钻床钻孔加工过程自动控制电路设计 课程设计

1、 设计报告目录摘要关键字1 HYPERLINK l _TOC_250017 第1章系统概述设计任务及要求1 HYPERLINK l _TOC_250016 系统框图及实现的原理2第 2 章 系统单元的设计与分析 HYPERLINK l _TOC_250015 自动循环2 HYPERLINK l _TOC_250014 无进给切削3 HYPERLINK l _TOC_250013 方案的总体设计4 HYPERLINK l _TOC_250012 第3章系统电路元器件参数计算及选择 HYPERLINK l _TOC_250011 电动机的选择5 HYPERLINK l _TOC_250010 低压

2、断路器的选择5 HYPERLINK l _TOC_250009 熔断器的选择6 HYPERLINK l _TOC_250008 交流接触器的选择6 HYPERLINK l _TOC_250007 继电器的选择6 HYPERLINK l _TOC_250006 控制开关的选择7 HYPERLINK l _TOC_250005 指示灯的选择7 HYPERLINK l _TOC_250004 控制变压器的选择8 HYPERLINK l _TOC_250003 电缆线的选择8 HYPERLINK l _TOC_250002 第4章电气安装接线图的设计 HYPERLINK l _TOC_250001 4

3、.1电气安装接线图的原则8第5章总结及致谢8 HYPERLINK l _TOC_250000 参考文献9附图一 元器件清单9附图二 完整的系统电气图100皖西学院本科课程设计摘要：为例介绍实际生产过程自动化的一个重要的基本规律按控制过程的变化参量进行控制，确保控制系统安全可靠地工作。关键字：刀架 无进给切削 自动循环第 1 章 系统概述设计任务及要求。图示 1-1 出钻床钻孔加工时刀架的自动循环过程。具体要求如下：5.5kwABA护。画出控制连接图，分析其工作原理；撰写设计报告、调试报告、设计心得。系统框图及实现的原理1皖西学院本科课程设计系统框图1-2 表示。命令信号命令信号控制装置控制对象

4、机械运动图1-2按参量变化进行控制的结构系统具体实现方案控制方案的实现流程如图 1-3：从从刀架初始位置正转行程开停转反转行程开SQ1延时到图1-3控制方案的流程第2章 系统单元的设计与分析下面针对控制过程中各自的特殊矛盾，采用不同的控制方法加以解决。自动循环为实现刀架自动循环，对电动机的基本要求仍然是启动、停转和反向控B 时能自动地改变电动机工作状态。总之控制对象要求控制装置根据控制过程位置来改变或终止控制对象的运动。在实现刀架自动循环过程中，最理想的方法就是由控制装置直接反映控制过程B A 制。通常采用直接测量位置信号的元件行程开关来实现这一要求。2皖西学院本科课程设计采用行程开关直接测量

5、刀架的行程位置，实现钻削加工自动循环。设计出的控制线路如图 2-1 所示。刀架自动循环的控制线路设计这类电路时大体遵循以下步骤：首先设计主电路因要求电动机实现正反向运转故采用正反两个接器KM1和KM2以通、断电路和改变电源相序，如图1-3中主电路所示。确定控制电路的基本部分如起停按钮及自保环节等如图1-3所示控制电路为刀架前进、后退的基本控制线路。设计控制电路的特殊部分在本线路中特殊部分是指自动循环的控制。这里采用行程开关SQ1 和SQ2 分别作为测量刀架运动到位置A和B的测量元件，由它们给出的控制信号通过接触器作用于控制对象。将SQ2的常闭触头串于正向接触器线圈KM1电路中SQ2 的常开触头

6、于反向起动按钮并联这样，当刀架前进到位置B时，SQ2动作，将KM1切断；KM2接通，刀架自动返回。SQ1 的任务是使电动机在刀架反向运动到位置1时自动停转，故将其常闭触头串联于反向接触中，刀架退回到位置A，撞击SQ1，刀架自动停止运动。设置必要的保护环节这里采用了熔断器和热继电器分别实现短路和过载保护。组成一个整体控制线路后需要全面考虑，检查其动作是否无误，有无寄生电路，能否进一部减少电气元件或触头。这样对任何按行程控制的自动控制线路，根据生产工艺要求，用行程作为控制信号，采用行程开关作为测量元件，再将这个变化参量反馈回来作用于控制装置，以达到对控制对象进行自动控制对象进行自动控制的目的。这一

7、过程可用结构图 1-2 表示。3皖西学院本科课程设计无进给切削B 时，要求无进给情况下继续切削，短暂时间后刀架再开始退回。这一控制信号严格讲应根据切削表面情况进行控制。但切削表面不易直接测量，因此不得不采用间接参数切削时间来表征无进给切削过程。切削时间可采用时间继电器来反映。2-1 KT2-2 所示（主电路相同不在绘出B SQ2 的常KT KM2 合，于是刀架开始返回。时间继电器的延时值应根据无进给切削所需要的时间进行调整。方案的总体设计上面阐述了按照联锁控制的规律和按照控制过程变化参量进行控制的基本规律。根据这些基本规律结合生产机械的要求，本系统的总体设计如下图2-4：钻床钻孔加工电路的总体

8、设计图SB2KM1 B SQ1线圈失电，4皖西学院本科课程设计SQ1 KT 的线圈电路，开始无进给切削计时。KT 延时时间到后，延时动合触点闭合-KM2 线圈通电并自锁，其主触点闭合-电动机反转，刀架开始返回，到达位置 A 时，撞击行程开关 SQ2， 其动断触点断开，KM2 线圈失电，电动机停止运转，一个周期的工作结束。第3章系统电路元器件参数计算及选择电动机的选择在电动机类型的选择中，优先考虑采用结构简单、价格便宜、使用维护方便的三相交流异步电动机，如一般机床、自动生产线、传送带、风机及各类机泵等电力拖动场合，大量选用普通三相鼠笼式异步电动机。在本切削加Y Y132S-4。Y寿命长、经久耐用

9、。YY132S-4 的参数如下表：最大功率功率堵转转堵转电流转型号千电流 转速（转（安）因数矩/额 /额定电矩/额（KW）（COS定 转矩流定转矩Y132S-45.511.6144085.50.842.27.02.247 某些国产笼型异步电机甚至可以达到 812 倍，我们可取其启动电流I1st=11.6*8=92.8A。低压断路器的选择低压断路器又称为自动空气开关，可用来接通和分断负载电路，也可用来控制不频繁起动的电动机。它功能相当于闸刀开关、过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和，是低压配电网中一种重要的保护电路。自动空气开关的一般选用原则是：、自动空气开关

10、的额定电压线路额定电压（380。、自动空气开关的额定电流线路计算负载电流。= 所控制负载的额定电流。、电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流负载电路正常工作时的峰值电流。=（380V5皖西学院本科课程设计81515I=1511.6174ADW15-200（额定电流为200A60200A380V，电流的有效值为20。熔断器的选择熔断器主要由熔体、安装熔体的熔管和熔座三部分组成。熔断器一般不宜作过载保护主要用作短路保护。熔断器的类型应满足电路要求；熔断器的额定电压应大于或等于电路的额定电压；熔断器的额定电流应大于或等于所装熔体的额定电流。熔体的额定电流可以有以下几种选择：对于阻性负载的保护，应使熔体的额定电

11、流等于或稍大于电路的工作流，即：IR I；IR 2.5)IN ；对于多台电动机应按下式计算：IR (1.5 2.5)INMAX IN轻载及起动时间短时，系数取 1.5，起动负载较重及起动时间长，则取 2.5。交流接触器的选择正确地选择接触器就是要使得所选用的接触器的技术数据，能满足控制线路对它提出的要求，选择接触器可按下列步骤进行：根据接触器的任务，确定用哪一系列的接触器；根据接触器所控制电路的额定电压确定接触器的额定电压；根据被控制电路的额定电流及接触器安装的条件来确定接触器的额定电降低电流值以保持锄头的允许升温；一般情况下对于控制主电路为交流的应采用交流的控制电路。电磁线圈的额定电压要与所

12、接的电源电压相符，且要考虑安全和工作的可靠性。交流电磁线圈的电压等级有：36V、110V、127V、220V380V等；直流电磁线圈的电压等级有：24V、48V、V、220V440V等；对于某些机械设备对接触器的固有吸合时间、固有释放时间及释放电压所提出的要求也应予以考虑。这里采用的电动机是小容量笼型电动机，故使用 AC3 类能满足要求，工作电压是交流 380V，交流接触器主触头额定电流可按下面经验公式计算Iec=1000Pe/KUe式中 Iec主触头的额定电流(A)，Pe电动机的额定功率(KW) Ue-电动机的额定电压(V)，K系数，取 11.46皖西学院本科课程设计这里Iec1000*5.

13、5/(1.2*380)=12A,故采用CJ20-16A交流接触器。继电器的选择3.5.1 时间继电器的选择电压等级、电压种类（交流还是直流）以及触点的型式（瞬时触点还是延时触点单、价格便宜的型号。这里要求延时精度不高，而且是用于交流电压的，故JS7-2A 3805A,0.460S,1 个。3.5.3 热继电器的选择一般情况下，可选用两相结构的热继电器；对电网电压严重不平衡、工作环境恶劣或较少有人照管的电动机，可选用三相式结构的热继电器；对于三角形接线的电动机，为了进行断相保护，可选用带断相保护的装置的热继电器。热继电器的具体选择如下：0.951.05倍。JR16JR20JRS1、T 系列等，通

14、过计算，我们选用 JR16B-20/3。控制开关的选择行程开关的选择行程开关又称限位开关，用于控制机械设备的保护。在实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的切换。因此，行程开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，它的作用原理与按钮类似。行行程开关按其结构可分为直动式（JLXK1 系列、JLXK1 系列）和微动式（JLXK1-11 系列种。由于行程开关触头的分合速度取决于机械的移动速度，当速度太低时，主触头分断能力太慢，易受电弧烧坏，故应选用有盘型弹簧机构瞬时动作的滚轮式行程开关。JLXK1 50-60Hz

15、AC380VDC220V;5A 的控制线路中， 作为限制机床自动控制、限制运动机构动作或自动化程序控制之用应用范围型。启动按钮的选择应选用带有绿色指示灯的起动按钮，且按照 GB5226-1985 对按钮开关的颜色及指示灯颜色含义的规定选，常用的按钮有 LA2，LA10，LA19 及7皖西学院本科课程设计0D型（6.3。停止按钮的选择D（6.3V。指示灯的选择1 型（6.3,0.05。控制变压器的选择CX100（380VVV。电缆线的选择BBX-4（铜芯橡皮绝缘电缆-4 平方NA-VV、NB-VV。第4章 电气安装接线图的设计4.1 电气安装接线图的原则间进行配线及检修电气故障等提供了必要的依据

16、。绘制安装接线图时一般应遵循一下原则：各电器元件用规定的图形、文字符号绘制，同一电器元件各部件必须画在一起。各电器元件的位置应与实际安装位置一致。不在同一控制柜或操作台上的电器元件的电气连接必须通过端子排进行。各电器元件的文字符号及端子应与原理图一致，并按原理图的接线进行连线。走向相同的多跟导线可用单线表示，但线径不同的导线例外。画连接导线时，应标明导线的规格、型号、根数等规格要求，以便施工工人员顺利施工。第五章总结及致谢本次课程设计是我收获挺大的一次设计。设计是我们将来必需的技能，这次课程设计恰恰给我们提供了一个应用自己所学知识的机会。望老师给我们的作品多提点意见，让我们能掌握更多的东西。参考文献：8皖西学院本科课程设计1. 陈伯时主编电力施动自动控制系统北京：机械工业出版社 19922. 朱英韬主编工厂电气控制技术北京工业大学出版社，19913. 张用，杨定亚编著机床电气控制上海，上海科学技术文献出版社，19834. 陈伯时主编自动控制系统一电力传动控制北京中央广播电视大学出版社