2004: 45 3、 张万忠可编程控制器入门与应用实例中国电力 出版社, 2005:69 4、陈立定 机械工业出版社, 2002: 47 指 导 教 师: 院(系)主管领导: 年 月 日 1 第 1 章 绪论 题 的目的和 意义 由于现代加工技术的日益提高,对加工机床特别是工作母机的要求也越来越高,由此人们也将注意力集中到机床上来,数控技术是计算机技术、信息技术、现代控制技术等发展的产物,他的出现极大的推动了制造业的进步。机床的控制系统的优劣与机床的加工精度息息相关,特别是 泛应用于控制领域后,已经显现出它的优越性。 可编程控制器 广泛应用于各行各业的自动控制。在机械加工领域,机床的控制上更显示出其优点。由于镗床的运动很多、控制逻辑复杂、相互连锁繁多,采用传统的继电器控制时,需要的继 电器多、接线复杂,因此故障多维修困难,费工费时,不仅加大了维修成本,而且影响设备的功效。采用 制可使接线大为简化,不但安装十分方便而且工作可靠、降低了故障率、减小了维修量、提高了功效。 于课题的一些介绍和讨论 计目标、研究内容和拟定解决的关键问题 完成对 制核心是 使其加工精度进一步提高,加工范围扩大,控制更可靠。 研究内容: ( 1) 电气系统( 件电路设计和在机床上的布局。 ( 2) 序的编制。 解决的 关键问题: 机床各个工作部分的可靠控制 电气电路的安全问题的解决 目的可行性分析 虽然目前数控机床以其良好的加工性能得到了人们的肯定,但是其昂贵的价格是一般用户望尘莫及的,所以改造现有的机床以达 2 到使用要求是比较现实的,也是必须的。经过实践证明这样的改造是可以满足大多数情况下的精度和其他加工要求,并且在实践中已取得的相当好的效益。 项目的创新之处 利用 为控制核心,替代传统机床的继电器控制,使得机床的控制更加灵活可靠,减少了很多中间的机械故障的可能。利用可编程功能 使得变换和改进控制系统成为可能。 计产品的用途和应用领域 镗床是一种主要用镗床刀在工件上加工孔的机床。通常用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔。特别是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求较高的孔,如各种箱体,汽车发电机缸体等零件的孔。一般镗刀的旋转为主运动,镗刀或工件的移动为进给运动。在镗床上除镗孔外,还可以进行铣削、钻孔、扩孔、铰孔、锪平面等工件。因此镗床的工作范围较广。 它可以应用于机械加工的各个领域,但因其价格比一般机床贵好多,所以在比较大的加工车间才可见到。 电气控制技术的发展 电气控制技术是随着科学技术的不断发展、生产工艺不断提出新的要求而迅速发展的,从最早的手动控制到自动控制,从简单的控制设备到复杂的控制系统,从有触点的硬接线控制系统到以计算机为中心的存储系统。现代电气控制技术综合应用了计算机、自动控制、电子技术、精密测量等许多先进的科学技术成果。作为生产机械的电机拖动,已由最早的采用成组拖动方式,发展到今天无论是自动化功能还是生产安全性方面都相当完善的电气自动化系统。 继电接触式控制系统主要由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成,其控制方式是断续的,所以又称为断续控制 系统。由于这种系统具有结构简单、价格低廉、维护容易、抗干扰能力强等优点,至今仍是机床和其他许多机械设备广泛采用的基本电气控制形式,也是学习先进电气控制的基础。这种控制系统的缺点是采用固定的 3 接线方式,灵活性差,工作频率低,触点易损坏,可靠性差。 从 20 世纪 30 年代开始,生产企业为了提高生产率,采用机械化流水作业的生产方式,对不同类型的产品分别组成生产线。随着产品类型的更新换代,生产线承担的加工对象也随之改变,这就需要改变控制程序,使生产线的机械设备按新的工艺过程运行,而继电接触器控制系统采取固定接线方 式,很难适应这个要求。大型生产线的控制系统使用的继电器的数量很多,这种有触点的电器工作频率很低,在频繁动作的情况下寿命较短,从而造成系统故障,使生产线的运行可靠性降低。为了解决这个问题, 20 世纪 60 年代初期利用电子技术研制出矩阵式顺序控制器和晶体管逻辑控制系统来代替继电接触式控制系统。对复杂的自动控制系统则采用计算机控制,由于这些控制装置本身存在不足,因此均未能获得广泛应用。 1968年美国最大的汽车制造商通用汽车( 司,为适应汽车型号不断更新,提出把计算机的完备功能以及灵活性、通用性好等优点和继电接触 器控制系统的简单易懂、操作方便、价格低等优点结合起来,做成一种能适应工作环境的通用控制装置,并把编程方法输入方法简化。美国数字设备公司( 1969 年率先研制出第一台可编程控制器(简称 并在通用汽车公司的自动装配线上试用获得成功。从此以后,许多国家的著名厂商竟相研制,各自成为系列,而且品种更新很快,功能不断增强,从最初的逻辑控制为主发展到能进行模拟量控制,具有数字运算、数据处理和通信联网等多种功能。 一个突出的优点是可靠性很高,平均无故障运行可达 10 万小时以上,可以大大减少设备维修费用和 停产造成的经济损失。当前 经成为电气自动化控制系统中应用最广泛的核心控制装置。 电气控制技术的发展始终是伴随着社会生产规模的扩大,生产水平的提高而前进的。电气控制技术的进步反过来又促进了社会生产力的进一步提高。同时,电气控制技术又是与微电子技术、电力电子技术、检测传感技术、机械制造技术等紧密联系在一起的。 21世纪电气控制技术必将给人类带来更加繁荣的明天。 发展史、优势及特点 4 发展史 可编程控制器 生之前,工业电气控制主要使用低压电器构成的继电接触器电 路,它是以接线逻辑实现控制功能的。这样的控制设备一经生产出来,功能就固定了,若要改变就必须改变控制器内部的硬件接线,使用起来不灵活,也很麻烦。 1968 年,美国最大的汽车制造商 通用汽车公司( 了适应生产工艺不断更新的需要,要寻找一种比继电器更可靠,功能更齐全,响应速度更快的新型工业控制器,并从用户角度提出了新一代控制器应具备的十大条件,立即引起了开发热潮。 1969 年,美国数字设备公司( 制出了第一台可编程控制器 14,在美国通用汽车公司的生产线上适用成功,并取得了满意的效果,可编程 控制器由此诞生。 可编程控制器自问世以来,发展极为迅速。 1971 年,日本开始生产可编程控制器, 1973 年,欧洲开始生产可编程控制器,到现在,世界各国的一些著名的电器工厂几乎都在生产可编程控制器。可编程控制器已作为一个独立的工业设备被列入生产中,成为当代电控装置的主导。 早期的可编程控制器主要由分立元件和中小规模集成电路组成,它采用了一些计算机技术,但简化了计算机的内部电路,对工业现场环境适应性较好,指令系统简单,一般只具有逻辑计算的功能。随着微电子技术和集成电路的发展,特别是微处理器和微计算机的迅速发展,在 20 世纪 70 年代中期,美、日、德等国的一些厂家在可编程控制器中开始更多地引入微机技术,微处理器及其他大规模集成电路芯片成为其核心部件,使可编程控制器具有了自诊断功能,可靠性有了大幅提高,性能价格比产生了新的突破。到 20 世纪 80年代,可编程控制器都采用了微处理器( 只读存储器( 随机存储器( 是单片机作为其核心,处理速度大大提高,不仅增加了多种特殊功能,体积还进一步缩小。 20 世纪 90 年代末,乎完全计算机化,其速度更快,各种智能模块不断被开发出来,使其不断地扩展着它在各类工业控制 中的作用。 现在, 仅能进行逻辑控制,在模拟量闭环控制、数字量的 5 智能控制、数据采集、监控、通信联网及集散控制系统等各方面都得到了广泛应用。如今,大、中型,甚至小型 配有 A/D、 D/的还具有 能。这些功能使 模拟量闭环控制、运动控制、速度控制等方面具有了硬件基础;许多有输出和接收高速脉冲的功能,配合相应的传感器及伺服设备, 实现数字量的智能控制; 合可编程终端设备,可实时显示采集到的现场数据及分析结果,为系统分析、研究工作提供依据,利用 自检信号还可以实现系统监控; 有较强有利的通信功能,可以与计算机或其他智能装置进行通讯及联网,从而能方便地实现集散控制。功能完备的 仅能满足控制要求,还能满足现代化大生产管理的需要。 近年来,可编程控制器的发展更为迅速。展望未来,可编程控制器在规模和功能上将向两大方向发展:一是大型可编程控制器向高速、大容量和高性能方向发展;二是发展简易经济的超小型可编程控制器,以适应单机控制及小型自动化设备的需要。另外,不断增强 业过程控制的功能(模拟量控制能力),研制采用工业标准总线,使同一工业控制系 统中能连接不同的控制设备,增强可编程控制器的联网通信功能,便于分散系统与集中控制的实现,大力开发智能 I/O 模块、增强可编程控制器的功能等也具有重要意义。 优势和 特点 干扰能力强。 高可靠性往往是用户选择控制装置的首要条件。在继电器接触器控制系统中,由于器件的老化、脱焊、触点的抖动以及触点电弧等现象大大降低了系统的可靠性。而在 统中,大量的开关动作是由无触点的半导体电路来完成的,加上 分考虑了工业生产环境电磁、粉尘、温度等各种干扰,在硬件和软件上采取了一系列抗干 扰措施, 极高的可靠性。根据有关资料统计,目前个生产厂家生产的 平均无故障时间都大大超过了 定的10 万小时,有的甚至达到了几十万小时。 用灵活 由于 品均成系列化生产,品种齐全,多数采用模块式的 6 硬件结构,组合和扩展方便,用户可根据自己的需要灵活选用,以满足系统大小不同及功能繁简各异的控制要求。更重要的是, 线很少。 易使用 编程可采用与继电器电路极为相似的梯形图语言,直观易懂。 展能力强 含有数量巨大的可用于开关量处理的继电器类软元件,可轻松的实现大规模的开关量逻辑控制,这是一般的继电器系统所不能实现的。 制系统设计、安装、调试方便 相当于继电器接触器系统中的中间继电器、时间继电器、计数器等“软元件”数量巨大,又用程序(软接线)代替硬接线,安装接线工作量小,设计人员只要具有 可进行控制系统设计并可在实验室进行模拟调试。而继电器接触器系统的调试是靠在现场改变接线进行的,十分烦琐。 修工作量小 完善的自诊断,履历情报存储及监视功能。对于其内 部工作状态、通信状态、异常状态和 I/O 点的状态均有显示。工作人员可以通过它查出故障原因,便于迅速处理。 积小,重量轻,易于实现机电一体化 7 第 2 章 镗床的概况 6113 卧式镗床主要结构及机械运动 式镗床主要结构 镗床是一种精密加工机床,主要用于加工精密圆柱孔,这些孔的轴线往往要求严格地平行或垂直。相互间的距离也要求很准确,镗床本身刚性好,其可动部分在导轨上活动间隙很小,而且有附加支撑。 卧式镗床用于加工各种复杂大型工件,如箱体零件、机床等,是 一种功能很大的机床。除了镗孔外,还可以进行钻、扩、绞孔以及车削内外螺纹,用丝锥攻螺纹,车外圆柱面和端面。 卧式镗床外形结构如图中所示: 作台 座 座 7. 工作台 数显表8 7 9 26 5 1 4103 8 卧式镗床的床身是由整体的铸件制成,床身的一端有固定不动的前立柱,在前立柱的垂直导轨上装有镗头架,它可以上下移动,镗头架上集中了主轴部件、变速箱、进给箱与操纵机构等部件。切削刀具安装在镗轴前端的锥孔里,或装在平盘的刀具溜 板上,在工作过程 ,镗轴一面旋转,一面沿轴向做进给运动,平旋盘只能旋转装在它的上面刀具溜板可在垂直于主轴轴线方向的径向进给运动。平旋盘主轴是空心轴,镗轴穿过其中空心部分,通过各自的传动链运动,因此可独立转动。在大部分工作情况下使用镗轴加工,只有在用车刀切削端面时才使用平旋盘。 卧式镗床后立柱上安装在尾架,用来夹持装夹在镗轴上的镗杆的末端。它可随镗头架同时升降,并且某轴心线与镗头架轴心线保持在同一直线上,后立柱可在床身导轨上沿镗轴轴线方向上做调整、移动。加工时,工件放在床身中部的工作台上,工作台在上滑座上面, 上滑座下面是下滑座,下滑座安装在床身导轨上,并可沿床身导轨运动,上滑座又可沿下滑座上的导轨运动,工作台就可在床身上作前后左右任一方向运动,并可作回转运动,再配合镗头架的垂直运动,就可以加工工件上一系列与轴线相平行或垂直的孔。 加工时,刀具装在主轴箱的镗轴或平旋盘上,由主轴箱可获得各种转速和进给量,主轴箱可沿前立柱的导轨上下移动,工件安在工作台,可与工作台一起随上滑座或下滑座作横向或纵向移动,此外,工作台还可以绕上滑座的圆导轨在水平面内移动一定的角度,以便加工互成一定角度的孔或平面,装在镗轴上的镗刀还可以随镗轴轴向运动,以实现轴向进给或调整刀具的轴位置。当镗轴及刀杆伸出较长时,可用后立柱来支撑左端,以增加镗轴和刀杆的刚度。当刀具装在平旋盘的径向刀架时,径向刀架可带着刀具作径向进给,以车削端面。 械运动 1 镗杆的旋转运动; 2 主轴箱垂直进给运动; 3 工作台纵向进给运动; 4 工作台横向进给运动; 5 镗杆的轴向运动; 6 平旋盘的旋转 运动; 7 平旋盘径向刀架进给运动; 8 辅助运动:主轴箱、工 9 作台在进给方向的快速调位运动,后立柱纵向调位运动,后支架的垂直调位运动,工作台的转位运动。这些辅助运动可以手动,也可以由快速电动机转动。 气控制 式镗床电力拖动及控制要求 求恒功率调速,采用机电联合调速; 使滑移齿轮能顺利进行啮合位置,应有低速或断续变速冲动; 求对主轴电动机实现正反转及点动控制; 轴电动机应有机械制动; 轴和工作台除工作进给外,还应有快速移动由另一台快速移动电动机拖动; 置必要的联锁和保护。 613 卧式镗床的电气控制 机床的电气系统是按三相交流电源设计的,其电源电压与频率为 380V 50机床采用可编程控制器( 制,可编程控制器的电源为 220V;接触器的电压交流 110V;电磁阀,电磁离合器为 号指示灯为交流 6V;手把灯(最大 100W)电为 24V;均由变压器供电。机床照明灯电压为 24V。 机床上装有五台交流电动机; 主电机( 快速移动电机( 后立柱快速移动电机( 下滑座液压油泵电机( 主轴箱液压油泵电机( 可编程控制器( 装在配电盘下部,配电盘安装在立柱后面的电器柜内。 10 机床上装有悬挂按钮站对机床进行集中操作。 各部分简要说明: ( 1) 可编程控制器( 本机床采用 7列可编程控制器对机床实行控制,它能够控制各种设备以满足自动化控制需求。 用户程序中包括了位逻辑、计数器 、定时器、复杂数学运算以及与其它智能模块通讯等指令内容,从而使它能够监视输入状态,改变输出状态以达到控制的目的。紧凑的结构,灵活的配置和强大的指令集使为各种控制应用的理想解决方案。 本系统采用的可编程控制器为 列, 24,外形尺寸为 80 62(单位),程序存储区 4096 字节,数据存储区2560 字节,掉电保持时间 190 小时, I/O 数量 14 入 /10 出,本机扩展模块 7 个,脉冲输出( 2 路 20拟电位器,实时时钟为内置,通讯口 1 扩展模块选 用的是四块 8I/8Q)( 223 2. 输 入 信号 机床所使用的按钮、旋钮开关、无触点开关、各部的行程开关及各部的限位开关、速度继电器等均作为输入信号。 3. 输出信号 可编程控制器输出信号分别接通交流接触器,液压电磁阀,电磁离合器和信号灯。 4. 机床的程序编制利用 件来编制,采用梯形图方式来实现。详细情况见系统程序编制部分。 ( 2) . 限位、线路保护说明 1. 进给和快速移动的限位 轴箱升降终点 限位开关 滑座移动终点限位开关 11 滑座移动终点限位开关 当某一移动部件达到极限位置时,相应的限位开关压开关动作,切断进给和快速移动电路或使换向离合器脱开,可以按相反方向的快速移动按钮,使其复位。 2. 线路保护和互锁装置 短路保护和过载保护 三极自动空气开关 热继电器 别对应电动机进行过载或短路保护,电机自动开关 别对相应的控制电路进行短 路和过载保护。 主轴保护 工作台处于“松开”状态,即分配工作台后指示灯时,主轴不能旋转。 机动进给和快速移动的互锁 机动进给时,快速移动不能进行;同样快速移动时,机床不能机动进给。 主轴箱前面大手轮状态 大手轮扳到“微动”位置,行程开关 压动作,切断快速移动和机动进给;大手轮扳到“手大动”位置, 压动作,使按钮 配到主轴无效,主轴只能手动移动。 保护接地 电气柜底部设有总的接地铜排,机床各部件之间为滑动面者,均接有跨接地线,金属外壳的电器件如电动机等也接有保护地线,并为树 叉式接法,这些地线均接在铜排上。 3. 导轨润滑说明 机车已放置很长时间在使用,机床通电后先按导轨润滑按钮按几次(间隔 10 秒钟)。每按一次,导轨润滑泵来一次润 12 滑导轨,以后导轨自动润滑。 (三) . 主电机制动说明: 主电机采用电子制动器制动,主轴停车快而平稳,主电机的制动电流及制动时间均可调,主轴旋转时,制动器的“允许”灯亮,表示制动器可以工作了,按下停止按钮,制动器“电源”灯亮、“制动”灯亮,两秒钟后,“制动”和“电源”灯灭,制动结束。主轴没有刹车,即制动器不工作,制动器报警灯亮。 13 第 3 章 镗床电力拖动电动机的选择 述 正确的的选择电动机具有重要意义,合理的选择电动机是从驱动机床的具体对象、加工规范,也就是要从机床的使用条件出发,经济、合理、安全等多方面考虑,使电动机能够安全可靠的运行。电动机功率的确定是选择电动机的关键,但也要对转速、使用电压等级及结构形式等项目进行选择。异步电动机由于它结构简单坚固、维修方便、造价低廉,因此在机床中使用的最为广泛。电动机的转速越低则体积越大,价格也越高,功率因数和效率越低,因此电动机的转速要根据机械的要求和传动装置的具体情况而定。 异步电动机的电压等级是 380 伏。一般的说金属切削机床都采用通用系列的普通电动机。在选择电动机时,也应考率机床的转动条件,对易产生悬浮飞扬的铁屑或废料,或冷却液、工业用水等有损于绝缘的介质能侵入电动机的场合,选用封闭式的。按机床的电气设备通用技术条件中规定,机床应采用全封闭扇冷式电动机。 床用电动机容量的选择 根据机床的负载功率,(例如切削功率)就可选择电动机的容量,然而机床的载荷是经常变化的,而每个负载的工作时间也不尽相同,这就产生了使电动机功率如何最经济的满足机床负载功率的问题。机床上常用 Y 系列 三相异步电动机, Y 系列电动机是封闭自扇冷式拢型三相异步电动机 床主运动电动机容量的选择 多数机床负载情况比较复杂,切削用量变化很大,尤其是通用机床负载种类更多,不易准确地确定其负载情况。因此通常采用调查统计类比法来确定电动机的功率。 调查统计类比法 分析切削用量,确定切削用量最大值,在同类同规格的机床上进行切削实验,并测出电动机的输出功率,再考虑机床最大负载情 14 况,以及采用先进切削方法及新工艺。类比同类机床电动机的功率,最后确定所设计的机床电动机功率来选择电动机。 卧式镗床主电动机功率 式中 D=120=电动机功率 15 型号 额定电流 6P 极 功率因数 定转矩 额定转速 970r/ 快速移动电动机容量的选择 / 6 1 2 0 式中 v 床传动) G=9500 = v= 电动机功率 型号 额定电流 17 A 效率86% 功率因数 额定转速 960 r/ 后立柱 电动机容量的选择 / 6 1 2 0 式中 量 v 床传动) 15 G=2000 = v= 电动机功率 型号 额定电流 功率因数 额定转速 910 r/ 主轴箱油泵电动机和工作台油泵电动机容量的选择 工作台油泵电动机功率 型号 额定电流 率 功率因数 额定转速 1400r/轴箱油泵电动机功率 型号 额定电流 效率 79% 功率因数 额定转速 1400r/16 第 4 章 镗床电气控制用低压电器的选择 述 地压电器通常是指工作在交流 1200500用低压电器可分为配电电器和控制电器两大类。配电电器主要用于低压配电系统及动力设备,兼有保护的职能。这类电器包括熔断器、自动开关等。控制电器主要用于电气传动自动控制系统之中。这类电器包括接触器、电磁铁等。 压电器的选择 压断路器的选择 低压断路器又 称 自动空气开关,可用来分配电能、不频繁地启动异步电动机、对电动机及电源保护等,具有过载、短路、欠电压等保护功能。选用装置式低压断路器,又称塑料外壳式低压断路器,用绝缘材料制成的封闭型外壳将所有构件组装在一起,用作配电网络的保护和电动机、照明电路及电热器等的控制开关,主要型号有系列。选国产低压断路器 列 自动开关的特点 : 一相短路跳闸电动机不会单向运行 ; 整定值受周围温度影响较小 ; 跳闸后不需要调换,比较方便 ; 结构复杂,价格 高 。 适用范围:适用于容量较大的交直流电动机主电路及控制电路。对起制动频繁的电动机应选用自动开关与接触器联合工作 . 敏感元件电磁脱扣器的选择:脱扣器的额定参数应根据被保护电路的负载情况进行选择,整定电流应大于电动机起动的最大电流。 1. 主电机电路中低压断路器 选择: 敏感元件:电动机主电路的电磁脱扣器额定电流 eZ 17 电磁脱扣器的瞬时动作 电流动时不致误动作:镗床的电动机的起、制动比较频繁应用下式进行计算: 12 I 2 1 . 6 1 . 2 3 1 . 4中 A A 1于 的自动开关取1K=体部件:自动开关主触头的额定电流 eZ eZ 中 A 额定电压, V 3 额定电压 380V 极数 3 脱扣器额定电流140A 额定短路通断能力 4= 电气机械寿命 15000/次 (电气与 制技术 19 页表 2 2. 快速电机电路中低压断路器 18 选择 敏感元件:电动机主电路的电磁脱扣器额定电流 eZ 中 电磁脱扣器的瞬时动作电流动时不致误动作:镗床的电动机的起、制动比较频繁应用下式进行计算: 12 I 2 1 7体部件:自动开关主触头的额定电流 eZ eZ 3 额定电压 380V 极数 3 脱扣器额定电流20A 额定短路通断能力 3= 电气机械寿命 15000/次 (电气与 制技术 19 页表 2 机电路中的断路器 选择 要是对 后立柱 电动机起短路保护的作用,电动机主电路的电磁脱扣器额定电流 19 eZ 中 电磁脱扣器的瞬时动作电流动时不致误动作:镗床的电动机的起、制动比较频繁应用下式进行计算: 12 I2 1 . 6 1 . 2 3 . 1 5 体部件:自动开关主触头的额定电流 eZ eZ 定电压 380V 极数 4 脱扣器额定电流 16A 额定短路通断能力 4= 电气机械寿命 15000/次 (电气与 制技术 19 页表 2 4. 控制电路断路器 选择:用于控制线路的电磁脱扣器在大型接触器或电磁铁等电器起动时不应跳闸,所以电磁脱扣器的瞬时动作电流 2 1 ( 1 ) /S Z Q e n N N U 20 1 4 4 / 3 8 0 1同时起动的几台电器)的起动容量, 1)同时起动的几台电器)以外的其他电器额定容量之和, V 2 虑 负 载 情 况 的 系 数 , 一 般 取2K=体部件:自动开关主触头的额定电流 eZ eZ 901 壳架额定电流 40A 额定电压 380V 极数 3 脱扣器额定电流 6A 额定短路通断能力 3= 电气机械寿命 15000/次 流接触器的选择 接触器用于带有负载主电路的自动接通或切断。分直流、交流两类,机床中应用最多的是交流接触器。 交流接触器 电动机的正转和反转运行由接触器 制;起动 21 时采用星 三角减压起动方式,由接触器 制,按时间原则控制转换; 接触器 制主电机的制动; 接触器 2 正向和反向的移动;接触器 制主轴箱油泵电动机 触器 制工作台油泵电动机。 选择接触器主要考虑以下技术数据:电源种类;主触点额定电压;辅助触点种类、数量及触点额定电流;电磁线圈的电源种类,频率和额定电压 主触点额定电流,一般根据电动机容量: 3* 1 0 /c d K U式中 般取 1 V); A) 压,接触器触点额定电压 根据上述公式可得 3* 1 0 /c d K U(经验常数 K 取 31 5 1 0 / 1 . 2 3 8 0 择接触器的类型为 触头额定电压 380V 主触头额定电流 40A 辅助触头额定电流 5A 可控制电动机最大容量 11吸引线圈电压 110V 吸引线圈消耗功率 32 辅助触头数量 2 常开 2 常闭 外形尺寸 1 0 2 9 2 1 0 8 ( ) 频率 5022 同理: 流接触器的型号为 触头额定电压 380V 主触头额定电流 40A 辅助触头额定电流 5A 可控制电动机最大容量 11吸引线圈电压 110V 吸引线圈消耗功率 32 辅助触头数量 2 常开 2 常闭 外形尺寸 1 0 2 9 2 1 0 8 ( ) 频率 50 快速电动机用接触器 交流接触器 选择: 根据公式可得 3* 1 0 /c d K U(经验常数 K 取 35 . 5 1 0 / 1 . 2 3 8 0 择接触器的类型为 触头额定电压 380V 主触头额定电流 20A 辅助触头额定电流 5A 可控制电动机最大容量 4吸引线圈电压 110V 吸引线圈消耗功率 22 辅助触头数量 2 常开 2 常闭 外形尺寸 9 2 7 0 7 0 ( ) 频率 50 后立柱 电动机用接触器 交流接触器 选择: 根据公式可得 3* 1 0 /c d K U(经验常数 K 取 31 . 1 1 0 / 1 . 2 3 8 0 A 选择接触器的类型为 触头额定电压 380V 主触头额定电流 5A 辅助触头额定电流 5A 可控制电动机最大容量 吸引线圈电压 110V 吸引线圈消耗功率 6 辅 助触头数量 1 常开 23 频率 50流接触器 选择: 根据公式可得 3* 1 0 /c d K U(经验常数 K 取 31 . 5 1 0 / 1 . 2 3 8 0 A 选择接触器的类型为 触头额定电压 380V 主触头额定电流 5A 辅助触头额定电流 5A 可控制电动机最大容量 吸引线圈电压 110V 吸引线圈消耗功率 6 辅助触头数量 1 常开 频率 50 电源引入开关 组合开关主要是作为电源引入开关,所以也称电源隔离开关。它也可以起停 5下的异步电动机,但每小时的接通次数不应超过 1020 次,开关的额定电流一般取电动机额定电流的 组合开关主要根据电源种类、电压等级、所需触点数及电动机容量进行选用。常用的组合开关为 列,额定电流为 10、 25、 60和 100A 四种。适用于交流 380V 以下,直流 220V 以下的电气设备中。 电源引入开关的选择 此电路中的 Q 主要作为电源隔离开关用,并不用它来直接启动电动机,可按电动机额定电流来选。显然应该根据四台电动机来选。选用 列 额定电流为 25A 三极 380V 断器的选择 熔断器由熔体(俗称保险丝)和安装熔体的熔管(或熔座)两部分组成。在电路中用作短路保护。其中熔体是主要部分,它既是感测元件又是执行元件,熔体是由低熔点的金属材料制成丝状、带状、片状等;熔管的作用是安装熔体和在熔体熔断时熄灭电弧。熔 24 断器的熔体串接于被保护电路中,当电 路正常工作时,熔体通过的电流不会使其熔断,当电路发生短路和严重过载故障时,熔体中通过很大电流,使其发热,当达到融化温度时熔体自动熔断,切断故障电路,起到保护作用。 熔断器类型的选择 选择熔断器的类型时,主要依据负载的保护特性和短路电流的大小。通过比较与考虑我选择 列螺旋式的熔断器。 熔体额定电流的选择 保护笼型异步电动机 熔断器。在出现尖峰电流时也不应熔断。通常将其中容量最大的一台电动机起动而其余电动机正常运行时出现的电流作为其尖峰电流,为此熔体的额 定电流应满足如下关系,即: 3/m a x(1 . 5 2 . 5 )r e e I式中 多台电动机中容量最大的一台电动机额定电流,其余电动机额定电流之和。 2 . 5 3 1 . 4 1 7 3 . 7 2 . 1 3 . 1 5 用 号的熔断器 额定电流 200 熔体额定电流125A 控制变压器原边熔断器的熔丝额定电流,根据如下公式进行计算: 110 . 1 /e R e N U式中 25 2 5 0 0 . 1 4 4 / 3 8 0 1 2A 6V 回路指示灯的熔断器的选择 根据如下公式进行计算 22/eR U2 10/62用2A 24V 机床照明电路的熔断器的选择 根据如下公式进行计算: 33/eR U340/24 68I N U3用3A 选用 号的熔断器 熔断器的额定电流 15A 熔体额定电流等级 2、 4、 5、 6、 10、 15 28V 整流桥、离合器电路的熔断器的选择 26 根据如下公式进行计算: 34/I N U368/28 3用3A 熔断器额定电压的选择 熔断器的额定电压应等于或大于所在电路的额定电压 程开关 用于检测工作机械的位置,发出命令以控制其运动方向或行程长短的主令电器,称为行程开关或位置开关。将行程开关安装于生产机械行程终点处,可限制其行程,也称为限位开关或终点开关。行程开关按结构分为机械结构的接触式有触点行程开关和电气结构的非接触式接近开关。经过分析我选择机械结构的接触式有触点行程开关 ,它靠移动物体碰撞其可动部件使常开触头接通,常闭触头分断,实现对电路的控制。移动物体(或工作机械)一旦离开,行程开关复位,其触点恢复到原始状态。行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式三种。 行程开关的选择 选择采用有盘形弹簧机构瞬时动作的滚轮式行程开关,因为直动式行程开关的缺点是:触点分合速度取决于生产机械的移动速度,当速度低于 触点分断太慢,易受电弧烧损。而当生产机械的行程比较小而作用力也小时,才可采用具有瞬时动作和微小动作的微动开关。(电器与 制技术) 380/220V 额定电流 5A 触头接触时间 27 动作力 20 工作行程 13 超行程 24 触头数量 1 开 1 闭 他所需电器的选择 按钮的选择 按钮通常是用来短时接通或断开小电流的控制电路的开关。机床常用的按钮为 列 控制按钮是一种结构简单使用广泛的手动主令电器,在控制电路中发出手动指令远距离控制其他电器,再由其他电器去控制主电路或转移各种信号,也可以直接用来转换信号电路和电器 连锁电路等。当按下按钮时,先断开常闭触点,然后才接通常开触点;按钮释放后,在复位弹簧作用下使触点复位,所以按钮常用来控制电器的点动。按钮没有进线和出线之分,直接将所需的触点连入电路即可。在没有按动按钮时,接在常开触头接线柱上的线路是断开的,常闭触头的接线柱上的线路是接通的;当按下按钮时,两种触点的状态改变,同时也使与之相连的电路状态改变。控制按钮一般由按钮、复位弹簧、触点和外壳等部分组成。为便于识别各个按钮的作用,避免误操作,通常在按钮帽上作出不同标志或涂以不同颜色,表示不同作用。一般使用时用红色代表停止按 钮,绿色作为启动按钮。 交流电机制电器的选择 根据主电机的各项参数选择 子制电器 照明灯和信号灯的选择 信号灯的选择 选用 号的信号灯 额定电压 功率 1W 灯头型号 3 红、黄、蓝、绿、乳白无色。 机床照明灯的选择 选用 号的照明灯 电源电压 24V 灯泡功率 40W 灯架总长 565 电磁阀和离合器的选择 28 电磁阀 选用 电磁换向阀,型号 4A 型湿式电磁换向阀。此电磁阀有
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