资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共30页)
编号：684927
类型：共享资源
大小：2.50MB
格式：RAR
上传时间：2016-07-02
上传人：棒***
认证信息
个人认证
康**（实名认证）
湖北
IP属地：湖北
40
积分
- 关 键 词：
-
dq060
精密
磨床
电气
控制系统
设计
- 资源描述：
-
【DQ060】精密磨床电气控制系统设计,dq060,精密,磨床,电气,控制系统,设计
- 内容简介：
-
湘潭大学兴湘学院 毕业设计说明书 题 目： 平面磨床电气控制系统设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 2008963330 姓 名： 唐侠 指导教师： 张高峰（副教授） 完成日期： 2012 年 5 月 26 日 湘潭大学兴湘学 院 毕业论文（设计）任务书 论文（设计）题目： 精密磨床电气控制系统设计 学号： 2008963330 姓名： 唐侠 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 张高峰 系主任： 一、主要内容及基本要求 1、 查阅资料，了解磨床的基本结构，掌握运动过程。 2、 确定电气控制方案。 3、 设计控制电路（包括主电路、控制电路及辅助电路）。 4、 详细阐述分析工作过程其工作原理。 5、 选择各 种电器设备（列出清单）。 6、 绘制 I/O 借口图及梯形图 7、 设置面板接线方案 8、 对毕业设计进行总结 二、重点研究的问题 首先对原来旧式机床的工作原理进行分析，在此基础上确定改 造的方案。 其次是根据电气控制要求所需的用户输入设备，输出设备，以 及由输出设备驱动的控制对象。据此确定 I/O 点数，分配 研究方法 技术路线 I/O 点，绘制 I/O 连接图， 选择 然后设计控制系统程序。确定端口接线，和面板设计。 三、进度安排 序号 各阶段完成的内容 完成时间 1 熟悉课题、调研、收集资料 第 1 2 周 2 方案设计、论证 第 3 5 周 3 总体电气方案设计 第 6 7 周 4 绘制电气图、 I/O 借口图 第 8 10 周 5 绘制梯形图，零件清单 第 11 13 周 6 撰写说明书、翻译资料、准备答辩 第 13 14 周 7 8 四、应收集的资料及主要参考文献 1床数控改造设计与实例（第一版），机械工业出版社， 2001， 2械工程及自动化简明设计手册（下册）（第二版），机械工程出版社， 3. 吴振彪主编 ,机电综合设计指导 (第一版 )，中国人民大学出版社， 2001， 4控机床，机械工业出版社（第二版） 2000， 5俊明主编，机床数控技术（第二版），哈尔滨工业大学出版社， 2001， 6，数控机床及应用 (第一版 )，高等教育出版社， 1999， 7建君主编，现代数控机床 (第一版 )，化学工业出版社 2000， 8控技术 (第一版 )，机械工业出版社， 1999， 9械设计标准应用手册 (第一版 )，机械工业出版社， 1995； 10明机械设计手册（第二版），上海科学技术出版社， 2000， 11械设计图册（第 5 卷），化学工业出版社， 1992； 12电气传动控制系统设计指导 ,机械工业出版社， 2004 湘潭大学兴湘学院 毕业论文（设计）鉴定意见 学号： 2008963330 姓名： 唐侠 专业： 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计说明书） 40 页 图 表 8 张 论文（设计）题目： 精密磨床电气控制系统设计 内容提要： 1、 查阅资料，了解磨床的基本结构，掌握运动过程。 2、 确定电气控制方案。 3、 设计控制电路（包括主电路、控制电路及辅助电路）。 4、 详细阐述分析工作过程其工作原理。 5、 选择各种电器设备（列出清单）。 6、 绘制 I/O 借口图及梯形图 7、 设置面板接线方案 8、 对毕业设计进行总结 指导教师评语 指导教师： 年 月 日 答辩简要情况及评语 答辩小组组长 ： 年 月 日 答辩委员会意见 答辩委员会主任： 年 月 日 湘潭大学兴湘学院 毕业论文（设计）评阅表 学号 2008963330 姓名 唐侠 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计）题目： 平面磨床电气控制系统 评价项目 评 价 内 容 选题 体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的； 量是否适当； 研、社会等实际相结合。 能力 合归纳资料的能力； 究方法和手段的运用能力； 论文 （设计）质量 述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完 备、整洁、正确，引文是否规范； 无观点提炼，综合概括能力如何； 无创新之处。 综 合 评 价 该同学的论文选题符合培养目标要求，能体现学科专业特点，达到了综合训练的目的。该生具有一定的文献查阅、资料综合归纳整理的能力，基本上能在设计工作中运用所学知识，毕业设计设计方案可行，说明书内容较全面，平面布局较合理，技术用语准确。研究内容具有一定的实际应用价值。 评阅人： 2012 年 5 月 日 目录 中英文摘要 . 1 绪论 . 3 . 3 . 3 . 3 一磨床功能介绍 . 4 . 4 . 4 . 4 . 4 二磨床控制系 统改造 . 5 . 5 三 . 9 . 9 . 9 . 9 . 9 四 制电路相对于早期的继电器控制电路的优点 . 9 五 制的 I/O 分配表 . 11 六 部接线图 . 11 七梯形图和语句表 . 12 八 柜内电器元件安装位置图 . 16 十一 . 17 十二 . 18 十三 . 19 总结 . 21 主要参考文献 . 22 附录一： . 23 附录二： . 32 1 磨床电气控制系统设计 摘要： 本设计的内容主要是（可编程逻 辑控制器）进行改造使用的 行了全面的思考和分析的第一本次设计，使自己的 面磨床的基本结构，运动情况，加工工艺要求等有一定的了解。该 面磨床主要成分等车身，尾座主轴齿轮箱，齿轮箱，导螺杆，料杆，刀架。进行分析的 面磨床电气控制部分获得它需要完成开门断电功能，主轴电机反向控制功能，刀架的快速遍历功能，冷却泵电动机的控制。然后根据电气控制电路的电路图，可编程控制器的梯形图转化，转化，进行仿真实验用可编程序控制器实验台。作为一个结果的可靠性极高，极其丰富的 指令集，易于掌握，操作方便，丰富的内置集成功能，实时特性。因此导致 且还具有安装简便，稳定性好，易于使用，扩展能力强等特点。 关键字： 可编程控制器 改造电气控制 2 s is LC to 7120 s I on to to 7120 s so on to 7120 so on on to 7120 to it to to to s s to s LC on LC As a of LC of to 7120 to to be to so on 3 绪论 磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。磨床能加工硬度较高的材料，如淬硬钢、硬质合金等，也能加工脆性材料，如玻璃、花岗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能进行高效率的磨削，如强力磨削等。大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石，砂带等其他磨具和游离磨料进行加工。如超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。 由于老式磨床的电气线路都是用继电器作为逻辑控制，其触点多相对的故障也多，给生产带来诸多不便。例如： （ 1）电动机不能启 动； （ 2）电磁吸盘 等。 而现在工业生产中，中、小批量零件的生产占产品数量的比例越来越高，零件的复杂性和精度要求迅速提高，以继电器线路的传统普通磨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、提高企业整体效率和质量的竞争，发展到全面顾客要求、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，面对质量、性能的要求更高。同时社会对环境保护、绿色制造的意识不断加强。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。但 新机床购置费用高，且生产准备周期长。因此对原有机床的现代化改造显得尤为重要。 （ 1）节省资金，减少投资额，交货期短。机床的 造，可大大减少资金的投入，同购置新机床相比，一般可节省 60%费用，改造费用低。特别是大型、特殊设备尤为明显。一般大型机床改造，只需花新机床购置费得 1/3。即使将原机床的结构进行彻底改造升级，也只需花费购买新机床 60%的价格。可以充分利用现有地基，不必像购入新设备那样重新购筑基地。 （ 2）性能稳定可靠，因原机床各基础件经过长期时效， 几乎不会产生应力变形而影响精度，且各部件已经长期磨合，使改造后的机床性能稳定可靠，质量好可作为新设备继续长期使用。 （ 3）有利于使用和维护，由于改造前机床已使用多年，操作者对机床的特性早已了解，在操作使用和维修方面培训时间短、见效快。改造的机床一经安装好，就可以实现全负荷运转。 4 （ 4）可以采用最新的控制技术，提高生产效率。可根据技术革新的发展速度，及时地提高生产设备的自动化水平和效率，提高设备质量和档次，将旧机床改成当今水平的机床。机床经改造后，即可实现加工的自动化，效率可比传统机床提高 3至 7倍。对复杂零件而言，难度越高，功能提高的越多。且可以不用或少用工装，不仅节约了费用，而且可以缩短生产准 备周期。提高产品质量，降低废品率，零件的加工精度高，尺寸分散度小，使装配更加灵活。 一磨床功能介绍 图 作台、磨头、立柱、拖板、行程档块、砂轮修正器、 5 驱动工作台手轮、垂直进给手轮、横向进给手轮等组成。 立柱 支承滑座及砂轮架。 垂直进给手轮 砂轮向工件深度方向移动。 横向进给手轮 砂轮沿其轴线间隙运动。 床身 用于支承和连接磨床各个部件。为提高机车刚度，磨床床身一般为箱型结构，内部装有液压传动装置，上部有纵向和横向两组导轨以安装工作台和砂轮架。 工作台 由上下两层组 成，上工作台可相对于下工作台偏转一定角度，以便磨削锥面；下工作台下装有活塞，可通过液压机构使工作台往复运动。 尾架 安装在工作台右端，尾架套筒内装有顶尖，可与顶尖一起支承工件。它在工作台上的位置可根据工件长度任意调整。 砂轮电动机直接带动砂轮旋转，对工件进行磨削加工，在 平面磨床中，砂轮并不要求调速，所以通常采用笼型异步电动机来拖动，这是平面磨床的主运动；砂轮升降电动机使砂轮在立柱导轨上作垂直运动，用以调整砂轮与工件位置。工作台和砂轮的往复运动是靠液压泵电动机进行液压传动的 ，液压传动较平稳，能实现无级调速，换向时惯性小，换向平稳。 平面磨床工作台的往返运动采用液压传动，能保证加工精度。由液压电动机拖动液压泵，经液压传动装置实现工作台的往复运动。冷却泵电动机带动冷却泵供给砂轮和工件冷却液，同时利用冷却液带走磨削下来的铁屑。 1、输入电源： （三相四线） 50、故障考核 13项 3、工作环境：温度 00C 二磨床控制系统改造 6 图 7120型平面磨床的电气控制线路如图所示。该线路由主电路、控制电路、电磁吸盘控制电路和辅助电路四部分组成。 （ 1）主电路分析 主电路中有 4 台电动机。其中 液压泵电动机，由 触点控制； 砂轮电动机， 由 主触点分别控制。 4 台电动机和控制电路进行短路保护， 1、 行过载保护。砂轮升降电动机因运转时间很短，所以不设置过载保护 。主电路图如下： 7 图 2)控制电路分析 当电源电压正常时，合上电源总开关 于 7 区的电压继电器 常开触点闭合，便可进行操作。 1液压泵电动机 其控制电路位于 7 区、 8 区，启动过程为：按下 电 动；停止过程为：按下 电 动过程中若 闭触点分断， 到过载 保护作用。 2砂轮电动机 其控制电路位于 9区、 10区，启动过程为：按下 止过程为：按下 电 3冷却泵电动机控制 冷却泵电动机 过接触器 制，因此 砂轮电动机 联动控制。按下 3 与 下 3 与 联在 应的热键电器动作，都将使 4砂轮升降电动机控制 其控制电路位于 11 区、 12 区，采用点动控制。砂轮上升控制过程为：按下 电 动正转。当砂轮上升到预定位置时，松开 电 转。砂轮下降控制过程为：按下 电 动反转。当砂轮下降到预定位置时，松开 （ 3） 电磁吸盘控制 电磁吸盘是固定加工工件的一种夹具。它是利用通电线圈产生磁场的特性吸牢铁磁性材料的工件，便于磨削加工。电磁吸盘的内部装有凸起的磁极，磁极上绕有线圈。吸盘的面板也用钢板制成，在面板和磁极之间填有绝磁材料。当 吸盘内的磁极线圈通以直流电时，磁极和面板之间形成两个磁极，既 极，当工件放在两个磁极中间时，使磁路构成闭合回路，因此就将工件牢固地吸住。 1电磁吸盘的组成 工作电路包括整流、控制和保护三个部分，位于图中的 16 20 区。整流部分由整流变压器和桥式整流器 出 110V 直流电压。 2电磁吸盘充磁的控制过程 按下 电（自锁） 3电磁吸盘的退磁控制过程 工件加工完毕需取下时，先按下 断电磁吸盘的电源，由于吸盘和工件都有剩磁，所以必须对吸盘和 工件退磁。退磁过程为：按下 时电磁吸盘线圈通入反向的电流，以消除剩磁。由于去磁时间太长会使工件和吸盘反向磁化，因此去磁采用点动控制。松开 去磁结束。 电磁吸盘是一个比较大的电感，当线圈断电瞬间，将会在线圈中产生较大的自感电动势。为防止自感电动势太高而破坏线圈的绝缘，在线圈两端接有 成的放电回路，用来吸收线圈断电瞬间释放的磁场能量。 当电源电压不足或整流变压器发生故障时，吸盘的吸力不足，这样在加工过程中，会使工件高速飞离而造成事故。为防止这种 情况，在线路中设置了欠电压继电器 线圈并联在电磁吸盘电路中，其常开触点串联在控制线路中。当电源电压不足或为零时， 压泵电动机和砂轮电动机停转，确保安全生产。 (4)辅助电路分析 辅助电路主要是信号指示和局部照明电路，位于图中 21 28区。其中， 变压器 电，工作电压为 24V，由手动开关 制。其信号灯也由 作电压为 6V。 电源指示灯； 转指示灯； 转指示 9 灯； 4运转指示灯； 盘工作指示灯。 三 绍 可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统。专为工业环境应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行内部逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术运算等操作指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出控制各类型的机械和生产活动。 （ 1）可靠性高，抗干扰能力强。 （ 2）编程直观，简单。 （ 3）环境要求低，适应性好。 （ 4）功能完善，接口功能强。 （ 5）元件少，结构较简单。 分类及原理 为超小型 中型 按结构形式分：整体型和模块型 括内部处理 输入处理 输出处理几个阶段。全过程扫描所须的时间称为扫描周期。当处于 态时，上述扫描周期为不断循环过程。 在制造工业（以改变几何形状和机械性能为特征）和过程工业（以物理变化和化学变化将原料转化成产品为特征）中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁 保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。 20 世纪 60 年代末期 ,在技术改造的浪潮的冲击下，为使汽车结构及外型不断改进，品种不断增加 ,需要经常变更生产工艺 ,美国数字设备公司 (先研制出第一台符合要求的控制器 ,即可编程控制器 ,并在美国 司的汽车上试用成功 976 年开始研制， 1977 年应用于工业控制 0 年代至 90 年代中期，是 展最快的时期，年增长率一直保持为 3040%。目前，世界上有 200 多厂家生产 300 多品种 品，主要应用在汽车（ 23%）、粮食加工（ 、化学 /制药（ 、金属 /矿山（ 、纸浆 /造纸（ 等行业。 四 制电路相对于早期的继电器控制电路的优点 10 字或模拟输入 /输出接口，以位运算为主，能够完成逻辑，顺序，定时，记数和算术运算等功能，用于控制机器或生产过程的自动控制装置。统的等效工作电路分为三个部分：输入部分、内部控制电路、输出部分。 工作过程包括公共处理扫描阶段、输入采样阶段、执行拥护程序阶段、输出刷新扫描 阶段。 1、控制方式方面：电器控制硬接线，逻辑一旦确定，要改变逻辑或增加功能很是困难；而 需改变控制程序就可轻易改变逻辑或增加功能。 2、工作方式方面：电器控制并行工作，而 受制约。 3、控制速度方面：电器控制速度慢，触点易抖动；而 过半导体来控制，速度很快，无触点，顾而无抖动一说。 4、定时、记数精度方面：电器控制定时精度不高，容易受环境温度变化影响，且无记数功能； 度高，定时范围宽；有记数功能。 5、可靠性、 维护性能方面：电器控制触点多，会产生机械磨损和电弧烧伤，接线也多，可靠性、维护性能差； 触点，寿命长，且有自我诊断功能，对程序执行的监控功能，现场调试和维护方便。 择 德国西门子（ 司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在工控、冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。在众多的 门子公司的 此我们选择西门子公司的列 代产品，其中 种基本型号。 选用 虑到只是对 出端口需要 16个，输入端口需要 7个。而且并不通过网络或其他方式做远程控制。因此，考虑到经济，实用，稳定等方面因素。我们决定选用 7列的 224 作为本次设计的 11 五 制的 I/O 分配表 表一 六 部接线图 输入信号 输出信号 名称 输入元件 输入点 名称 输出元件 输出点 电压继电器 压泵电机接触器 停按钮 轮电机接触器 +冷却液电动机 压泵电机 1轮上升接触器 压泵电机 1轮下降接触器 轮电机 2磁吸盘充磁接触器 轮电机 2磁吸盘去 磁接触器 降砂轮电机 4M 上升按钮 升降砂轮电机 4M 下降按钮 电磁吸盘充磁按钮 电磁吸盘停止充磁按钮 电磁吸盘去磁按钮 液压泵电机 1 砂轮电机 2却泵电机 3 12 图 梯形图和语句表 13 图 句表： 网络 1：欠电压保护 络 2：控制网络 N D 14 N A N D N N N 气控制系统 I/O 设备的选择 目前一般有自动空气断路器；到开关和熔断器的组合；组合开关三种。根据电动机的容量 (主轴电动机 20速移动电动机 却泵电动机 选用三极单投闸刀开关 型 100 毫安用作机床电源的引入开关。 在机床的控制电路中需要用到不同的电压，例如： 外电路及电器元件，机床上的照明电路所需电压，接触器的 电压，等。它们需要不同的电压等级，提高系统的安全性。选用控制变压器的型号为 500 伏安。 15 主轴电动机的额定功率为 20载电流 40A，选用交流接触器 控制主轴电动机启动。交流接触器 定电流 63A，额定电压 380V，可控电动机的最大功率 30 交流接触器 线圈电压为 380 伏用来操作快速移动电动机启动，冷却泵电动机的启动和停止。接触器 的额定工作电压 380V，额定工作电流 熔断器是一种用于过载与短路保护的 电器，当超出限定值的电流通过熔断器的熔体时将其熔化而分开电路。主轴电动机的满载电流是 40A，所选的熔断器（ 号是 定电压 380V，熔断体额定工作电流 50A。快速移动电动机满载时的电流是 却泵电动机满载时的电流是 选的熔断器（ 号是 定电压是 380V，熔断体额定工作电流是 4A。 热继电器的作用是过载保护。根据主轴电动机的工作情况和技术参数，所选热机电器（ 型号为 定整定电流 45A。根据快速移动电动机 的工作情况及技术参数，所选热机电器（ 型号为 速度继电器常用于电动机的反接制动电路中。常用的速度继电器有 和 中 可在 700 3600r/围内可靠地工作。 适用于 3001000r/适用于 1000 3000r/轴电动机满载时的转数 1470 转 /分，因此选用 的速度继电器。一般速度继电器转轴在 130r/右即能动作， 100r/ 主回路 中导线截面积较大，不用考虑机械强度而只按允许载流量选择。机床上电源和住主电动机使用 线，快速移动电动机使用 线，其它的控制线路均采用 线。 九 表二 序号 符号 名称 规格型号 数量 备注 1 压泵电机交流接触器 0A,220V 1 2 动砂轮、冷却电机交流接触器 0A,220V 1 3 升砂轮电机
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号