機(jī)電課程設(shè)計(jì)平面磨床

1、第1章 課程概述和設(shè)計(jì)要求磨床是用砂輪周邊或端面進(jìn)行機(jī)械加工的精密機(jī)床。它不但能加工一般金屬材料，而且能加工一般金屬刀具難以加工的硬材（如淬火鋼，硬質(zhì)合金等）。利用磨削可獲得較高加工精度和光潔度，而且加工余量較其他加工方法小的多。所以磨床廣泛用于零件加工。由于精密鑄造和精密鍛造工藝的進(jìn)步，使得零件不經(jīng)其他切削加工而直接磨削成成品。隨著高速磨削和強(qiáng)力磨削工藝的發(fā)展，進(jìn)一步提高了磨削的效率。因此磨床的使用范圍日益擴(kuò)大，在金屬切削機(jī)床中所占比重不斷上升，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家占金屬切削機(jī)床的13%-27%。磨床種類很多，按其工藝分為外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、工具磨床以及一些專用磨床，如螺紋磨床、齒輪磨床

2、、球面磨床、花鍵磨床、導(dǎo)軌磨床與無心磨床等。其中以平面磨床最為普通。在各種金屬切削機(jī)床中，磨床占有一定的比重，應(yīng)用范圍最為廣泛。磨床是利用砂輪的周邊或端面對(duì)工件的外圓、內(nèi)孔、端面、平面、螺紋及球面等進(jìn)行磨削加工的一種精密加工機(jī)床。磨床能加工硬度較高的材料，如淬硬鋼、硬質(zhì)合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花崗石。磨床能作高精度，表面粗糙度很小的磨削，也能進(jìn)行高效率的磨削，如強(qiáng)力磨削等。磨床是各類金屬切削機(jī)床中品種最多的一類，主要類型有外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、無心磨床、工具磨床等。平面磨床的工件一般是緊夾在工作臺(tái)上，或靠電磁吸力固定在電磁工作臺(tái)上，然后用砂輪的周邊或端面磨削工件的平面磨床。

3、平面磨床的結(jié)構(gòu)由床身、工作臺(tái)、電磁吸盤、砂輪箱、滑座、立柱等部分組成。在箱形床身中裝有液壓傳動(dòng)裝置，以使矩形工作臺(tái)在床身導(dǎo)軌上通過液壓油推動(dòng)活塞桿作往復(fù)運(yùn)動(dòng)（縱向）。而工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的換向是通過撞塊碰撞床身上的換向手柄來改變油路實(shí)現(xiàn)的。工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程長(zhǎng)度可通過調(diào)節(jié)裝在工作臺(tái)正面槽中的撞塊8的位置來改變。工作臺(tái)的表面是T形槽，用來安裝電磁吸盤以吸持工件或直接安裝大型工件。在床身上固定有立柱，沿立柱的導(dǎo)軌上裝有滑座，滑座可在立柱導(dǎo)軌上作上下移動(dòng)，并可由垂直進(jìn)刀手輪操縱。砂輪箱能沿滑座水平導(dǎo)軌作橫向移動(dòng)，可由縱向移動(dòng)手輪操作，也可由液壓傳動(dòng)作連續(xù)或間斷移動(dòng)，連續(xù)移動(dòng)用于調(diào)節(jié)砂輪位置或整修砂輪，

4、間斷移動(dòng)用于進(jìn)給。平面磨床的運(yùn)動(dòng)形式：主運(yùn)動(dòng)是砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有垂直進(jìn)給，即滑座在立柱上上的上下運(yùn)動(dòng)；橫向進(jìn)給，即砂輪箱在滑座上的水平運(yùn)動(dòng)；縱向進(jìn)給，即工作臺(tái)沿床身的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)沒完成一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，砂輪箱便作一次間斷性的橫向進(jìn)給，當(dāng)加工完整個(gè)平面后，砂輪箱作一次間斷性的垂直進(jìn)給。輔助運(yùn)動(dòng)是指砂輪箱在滑座上水平導(dǎo)軌上作快速橫向移動(dòng)，滑座在立柱上的垂直導(dǎo)軌上作快速垂直移動(dòng)。第2章 M7130平面磨床的原理結(jié)構(gòu)2.1 M7130平面磨床的主要結(jié)構(gòu)M7230 是臥軸圓臺(tái)平面磨床:適用于磨削圓形薄片工件,并可利用工作臺(tái)傾斜磨出厚薄不等的環(huán)形工件。臥軸矩臺(tái)平面磨床，國(guó)家標(biāo)為M71系列平面磨床

5、，即帶有臥式磨頭主軸，矩形工作臺(tái)的平面磨床。主要功能是用砂輪的周邊磨削工件的平面，也可以用砂輪的端面磨削工件的槽和凸緣的側(cè)面，磨削精度和光潔度都較高。適宜于磨削各種精密零件和工模具，可供機(jī)械加工車間、機(jī)修車間和工具車間作精密加工使用。中國(guó)傳統(tǒng)的臥軸矩臺(tái)平面磨床是從原蘇聯(lián)引進(jìn)并消化改進(jìn)的M71系列，特點(diǎn)是磨床主軸側(cè)掛，主軸采用軸瓦支承，適合粗加工重切削。近年來歐美國(guó)家更流行是十字鞍座結(jié)構(gòu)的臥軸矩臺(tái)平面磨床，主軸采用精密精珠軸承支承，更適合于精密磨削。M7130具有以下特點(diǎn)：（1）機(jī)床布局采用立柱右置，磨頭、拖板與立柱的結(jié)構(gòu)有新的突破，整機(jī)剛性更好。 （2）磨頭采用國(guó)際通行的滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)形式。 （

6、3）機(jī)床的垂直、橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用滾珠絲杠副，進(jìn)給靈敏度高。 （4）工作臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)由葉片泵驅(qū)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小。油池配有冷卻裝置，溫升低，熱變形小。 （5）磨頭垂直運(yùn)動(dòng)有快速升降裝置，操作方便，橫向運(yùn)動(dòng)由變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可無級(jí)調(diào)速。 （6）機(jī)床的垂直、橫向進(jìn)給部分留有伺服電機(jī)安裝位置，根據(jù)需要可配置數(shù)控系統(tǒng)成為數(shù)控機(jī)床。M7130平面磨床主要由床身、工作臺(tái)、電磁吸盤、砂輪箱、立柱、操作手柄等構(gòu)成，外形結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。圖2.1 臥軸平面磨床外形結(jié)構(gòu)圖 1立柱；2滑座；3砂輪箱；4電磁吸盤；5工作臺(tái)；6床身2.2 M7130平面磨床的原理工作臺(tái)上裝有電磁吸盤，用以吸持工件。工作臺(tái)在床身導(dǎo)軌上作往

7、復(fù)運(yùn)動(dòng)（縱向運(yùn)動(dòng)）。固定在床身上的立柱上帶有導(dǎo)軌，滑座在立柱導(dǎo)軌上作垂直運(yùn)動(dòng)；而砂輪箱在滑座的導(dǎo)軌上作水平運(yùn)動(dòng)（橫向運(yùn)動(dòng)），砂輪箱內(nèi)裝有電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)砂輪作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。平面磨床在加工工件過程中，砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)為縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，滑座帶動(dòng)砂輪箱沿立柱導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)為垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，砂輪箱沿滑座導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)為橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。工作時(shí)，砂輪旋轉(zhuǎn)，同時(shí)工作臺(tái)帶動(dòng)工件右移（如圖2.2所示），工件被磨削。然后工作臺(tái)帶動(dòng)工件快速左移，砂輪向前作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)再次右移，工件上新的部位被磨削。這樣不斷重復(fù)，直至整個(gè)待加工平面都被磨削。圖2.2 矩形工作臺(tái)平面磨床工作圖1砂輪；2主運(yùn)動(dòng)；3縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)

8、；4工作臺(tái)；5橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；6垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)2.3電力拖動(dòng)特點(diǎn)及控制要求2.3.1電力拖動(dòng)特點(diǎn) (1) M7130平面磨床中有三臺(tái)電動(dòng)機(jī)：砂輪電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)砂輪旋轉(zhuǎn)。液壓泵電動(dòng)機(jī)拖液壓泵，采用多電機(jī)單拖動(dòng)，經(jīng)液壓裝置來完成工作臺(tái)往復(fù)縱向運(yùn)動(dòng)以及實(shí)現(xiàn)橫向的自動(dòng)進(jìn)給，并承擔(dān)工作臺(tái)導(dǎo)軌的潤(rùn)滑。冷卻泵電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)冷卻泵，供給磨削加工需要的冷卻液。相互間存在簡(jiǎn)單的聯(lián)鎖與必要的信號(hào)及保護(hù)環(huán)節(jié)，磨床有簡(jiǎn)單的機(jī)械傳動(dòng)。 (2) 磨削加工一般不要求調(diào)速，因要求砂輪速度高，所以通常采用三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。同時(shí)為提高砂輪主軸的剛度，從而提高磨床加工精度，采用裝入式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)直接拖動(dòng)，這樣砂輪主軸就是電動(dòng)機(jī)的軸。 (3

9、) 平面磨床是一種精密機(jī)床，為保證加工精密，要求機(jī)床運(yùn)行平穩(wěn)，又因工作臺(tái)為往復(fù)運(yùn)動(dòng)，要求換向時(shí)的慣性小，換向無沖擊。為此平面磨床采用液壓傳動(dòng)。由液壓電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)液壓泵，經(jīng)液壓傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。并通過工作臺(tái)上的撞塊操縱床上的液壓換向開關(guān)，實(shí)現(xiàn)方向的反向送進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 (4) 平面磨床采用電磁吸盤，是保證加工工件的精度，同時(shí)也為磨削加工一些小工件時(shí)，讓工件在加工過程中發(fā)熱可以自由伸縮，更便于夾持。 (5) 在磨削過程中為沖走磨屑及沙粒，保證加工精度，也為使工件得到良好的冷卻，減少變形，需采用冷卻泵為磨削過程輸送冷卻液。2.3.2控制要求 （1）砂輪電動(dòng)機(jī)、液壓泵電動(dòng)

10、機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)都只是要求單方向運(yùn)轉(zhuǎn)。 （2）冷卻泵電動(dòng)機(jī)隨砂輪電動(dòng)機(jī)開動(dòng)，不用冷卻液時(shí)也可單獨(dú)關(guān)斷冷卻泵電動(dòng)機(jī)。 （3）具有完善的保護(hù)環(huán)節(jié)：各電路的短路保護(hù)；電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)期過載保護(hù)；零壓保護(hù)電磁吸盤的欠電流保護(hù)；防止因斷電，電磁吸盤工件飛出的保護(hù)以及其他保護(hù)等。 （4）允許機(jī)床分別作調(diào)整運(yùn)動(dòng)。 （5）具有使電磁吸盤吸牢工件及放開工件并去磁的控制環(huán)節(jié)。 （6）具有照明電路。2.4電源形式主電路采用交流380V電源直接供電，對(duì)于比較復(fù)雜的控制線路，應(yīng)采用控制電源變壓器，將控制電壓由交流380V或220V降至110V或48V、24V等，這是從安全角度考慮的。 本設(shè)計(jì)由控制變壓器將交流380V變換成1

11、10V、24V、和6V分別供給控制回路、照明回路和信號(hào)回路第3章 電氣設(shè)計(jì)3.1 電氣控制設(shè)計(jì)圖3.1 M7130型平面磨床電氣控制電路圖主電路分析主電路有三臺(tái)電動(dòng)機(jī)，M1為砂輪電動(dòng)機(jī)，M2為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，M3為液壓泵電動(dòng)機(jī)。M1由接觸器KM1控制。插上插銷X1后，M2將與M1同時(shí)啟動(dòng)和停止；不用冷卻液時(shí)，可將插銷X1拔掉。M3由接觸器KM2控制。三臺(tái)電動(dòng)機(jī)共用熔斷器FU1作短路保護(hù)，M1和M2用熱繼電器FR1作長(zhǎng)期過載保護(hù)，M3用熱繼電器FR2作長(zhǎng)期過載保護(hù)。 控制電路分析控制電路可分為電動(dòng)機(jī)控制電路和電磁吸盤控制電路以及照明和指示燈控制3.2電動(dòng)機(jī)的控制由控制按鈕SB1、SB2與接觸器KM

12、1構(gòu)成砂輪電動(dòng)機(jī)M1的單向旋轉(zhuǎn)直接啟動(dòng)控制電路；由控制按鈕SB3、SB4與KM2構(gòu)成液壓泵電動(dòng)機(jī)單向旋轉(zhuǎn)直接啟動(dòng)控制電路。這兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止都可獨(dú)立進(jìn)行。但想要啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，只要在轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2的觸點(diǎn)SA2閉合，或欠電流繼電器KA的常閉觸點(diǎn)KA閉合的條件下方可實(shí)現(xiàn)。 圖2-1主電路電氣原理圖 圖2-2 控制電路原理圖根據(jù)電動(dòng)機(jī)M1-M3主電路控制電器主觸點(diǎn)的文字符號(hào)KM1、KM2，在圖中可找到接觸點(diǎn)KM1、KM2線圈電路，由此可得到M1-M3得控制電路如圖2所示。圖中有動(dòng)合觸點(diǎn)KA，由圖區(qū)14可知，觸點(diǎn)KA為欠電壓繼電器KA的動(dòng)合觸點(diǎn)。電磁吸盤用于固定加工工件。根據(jù)電磁吸盤文字符號(hào)YH，在

13、圖中可以找到電磁吸盤電路，電磁吸盤是利用線圈通電時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)的特性吸牢鐵磁性材料工件的一種工具。M1-M3控制電路和電磁吸盤控制電路通過欠電壓繼電器KA進(jìn)行聯(lián)系。當(dāng)電源電壓過低使電磁吸盤吸力不足或吸力消失時(shí)，會(huì)導(dǎo)致加工過程中工件飛離吸盤而發(fā)生人身和設(shè)備事故，因此吸盤線圈兩端并聯(lián)欠電壓繼電器KA，做電磁吸盤的欠電壓保護(hù)。當(dāng)電源電壓過低時(shí)，KA不吸合，串接在KM1、KM2線圈控制電路的動(dòng)合觸點(diǎn)KA斷開，切斷KM1、KM2線圈電路，使砂輪電動(dòng)機(jī)M2和液壓電動(dòng)機(jī)M1停止工作，確保安全生產(chǎn)。砂輪電動(dòng)機(jī)M1和冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的控制電路砂輪電動(dòng)機(jī)M1和冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2由KM2控制，SB2是停止按鈕，SB1是啟

14、動(dòng)按鈕。由于冷卻電動(dòng)機(jī)M2通過連接器XS1與M1聯(lián)動(dòng)控制，因此M1和M2同時(shí)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。若不需要冷卻時(shí)，可將插頭拔出。按下SB1KM1得電吸合KM1主觸點(diǎn)閉合電機(jī)M1和M2啟動(dòng) 常開觸點(diǎn)KM1閉合，自鎖 常開觸點(diǎn)KM1閉合，指示燈滅按下SB2KM1失電釋放KM1主觸點(diǎn)斷開電機(jī)M1和M2停止 常開觸點(diǎn)KM1斷開，解除自鎖 常開觸點(diǎn)KM2斷開，指示燈滅 液壓泵電動(dòng)機(jī)M3的控制電路液壓泵電動(dòng)機(jī)M3由KM2控制，SB4是停止按鈕，SB3是啟動(dòng)按鈕。當(dāng)欠壓繼電器KA吸合后，其動(dòng)合觸點(diǎn)KA閉合，為KM1、KM2得電提供通路：按下SB3 KM2得電吸合 KM2主觸點(diǎn)閉合 液壓泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng) 常閉觸點(diǎn)KM2閉合指

15、示燈亮 常開觸點(diǎn)KM2閉合，自鎖按下SB4KM2失電釋放KM2主觸點(diǎn)閉合液壓泵電動(dòng)機(jī)停止 常閉觸點(diǎn)KM2斷開指示燈滅 常開觸點(diǎn)KM2斷開，解除自鎖在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，若M3過載，則熱繼電器FR1的動(dòng)斷觸點(diǎn)FR1斷開，使KM3失電釋放主觸點(diǎn)斷開M3停轉(zhuǎn)，起到過載保護(hù)作用。 3.3.電磁吸盤的控制 電磁吸盤控制電路可分為整流裝置、控制裝置和保護(hù)裝置三部分。 電磁吸盤整流裝置由整流變壓器T1與橋式全波整流器VC組成，輸出110V直流電壓對(duì)電磁吸盤供電。電磁吸盤由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1控制。SA1有三個(gè)位置：充磁、斷電和去磁。當(dāng)SA1置于“充磁”位置時(shí)，觸點(diǎn)SA1與觸點(diǎn)SA1（302304）接通，整流器的輸出經(jīng)30

16、2304KA306YH303301使電磁吸盤YH通電。當(dāng)SA1置于“去磁”位置時(shí)，觸點(diǎn)SA1（301305）、SA1（303302）及SA1（86）接通，此時(shí)整流器輸出經(jīng)302303YH306KA304R2305301使電磁吸盤通電。在“充磁”狀態(tài)時(shí)，電磁吸盤獲得整流器輸出的110V直流電壓，極性為上負(fù)下正，并串入了欠電流繼電器KA。電流足夠大時(shí)，KA的常開觸點(diǎn)閉合，為電動(dòng)機(jī)控制電路的操作做好準(zhǔn)備。在加工過程中，若吸盤電流大大降低或消失，KA的常開觸點(diǎn)斷開使電動(dòng)機(jī)控制線路斷電，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，以避免磨削時(shí)因吸力不足而使工件飛出。但是，在要單獨(dú)對(duì)砂輪或工作臺(tái)進(jìn)行調(diào)整時(shí)，不需要電磁吸盤工作。這時(shí)，為使

17、電動(dòng)機(jī)控制電路也能操作，將SA1的一對(duì)觸點(diǎn)SA1（86）與KA（86）并聯(lián)。這樣，在需要單獨(dú)調(diào)整砂輪或工作臺(tái)時(shí)，可將SA1扳在“去磁”位置，SA1（86）便閉合，使得電動(dòng)機(jī)控制電路被接通。當(dāng)開關(guān)SA1置于“去磁”位置時(shí)，電磁吸盤回路中串入了電阻R2，并且電磁吸盤獲得的直流電壓是上正下負(fù)，流過的直流電流與充磁時(shí)相反，實(shí)現(xiàn)了去磁。串入R2是為了適當(dāng)減小去磁電流，以不致造成反向磁化。工件對(duì)去磁要求嚴(yán)格，在取下工件后，還需要用交流去磁器進(jìn)行處理。圖中的插座X2就是為插接去磁器而預(yù)備的。電磁吸盤線圈是一個(gè)大電感，當(dāng)線圈斷電時(shí)，兩端會(huì)產(chǎn)生很高的自感電壓，會(huì)把線圈絕緣損壞，以及在開關(guān)SA1上產(chǎn)生很大的火花，

18、導(dǎo)致開關(guān)觸點(diǎn)的損壞。為此，電路中接了電阻R3作為其放電回路，以釋放線圈中儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量。另外，圖中的R、C是用于吸收交、直側(cè)通斷時(shí)產(chǎn)生的浪涌電壓，作為整流裝置的過電壓保護(hù)。 3.4照明及指示燈的控制 照明、信號(hào)電路分析控制變壓器TC的二次側(cè)輸出24V電壓，作為車床低壓照燈和信號(hào)燈的電源。EL1為車床的低壓照明燈由開關(guān)SA2控制，HL為電源信號(hào)燈。EL2為電動(dòng)機(jī)M1和M2的啟動(dòng)指示燈，EL3為電動(dòng)機(jī)M3的運(yùn)行指示燈。分別用交流接觸器KM1和KM2的常開開關(guān)控制。第4章 PLC電路的設(shè)計(jì)4.1控制線路的改造及PLC的選用用PLC設(shè)計(jì)M7130平面磨床控制線路，控制電路中的電源電路、照明電路和主電路

19、仍然保持不變。在控制電路中，變壓器TC的輸出及整流器VC的輸出部分去掉，用可編程控制器實(shí)現(xiàn)，為了保證各種聯(lián)鎖功能SB1SB8接入PLC的輸入端。輸出器件分三個(gè)電壓等級(jí)，一個(gè)是接觸器使用的380V交流電壓，另一個(gè)是電磁吸盤使用的110V直流電，還有一個(gè)是照明使用的36V交流電壓，這樣也將PLC的輸出口分為三組連接點(diǎn)。輸入（INPUT)輸出（OUTPUT)功能電路元件PLC地址功能電路元件PLC地址電流繼電器KAX0砂輪電動(dòng)機(jī)M1控制KM1Y0砂輪啟動(dòng)按鈕SB1X1冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2控制KM2Y1砂輪停止按鈕SB2X2液壓泵電動(dòng)機(jī)M3控制KM3Y2液壓泵啟動(dòng)按鈕SB3X3照明燈 EL Y5液壓泵停止

20、按鈕SB4X4冷卻泵啟動(dòng)按鈕SB5X5冷卻泵停止按鈕SB6X6熱繼電器FRI FR2X7電磁吸盤退磁轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1X10照明燈控制開關(guān)SA2X11總開關(guān)KAX12用PLC設(shè)計(jì)M7130平面磨床控制線路時(shí)，照明燈用開關(guān)SA控制，欠電流繼電器KA作為輸入信號(hào)，電磁吸盤的“充磁”與“退磁”轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1用兩個(gè)按鈕來替代。接插器Xl用接觸器KM3來替代。并用兩個(gè)按鈕來控制冷卻泵的啟動(dòng)與停止。經(jīng)過PLC改造后的M7130平面磨床，對(duì)PLC的最低要求lO個(gè)輸入點(diǎn)和6個(gè)輸出點(diǎn)?？紤]要有一定的余量及PLC用220VAC電源比較方便，選用三菱公司FX2N 一32MR比較合適，I/0(輸入/輸出)地址分配如表1所

21、示: 表1 I/0地址分配表4.2 PLC的外部接線根據(jù)上述硬件選型及工藝要求，繪制PLC控制電路原理圖，繪制PLC控制電路。1) KM3和KM4接觸器線圈支路，設(shè)計(jì)了互鎖電路，以防止操作故障。2) PLC輸入回路中，信號(hào)電源由PLC本身的24V直流電源提供，所有輸入COM端短接后接人PLC電源DC24V的（+）端。輸入口如果有有源信號(hào)號(hào)裝置，根據(jù)驅(qū)動(dòng)的負(fù)載的電壓選擇合適的交/直流電源。3)PLC采用繼電器輸出，380V接觸器線圈電壓更換為220V，照明燈的安全電壓是24V。4)根據(jù)上述設(shè)計(jì)，對(duì)照主回路檢查交流控制回路，PLC控制回路，PLC控制程序等。全部符合設(shè)計(jì)要求后，繪制出最終的電氣原理

22、圖。經(jīng)PLC改造的M7l30平面 4.3 流程圖設(shè)計(jì),梯形圖的設(shè)計(jì)及其程序指令的編制根據(jù)控制要求畫出程序控制流程圖，如圖4所示。PLC設(shè)計(jì)M7130平面磨床電氣控制線路的PLC梯形圖(LAD)如圖5所示：工作時(shí)，先按下充磁按鈕，M7l30平面磨床處于充磁狀態(tài)，當(dāng)電磁吸盤的充磁電流足夠大時(shí)，欠電流繼電器KA(X000)自動(dòng)吸合，三臺(tái)電動(dòng)機(jī)可啟動(dòng)工作。在工作過程中，只要欠電流繼電器KA松開(吸力不足)或按下了退磁按鈕，三臺(tái)電動(dòng)機(jī)便會(huì)立即停止。起到保護(hù)作用。照明燈可隨時(shí)打開和關(guān)閉。 圖4 磨床控制的控制流程圖 圖5 PLC梯形圖根據(jù)PLC梯形圖可以編制程序指令如下：步序 指令 數(shù)據(jù) 步序 指令 數(shù)據(jù)

23、0 LD X0011 OR X0102 ANI X0123 ANI X0074 OUT MO5 LD M06 MPS7 LD X0018 OR Y0009 ANB10 ANI X00211 OUT Y00112 MRD13 LD X00314 OR Y00115 ANB16 ANI X00417 OUT Y00118 MPP19 LD X00520 OR XOO121 ANB22 ANI X00623 LD X00124 OUT Y00325 END 第5章 電氣元件的選擇5.1 電動(dòng)機(jī)的選擇正確的選擇電動(dòng)機(jī)具有重要意義，合理的選擇電動(dòng)機(jī)是從驅(qū)動(dòng)機(jī)床的具體對(duì)象、加工規(guī)范，也就是要從機(jī)床的使用條

24、件出發(fā)，經(jīng)濟(jì)、合理、安全等多方面考慮，使電動(dòng)機(jī)能夠安全可靠地運(yùn)行。由于要求電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)，因此采用鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，可以滿足要求。鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)額定電壓有兩種：220/380V，50/60HZ。一般磨床應(yīng)用的電壓為380V，50HZ。這些電動(dòng)機(jī)均均安裝在機(jī)床上防止從任何方向飛來的水滴和其他物體侵入。電動(dòng)機(jī)型號(hào)確定（1）砂輪電動(dòng)機(jī)：由砂輪電動(dòng)機(jī)M1的參數(shù)：3KW 380V 2860r/min查實(shí)用機(jī)械電氣技術(shù)手冊(cè) P300表11-10，得型號(hào)：Y100L-2 額定功率：P=3kw 轉(zhuǎn)速：n=2870r/min額定電流：I=6.4A 效率：82% 功率因數(shù)：0.87 Ist/IN=7Tst/TN

25、=2.2（2）冷卻泵電動(dòng)機(jī)：由冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的參數(shù)：0.15KW 380V 2790r/min查實(shí)用機(jī)械電氣技術(shù)手冊(cè) P300表11-10，得型號(hào)：Y801-2 額定功率：P=0.15kw 轉(zhuǎn)速：n=2830r/min額定電流：I=1.8A 效率：75% 功率因數(shù)：0.84 Ist/IN=7Tst/TN=2.2 (3) 液壓泵電動(dòng)機(jī)：由液壓泵電動(dòng)機(jī)M3的參數(shù)：1.1KW 380V 1410r/min查實(shí)用機(jī)械電氣技術(shù)手冊(cè) P300表11-10，得型號(hào)：Y802-2 額定功率：P=1.1kw 轉(zhuǎn)速：n=2830r/min 額定電流：I=2.5A 效率：77% 功率因數(shù)：0.86 Ist/IN=

26、7Tst/TN=2.25.2電動(dòng)機(jī)的控制方案（1）砂輪電動(dòng)機(jī)的控制方案根據(jù)IST/IN=7，設(shè)電源總?cè)萘?80KVA（教材書P67 表5.1）；砂輪電動(dòng)機(jī)功率3kw。 故砂輪電動(dòng)機(jī)可以直接啟動(dòng)。電動(dòng)機(jī)有必要的短路和過載保護(hù)。（2）冷卻泵電動(dòng)機(jī)的控制方案根據(jù)IST/IN=7，設(shè)電源總?cè)萘?80KVA（教材書P67 表5.1）；冷卻泵電動(dòng)機(jī)功率0.15kw。 故冷卻泵電動(dòng)機(jī)可以直接啟動(dòng)。電動(dòng)機(jī)有必要的短路和過載保護(hù)。 （3）液壓泵電動(dòng)機(jī)控制方案根據(jù) IST/IN=7 設(shè)電源總?cè)萘?80kVA；以及液壓泵電動(dòng)機(jī)功率1.1kw當(dāng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)可以直接啟動(dòng)。 則 故主電動(dòng)機(jī)可以直接啟動(dòng)。液壓泵電動(dòng)機(jī)有必要的

27、短路和過載保護(hù)。 5.3 熱繼電器選擇利用電流的熱效原理來工作的保護(hù)電器主要用作：三相異步電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)（1）FR型號(hào)為：JR10-106.71A 作用：M1的過載保護(hù)利用電流的熱效原理來工作的保護(hù)電器（2） FR2 型號(hào)為：JR10-10 2.71A 作用：M3的過載保護(hù) 利用電流的熱效原理來工作的保護(hù)電器5.4交流接觸器的選擇交流接觸器又可分為電磁式，永磁式和真空式三種。交流接觸器主要有四部分組成:(1) 電磁系統(tǒng),包括吸引線圈、動(dòng)鐵芯和靜鐵芯；(2)觸頭系統(tǒng),包括三組主觸頭和一至兩組常閉、常閉輔助觸頭,它和動(dòng)鐵芯是連在一起互相聯(lián)動(dòng)的；(3)滅弧裝置,一般容量較大的交流接觸器都設(shè)有滅弧裝

28、置, 以便迅速切斷電弧,免于燒壞主觸頭；(4)絕緣外殼及附件,各種彈簧、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、短路環(huán)、接線柱等。當(dāng)線圈通電時(shí),靜鐵芯產(chǎn)生電磁吸力,將動(dòng)鐵芯吸合,由于觸頭系統(tǒng)是與動(dòng)鐵芯聯(lián)動(dòng)的,因此動(dòng)鐵芯帶動(dòng)三條動(dòng)觸片同時(shí)運(yùn)行,觸點(diǎn)閉合,從而接通電源。當(dāng)線圈斷電時(shí),吸力消失, 動(dòng)鐵芯聯(lián)動(dòng)部分依靠彈簧的反作用力而分離,使主觸頭斷開,切斷電源。接觸器主要由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)及其它部分組成。 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電子模塊、軟鐵、永磁體，是永磁式接觸器的重要組成部分，依靠它帶動(dòng)觸點(diǎn)的閉合與斷開。 觸點(diǎn)系統(tǒng)：觸點(diǎn)是接觸器的執(zhí)行部分，包括主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)。主觸點(diǎn)的作用是接通和分?jǐn)嘀骰芈?，控制較大的電流，而輔助

29、觸點(diǎn)是在控制回路中，以滿足各種控制方式的要求。 滅弧系統(tǒng)：滅弧裝置用來保證觸點(diǎn)斷開電路時(shí)，產(chǎn)生的電弧可靠的熄滅，減少電弧對(duì)觸點(diǎn)的損傷。為了迅速熄滅斷開時(shí)的電弧，通常接觸器都裝有滅弧裝置，一般采用半封式縱縫陶土滅弧罩，并配有強(qiáng)磁吹弧回路。 其它部分：有絕緣外殼、彈簧、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。5.5 熔斷器的選擇作用：利用金屬的熔化來切斷電路，以保護(hù)電器結(jié)構(gòu)：熔體（保險(xiǎn)絲）和熔座（安裝熔體）形狀：片狀、絲狀、和籠狀型號(hào)：常用的熔斷器有瓷插式RCIA系列、封閉管式及螺旋式RL1系列等多種熔斷器的圖形、文字符號(hào)(1)FU1型號(hào)為：RL1 熔體25A 作用：總電路的短路保護(hù)因?yàn)镕U1是主電路的保護(hù)所以用25A的熔體

30、（1）FU2型號(hào)為：RL1 熔體 2A 作用：控制電路保護(hù)（2）FU3 型號(hào)為：RL1 熔體 2A 作用：照明電路的保護(hù)（3）FU4 型號(hào)為：RL1 熔體 2A 作用：降壓整流保護(hù)5.6 按鈕的選擇按鈕，是一種常用的控制電器元件，常用來接通或斷開控制電路（其中電流很?。瑥亩_(dá)到控制電動(dòng)機(jī)或其他電氣設(shè)備運(yùn)行目的的一種開關(guān)。按鈕分為： 1、常開按鈕開關(guān)觸點(diǎn)斷開的按鈕。 2、常閉按鈕開關(guān)觸點(diǎn)接通的按鈕 3、常開常閉按鈕開關(guān)觸點(diǎn)既有接通也有斷開的按鈕。按鈕的用途很廣，例如車床的起動(dòng)與停機(jī)、正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)等；塔式吊車的起動(dòng)，停止，上升，下降，前、后、左、右、慢速或快速運(yùn)行等，都需要按鈕控制（1）SB1 型

31、號(hào)為L(zhǎng)A2型 5A 作用：砂輪電動(dòng)機(jī)停止 （2）SB2 型號(hào)為L(zhǎng)A2型 5A 作用：砂輪電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) （3）SB3 型號(hào)為L(zhǎng)A2型 5A 作用：液壓泵停止 （4）SB4 型號(hào)為L(zhǎng)A2型 5A 作用：液壓泵啟動(dòng)5.7變壓器的選擇控制變壓器和普通變壓器原理沒有區(qū)別.只是用途不同.控制變壓器:用途廣泛,可做升壓,亦可做降壓用.。控制變壓器利用電磁感應(yīng)原理，從一個(gè)電路向另一個(gè)電路傳遞電能或傳輸信號(hào)的一種電器是電能傳遞或作為信號(hào)傳輸?shù)闹匾?控制變壓器變壓器原理 與電源相連的線圈，接收交流電能，稱為一次繞組 與負(fù)載相連的線圈，送出交流電能，稱為二次繞組 一次繞組的 二次繞組的 電壓相量 U1 電壓相量

32、 U2 電流相量 I1 電流相量 I2 電動(dòng)勢(shì)相量 E1 電動(dòng)勢(shì)相量 E2 匝數(shù) N1 匝數(shù) N2 同時(shí)交鏈一次，二次繞組的磁通量的相量為 m ,該磁通量稱為主磁通表1電氣元件明細(xì)表符號(hào)元件名稱型號(hào)規(guī)格件數(shù)作用M1砂輪電動(dòng)機(jī)JW-47KW2860r/min1砂輪傳動(dòng)M2冷卻泵電動(dòng)機(jī)AOB-250.12KW1供給冷卻泵M3液壓泵電動(dòng)機(jī)Y80241.1KW1410r/min1液壓泵傳動(dòng)KM1交流接觸器CJ0-10A127V10A1控制M1 M2KM2交流接觸器CJ0-10A127V10A1控制M3SB1按鈕LA2型500V5A1砂輪停止SB2按鈕LA2型500V5A1砂輪啟動(dòng)SB3按鈕LA2型500V5A1液壓泵停止SB4按鈕LA2型500V5A1液壓泵啟動(dòng)FR熱繼電器JR10-106.71A1M 1過載保護(hù)FR熱繼電器JR10-102.71A1M3過載保護(hù)T變壓器BK-200380/127 36 6.3V1降壓整流YH電磁吸盤