轴箱镗组合机床PLC改造毕业论文.doc

毕业设计 论文 毕业设计 论文 课题名称课题名称 轴箱镗组合机床的轴箱镗组合机床的 PLCPLC 改造改造 毕业设计任务书 一 课题名称一 课题名称 轴箱镗组合机床的 PLC 改造 二 指导老师二 指导老师 廖志平 三 设计内容和要求 三 设计内容和要求 1 课题概述 轴箱镗组合机床是南车株电力机车有限公司为电力机车轴箱加工的专用机 床 是 80 年代自行设计的 它由一台滑台和两台镗头箱组成 共有七台电动机 一台液压泵电动机 一台粗镗电机 一台精镗电机 一台快进快退电机 一台工 进电机 运动方式主要有主轴的旋转运动 滑台快进快退及工进运动 该设备工 作环境差 使用率高 均为两班制 任务忙时为三班制 由于该设备是由接触器 继电器组成的电气控制电路 线路设计复杂 电气元件多 故障多 维修任 务较大 重要的是给生产进度带来影响 针对这种情况 采用 PLC 控制系统改造 原有的继电气控制线路 可以降低设备的故障率 要求采用西门子 S7 200 型或 三菱 FX2N 系列可编程序控制器 PLC 对轴箱镗组合机床进行电气技术的改造 改造的原则 1 原轴箱镗组合机床的工艺加方法不变 2 在保留住电路的原有元件的基础上 不改变原控制系统电气操作方法 3 电气控制系统控制元件 包括按钮 位置开关 热继电器 接触器 作用 与原电气电路相同 4 改造原继电气控制中的硬件接线 改为通过 PLC 编程实现 2 轴箱镗组合机床工作分析 1 轴箱镗组合机床的主要结构 运动形式与电气控制要求 2 主电路分析 3 控制线路分析 4 电磁离合器线路分析 3 S7 200PLC 或三菱 FX2NPLC 改造轴箱镗组合机床 1 S7 200PLC 或三菱 FX2NPLC 介绍及 PLC 选型 1 根据控制要求进行主电路设计 2 根据轴箱工艺要求画出工作循环图 3 根据控制要求进行 I O 分配 4 根据控制要求进行设计 PLC 接线图 5 根据 PLC 梯形图编写指令表 6 程序调试 7 编写 PLC 控制轴箱镗组合机床的工作原理 8 资料移交 包括图纸 电气原理图 接线图 及调试记录 4 设计参考书 工厂电气控制 科学出版社 S1 200PLC 编程原理与工程实训 北京航空航天大学出版社 电气控制与 PLC 应用 华满香 刘小春主编 人民邮电出版社 PLC 控制系统设计与维护 刘小春 华满香主编 高等教育出版社 三菱 FX 系列 PLC 应用系统设计指南 杨青杰主编 机械工业出版社 5 设计说明书要求 1 封面 2 目录 3 内容摘要 200 400 字左右 中英文 4 引言 5 正文 设计方案原理 特点 分析 比较 论证 PLC 程序的设计机调试 调试结果的说明及特点 实验结果的说明及特点 6 结束语 7 附录 参考文献 图纸 材料清单等 6 毕业设计进程安排 1 第一周 资料准备与借阅 2 第二周 设计要求说明及课题内容辅导 3 第 3 6 周 进行毕业设计 完成课题论文初稿 4 第七周 第一次检查 了解设计完成情况 5 第八周 修改完善设计 第二次检查 论文打印 并做好毕业答辩准备 6 毕业答辩 1 毕业设计答辩要求 2 答辩前三天 每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文 专题报告 等必要资料移交指导教师审阅 由指导教师写出审阅意见 3 学生答辩时对自述部分应写出书面提纲 内容包括课题的任务 目的和 意义 所采用的原始数据或参考文献 设计的基本内容和主要方法 成果结论和评价 4 答辩小组质询课题的关键问题 质询与课题密切相关的基本理论 知 识 设计与计算方法 试验方法 测试方法 鉴别学生独立工作能力 创新能力 5 毕业设计论文要求 6 文字要求 说明书要求打印 除图纸外 不能手写 文字通顺 语言流畅 排版合理 无错别字 不允许抄袭 7 图纸要求 按工程制标准制图 图面整洁 布局合理 线条粗细均匀 圆 弧连接光滑 尺寸标注规范 文字注释必须使用工程字书写 8 曲线图表要求 所有曲线 图表 线路图 程序框图 示意图等不准用徒 手画 必须按国家规定的标准或工程要求绘制 摘 要 轴箱镗组合机床是专为加工电力机车轴箱端面的专用机床 轴箱加工的固 定采用定位方式加紧 轴箱镗是一种精密加工机床 效率高 从粗镗到精镗一 次加工完毕 普通的镗床是不易做到的 在 PLC 技术的应用中 电气工程师不再在硬件上花费太多功夫 只考虑将 控制按钮或检测传感器连接在 PLC 输入点 再通过 PLC 内部处理 在输出点连 接接触器或继电器 来控制大功率的启动设备 而小功率的输出设备直接连接 即可 随着自动化技术 计算机技术及网络通信技术的迅猛发展 使 PLC 的功能 日益增多 它不仅能实现单机的控制 而且能实现多机控制 同时随着 PLC 技 术的不断发展 在自动化技术的领域中起到了不可忽略的作用 由于 PLC 在与 继电器的比较中有着许多的功能胜过或者是优于继电器 从而使 PLC 逐步取代 继电器 使其自动化控制有了更一步的发展 无论从操作 维修 保养还是从 线路的简化等方面都更加的方便 使其优点更加的突出 本文就根据 PLC 的优点对轴箱膛组合机床进行电器线路改造 机床原有的 操作方式不变 机床的主电路不变 从而使机床的控制线路简化了 机床故障 率降低了 首先提出电路改进的总体构思 设计出了 PLC 的梯形图及接线图 重点分析了部分电路的调试过程 关键词 轴箱膛组合机床 接触器控制系统 PLC 控制 PLC 程序设计 机床电气线路改造 Summary Crank boring combined machine is specially designed for the machining of electric locomotive axle box end face of the machine box is fixed by a positioning way to processing spindle boring is a precision machine tools high efficiency from coarse to fine boring boring once processed ordinary boring machine is not easy to do In the application of PLC technology electrical engineer will no longer on hardware spending too much effort only will control button or detection sensor connection in PLC input again through the PLC output in internal processing connect contactor relays or control of power equipment and start small power output devices connected directly As automation technology computer technology and network communication the rapid development of technology make the function of PLC it can not only realize single control and can realize more control of the machine at the same time along with the development of technology of PLC in the field of automation technology of PLC in the function of PLC because in comparison with the relay has many functions is better than or relay thus gradually replacing PLC relay make its automation control have further development no matter from operating maintenance maintain or from the aspects of simplified line more convenient its advantage is more outstanding Based on the advantage of PLC to Axle box chamber combination machine tools Machine wiring way of operation the original machine main circuit which makes the control circuit of the machine tool simplified rate decreased First the overall improvement circuit design for PLC ladder diagram and the wiring diagram emphatically analyzed the part of the circuit testing process Keywords Axle box chamber combination machine tools Contactor controlling system PLC control PLC program design The electrical wiring machine 目录 摘摘 要要 I I SUMMARYSUMMARY IIII 前前 言言 1 1 第第 1 1 章章 绪绪 论论 3 3 1 1 可编程控制器的功能 3 1 2 可编程控制器的主要特点 4 1 3 PLC 相对于继电器线路的优势 5 第第 2 2 章章 轴箱膛组合机床电气控制电路轴箱膛组合机床电气控制电路 7 7 2 1 轴箱镗组合机床定义 7 2 2 轴箱镗组合机床的结构 运动形式和拖动特点 7 2 3 轴箱镗组合机床机床电气控制电路 7 2 3 1 液压电机的控制 7 2 3 2 工作进给的控制 8 2 3 3 工作调整的控制 10 2 4 电动机的介绍 11 2 5 交流接触器介绍 12 2 6 电磁离合器简介 14 第第 3 3 章章 轴箱膛组合机床电气控制线路轴箱膛组合机床电气控制线路 PLCPLC 改造改造 1717 3 1 三菱 FX2N 系列 PLC 介绍 17 3 1 1 FX2N 系列 PLC 的特点 17 3 1 2 FX2N 系列 PLC 工作原理 17 3 1 3 FX2N 系列 PLC 编程元件 18 3 1 5 PLC 的选型 19 3 2 轴箱膛组合机床 PLC 的改造目的 21 3 3 轴箱膛组合机床 PLC 的改造的要求 22 3 4 轴箱镗组合机床 PLC 改造的基本原理 22 3 5 机械滑台工作循环图 25 3 6 I O 分配表 26 3 7 PLC 程序及指令表 27 3 7 1 PLC 程序 27 3 7 2 指令表 31 结束语结束语 3333 毕业设计心得毕业设计心得 3434 参考文献参考文献 3535 附件 附件 3636 前 言 一 PLC 的介绍 1 基本概念 PLC 是一种专门为在工业环境应用而设计的进行数字运算操作的电子装置 它采用一类可编程的存储器 用于其内部存储程序 执行逻辑运算 顺序控制 定时 计数与算术操作等面向用户的指令 并通过数字或模拟式输入 输出控制 各种类型的机械或生产过程 是工业控制的核心部分 PLC 及其有关的而设计 可编程控制器 Programmable Controller 是计算机家族中的一员 是为 工业控制应用而设计制造的 早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器 Programmable Logic Controller 简称 PLC 它主要用来代替继电器实现 逻辑控制 随着技术的发展 这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围 因此 今天这种装置称作可编程控制器 简称 PC 但是为了避免与个人计算机 Personal Computer 的简称混淆 所以将可编程控制器简称 PLC 2 特点 PLC 的应用 电气工程师不再在硬件上花费太多功夫 只考虑将控制按钮 或检测传感器连接在 PLC 输入点 再通过 PLC 内部处理 在输入点连接接触器 或继电器 来控制大功率的启动设备 而小功率的输出设备直接连接即可 3 内核 具有中央处理器的 CPU 并带有外部 I O 口 扩展的 I O 接口地址和内存三 大组成部分 CPU 的核心是由一个或多个累加器组成 它们具有逻辑的数学运 算能力 并能读取程序内存的内容 通过计算后去驱除相应的内存和 I O 口 I O 口将内部累加器和外部的输入和数出系统连接起来 并将相关的数据存入 程序内存或数据存储器中 内存可以将 I O 口输入的数据存入内存中 并在工 作时调转到累加器或 I O 接口上 4 应用重心 PIC 的抗干扰是优良的 在设计中根本不用去关心它的使用寿命和工作场 合的恶劣环境 而关心的是如何利用 PLC 的内部资源加强设备的控制能力 是 设备更具柔性 PLC 的语言并不是汇编语言或 C 语言 而是采用继电器控制的 梯形图 是的电气工程师在编写程序时很容易就理解 PLC 的编程语言 而且更 多非电气专业人士也对 PLC 编程很快认识并深入 5 通信 在实际应用中 仅靠单机控制是无法保证系统顺畅运行的 而需要设备与 设备间的信息交流才能实现 PLC 的通信越来越重要 在 PLC 与 PLC 之间的通 信 能过通过信息的交换和数据的共享来保证设备之间的相互协调 以达到互 补的效果 6 中断 中断 是一种优先控制处理技术 PLC 具备这样的功能 它的特点在于 当设备在操作过程中遇到紧急突发事件时 就需要立刻停止当前控制 去处理 更重要的事情 PLC 再去执行紧急任务时 总会先保存目前的状态 比如程序 的地址 CPU 的累加器数据等 当处理完应急事件后 再继续处理停止的事件 实际应用中 中断并不是只有一个 有时会同时存在几个中断 多中断也具有 优先级别 按要求去执行更高级别的中断 这种中断中的中断也就形成了中断 嵌套 中断级别和各种 PLC 内部 CPU 的资源有关 同时也跟堆栈的容量大小有 关 二 PLC 的技术与发展 PLC 可编程控制器 是工控系统最重要的核心组件 是整个系统的大脑 PLC 的出现 使其以往的继电器连接控制 成为过去时代 而现在的继电器 只 能作为低端的控制模块 或在简单的设备中使用 可编程控制器以体积小功能 强大所著称 它不但可以很容易的完成顺序逻辑 运动控制 定时控制 计数 控制 数字运算 数据处理等功能 而且可以通过输入输出接口建立与各类生 产机械数字量和模拟量的联系 从而实现生产过程的自动控制 特别是现在 由于信息 网络时代的到来 扩展了 PLC 的功能 使它具有更强的连网通讯能 力 从而更广泛地应用于众多行业 现代电气传动技术的发展得力于电力电子技术 自动控制技术和微电子技 术的发展 现代全控开关型电力电子器件制造技术的进步和 PWM 技术的产生使 处于调速系统中的电机电流谐波减小 转矩脉动降低 电机运行效率和调速性 能调高 而现代控制理论的发展为进一步完善电机调速性能提供了有利条件 出现了标志现代交流调速理论的向量控制和直接转矩控制 使感应电机的调速 性能可以和直流电机媲美 PLC 更高层次的发展 需要不断努力来实现 PLC 的实现已经改变了很多任 务控设备 为了更多的工控设备得到改善 发展 PLC 是重要途径之一 可编程 控制器作为一种通用的工业控制器 它可用于所有的工业领域 当前国内外已 经广泛的将可编程控制器成功的应用到机械 冶金 石油 化工 纺织 交通 电力 军事等各个领域 并取得了可观的技术经济效益 而且它还代表当今技 术控制技术的世界先进水平 第 1 章 绪 论 1 1 可编程控制器的功能 可编程控制器以体积小功能强大所著称 它不但可以很容易的完成顺序逻 辑 运动控制 定时控制 计数控制 数字运算 数据处理等功能 而且可以 通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系 从而实现生产 过程的自动控制 特别是现在 由于信息 网络时代的到来 扩展了 PLC 的功 能 使它具有更强的连网通讯能力 从而更广泛地应用于众多行业 PLC 是应用面很广 发展非常迅速的工业自动化装置在工厂自动化 FA 和计算机集成制造系统 CIMS 内占重要地位 今天的 PLC 功能 远不仅是代 替传统的继电器逻辑 PLC 系统一般由以下基本功能构成 多种控制功能 数 据采集 存储与处理功能 通信连网功能 输入 输出接口调理功能 入机接 口功能编程 调试功能 1 顺序控制 顺序控制是 PLC 最基本 应用最广泛的领域 所谓的顺序控制 就是按工 艺流程的顺序 在控制信号的作用下 使得生产过程的各个执行机构自动的按 照顺序动作 由于它还具有编程设计灵活 速度快 可靠性高 成本低 便于 维护等优点 所以在实现单机控制 多机群控制 生产流程中控制可以完全取 代传统的继电器接触器控制系统 它主要是根据操作按钮 限位开关及其他现 场给来的指令信号和传感器信号 控制机械运动部件进行相应的操作 从而达 到了自动化生产线控制 比较典型应用在自动电梯的控制 管道上电磁阀的自 动开启和关闭 皮带运输机的顺序启动等 2 运动位置控制 PLC 可以支持数控机床的控制和管理 在机械加工行业 可编程控制器与 计算机数控集成在一起 用以完成机床的运动位置控制 它的功能是接受输入 装置输入的加工信息 经处理和计算 发出相应的脉冲给驱动装置 通过步进 电机或伺服电机 是机床按预定的轨道运动 已完成多轴伺服电机的自控 目 前已用于控制无心磨削 冲压 发杂零件分段冲裁 滚削 磨削等应用中 3 生产过程的监控和管理 PLC 可以通过通讯接口与显示终端和打印机等外设相连 显示器作为人机 接口 HMI 是一种内涵微处理芯片的智能化设备 它与 PLC 相结合可以取代电 控柜上众多的控制按钮 选择开关 信号指示灯 及生产流程模拟屏和电控柜 内大量的中间继电器和端子排 所有操作都可以在显示屏上的操作按钮上进行 PLC 可以方便 快捷的对生产过程中的数据进行采集 处理 并可以对要显示 的参数以二进制 十进制 十六进制 ASC2 字符等方式进行显示 在显示画面 上 通过图标的颜色变化反应现场设备的运行状态 如阀门的开与关 电机的 启动与停止 位置开关的状态等 PID 回路控制用数据 棒图等综合方法反映 生产过程中量的变化 操作人员通过参数设定可进行参数调整 通过数据查询 可查找任一时刻的数据记录 通过打印课保存相关的生产数据 为今后的生产 管理和工艺参数的分析带来便利 4 网络特性 PLC 可以实现多台 PLC 之间或多台 PLC 与一台计算机之间的通讯联网要求 从而组成多级分布式控制 构成工厂自动化网络 1 通过通讯模块 上位机以及相应的软件来实现对控制系统的远距离监 控 2 通过调制解调器和公用电话网与远程客户端计算机相连 从而使管理 者可通过电话线对控制系统进行远距离监控 1 2 可编程控制器的主要特点 1 可靠性高 PLC 的 MTBF 一般在 40000 50000h 以上 西门子 ABB 松下 等微小型 PLC 可达 10 万 h 以上 而且均有完善的自诊断功能 判断故障迅速 便于维护 2 模块化组合灵活可编程控制器是系列化产品 通常采用模块结构来完成 不同的任务组合 I O 从 8 8192 点 有多种机型 多种功能模块可灵活组合 结构形式也是多样的 3 功能强 PLC 应用微电子技术和微电脑 简单形式都具有逻辑 定时 计 算等顺序控制功能 基本形式再加上仿真 I O 基本算式运算 通信能力等 复杂型式除了具有基本形式的功能外 还具有扩展的计算能力 多处理器和高 速数据处理能力 4 编程方便 PLC 适用针对工业控制的梯形图 功能模块 指令表和顺序菜 单图 SFC 编程 不需要太多的计算机编程知识 新的编程工作站配有综合的 软件工具包 并可在任何兼容的个人计算机上编程 1 3 1 3 PLCPLC 相对于继电器线路的优势相对于继电器线路的优势 1 3 1 控制继电器存在的缺点 今天继电器已应用到家庭及工业控制的各个领域 他们比以往的产品具有 更高的可靠性 但是 这也是随之带来的一些问题 如绝大多数控制继电器都 是长期磨损和疲劳工作条件下进行的 容易损坏 而且继电器的触点容易产生 电弧 甚至会熔在一起产生误操作 引起严重的后果 再者 对一个具体使用 的装有上百个继电器的设备 其控制箱将是庞大而笨重的 在全负荷运载的情 况下 大的继电器将产生大量的热及噪声 同时也消耗了大量的电能 并且继 电器控制系统必须是手工接线 安装 如果有简单的改动 也需要花费大量时 间及人力和物力去改制 安装和调试 1 导通后的管压降大 可控硅或双相控硅的正向降压可达 1 2V 大功率 晶体管的饱和压降也在 1 2V 之间 一般功率场效应管的导通电祖也较机械触 点的接触电阻大 2 半导体器件关断后仍可有数微安至数毫安的漏电流 因此不能实现理想 的电隔离 3 由于管压降大 导通后的功耗和发热量也大 大功率固态继电器的体积 远远大于同容量的电磁继电器 成本也较高 4 电子元器件的温度特性和电子线路的抗干扰能力较差 耐辐射能力也较 差 如不采取有效措施 则工作可靠性低 5 固态继电器对过载有较大的敏感性 必须用快速熔断器或 RC 阻尼电路 对其进行过在保护 固态继电器的负载与环境温度明显有关 温度升高 负载 能力将迅速下降 1 3 2 PLC 的优势 1 功能强 性能价格比高 一台小型 PLC 内有成百上千个可供用户使用的编程软件 有很强的功能 可以实现非常复杂的控制功能 与相同功能的继电器相比 具有很高的性能价 格比 可编程控制器可以通过通信联网 实现分散控制 集中管理 2 硬件配套齐全 用户使用方便 适应性强 可编程控器产品已经标准化 系列化 模块化 配备有品种齐全的各种硬 件装置供用户选用 用户能灵活方便的进行系统配置 组成不同的功能 不规 模的系统 棱编程控器的安装接线也很方便 一般用接线端子连接外部接线 PLC 有很强的带负载能力 可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器 3 可靠性高 抗干扰能力强 传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器 时间继电器 由于触 点接触不良 容易出现故障 PLC 用软件代替大量的中间继电器和时间继电器 仅剩下与输入和输出有关的少量硬件 接线可减少互继电气控制系统的 10 1 因触点接触不良造成的故障大为减少 PLC 采取了一系列硬件与软件抗干 扰措施 具有很强的抗干扰能力 平均无故障时间达到数万小时以上 可以直 接用于有强烈干扰的工业生产现场 PLC 已被广大用户公认为最可靠的工业控 制设备之一 4 系统的设计 安装 调试工作量少 PLC 用软件功能取代了继电器空控制系统中大量的中间继电器 时间继电 器 计算器等器件 是控制柜的设计 安装 接线工作量大大减少 PLC 的梯形图程序一般采用顺序控制设计方法 这种编程方法很有规律 很容易掌握 对于复杂的控制系统 梯形图的设计时间比设计继电气系统电路 图的时间要少很多 PLC 的用户程序可以在实验室模拟调试 输入信号用于开 关来模拟 通过 PLC 上的发光二极管可观察输出信号的状态 完成了系统的安 装和接线后 在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决 系统的调试时间比继电气系统少得多 5 编程方法简单 梯形图是使用得最多的可编程控器的编程语言 其电路符号和表达方式与 继电器电路原理图相似 梯形图语言形象直观 易学易懂 熟悉继电器电路图 的电气技术人员只要花几天时间就可以熟悉梯形图语言 并用来编制用户程序 梯形图语言实际上是一种面向用户的一种高级语言 可编程控器在执行梯 形图的程序时 用解释程序将它 翻译 成汇编语言后再去执行 6 维修工作量少 维修方便 PLC 的故障率很低 且有完善的自诊断和显示功能 PLC 或外部的输入装置 和执行机构发生故障时 可以根据 PLC 上的发光二极管或编程器提供的住处迅 速的查明故障的原因 用更换模块的方法可以迅速的排除故障 7 体积小 能耗低 对于复杂的控制系统 适用 PLC 后 可以减少大量的中间继电器和时间继 电器 小型 PLC 的体积相当于几个继电器大小 因此可将开关柜的体积缩小到 原来 50 10 第 2 章 轴箱膛组合机床电气控制电路 2 1 轴箱镗组合机床定义 轴箱镗组合机床是专为加工电力机车轴箱断面的专用机床 轴箱加工的固 定采用定位方式夹紧 轴箱镗是一种紧密加工机床 效率高 从粗镗到精镗一 次加工完毕 普通的镗床是不易做到的 下面介绍轴箱镗组合机床的电器控制 2 2 轴箱镗组合机床的结构 运动形式和拖动特点 轴箱镗组合机床由滑台 粗镗头箱 精镗头箱 主轴和液压站等部分组成 滑台由床身及工作台组成 统称滑台 该机床的运动形式有主运动 进给运动 及辅助运动 装在镗头箱上的主轴带动刀具的旋转运动为主运动 轴箱在滑台 上的直线运动是进给运动 而轴箱与刀具相对位置的调整运动及滑台的移动为 辅助运动 从电气控制上有如下特点 1 主轴上刀具的旋转由装在镗头箱的主电动机拖动 并设有点动调整运动 2 滑台快退时 为保证轴箱的精度 主轴采用延迟停车 3 为便于检修 滑台设计了快进 快退点动控制 4 液压泵对滑台工作台提供润滑油 5 为保证滑台快进 快退停车的准确性 防止溜车 快速电动机采用尾端 带电磁离合器的电机进行制动 6 滑台的快进 快退及工进由位置开关控制 采用 5 位行程开关 7 滑台快退时 主轴电机延时 3S 停止 8 为了防止机床误动作 线路设有零压保护 2 3 轴箱镗组合机床机床电气控制电路 轴箱镗组合机床有 7 台电动机组成 M1 为液压电动机 用以实现对机床 导轨进行润滑 M2 M5 为粗镗 精镗电动机 用以实现机床的主运动 M4 M7 为进给电动机 用以实现机床滑台的进给运动 M3 M6 为快速电动机 用以 实现机床滑台的快速移动 电路由总电源开关 QS 控制 设有短路 过载 失压 欠压保护 控制电路设有油压保护 越程保护 2 3 1 液压电机的控制 按下液压电机的启动按钮 SB2 接触器 KM1 线圈得电并自锁 液压电机 M1 起动 油压继电器 SP 9 11 触电受油压作用闭合 按钮 SB1 为液压电机的停止 按钮 2 3 2 工作进给的控制 1 准备 按下零压保护按钮 SB4 继电器 KA1 线圈得电自锁 合上进给准备开关 SA 继电器 KA2 线圈得电 KA2 常闭触点 9 11 断开 油压触电对机床起保 护 KA2 常闭触点 19 21 49 51 断开 使滑台快进转工进位置开关 SQ1 2 SQ2 2 起作用 KA2 常开触点 23 25 19 31 53 55 49 61 闭合 为快进 工进接触器 KM3 KM7 KM5 KM9 线圈得作电准备 KA2 常开触点 37 39 67 69 闭合 对接触器 KM4 KM8 自锁 2 粗镗 1 滑台快进 1 按下启动按钮 SB5 接触器 KM3 线圈得电 KM3 常闭辅助触点 4 8 断开 对 KM4 互锁 KM3 常开辅助触点 31 35 闭合 继电器 KA3 线圈得电并自锁 同时时间继电器 KT1 线圈得电 KA2 KA3 常开触点闭合 使 SB5 松开后 KM3 保持得电 KM3 常开辅助触点 305 304 闭合 制动电磁离合器线圈 YC1 得电 松开制动 KM3 主触点闭合 快速电机 M3 正转 滑台快进 由于 KA3 常开触点 11 43 KT1 延时断开常开触点 11 43 瞬时闭合 又使接触器 KM2 线圈得 电 KM2 主触点闭合 粗镗电机 M2 起动 主轴正转 2 滑台工进 1 当滑台快进档块压到位置开关 SQ1 2 时 SQ1 2 常闭触点 19 21 断开 KM3 线圈断电 KM3 常开辅助触点 305 304 断开 制动电磁离合器线圈 YC1 断电 电机 M6 停车制动 滑台快进停止 SQ1 2 常开触点 31 33 闭合 接 触器 KM5 线圈得电 KM5 主触点闭合 进给电机 M4 正转 滑台由快进转为工进 对轴箱粗加工 3 滑台快进 2 当档块离开位置开关 SQ1 2 时 SQ1 2 常开触点 31 33 断开 进给电机 M4 停转 SQ1 2 常闭触点 19 21 闭合 接触器 KM3 线圈又得电 KM3 常开辅 助触点 305 304 又闭合 制动电磁离合器线圈 YC1 又得电 松开制动 快速 电机 M3 正转 滑台由工进转快进 4 滑台工进 2 当滑台快进档块压到位置开关 SQ1 2 时 SQ1 2 常闭触点 19 21 断开 KM3 线圈断电 KM3 常开辅助触点 305 304 又断开 制动电磁离合器线圈 YC1 又断电 电机 M6 停止制动 滑台快进停止 SQ1 2 常开触点 31 33 闭合 接触器 KM5 线圈得电 KM5 主触点闭合 进给电机 M4 正转 滑台由快进又转为 工进 对轴箱粗加工 5 滑台快退 当滑台档块压到位置开关 SQ1 3 时 SQ1 3 常闭触点 16 17 断开 KM5 线圈断电 电机 M4 停转 滑台工进停止 SQ1 3 常开触点 37 41 闭合 接触 器 KM4 线圈得电 KM4 主触点闭合 KM4 常开辅助触点 305 304 闭合 制动电 磁离合器线圈 YC1 得电 松开制动 快速电机 M3 反转 滑台快退 同时继电器 KA3 时间继电器 KT1 断电 KTI 延时断开常开触点 11 43 延时 3S 断开 接 触器 KM2 断电 主轴电机 M2 停转 粗加工完毕 当滑台快退档块压到位置开关 SQ1 1 时 SQ1 1 常闭触点 11 15 断开 KM4 断电 KM4 常开辅助触点 305 304 断开 制动电磁离合器线圈 YC1 断电 电机 M3 停车制动 滑台快退停止 3 精镗 1 滑台快进 1 按下起动按钮 SB8 接触器 KM7 线圈得电 KM7 常闭辅助触点 10 14 断开 对 KM8 互锁 KM7 常开辅助触点 61 65 闭合 继电器 KA4 线圈得电并自锁 同时时间继电器 KT2 线圈得电 KA2 KA4 常开触点的闭合 使 SB8 松开后 KM7 保持得电 KM7 常开辅助触点 307 306 闭合 制动电磁离合器线圈 YC2 得电 松开制动 KM7 主触点闭合 快速电机 M6 正转 滑台快进 由于 KA4 常 开触点 11 73 KT2 延时断开常开触点 11 73 瞬间闭合 又使接触器 KM6 线圈得电 KM6 主触闭点合 精镗电机 M5 起动 主轴正转 2 滑台工进 1 当滑台快进档块压到位置开关 SQ2 2 时 SQ2 2 常闭触点 49 51 断开 KM7 线圈断电 KM7 常开辅助触点 307 306 断开 制动电磁离合器线圈 YC2 断电 电机 M6 停车制动 滑台快进停止 SQ2 2 常开触点 61 63 闭合 接 触器 KM9 线圈得电 KM9 主触点闭合 进给电机 M7 正转 滑台由快进转为工进 主轴刀具对轴箱精加工 3 滑台快进 2 当档块离开位置开关 SQ2 2 时 SQ2 2 常开触点 61 63 断开 进给电机 M7 停转 SQ2 2 常闭触点 49 51 闭合 接触器 KM7 线圈又得电 KM7 常开辅助 触点 307 306 又闭合 制动电磁离合器线圈 YC2 又得电 松开制动 快速电 机 M6 正转 滑台由工进转为快进 4 滑台工进 2 当滑台快进档块压到位置开关 SQ2 2 时 SQ2 2 常闭触点 49 51 又断开 KM7 线圈又断电 KM7 常开辅助触点 307 306 断开 制动电磁离合器线圈 YC2 断电 电机 M6 停车制动 滑台快进停止 SQ2 2 常开触点 61 63 再闭合 接触器 KM9 线圈得电 KM9 主触点闭合 进给电机 M7 正转 滑台由快进又转为 工进 主轴刀具对轴箱精加工 5 滑台快退 当滑台档块压到位置开关 SQ2 3 时 SQ2 3 常闭触点 45 47 断开 KM9 线圈断电 电机 M7 停转 滑台工进停止 SQ2 3 常开触点 67 71 闭合 接触 器 KM8 线圈得电 KM8 主触点闭合 KM8 常开辅助触点 307 306 闭合 制动 电磁离合器线圈 YC2 得电 松开制动 快速电机 M6 反转 滑台快退 同时继电 器 KA4 时间继电器 KT2 断电 KT2 延时断开常开触点 11 73 延时 3S 断开 接触器 KM6 断电 主轴电机 M5 停转 轴箱精加工完毕 当滑台快退档压到位置 开关 SQ2 1 时 SQ2 1 常闭触点 11 45 断开 KM8 断电 KM8 常开辅助触点 307 306 断开 制动电磁离合器线圈 YC2 断电 电机 M6 停车制动 滑台 快退停止 2 3 3 工作调整的控制 工作调整为点动控制 断开进给开关 SA 继电器 KA2 线圈断电 1 滑台快进 按下按钮 SB5 或 SB8 KM3 或 KM7 线圈得电 KM3 或 KM7 常开辅助触点 305 304 或 307 306 闭合 制动电磁离合器线圈 YC1 或 YC2 得电 松开制动 KM3 或 KM7 主触点闭合 快速电机 M3 或 M6 正转 滑台快进 2 滑台快退 按下按钮 SB6 或 SB9 KM4 或 KM8 线圈得电 KM4 或 KM8 常开辅助触点 305 304 或 307 306 闭合 制动电磁离合器线圈 YC1 或 YC2 得电 松 开制动 KM4 或 KM8 主触点闭合 快速电机 M3 或 M6 反转 滑台快退 3 粗镗主轴点动 按下按钮 SB7 KM2 线圈得电 KM2 主触点闭合 主轴电机 M2 在按钮控制 下正转 主轴点动转动 4 精镗主轴点动 按下按钮 SB10 KM6 线圈得电 KM6 主触点闭合 主轴电机 M5 在按钮控制 下正转 主轴点动转动 2 42 4 电动机的介绍电动机的介绍 中文名称 电动机 英文名称 motor 定义 应用电磁感应原理运行的旋转电磁机械 用于实现电能向机械能的 转换 运行时从电系统吸 收电功率 向机械系统输出机械功率 1 基本介绍 电动机是一种旋转式电动机器 它将电能转变为机械能 它主要包括一个 用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子 在定子 绕组旋转磁场的作用下 其在电枢鼠笼式铝框中有电流通过并受磁场的作用而 使其转动 这些机器中有些类型可作电动机用 也可作发电机用 它是将电能 转变为机械能的一种机器 通常电动机的作功部分作旋转运动 这种电动机称 为转子电动机 也有作直线运动的 称为直线电动机 电动机能提供的功率范 围很大 从毫瓦级到千瓦级 机床 水泵 需要电动机带动 电力机车 电梯 需要电动机牵引 家庭生活中的电扇 冰箱 洗衣机 甚至各种电动机玩具都 离不开电动机 电动机已经应用在现代社会生活中的各个方面 2 基本结构 三相异步电动机的结构 由定子 转子和其它附件组成 1 定子 静止部分 定子铁心 作用 电机磁路的一部分 并在其上放置定子绕组 构造 定子铁心一般由 0 35 0 5 毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制 叠 压而成 在铁心的内圆冲有均匀分布的槽 用以嵌放定子绕组 定子铁心槽型有以下几种 半闭口型槽 电动机的效率和功率因数较高 但绕组嵌线和绝缘都较困难 一般用于小型低压电机中 半开口型槽 可嵌放成型绕组 一般用于大型 中型低压电机 所谓成型 绕组即绕组可事先经过绝缘处理后再放入槽内 开口型槽 用以嵌放成型绕组 绝缘方法方便 主要用在高压电机中 定子绕组 作用 是电动机的电路部分 通入三相交流电 产生旋转磁场 构造 由三个在空间互隔 120 电角度 队称排列的结构完全相同绕组连 接而成 这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内 2 转子 旋转部分 三相异步电动机的转子铁心 作用 作为电机磁路的一部分以及在铁心槽内放置转子绕组 构造 所用材料与定子一样 由 0 5 毫米厚的硅钢片冲制 叠压而成 硅 钢片外圆冲有均匀分布的孔 用来安置转子绕组 通常用定子铁心冲落后的硅 钢片内圆来冲制转子铁心 一般小型异步电动机的转子铁心直接压装在转轴上 大 中型异步电动机 转子直径在 300 400 毫米以上 的转子铁心则借助与转 子支架压在转轴上 三相异步电动机的转子绕组 作用 切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流 并形成电磁转矩而使电 动机旋转 3 构造 分为鼠笼式转子和绕线式转子 鼠笼式转子 转子绕组由插入转子槽中的多根导条和两个环行的端环组成 若去掉转子铁心 整个绕组的外形像一个鼠笼 故称笼型绕组 小型笼型电动 机采用铸铝转子绕组 对于 100KW 以上的电动机采用铜条和铜端环焊接而成 绕线式转子 绕线转子绕组与定子绕组相似 也是一个对称的三相绕组 一般接成星形 三个出线头接到转轴的三个集流环上 再通过电刷与外电路联 接 特点 结构较复杂 故绕线式电动机的应用不如鼠笼式电动机广泛 但通 过集流环和电刷在转子绕组回路中串入附加电阻等元件 用以改善异步电动机 的起 制动性能及调速性能 故在要求一定范围内进行平滑调速的设备 如吊 车 电梯 空气压缩机等上面采用 2 52 5 交流接触器介绍交流接触器介绍 1 组成结构 交流接触器主要有四部分组成 1 电磁系统 包括吸 引线圈 动铁芯和静铁芯 2 触头系统 包括三组主触头 和一至两组常开 常闭辅助触头 它和动铁芯是连在一起互 相联动的 3 灭弧装置 一般容量较大的交流接触器都设 有灭弧装置 以便迅速切断电弧 免于烧坏主触头 4 绝缘 外壳及附件 各种弹簧 传动机构 短路环 接线柱等 2 工作原理 当线圈通电时 静铁芯产生电磁吸力 将动铁芯吸合 由于触头系统是与动铁 芯联动的 因此动铁芯带动三条动触片同时运行 触点闭合 从而接通电源 当线 圈断电时 吸力消失 动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用力而分离 使主触头断 开 切断电源 3 基本分类 交流接触器又可分为电磁式 永磁式和真空式三种 常用的交流接触器 CJ10 CJ40 CJ12 CJ20 和引进的 CJX 3TB B 等系列 4 交流接触器的选型 交流接触器的选用 应根据负荷的类型和工作参数合理选用 具体分为以 下步骤 1 选择接触器的类型 交流接触器按负荷种类一般分为一类 二类 三类和四类 分别记为 AC1 AC2 AC3 和 AC4 一类交流接触器对应的控制对象是无感或微感负荷 如 白炽灯 电阻炉等 二类交流接触器用于绕线式异步电动机的起动和停止 三 类交流接触器的典型用途是鼠笼型异步电动机的运转和运行中分断 四类交流 接触器用于笼型异步电动机的起动 反接制动 反转和点动 2 选择接触器的额定参数 根据被控对象和工作参数如电压 电流 功率 频率及工作制等确定接触 器的额定参数 1 接触器的线圈电压 一般应低一些为好 这样对接触器的绝缘要求可 以降低 使用时也较安全 但为了方便和减少设备 常按实际电网电压选取 2 电动机的操作频率不高 如压缩机 水泵 风机 空调 冲床等 接 触器额定电流大于负荷额定电流即可 接触器类型可选用 CJl0 CJ20 等 3 对重任务型电机 如机床主电机 升降设备 绞盘 破碎机等 其平 均操作频率超过 100 次 min 运行于起动 点动 正反向制动 反接制动等状 态 可选用 CJl0Z CJl2 型的接触器 为了保证电寿命 可使接触器降容使用 选用时 接触器额定电流大于电机额定电流 4 对特重任务电机 如印刷机 镗床等 操作频率很高 可达 600 12000 次 h 经常运行于起动 反接制动 反向等状态 接触器大致可按 电寿命及起动电流选用 接触器型号选 CJl0Z CJl2 等 5 交流回路中的电容器投入电网或从电网中切除时 接触器选择应考虑 电容器的合闸冲击电流 一般地 接触器的额定电流可按电容器的额定电流的 1 5 倍选取 型号选 CJ10 CJ20 等 6 用接触器对变压器进行控制时 应考虑浪涌电流的大小 例如交流电 弧焊机 电阻焊机等 一般可按变压器额定电流的 2 倍选取接触器 型号选 CJl0 CJ20 等 7 对于电热设备 如电阻炉 电热器等 负荷的冷态电阻较小 因此起 动电流相应要大一些 选用接触器时可不用考虑 起动电流 直接按负荷额定 电流选取 型号可选用 CJl0 CJ20 等 8 由于气体放电灯起动电流大 起动时间长 对于照明设备的控制 可 按额定电流 1 1 1 4 倍选取交流接触器 型号可选 CJl0 CJ20 等 9 接触器额定电流是指接触器在长期工作下的最大允许电流 持续时间 8h 且安装于敞开的控制板上 如果冷却条件较差 选用接触器时 接触器 的额定电流按负荷额定电流的 110 120 选取 对于长时间工作的电机 由于 其氧化膜没有机会得到清除 使接触电阻增大 导致触点发热超过允许温升 实际选用时 可将接触器的额定电流减小 30 使用 2 6 电磁离合器简介 中文名称 电磁离合器 英文名称 electromagnetic clutch 定义 在电磁力作用下具有离合器功能的离合器 电磁离合器 电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离 电磁离合器可分 为 干式单片电磁离合器 干式多片电磁离合器 湿式多片电磁离合器 磁粉 离合器 转差式电磁离合器等 电磁离合器工作方式又可分为 通电结合和断 电结合 1 电磁离合器结构和工作原理 1 结构认识 摩擦片电磁离合器 电磁离合器的结构如图所示有激磁线圈 铁芯 衔铁 摩擦片及联接件等 组 成 一般采用直流 24V 作为供电电源 电磁离合器结构图 1 主轴 2 主动摩擦片 3 从动摩擦片 4 从动齿轮 5 套筒 6 线圈 7 铁芯 8 衔铁 9 滑环 2 工作原理分析 主动轴 1 的花键轴端 装有主动摩擦片 2 它可以沿轴向自由移动 因系 花键联接 将随主动轴一起转动 从动轴片 3 与主动摩擦片交替装叠 它的外 缘凸起部分卡在从动轴 4 固定一起的套筒 5 中 因而从动摩擦片可以随同从动 齿轮 在主动轴转动时它可以不转 当线圈 6 通电后 将摩擦片吸向铁芯 7 衔 铁 8 也被吸住 紧紧压住各摩擦片 依靠主 从动摩擦片之间的摩擦力 是从 动齿轮随主动轴转动 线圈断电时装在内外摩擦片之间圈状弹簧式衔铁和摩擦 片复原 离合器即失去传递力矩的作用 线圈一端通过电刷和滑环 9 输入直流 电 另一端可接地 3 电磁离合器的特点 1 高速响应 因为是干式类所以扭力的传达很快 可以达到便捷的动作 2 耐久性强 散热情况良好 而且使用了高级的材料 即使是高频率 高能量的使用 也十分耐用 3 组装维护容易 属于滚珠轴承内藏的磁场线圈静止形 所以不需要将 中蕊取出也不必利用碳刷 使用简单 4 动作确实 使用板状弹