西南科技大學(xué)自動化專業(yè)設(shè)計.doc

西南科技大學(xué)專業(yè)方向設(shè)計報告課程名稱： 自動化專業(yè)方向設(shè)計 設(shè)計名稱： 箱體加工專用機床電氣控制 姓 名： 雷宇 學(xué) 號: 20085113 班 級： 自動0804 指導(dǎo)教師： 嚴殊 起止日期： 2011.11.7-2011.11.27 西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院制方 向 設(shè) 計 任 務(wù) 書學(xué)生班級： 自動0804 學(xué)生姓名： 雷宇 學(xué)號： 20085113 設(shè)計名稱： 箱體加工專用機床電氣控制 起止日期： 2011.11.7-2011.11.27 指導(dǎo)教師： 嚴殊 設(shè)計要求：(1)主電路設(shè)計。(2)控制電路設(shè)計。(3)信號指示設(shè)計(電源、左移、右移、上升)(4)參數(shù)計算與元器件的選擇。(5)編制元器件明細表。(6)繪制電器元件布置圖。方 向 設(shè) 計 學(xué) 生 日 志時間設(shè)計內(nèi)容11.7-11.10查閱基礎(chǔ)資料，了解機床構(gòu)造11.11-11.16主電路設(shè)計11.17-11.22控制電路電路設(shè)計11.23相關(guān)電路檢查11.24信號指示電路設(shè)計11.24-11.27完成課程設(shè)計報告箱體加工專用機床電氣控制 一、 摘要對于機械電氣結(jié)合控制的組合機床，電氣控制系統(tǒng)起著重要的神經(jīng)中樞作用。傳統(tǒng)的組合機床采用的繼電器接觸器控制系統(tǒng)，接線復(fù)雜、故障率高、調(diào)試和維護困難。箱體加工專用機床其加工方法是，先將箱體通過夾緊裝置夾緊。箱體加工專用機床由三部分組成，即左、有動力頭和夾持工件的夾緊裝置。被加工的工件由液壓系統(tǒng)通過夾緊裝置將其夾緊，然后左、有動力頭起動快速移動到位，轉(zhuǎn)入加工階段，一旦加工完畢，即快速退回原位，此時可松開被加工工件，又開始進行下一循環(huán)。因此設(shè)計其電氣控制電路可以減少接線的復(fù)雜和高故障率，讓調(diào)試和維護變得簡單。二、 設(shè)計目的和意義設(shè)計箱體加工專用機床電氣控制線路，使其能夠滿足箱體加工專用機床的控制。三、 設(shè)計原理該課程設(shè)計選題左、右動力頭主軸電動機為22kw，進給運動由液壓驅(qū)動，液壓泵電動機為3kw。動力頭和夾緊裝置的動作由電磁閥控制，電磁閥通斷情況見表所示。專用機床的工作步驟如下：(1)銨下起動按鈕，夾緊裝置將被加工工件夾緊，夾緊后發(fā)出信號(2)左、有動力頭同時快進，并同時起動主軸。3)到達工件附近，動力頭快進轉(zhuǎn)為工進加工“(4)加工完畢后，左、有動力頭分別快速退回原位。(5)夾緊裝置松開被加工工件，同時停止主抽。以上(1)一(5)步驟連續(xù)工作實現(xiàn)半自動循環(huán)。設(shè)計任務(wù)(1)主電路設(shè)計。(2)控制電路設(shè)計。(3)信號指示設(shè)計(電源、左移、有移、上升)(4)參數(shù)計算與元器件的選擇。(5)編制元器件明細表。(6)繪制電器元件布置圖。左、右兩動力頭進給電機根據(jù)設(shè)計要求知左、右兩動力頭均要求快進工進快退的工作循環(huán)，并且左、右兩動力頭可以同時工作，也可進行單獨調(diào)整。主軸電機主軸電機工作方式有兩種：正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)。根據(jù)不同的工作要求，主軸電機的轉(zhuǎn)向不同。因主軸電機的功率較小，故可以直接啟動。信號指示當機床工作時，為了警告旁人不要誤動作，故要有信號指示說明，告訴別人正在進行工作，不要誤動作。信號指示也能顯示機床是否是在正常工作、有無問題。四、 詳細設(shè)計步驟1.左、右兩動力頭進給電機要求快速電機M5、M6能夠正反轉(zhuǎn)，工作進給電機為M3、M4能夠正轉(zhuǎn)即可。因為這4個功率都較小，所以可以直接啟動。M3、M4只要接觸器KM3、KM4的線圈得電就會吸合，就能正轉(zhuǎn)；M5、M6分別當接觸器KM5、KM6線圈得電時正轉(zhuǎn)，當接觸器KM7、KM8分別得電就反轉(zhuǎn)。主電路： M3、M4、M5、M6的接線電路圖控制電路：控制電路中，由于M5和M6涉及正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，而M3和M4只需要正轉(zhuǎn)即可。M3和M5是左移的控制電機，M4和M6是右移的控制電機。在控制電路中，用接觸器動合觸電實現(xiàn)自鎖，用接觸器動斷觸電實現(xiàn)互鎖。另外還加有起動按鈕的常閉觸點互鎖，構(gòu)成了具有電氣、按鍵互鎖的控制電路，避免了誤操作時同時按下正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)導(dǎo)致熔絲燒斷使不能正常運行的結(jié)果。詳細設(shè)計圖如下：控制電路圖2.主軸電機當KM1、KM2的線圈得電吸合分別使電機M1、M2正轉(zhuǎn)；當KM9、KM10的線圈得電吸合分別是電機M1、M2反轉(zhuǎn)。該部分涉及正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)的控制電路設(shè)計與上一部分相同。詳細設(shè)計如下： 主軸電機的接線圖主軸電機的控制電路圖3.信號指示電路當機床工作時，為了警告旁人不要誤動作，故要有信號指示說明，告訴別人正在進行工作，不要誤動作。信號指示也能顯示機床是否是在正常工作、有無問題。該設(shè)計要求的指示有電源、左移、右移、上升。設(shè)計如下：器件清單：名稱作用型號個數(shù)備注M1左主軸電機2.2kw/380v1M2右主軸電機2.2kw/380v1M3左工進液壓泵電動機3kw/380v1M4右工進液壓泵電動機3kw/380v1M5左移動液壓泵電動機3kw/380v1M6右移動液壓泵電動機3kw/380v1SB1停止開關(guān)1SB2快進開關(guān)1SB3快退開關(guān)1SB4啟動開關(guān)1SB6工進開關(guān)1SB8主軸正轉(zhuǎn)開關(guān)1SB9主軸反轉(zhuǎn)開關(guān)1SB12主軸停止開關(guān)1KM1交流接觸器380v/100A1左主軸正轉(zhuǎn)KM2交流接觸器380v/100A1右主軸正轉(zhuǎn)KM3交流接觸器380v/100A1左工進KM4交流接觸器380v/100A1右工進KM5交流接觸器380v/100A1左快進KM6交流接觸器380v/100A1右快進KM7交流接觸器380v/100A1左快退KM8交流接觸器380v/100A1右快退KM9交流接觸器380v/100A1左主軸反轉(zhuǎn)KM10交流接觸器380v/100A1右主軸反轉(zhuǎn)FU熔斷器20A6短路保護FR熱繼電器16A7短路保護控制電路圖：主電路圖：五、 設(shè)計結(jié)果及分析在設(shè)計中使用了6臺22kw和3kw的電動機，實現(xiàn)了對機床的控制，其中M5和M6是控制快進和快退的電機，分別為左移動和右移動；M3和M4是工進電機，是在動左右動力達到工進位置時采用的電機，M3和M4分別是左右；M1和M2是主軸電機實現(xiàn)主軸的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。在控制電路中，用接觸器動合觸電實現(xiàn)自鎖，用接觸器動斷觸電實現(xiàn)互鎖。另外還加有起動按鈕的常閉觸點互鎖，構(gòu)成了具有電氣、按鍵互鎖的控制電路，避免了誤操作時同時按下正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)導(dǎo)致熔絲燒斷使不能正常運行的結(jié)果。按下啟動開關(guān)SB4，電源通電后，由液壓夾緊裝置將工件夾緊并固定。然后按下SB2開關(guān)，左右動力頭同時快進，并按下SB8，主軸開始轉(zhuǎn)動。當要動力頭要接近工件是，按下SB1停止開關(guān)。然后按下工進開關(guān)SB6開始加工。當加工完成后，按下SB3使動力頭快退，并按下SB12是主軸停止轉(zhuǎn)動。六、 總結(jié)這次機床控制電路的設(shè)計，總結(jié)起來分為幾個步驟:首先我們要熟悉給我們的材料，明確我們設(shè)計的控制電路要達到什么要求或者是滿足什么需求，然后查相應(yīng)的資料，了解機床電氣控制的線路，還有機床的工作步驟和工作原理。箱體加工專用機床的工作步驟：銨下起動按鈕后，夾緊裝置將被加工工件夾緊，夾緊后發(fā)出信號左、有動力頭同時快進，并同時起動主軸。到達工件附近，動力頭快進轉(zhuǎn)為工進加工，加工完畢后，左、有動力頭分別快速退回原位。夾緊裝置松開被加工工件，同時停止主抽。因此就涉及到左右動力頭動力電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)還有就是主軸電機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的控制。首先我們繪制好電氣接線圖之后就開始設(shè)計控制電路，參照工廠電氣控制中我們曾經(jīng)學(xué)習(xí)的課程，我們可以看到在涉及電機正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)控制的時候我們必須要注意對電機進行一個保護控制避免誤操作導(dǎo)致機床不能正常工作，因此就必須給控制電路的觸電開關(guān)加上自鎖和互鎖保護防止這種情況的發(fā)生。機床動作的時候我們必須要考慮到實際生產(chǎn)中所會遇到的問題盡量使操作簡單而且維修簡單故障率低。設(shè)計機床控制線路時，除應(yīng)牢固掌握各種基本控制線路的構(gòu)成和原理外，還應(yīng)注重了解機械設(shè)備的控制要求以及設(shè)計、使用和維修人員在長期實踐中總結(jié)出的經(jīng)驗，這對于安全、可靠、經(jīng)濟、合理地設(shè)計控制線路是十分重要的，這些經(jīng)驗概括起來有以下幾點：（1）盡量縮減電器的數(shù)量，采用標準件和盡可能選用相同型號的電器設(shè)計線路時，應(yīng)減少不必要的觸頭以簡化線路，提高線路的可靠性。（2）盡量縮短連接導(dǎo)線的數(shù)量和長度設(shè)計電路時，應(yīng)考慮到各電器元件之間的實際接線，特別要注意電氣柜、操作臺和位置開關(guān)之間的連接線。（3）在滿足控制要求的情況下，應(yīng)盡量減少電器通電的數(shù)量。（4）線路應(yīng)具有必要的保護環(huán)節(jié)，保證即使在誤操作情況下也不致造成事故一般應(yīng)根據(jù)線路的需要選用過載、短路、過流、過壓、失壓、弱磁等保護環(huán)節(jié)，必要時還應(yīng)考慮設(shè)置合閘、斷開、事故、安全等指示信號。（5）設(shè)計電路時要設(shè)計相應(yīng)的信號指示電路，使操作者明確知道機床現(xiàn)在處于什么運行狀態(tài)，避免事故的發(fā)生。七、 體會這次設(shè)計用到很多工廠電氣控制方面的知識，我覺得我們在這方面的知識在學(xué)習(xí)的時候并沒有學(xué)習(xí)牢固，導(dǎo)致我們在課程設(shè)計中很多地方都不是很清楚需要重新翻書學(xué)習(xí)，這也使得我清醒地認識到了這門課程的重要性，和學(xué)習(xí)這些基礎(chǔ)的知識對我們以后工作的幫助，可以幫助我們快速高效的完成電氣設(shè)計的任務(wù)。對于機械電氣結(jié)合控制的組合機床，電氣控制系統(tǒng)起著重要的神經(jīng)中樞作用。傳統(tǒng)的組合機床采用的繼電器接觸器控制系統(tǒng)，接線復(fù)雜、故障率高、調(diào)試和維護困難。好的控制電路設(shè)計可以幫助提高工廠的生產(chǎn)效率，實現(xiàn)工作利潤的最大化，這也是電氣設(shè)計在工業(yè)生產(chǎn)中的巨大作用，這次課程設(shè)計使我清楚地認識到了這一點。我做的是組合機床的組合機床的電氣控制系統(tǒng)。由于平時大家都是學(xué)理論，沒有過實際開發(fā)設(shè)計的經(jīng)驗，拿到的時候都不知道怎么做。但通過各方面的查資料并學(xué)習(xí)。在對理論的運用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒有做實踐設(shè)計以前，我對知道的撐握都是思想上的，對一些細節(jié)不加重視，很多細小的地方犯了錯誤這些都可能導(dǎo)致嚴重的生產(chǎn)事故。但是在老師和同學(xué)的幫助之下我漸漸開始走入了設(shè)計的正軌，也設(shè)計出了能夠符合設(shè)計要求的機床控制電