磨床课程设计

1、目录···························2 ······················&#

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5、183;······················5.5 () .5.6.78.8机电控制技术基础一 、课程设计的内容与要求（一）课程设计对象简介M7130 卧轴矩台平面磨床主要用砂轮旋转研磨工件以使其可达到要求的平整度。（二）机床结构及工作要求M7130 型平面磨床主要由床身、工作台、电磁吸盘、砂轮架、滑座、立柱等部分组成。在床身上装有液压传动装置， 以便工作台在床身导轨上

6、通过压力油推动活塞作往复直线运动，实现水平方向进给运动。工作台面上有T 形槽，用以安装电磁吸盘或直接安装大型工件。床身上固定有立柱，滑座安装在立柱的垂直导轨上，实现垂直方向进给。在滑座的水平导轨上安装砂轮架，砂轮架由装入式电动机直接拖动，通过滑座内部的液压传动机构实现横向进给。平面磨床砂轮的旋转运动为主运动，工作台完成一次往复运动时，砂轮架作一次间断性的横向进给， 直至完成整个平面的磨削， 然后砂轮架连同滑座沿垂直导轨作间断性的垂直进给，直至达到工件加工尺寸。平面磨床的辅助运动， 如砂轮架在滑座的水平导轨上作快速横向移动， 滑座在立柱的垂直导轨上作快速垂直移动，以及工作台往复运动速度的调整等（

7、三）电力拖动及控制要求基于上述磨床的工作性质和加工精度要求，对电力拖动控制方案提出如下要求：1）平面磨床是一种精密加工机床，为了保证其加工精度要求，机床运行时要求平稳。工作台往复运动在换向时要求惯性要小，无冲击力，因此，工作台的往复运动采用液压传动。 由电动机拖动液压泵， 供应压力油， 通过液压传动装置实现工作台的纵向进给运动，并通过工作台上的撞块操纵床身上的液压换向阀（开关），改变压力油的流向，实现工作台的换向和自动往复运动。2）为了简化磨床的机械传动机构，采用多电动机单独拖动。 M7130 型平面磨床采用三台电动机拖动， 砂轮的旋转运动由装入式电动机直接拖动。 液压泵由液压泵电动机拖动，经

8、液压传动装置完成工作台的往复（纵向进给）运动，砂轮架的横向进给运动， 砂轮架的快速横向移动以及工作台导轨的润滑等。 拖动冷却泵的电动机为磨削加工提供冷却液。3）为了提高磨削质量，要求砂轮有较高转速，通常采用两极（理想空载转速为 3000r/min50Hz）的笼型异步电动机拖动。为了提高调整运转的砂轮主轴的风度，采用装入式电动机拖动， 电动机与砂轮主轴同轴， 从而提高了磨床的加工2机电控制技术基础精度。4）平面磨削加工中，由于磨削温度高，为减少工件的热变形，必须使工件得到充分的冷却，同时冷却液能冲走磨屑和砂粒，以保证磨削精度。5）平面磨床常用电磁吸盘，利用电磁吸力很方便地安装和加工小工件，且工件

9、在加工过程中由于发热变形，电磁吸盘允许工件有自由伸缩余地，从而保证加工精度。为了满足上述电力拖动控制方案的要求，对M7130 型平面磨床的电力拖动控制系统提出以下几点要求：1）砂轮、液压泵、冷却泵三台电动机都只要示单方向旋转。2）冷却泵电动机应随砂轮电动机的开动而开动，若加工中不需要冷却液时，可单独关断冷却泵电动机。3）在正常加工中，若电磁吸盘吸力不足或消失时，砂轮电动机与液压泵电动机应立即停止工作， 以防止工件被砂轮切向力打飞而发生人身和设备事故。不加工时，即电磁吸盘不工作的情况下，允许砂轮电动机与液压泵电动机开机，机床作调整运动。4）电磁吸盘励磁线圈具有吸牢工件的正向励磁、松开工件的断开励

10、磁、以及为抵消剩磁便于取下工件的反励磁控制环节。5）具有完善的保护环节。各电路的短路保护，各电动机的长期过载保护，零压、欠压保护，电磁吸力不足的欠电流保护，以及线圈断开时产生高电压，而危及电路中其它电器设备的过压保护等等。6）机床照明电路与工件去磁的控制环节。（四）课程设计的任务本组最终要求合理设计继电器电气原理图，PLC 电气原理图。二 、电气控制电路设计（一）继电器 - 接触器电气控制电路的设计根据铣床的电力拖动及控制要求综合考虑 ，我们组最终设计出继电器 -接触器电器控制图（见附图 1）。3机电控制技术基础（二）继电器 - 接触器电气控制电路图分析及介绍（1）电动机控制电路1.主电路由电

11、源引入开关 Q 控制整机电源的接通与断开。 三台电动机均要求单向旋转， M1 砂轮电动机、 M2 冷却泵电动机，同时由接触器 KM1 控制，而 M2 电动机再经过 X1 插销实现单独判断控制， M3 液压泵电动机由接触器 KM2 控制。2.控制电路 电动机控制电路的控制电源直接采用交流 380V，由按钮 SB1、 SB2 和接触器 KM2 构成了砂轮电动机 M1 单向起动和停止控制电路。由按钮SB3、SB4 和接触器 KM2 构成了液压泵电动机 M3 单向旋转起动和停止控制电路。实现两台电动机独立操作控制。3.联锁、保护环节平面磨床在加工中出现电磁吸盘吸力不足或消失时，为确保人身和设备的安全，

12、 不允许继续加工。 因此，在两台电动机的控制电路中应设定欠电流继电器 KA 常开触点，达到欠磁联锁保护。 在不加工时又能单独控制砂轮与液压泵电动机运转工作，因此，在控制电路中KA （ 3-4）触点处并接转换开关 SA1 于“去磁”位置时，触点（3-4）接通来实现。主电路与控制电路由熔断器FU1、FU2 分别实现适中保护。 砂轮与液压泵电动机利用热继电器KR1 、KR2 实现长期过载保护。为了保护工件与砂轮的安全，当有一台电动机过载停机时，另一台电动机也应停止。因此，应将KR1 、KR2常闭触点串接在总控制电路中。（2）电磁吸盘控制电路电磁吸盘又称为电磁工作台，它也是安装工件的一种夹具。具有夹紧

13、迅速、不损伤工件、且一次能吸牢若干个工件，工作效率高，加工精度高等优点。但它的夹紧程度不可调整， 电磁吸盘要用直流电源， 且不能用于加工非磁性材料的工件。（3）照明电路与去磁器照明电路由照明变压器 T1，将 380V 电压降为 24V，并由开关 SA2 控制照明灯 EL ，照明变压器二次侧装有熔断器 FU3 作为短路保护。其一次侧短路可由熔断器 FU2 实现保护。在平面磨床上加工的零件可能存在有剩磁，若零件对剩磁有严格要求，应在电磁吸盘取下工件后进行去磁处理。 交流去磁器是平面磨床的一个附件。 使用时，将交流去磁器插头插在床身的 X2 插座上，再将工件放在去磁器上处理即可去磁。（三）选择电气元

14、件对于电气元件的选择，我们应注意以下几点：4机电控制技术基础（ 1） 根据对控制元件功能的要求，确定电气元件功能的要求，确定电气元件类型。如继电器与接触器，当元件用于通，断功率较大的主电路时，应选择交流接触器；若元件用于切换功率较小的电路（如控制电路）时，则应选择中间继电器；若伴有延时要求时，则应选用时间继电器。（ 2） 根据电气控制的电压，电流及功率的大小来确定元件的规格，满足元器件的负载能力及使用寿命。（ 3） 掌握元器件预期的工作环境及供应情况，如防油，防尘，货源等。（ 4） 为了保证一定的可靠性，采用相应的降额系数，并进行一些必要的技术和校核。根据以上步骤及参考资料的查找，制定了本课程

15、设计中继电器元件表（见表 1）。表 1电动机和电器元件明细表代号名称型号数量Q总电源开关HZ2-60/31KM1交流接触器CJ10-601KM2交流接触器CJ10-601M1主电动机Y112M-21M2冷却电动机JCB-221M3液压电动机J02-221SB1主轴启动按钮LA2绿色1SB2主轴停止按钮LA2红色1SB3M3 电机启动按钮LA2绿色1SB4M3 电动机停止按钮LA2红色1KA交流继电器SSR380/251SA1刀开关HR3-100/311SA2刀开关HR3-100/311FU1熔断器RL1-60/201FU2熔断器RL1-15/101FU3熔断器RL1-15/51T1变压器BK-

16、150 380/127/36V1X2插座3F01M1X1插销SH61-KBC-161EL照明灯JC6-11KR1热继电器JR16B-20/3 20A1KR2热继电器JR16B-20/3 20A1三、磨床的可编程控制器系统的设计（一）可编程控制器控制系统设计的基本原则在设计可编程控制器系统时，应遵循以下基本原则。1） 最大限速地满足控制要求充分发挥可编程控制器功能， 最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计5机电控制技术基础中最重要的一条原则。 设计人员要深入现场进行调查研究， 收集资料。同时要注意和现场工程管理和技术人员及操作人员紧密配合， 共同解决重点问题和疑难问题。保证系统安全可靠2）保证

17、可编程控制器控制系统能够长期安全，可靠，稳定运行，是设计控制系统的重要原则。3） 力求简单，经济，使用与维修方便在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断扩大工程的效益，另一方面也要注意不断降低工程的成本，不宜盲目追求自动化和高指标。4） 适应发展的需要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。（二）可编程控制器系统的设计1）PLC的选型本系统有输入信号有 9 个，输出信号有 2 个. 通过对可编程器的机型， 容量，输入 / 输出模块，电源等的分析。为此我们选择了 FX2N-32MT，同时需要它的扩展模块。2）主电路和可编程控制器PLC 的输入、输出接线图。（见附图 2）3） 输入输出设备及 PL

18、C 的 I/O 元件设置见下表 2。表 2输入输出设备及PLC 的 I/O 元件设置输入设备PLC输出设备PLC代号功能输入继电代号功能输出继电器器Q总电路开关X000KM1M1 、M2 启动接触器Y000SB1砂轮启动按钮X001KM2M3 启动接触器Y001SB2砂轮停止按钮X002SB3液压泵启动按钮X003SB4液压泵停止按钮X004FR1过载保护X005FR2过载保护X006KA欠磁联锁保护X007SA1去磁X0086机电控制技术基础4） 控制梯形图（如下图）X000X005 X006X008SB1SB2Y000X007SB3SB4Y001四、总结经过这几天的实习，过程曲折可谓一语难

19、尽。在此期间我也失落过，也曾一度热情高涨。点点滴滴无不令我回味无长。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。多和同学讨论，我们在做课程设计的工程中要不停的讨论问题，这样，我们可以尽可能的统一思想， 这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后程序和在一起。 讨论不仅是一些思想的问题，他还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的人处理问题要快一些。掌握课本的叙述顺序和老师的讲课习惯。有些同学把书一拿回来就马上翻两翻，浏览一下书的大概内容。我想，这是一个很不错的习惯。但是，这里我们要稍微提高一点要求：不能只翻两翻， 要翻四翻， 翻八翻，前后来回浏览课本的主要内容，尤其是叙述顺序（这里主要是指标题和黑体字部分）。课程设计是培养学生综合运用所学知识 ,发现 ,提出 ,分析和解