专用镗孔机床的电气控制系统设计说明书

《机电传动控制》

课程设计说明书

院系班级 机械设计制造及其自动化 姓 名 学 号 111744123 指导老师 熊魏

《机电传动控制》课程设计

目录

一、任务书 2 二、

正文 5

1.课程设计主要目的 5 2.机电传动控制概述 5 3.总体设计 6 3.1.控制要求的分析 6 3.2液压控制回路中电磁阀被控逻辑表达式 6 3.3继电器接触器和PLC控制的解决方法 7 4.继电器接触器控制系统设计 8 4.1原理图 8 4.1.1主电路 8 4.1.2控制电路 9 （1）电机控制回路 （2）液压控制回路 10 4.1.3照明显示 11 4.2接线图 12 4.3元件选型 13 （1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） （9）

电动机的选型 13 熔断器的选型 13 整流器的选型 14 热继电器的选型 14 交流接触器、中间继电器与时间继电器的选型 14 压力继电器与电磁阀的选型 15 照明与显示灯的选型 15 变压器的选型 15 按钮及刀开关的选型 16

5.PLC控制系统设计 16 三、小结 19

一．任务书

课程设计任务书

（一）、课程设计目的

本课程是机械设计制造与自动化专业的专业必修课。课程设计的目的和任务在于使学生掌握机械设备电器控制的基本知识、基本原理和基本方法,以培养学生对电气控制系统的分析和设计的基本能力。加深学生对课程内容的理解，验证理论和巩固、扩大所学的基本理论知识。

（二）、课程设计内容

专用镗孔机床的电气控制系统设计

1．机床概况 该设备用于大批量生产某零件的镗孔与铰孔加工工序。机床主运动采用动力头，由Y100L—6型(1.5kW-4A)三相异步电动机拖动，单向运转。该设备能进行镗孔加工，当更换刀具和改变进给速度时，又能进行铰孔加工(有镗孔与铰孔加工选择)，加工动作流程如图2-1所示。

起动

SQ3

原位

原位

起动

b铰孔）

a镗孔）

图2-1 加工动作流程图

进给系统采用液压控制，为提高工效，进给速度分快进与工进两种且自动变换。液压系统中的液压泵拖动电机为Y801-2型(750W、1.9A)，由电磁阀(YVl～YV4)控制进给速度，为作要求如表2-1所示。

3

表2-1 液压控制动作要求

为提高加工精度，主轴采用静压轴承，由Y801-2型电动机拖动高压液压泵产生静压油膜。

2．设计要求

1)主轴为单向运转，停车要求制动(采用能耗制动)。

2)主轴电动机与静压电动机的联锁要求是：先开静压电动机，静压建立后(由油压继电器控制)才能起动主轴电动机，而停机时，要求先停主轴电动机，后停静压电动机。

3)主轴加工操作，采用两地控制。加工结束自动停止，手动快退至原位。 4)根据加工动作流程要求，设置镗孔加工及铰孔加工选择。 5)应有照明及工作状态显示。 6)有必要的电气保护和联锁。

二．正文

1.课程设计的目的

机电传动控制是机械设计制造与自动化专业的专业必修课，本课程是一门实践性很强的课程，课程设计是本课程必不可少的环节。课程设计的目的和任务在于使学生掌握机械设备电器控制的基本知识、基本原理和基本方法,以培养学生对电气控制系统的分析和设计的基本能力。加深学生对课程内容的理解，验证理论和巩固、扩大所学的基本理论知识。

2.机电传动控制概述

机电传动是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统之总称。它的目的是将

电能转变为机械能，实现生产机械的启动、停止以及速度调节，满足各种生产工艺过程的要求，保证生产过程正常进行。

在现代工业中，为了实现生产过程自动化的要求，机电传动不仅包括拖动生产机械的电动机，而且包括控制电动机的一整套控制系统。也就是说，现代机电传动是和由各种控制元件组成的自动控制系统紧密地联系在一起的，所以，称之为机电传动控制。

从现代化生产的要求出发，机电传动控制系统所要完成的任务，从广义上讲，就是要使生产机械设备、生产线、车间甚至整个工厂都实现自动化；从狭义上讲，则专指控制电动机驱动生产机械，实现产品数量的增加、产品质量的提高、生产成本的降低、工人劳动条件的改善以及能源的合理用。随着生产工艺的发展，对机电传动控制系统提出的要求愈来愈高。

在近代机械工业的发展过程中，机电传动的发展，经历了一个复杂的过程：（1）电机的拖动的发展过程如下：多电机拖动（不同电机成组拖动、单电机拖动、由单独电机拖动）。（2）控制系统的发展过程如下：继电器控制、接触器控制、电机放大机控制、计算机数字控制（PLC）、电力功率晶体管控制、磁放大器控制。由整个发展过程，不难看出，随着机械加工要求不断提高，机电传动控制系统的复杂度也在不断增加。本课程的重点在与控制部分，如何利用电气元件或计算机控制电气来拖动机械实现所要求的功能。在设计控制系统时，就要求设计人员对执行元件（电动机）、控制元件的熟练掌握与运用，同时也要求对控要求进行了解。

3、总体设计

3.1控制要求的分析 任务书中控制要求有：

1)主轴为单向运转，停车要求制动(采用能耗制动)。

2)主轴电动机与静压电动机的联锁要求是：先开静压电动机，静压建立后(由油压继电器控制)才能起动主轴电动机，而停机时，要求先停主轴电动机，后停静压电动机。

3)主轴加工操作，采用两地控制。加工结束自动停止，手动快退至原位。 4)根据加工动作流程要求，设置镗孔加工及铰孔加工选择。

5)应有照明及工作状态显示。 6)有必要的电气保护和联锁。 由上述控制要求，可分析出以下几点：

（1）在主回路中仅需对电机的启停进行控制和对动力头电机进行能耗制动的设计，不需控制正反转；

（2）在液压回路的液压泵附近处应添加压力继电器，并在液压控制回路的首端加入该压力继电器的常开触点，以实现满足油压后才能进行 其他控制的要求；

（3）控制回路中可添加辅助回路，以控制照明；

（4）在每个电动机的连接处，均接入一个适合的热继电器，以实现过热保护，在主回路中各个支路与主电源相连接处均接入一个适合的熔断器，以实现过流保护（短路保护），而在控制回路与变压器相连处也应接入适合的熔断器，同样实现过流保护。

3.2继电器接触器和PLC控制的解决方法

继电器接触器控制系统：

1、控制方式：继电器的控制是采用硬件接线实现的，是利用继电器机械触点的串联或并联极延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑，只能完成既定的逻辑控制。

2、控制速度：继电器控制逻辑是依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，毫秒级，机械触点有抖动现象。

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