卧式铣床电气控制系统 NSH

1、安庆职业技术学院2016届毕业生毕业论文（设计）安庆职业技术学院2016届毕业设计材料目录姓名 专业 机电一体化 指导教师 辅导员 毕业设计任务书毕业设计指导记录册毕业设计毕业设计成绩评定表毕业实习报告2016年4月1日安庆职业技术学院毕业论文（设计）任务书题目：卧式铣床电气控制系统设计 姓名： 聂师怀 学号： 系别： 机 电 工 程 系 专业： 机 电 一 体 化 班级： 13机电（一）班 指导教师： 刘 畅 2016年4月10日（一）课题意义及主要内容：本课题意在使学生理解并掌握卧式铣床的加工工艺和控制原理。并独立设计的出一套卧式铣床的电气控制系统，使学生对所学的专业知识，有一个总结和综合

2、运用的过程。主要内容：介绍卧式铣床的基本结构，设计出主电路与控制电路并进行分析、列举部分故障及检修方法。 2016年2月10日（二）目的要求：1.掌握毕业设计的基本格式、步骤和方法。 2.掌握普通车床的加工工艺和工作过程。 3.能够根据工艺要求设计出电气控制原理图。 4.能够列举故障现象，找出故障原因，进行工作检修。 2016年2月10日（三）进度计划：2015.12-2016.2.15：先期相关知识准备，资料整理阶段，提交设计任务书。2015.2.16-2016.3.20：初稿撰写阶段，提交初稿至指导老师初审。2015.3.21-2016.4.1:初稿完善、指导老师定期指导，定稿完成。201

3、6.4:定稿审核、论文答辩、成绩评定、论文存档。2016年2月10日（四）审批意见：系（专业）负责人签字：年 月 日（五）学生开始执行任务书日期：年 月 日（六）学生提交全部论文日期：年 月 日（七）学生签名：年 月 日（八）指导教师签名：年 月 日（九）注意事项：1、本任务书一式二份，各系留存一份，交教务处一份；任务书第（一）、（二）、（三）、（五）、（六）、（八）项由指导教师认真填写；第（四）项由系或专业负责人认真填写；第（七）项由学生本人填写。2、学生应在指导教师指导下根据本任务书的要求制定具体实施计划并按时完成任务。安庆职业技术学院毕业论文（设计）指导记录册题目： 卧式铣床电气控制系统

4、设计 姓名： 聂师怀 学号： 系别： 机电工程系 专业： 机电一体化 班级： 13机电（一）班 指导教师： 刘 畅 2016年 4 月1日（一）论文摘要：（学生填写）卧式铣床电气控制线路是电气控制课程设计的应用。该课程不但有较高的理论基础要求，而且工程实践性很强，卧式车床是一种应用极为广泛的金属切削加工机床，主要用来加工各种回转表面、螺纹和端面，并可通过尾架进行钻孔，绞孔和攻螺纹等切削加工。卧式车床通常由一台主电机拖动，经由机械传动链，实现切削主运动和刀具进行给运动的输出，其运动速度由变速齿轮箱通过手柄操作进行切换。刀具的快速移动，冷却泵和液压泵等常采用单独的电动机的驱动。关键词： 电磁离合器

5、 工进 快进 上到制动 变速冲动 2016年 4月 1 日 （二）参考书目：（学生填写）1 孙平.电气控制与PLC.M北京：高等教育出版社，20042 李仁.电气控制.M北京：机械工业出版社，19903 余雷声.电气控制与PLC应用.M北京：机械工业出版社，19964 李先允.自动控制系统.M北京：高等教育5 焦振华.机床电气控制技术.M北京：北京理工大学出版社.19926 王永华，王东云等.现代电气及可编程控制技术M.北京：北京航空航天大学出版社.20022016年 4月 1日 （三）论文提纲：（学生填写）首先，通过对卧式铣床基本认识，熟知其型号组成部分及其作用。其次，有了初步认识过后，进一

6、步掌握了车床电气线路的故障与维修等问题。最后，通过这次毕业设计，使我认知了铣床电气控制的全过程及其复杂的原理，感谢老师的指导和同学的帮助，为我以后工作奠定了坚实的基础！ 2016年4月 1 日 （四）提纲修改意见：（指导教师填写）学生收到意见时间：学生收到意见签名： 年 月 日 （五）初稿修改意见：（指导教师填写）学生收到意见时间：学生收到意见签名： 年 月 日 （六）定稿意见：（指导教师填写）指导教师签名： 年 月 日安庆职业技术学院（ 2016）届毕业论文（设计）题目： 卧式铣床电气控制系统设计 题目： 卧式铣床电气控制系统设计 姓名： 学号： 系别： 机电工程系 专业： 机电一体化 班级

7、： 13机电（一）班 指导教师： 刘 畅 摘 要 铣床可以用来加工平面、斜面和各种形式的沟槽等。装上分度头后可以铣切直齿轮和螺旋面，装上圆工作台还可以铣切凸轮和弧形槽,是一种常见的机床设备；床的种类很多，有立铣、卧铣、龙门铣、仿形铣和各种专业的铣床，而其中常见用的卧式万能铣床有X62W和XA6132等型号。X62W和XA6132的结构形式和电气控制原理基本相同。 不同之处是XA6132型万能铣床在X62W的基础上设了三个电磁离合器装置，分别用于工作台工进，快速进给传动和立轴制动。关键词： 电磁离合器 工进 快进 上到制动 变速冲动目 录引言 4一.XA6132型卧式万能铣床概述及内容 51.1

8、.铣床种类 5 1.2.XA6132型卧式万能铣床的结构简介和运动形式 5二.XA6132型万能铣床的系统设计 6 2.1.万能铣床的运动要求 6 2.2.主控制电路 8 2.3.控制电路分析 9三.万能铣床的常见故障与维修10四结束语 11参考文献 12引 言 生产中广泛采用各种机床设备，不过传统的机床电气控制系统一般采用电器接触器控制方式。这种控制方式由于控制方法简单、成本低等特点，在传统机械设备中应用广泛。但是由继电器构成的电气控制系统有着体积大、耗电多，可靠性差，寿命短等明显缺点。尤其是对生产工艺多变的系统适应性更差，如果生产任务和工艺发生变化，就必须重新设计并改变硬件结构，造成时间和

9、资金的严重浪费。 随着科学技术的发展，PLC技术被逐渐引入到各种生产机械 设备中。与传统继电器控制相比，可编程控制器具有可靠性高、柔性好、编程灵活、开发周期短以及故障自诊断等特点，特别适合应用于机床控制系统的开发和应用，通过使用PLC设计机床控制系统，可减少强电气元件数目，提高电气控制系统的稳定和可靠性，从而提高产品的品质和生产效率。目前，国内许多厂家的自动控制系统及加工机床都采用PLC代替继电器控制。 可编程逻辑控制器（PLC），是计算机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，近年来发展最迅速，应用最广泛的工业自动控装置之一。目前PLC技术很成熟，所以基于PLC的机床电气控制系统具有良好的可行

10、性。早我过PLC的应用比例还不足10%,有广阔的市场前景。因此该课题的研究具有一定的应用价值。一 XA6132卧式万能铣床概述及内容1.1 铣床种类铣床种类很多，有立铣、卧铣、龙门铣、仿形铣及各种专用铣床等。现以XA6132型卧式万能铣床为例介绍型号中的有关含义：XA6132型号含义如下：X：类别代号6：级别代号（卧式升降台铣床组）1：系别代号（万能升降台铣床组 32：主参数（工作台面宽度的1/10，mm）1.2 XA6132型卧式万能铣床的结构简介和运动形式1.床身床身用来支撑和固定铣床各部件。顶面上有供横梁移动用的水平导轨，前侧有燕尾形的垂直导轨导轨，供升降台上下移动，内部装 有主轴、主轴

11、变速箱、电器设备及润滑泵等部件。2横梁横梁上装有支架，用以支持刀杆的外端，以减少刀杆的弯曲和颤动。横梁伸出的长度可根据刀杆的长度来调整。3.主轴主轴用来安装刀杆并带动铣刀旋转。主轴为空心的，前端有7：24的锥孔，以便安装刀杆的锥柄，并用拉杆紧固。4.升降台升降台位于工作台、转台、横向滑板的下面，并带动它们沿床身垂直导轨移动，以调整工作台面到铣刀间的高度距离。升降台内部装有进给运动的电动机及传动和变速系统。5横滑板用以带动工作台升降台水平导轨作横向移动，在对刀时调整工件与铣刀间的横向位置。横滑板通过上面的转台与工作台相连，工作台可沿其转台在水平内作+450的偏转。6.工作台用来安装工件和夹具。台

12、面上有三条直通的T形槽，槽内放入螺栓就可以紧固工件和夹具。工作台的下部有传动丝杠，通过它使工作台带动工件作纵向的进给运动。丝杠和螺母之间的间隙可以调整，以减少铣削时工作台可能产生的窜动。工作台的前侧面还有一条T形槽，可用来安装行程换向挡板，以便实现机床的自动换向或停止进给。二 XA6132型万能铣床的系统设计2.1万能铣床的运动要求1主轴能正、反转运动；主轴变速时，主轴电动机瞬时冲动一下，有利于齿轮的啮合；主轴能制动停车。2.工作台上下、左右、前后6个方位均可移动；且可实现自动、手动、快速移动。2.2 主电路控制1.中间继电器KA3控制冷却泵电动机M1.2.KM1、KM2控制主轴电动机M2正、

13、反转。3.KM3、KM4控制进给电动机M3正、反转。其他，还有短路、过载保护器件。主轴：主轴在加工前，由选择开关SA4选择主轴电动机M2的转动方向（顺、逆铣）。1. 起停：SB1、SB2及SB3、SB4和KA1用以实现主轴电动机M2的两地起停控制，两套起停控制按钮分别装在铣床正面和侧面操作板上。停车时SB1、SB2的常开触点闭合，使主轴制动电磁离合器的电磁铁YB线圈通电，同时电磁线圈YC2通电，沟通工作台快速进给传动链，此时进给电动机M2断电，工作台快停（顺控要求），实现主轴电动机迅速停车制动。2. 上刀制动：转换开关SA2常开触点闭合，电磁离合器电磁铁YB线圈通电，实现上刀制动。3. 主轴变

14、速冲动：主轴电动机（M2）在转动过程中，拉出主轴变速手柄时，位置开关SQ5动作，KM1或KM2线圈断电、主轴电动机（M2）停止转动，主轴变速手柄在复位过程中，压下SQ5、KM1或KM2线圈通电，M2作瞬时正或反向变速冲动。反复推位变速手柄，直至手柄放回原位，齿轮啮合为止。冷却泵：转动旋转式转换开关SA1中间继电器KA3线圈通电冷却泵电动机M1转动。1. 传动方式及控制特点工作台矩形直线运动和圆形圆弧运动的机械传动链如上图所示。矩形工作台的直线运动：运动方向（三维空间）：纵向（左右）、横向（长后）、升降（上、下）。操纵方法：纵向操纵手柄，左、0、右（3工位）位置。 十字操纵手柄（两个机械联动），

15、前、上、0、下、后（5工位）位置。圆形工作台的圆弧旋转运动：矩形工作台的纵向操纵手柄和十字操纵手柄均在0位上，通过操作转换开关SA3控制圆形工作台的圆弧旋转运动。矩形工作台的三维空间6个方向的直线运动和圆形工作台的圆弧运动要互锁。每个时刻只允许有一个运动方向。主轴与进给顺序控制：和KA2常开触点并联KA1常开触点作顺序控制，KA2用做工作台快进控制。工作台选择：选择开关SA3常态为矩形工作台，动态为圆形工作台操作状态。2. 矩形工作台的纵向进给：（SA3在常态）纵向操纵手柄向右，沟通纵向机械传动链并压下位置开关SQ1；操纵手柄向左，沟通纵向机械传动链并压下位置开关SQ2；操纵手柄在中间0位为停

16、止状态。2.3控制电路分析手柄向右压下SQ1电流过SQ6、SQ4、SQ3、SA3的常闭触点和SQ1的常开动合触点使KM3线圈通电工作台进给电动机M3正转，拖动工作台向左进给。手柄回到0位SQ1常开触点断开KM3线圈断电M3停转。手柄向左压下SQ2KM4线圈通电，工作台进给电动机M3反转。拖动工作台向右进给。控制电流的必经路径SQ3、SQ4、SA3的常闭触点，满足了互锁要求。工作台移动到终点，终点档铁撞击手柄的凸起部分可使其返回中间位置，实现终点停车。 机械传动：十字操纵手柄。前、后位置沟通横向机械传动链。上、下位置沟通垂直机械传动链。 电气控制：十字手柄向下和右(后)压下位置开关SQ3，上和左

17、（前）压下位置开关SQ4.压下SQ3时，控制电流经SA3、SQ1、SQ2常闭触点和SQ3动合的常开触点使KM3线圈通电，进给电动机M3正转，通过相应的机械传动链，驱动矩形工作台向下或向右运动。压下SQ4时，控制电流经SA3、SQ1、SQ2常闭触点和SQ4动合的常开触点使KM4线圈通电，进给电动机M3正转，矩形工作台向上或向左运动。 互锁：矩形工作台的垂直和横向运动中，SA3、SQ1、SQ2常闭触点的闭合条件要求纵向手柄在0位及SA3选择矩形工作台，否则横向和垂直运动无法进行。安放在床身上的限位档铁，能使十字手柄自动返回0位。实现横向、垂直的终点停车。在进给运动状态下(KM3或KM4常开触点闭合

18、)，按下SB5或SB6（两地快进控制）KA2线圈通电快移电磁铁YC2线圈通电，沟通快移机械传动链，实现矩形工作台快速移动。松开SB5或SB6YC1线圈通电、YC2线圈断电，工和台改进为工进。圆形工作台的回转运动：矩形工作台各个操作手柄在0位，电动机沟通圆形工作台回转机械传动链。SA3在动态电流经SQ6、SQ4、SQ3、SQ1、SQ2的常闭触点和SA3动合触点使KM3线圈通电进给电动机M3正转，圆形工作台工步回转。 互锁分析：SQ1SQ4常闭触点闭合的条件是纵向和十字手柄均在0位。 工作台的变速冲动：变速手轮在复位的过程中，瞬时压动位置开关SQ6使KM3线圈瞬时通电（其电流经过SA3，SQ1SQ

19、4常闭触点，目的是变速时各手柄均在零位，SA3选圆形工作台）电动机M3做变速冲动（蠕动）。三 万能铣床的常见故障与维修1. 按停止按钮后主轴不停根据对主轴电动机控制电路的分析可知，故障的可能原因有：接触器KM1主轴头故障：如发生熔焊等，以致无法分断主轴电动机的电源。主轴制动离合器YC1线圈未通电，其可能原因是常开触点未闭合或离合器YC1故障。2. 主轴变速时无冲动过程发生此故障有两个原因。第一个原因，也是主要原因行程开关SQ5的常开触头SQ5-1闭合接触不好；第二个原因是主轴变速手柄上机械顶销未碰上主轴冲动行程开关SQ5.对这两个部位检查后，确定故障部位修复后即可。3. 工作台各个方向都不能进

20、给此故障发生的原因主要是接触器接触不良，电动机接线脱落和老组断路、检查方法；用万用表先检查控制回路电压是否正常，正常，可扳动操纵手柄至一运动方向，观察其相关接触器是否吸合；吸合，则断定控制回路正常；这时着重检查电动机主回路。4. 工作台前后进给正常，但左右不能进给。由于工作台向前后进给正常，证明进给电动机M3主回路和接触器KM3/KM4及行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4的工作正常，因此最可能的故障时其行程开关的副触头，只要有一处接触不良或损坏，就会使工作台向左右不能进给。检查方法；用万用表分别测量这几个触头之间的电压，以判断哪个损坏。5. 工作台不能快速进给。发生这种故障的常见原因是牵引电磁铁电路布通，线圈损坏或机械卡死。按下SB5/SB6A时，应首先观察接触器KM3、KM4与YC2是否吸合。这应检查电压，在看电磁离合器线圈是否损坏，并及时更换。 结束语 这不单是一个毕业设计课题，同时也是对我们整个大学三年的学习的一个深刻总结。老师的严谨治学态度，渊博的知识无私的奉献精神使我深受启迪。在这里要感谢指导老师刘畅老师给我的悉心指导