平面磨床電氣控制

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 湖南工業(yè)大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì)資 料 袋 機(jī)械工程 學(xué)院（系、部） 2012 2013 學(xué)年第 二 學(xué)期 課程名稱(chēng) 機(jī)電控制技術(shù)課程設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 吳吉平 職稱(chēng) 教授 學(xué)生姓名 陳谷 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 機(jī)設(shè)1005 學(xué)號(hào) 題 目 平面磨床的電氣控制 成 績(jī) 起止日期 2013 年 6 月 14 日 2013 年 6 月 23 日目 錄 清 單序號(hào)材 料 名 稱(chēng)資料數(shù)量備 注1課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1份2課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份3課程設(shè)計(jì)圖紙2張湖南工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)2012 2013 學(xué)年第二學(xué)期 機(jī)械工程 學(xué)院（系、部） 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專(zhuān)業(yè) 5 班課程名稱(chēng)： 機(jī)電控制技術(shù)課程

2、設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 平面磨床的電氣控制 完成期限：自 2013 年 6 月 14 日至 2013 年 6 月 23 日共 1 周內(nèi)容及任務(wù)一、設(shè)計(jì)內(nèi)容：M7130型平面磨床主要由床身、工作臺(tái)、電磁吸盤(pán)、砂輪架、滑座、立柱等部分組成。M7130型平面磨床采用三臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由裝入式電動(dòng)機(jī)直接拖動(dòng)。液壓泵由液壓泵電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，經(jīng)液壓傳動(dòng)裝置完成工作臺(tái)的往復(fù)（縱向進(jìn)給）運(yùn)動(dòng)，砂輪架的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，砂輪架的快速橫向移動(dòng)以及工作臺(tái)導(dǎo)軌的潤(rùn)滑等。拖動(dòng)冷卻泵的電動(dòng)機(jī)為磨削加工提供冷卻液。平面磨床常用電磁吸盤(pán)，利用電磁吸力很方便地安裝和加工小工件，且工件在加工過(guò)程中由于發(fā)熱變形，電磁吸盤(pán)允許工件有自

3、由伸縮余地，從而保證加工精度二、設(shè)計(jì)工作量（1）繼電器電氣原理圖 1張；（2）PLC電氣原理圖1張；（3） 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份（8000字）。進(jìn)度安排起止日期工作內(nèi)容6.146.16對(duì)平面磨床的設(shè)計(jì)要求分析及確定初步原理方案6.166.18繼電器原理圖的設(shè)計(jì)6.186.22PLC原理圖的設(shè)計(jì)及寫(xiě)說(shuō)明書(shū) 6.236.24交圖紙并答辯主要參考資料教材：張萬(wàn)奎等編.機(jī)床電氣控制技術(shù)北京大學(xué)出版社，2007主要參考資料：1、機(jī)電傳動(dòng)控制（第三版），鄧星釧主編，武漢：華中科技大學(xué)出版社，2001年9月2、機(jī)電傳動(dòng)與控制（第二版），程憲平主編，武漢：華中科技大學(xué)出版社，2003年9月。4、電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)

4、（第三版），陳伯時(shí)主編，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003年8月。5、半導(dǎo)體變流技術(shù)（第二版），莫正康主編，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001年8月。6、鄧星鐘等編、機(jī)電傳動(dòng)控制（第三版）華中科技大學(xué)出版社，2001.3第3版指導(dǎo)教師（簽字）： 2013 年 6 月 14 日系（教研室）主任（簽字）： 2013年 6 月 24 日機(jī)床電氣控制技術(shù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)平面磨床的電氣控制起止日期： 2013 年 6月 14 日 至 2013年 6月 23 日學(xué)生姓名陳谷班級(jí)機(jī)設(shè)1005學(xué)號(hào)成績(jī)指導(dǎo)教師(簽字)機(jī)械工程學(xué)院2013年 6月23日目錄專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)一、設(shè)計(jì)要求M7130型平面磨床主要由床身、工作臺(tái)、電

5、磁吸盤(pán)、砂輪架、滑座、立柱等部分組成。在床身上裝有液壓傳動(dòng)裝置，以便工作臺(tái)在床身導(dǎo)軌上通過(guò)壓力油推動(dòng)活塞作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)水平方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)面上有T形槽，用以安裝電磁吸盤(pán)或直接安裝大型工件。床身上固定有立柱，滑座安裝在立柱的垂直導(dǎo)軌上，實(shí)現(xiàn)垂直方向進(jìn)給。在滑座的水平導(dǎo)軌上安裝砂輪架，砂輪架由裝入式電動(dòng)機(jī)直接拖動(dòng)，通過(guò)滑座內(nèi)部的液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)橫向進(jìn)給。平面磨床砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)完成一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，砂輪架作一次間斷性的橫向進(jìn)給，直至完成整個(gè)平面的磨削，然后砂輪架連同滑座沿垂直導(dǎo)軌作間斷性的垂直進(jìn)給，直至達(dá)到工件加工尺寸。平面磨床的輔助運(yùn)動(dòng)，如砂輪架在滑座的水平導(dǎo)軌上作快速橫向

6、移動(dòng)，滑座在立柱的垂直導(dǎo)軌上作快速垂直移動(dòng)，以及工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度的調(diào)整等。二、電力拖動(dòng)及控制要求基于上述磨床的工作性質(zhì)和加工精度要求，對(duì)電力拖動(dòng)控制方案提出如下要求：(1）平面磨床是一種精密加工機(jī)床，為了保證其加工精度要求，機(jī)床運(yùn)行時(shí)要求平穩(wěn)。工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)在換向時(shí)要求慣性要小，無(wú)沖擊力，因此，工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)采用液壓傳動(dòng)。由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)液壓泵，供應(yīng)壓力油，通過(guò)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(guò)工作臺(tái)上的撞塊操縱床身上的液壓換向閥（開(kāi)關(guān)），改變壓力油的流向，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的換向和自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。(2）為了簡(jiǎn)化磨床的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，采用多電動(dòng)機(jī)單獨(dú)拖動(dòng)。M7130型平面磨床采用三臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，

7、砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由裝入式電動(dòng)機(jī)直接拖動(dòng)。液壓泵由液壓泵電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，經(jīng)液壓傳動(dòng)裝置完成工作臺(tái)的往復(fù)（縱向進(jìn)給）運(yùn)動(dòng)，砂輪架的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，砂輪架的快速橫向移動(dòng)以及工作臺(tái)導(dǎo)軌的潤(rùn)滑等。拖動(dòng)冷卻泵的電動(dòng)機(jī)為磨削加工提供冷卻液。(3）為了提高磨削質(zhì)量，要求砂輪有較高轉(zhuǎn)速，通常采用兩極（理想空載轉(zhuǎn)速為3000r/min 頻率為50Hz）的籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。為了提高調(diào)整運(yùn)轉(zhuǎn)的砂輪主軸的風(fēng)度，采用裝入式電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)與砂輪主軸同軸，從而提高了磨床的加工精度。(4）平面磨削加工中，由于磨削溫度高，為減少工件的熱變形，必須使工件得到充分的冷卻，同時(shí)冷卻液能沖走磨屑和砂粒，以保證磨削精度。(5）平面磨床常用電

8、磁吸盤(pán)，利用電磁吸力很方便地安裝和加工小工件，且工件在加工過(guò)程中由于發(fā)熱變形，電磁吸盤(pán)允許工件有自由伸縮余地，從而保證加工精度。為了滿足上述電力拖動(dòng)控制方案的要求，對(duì)M7130型平面磨床的電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)提出以下幾點(diǎn)要求：(1）砂輪、液壓泵、冷卻泵三臺(tái)電動(dòng)機(jī)都只要求單方向旋轉(zhuǎn)。(2) 冷卻泵電動(dòng)機(jī)應(yīng)隨砂輪電動(dòng)機(jī)的開(kāi)動(dòng)而開(kāi)動(dòng)，若加工中不需要冷卻液時(shí)，可單獨(dú)斷開(kāi)冷卻泵電動(dòng)機(jī)。(3）在正常加工中，若電磁吸盤(pán)吸力不足或消失時(shí)，砂輪電動(dòng)機(jī)與液壓泵電動(dòng)機(jī)應(yīng)立即停止工作，以防止工件被砂輪切身力打飛而發(fā)生人身和設(shè)備事故。不加工時(shí)，即電磁吸盤(pán)不工作的情況下，允許砂輪電動(dòng)機(jī)與液壓泵電動(dòng)機(jī)開(kāi)支，機(jī)床作調(diào)整運(yùn)動(dòng)。(4

9、）電磁吸盤(pán)勵(lì)磁線圈具有吸牢工件的正向勵(lì)磁、松開(kāi)工件的斷開(kāi)勵(lì)磁、以及為抵消剩磁便于取下工件的反勵(lì)磁控制環(huán)節(jié)。(5）具有完善的保護(hù)環(huán)節(jié)。各電路的短路保護(hù)，各電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)，零壓、欠壓保護(hù)，電磁吸力不足的欠電流保護(hù)，以及線圈斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生高電壓，而危及電路中其它電器設(shè)備的過(guò)壓保護(hù)等等。(6）機(jī)床照明電路與工件去磁的控制環(huán)節(jié)。三、平面磨床電氣控制電路3.1主電路 由電源引入開(kāi)關(guān)Q控制整機(jī)電源的接通與斷開(kāi)。三臺(tái)電動(dòng)均要求單向旋轉(zhuǎn)，M1砂輪電動(dòng)機(jī)、M2冷卻泵電動(dòng)機(jī)，同時(shí)由接觸器KM1控制，而M2電動(dòng)機(jī)再經(jīng)過(guò)X1插銷(xiāo)實(shí)現(xiàn)單獨(dú)判斷控制，M3液壓泵電動(dòng)機(jī)由接觸器KM2控制。如下圖3.1所示圖 3.1 主電路圖

10、3.2控制電路 電動(dòng)機(jī)控制電路的控制電源直接采用交流380V，由按鈕SB1、SB2和接觸器KM2構(gòu)成了砂輪電動(dòng)機(jī)M1單向起支和停止控制電路。由按鈕SB3、SB4和接觸器KM2構(gòu)成了液壓泵電動(dòng)機(jī)M3單向旋轉(zhuǎn)起動(dòng)和停止控制電路。實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)獨(dú)立操作控制。如下圖3.2所示：圖 3.2 控制電路3.3聯(lián)鎖、保護(hù)環(huán)節(jié) 平面磨床在加工中出現(xiàn)電磁吸盤(pán)吸力不足或消失時(shí)，為確保人身和設(shè)備的安全，不允許繼續(xù)加工。因此，在兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的控制電路中應(yīng)使欠電流繼電器KA常開(kāi)觸點(diǎn)，達(dá)到欠磁聯(lián)鎖保護(hù)。在不加工時(shí)又能單獨(dú)控制砂輪與液壓泵電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工作，因此，在控制電路中KA（3-4）觸點(diǎn)處并接轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1于“去磁”位置時(shí)，

11、觸點(diǎn)（3-4）接通來(lái)實(shí)現(xiàn)。如下圖3.3所示：圖 3.3 連鎖保護(hù)主電路與控制電路由熔斷器FU1、FU2分別實(shí)現(xiàn)適中保護(hù)。砂輪與液壓泵電動(dòng)機(jī)利用熱繼電器FR1、FR2實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)。為了保護(hù)工件與砂輪的安全，當(dāng)有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)過(guò)載停機(jī)時(shí)，另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)也應(yīng)停止。因此，應(yīng)將FR1、FR2常閉觸點(diǎn)串接在總控制電路中。3.4電磁吸盤(pán)控制電路電磁吸盤(pán)又稱(chēng)為電磁工作臺(tái)，它也是安裝工件的一種夾具。具有夾緊迅速、不損傷工件、且一次能吸牢若干個(gè)工件，工作效率高，加工精度高等優(yōu)點(diǎn)。但它的夾緊程度不可調(diào)整，電磁吸盤(pán)要用直流電源，且不能用于加工非磁性材料的工件。3.5照明電路與去磁器照明電路由照明變壓器T1，將380V電

12、壓降為24V，并由開(kāi)關(guān)SA2控制照明燈EL，照明變壓器二次側(cè)裝有熔斷器FU3作為短路保護(hù)。其一次側(cè)短路可由熔斷器FU2實(shí)現(xiàn)保護(hù)。在平面磨床上加工的零件可能存在有剩磁，若零件對(duì)剩磁有嚴(yán)格要求，應(yīng)在電磁吸盤(pán)取下工件后進(jìn)行去磁處理。交流去磁器是平面磨床的一個(gè)附件。使用時(shí)，將交流去磁器插頭插在床身的X2插座上，再將工件放在去磁器上處理即可去磁。四、平面磨床控制電路圖及其解析4.1選用控制線路的設(shè)計(jì)方法控制線路的設(shè)計(jì)大體可分為二種，分別為經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和邏輯設(shè)計(jì)法 4.1.1經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的基本步驟 （1）收集分析國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有同類(lèi)設(shè)備的相關(guān)資料，使所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)合理滿足設(shè)計(jì)要求。 （2）控制線路設(shè)計(jì)，一般的機(jī)床

13、控制線路設(shè)計(jì)包括主電路，控制電路和輔助電路的設(shè)計(jì)。 首先進(jìn)行主電路設(shè)計(jì)：主要是考慮從電源到執(zhí)行元件（例如電動(dòng)機(jī)）之間的線路設(shè)計(jì)。然后進(jìn)行控制線路設(shè)計(jì)：主要考慮如何滿足電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)動(dòng)功能及生產(chǎn)工藝要求，包括實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程自動(dòng)化或半自動(dòng)化的控制等，也就是完成正確地“選擇”和有機(jī)地“組合”的任務(wù)；最后考慮如何完善整個(gè)控制電路的設(shè)計(jì)，各種保護(hù)，聯(lián)瑣以及信號(hào)，照明等輔助電路的設(shè)計(jì)。（3）全面檢查所設(shè)計(jì)電路，有條件時(shí)，可以進(jìn)行模擬試驗(yàn)，以進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)。4.1.2經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的基本特點(diǎn)（1）設(shè)計(jì)過(guò)程是逐步完善的，一般不易獲得最佳的設(shè)計(jì)方案。但該方法簡(jiǎn)單易行，應(yīng)用很廣。（2）需反復(fù)修改，這樣會(huì)影響設(shè)計(jì)速度。（

14、3）需要一定的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中往往會(huì)因考慮不周而影響電路的可靠性。（4）一般需要進(jìn)行模擬試驗(yàn)。 4.1.3邏輯設(shè)計(jì)法的基本概念 邏輯設(shè)計(jì)法，主要是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求（工作循環(huán)，液壓系統(tǒng)圖等），將控制線路中的接觸器，繼電器線圈的通電與斷電，觸點(diǎn)的閉合與斷開(kāi)，以及主令元件的接通和斷開(kāi)等看成邏輯變量，并將這些邏輯變量關(guān)系表示為邏輯函數(shù)的關(guān)系式，再運(yùn)用邏輯函數(shù)基本公式和運(yùn)算規(guī)律，對(duì)邏輯函數(shù)式進(jìn)行簡(jiǎn)化，然后根據(jù)簡(jiǎn)化的邏輯函數(shù)式畫(huà)出相應(yīng)的線路原理圖，最后再進(jìn)一步檢查，化簡(jiǎn)和完善，以期獲得既滿足工藝要求，又經(jīng)濟(jì)合理的最佳設(shè)計(jì)方案。 4.1.4邏輯設(shè)計(jì)法的一般步驟（1）按工藝要求作出工作循環(huán)圖。（2）確定執(zhí)行元件

15、與檢測(cè)元件，并作出執(zhí)行元件節(jié)拍表和檢測(cè)元件狀態(tài)表。（3）根據(jù)檢測(cè)元件狀態(tài)表寫(xiě)出各程序的特征數(shù)，并確定分組，設(shè)置中間記憶元件，各分組所有程序能區(qū)分開(kāi)。（4）列寫(xiě)中間記憶元件開(kāi)關(guān)函數(shù)及其執(zhí)行元件動(dòng)作邏輯函數(shù)表達(dá)式，并畫(huà)出相應(yīng)的電路圖。（5）對(duì)按邏輯函數(shù)表達(dá)式畫(huà)出的控制邏輯電路圖進(jìn)行檢查，化簡(jiǎn)和完善。 邏輯設(shè)計(jì)法與經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法相比，采用邏輯設(shè)計(jì)的電路較為合理，能節(jié)省所用元件的數(shù)量，能獲得某種邏輯功能的最簡(jiǎn)電路，但是邏輯設(shè)計(jì)法整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程較為復(fù)雜，對(duì)于一些復(fù)雜的控制要求，還必須設(shè)計(jì)許多新的條件，同時(shí)對(duì)電路競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題也較難處理。因此，在一般的電器控制線路設(shè)計(jì)中，邏輯設(shè)計(jì)法僅為經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的輔助和補(bǔ)充。4.2.

16、繼電器接觸器控制線路4.2.1平面磨床控制電路圖通過(guò)上面的分析，對(duì)于線路的設(shè)計(jì)我們采用的是經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。其控制線路設(shè)計(jì)圖4.1圖 4.1 M7130型平面磨床電氣控制電路 圖4.1為M7130平面磨床電氣控制電路圖。其電氣設(shè)備安裝在床身后部的壁盒內(nèi)，控制按鈕安裝在床身左前部的電氣操縱盒上。 圖4.1中M1為砂輪電動(dòng)機(jī)，M2為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，都由KM1的主觸點(diǎn)控制，再經(jīng)X1插銷(xiāo)向M2實(shí)現(xiàn)單獨(dú)判斷控制供電。M3為液壓泵電動(dòng)機(jī)，由KM2的主觸點(diǎn)控制。4.2.2控制電路合上電源開(kāi)關(guān)QS，若轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1處于工作位置，當(dāng)電源電壓正常時(shí)，欠電流繼電器KA觸點(diǎn)（3-4）接通，若SA1處于去磁位置，SA1（3-4

17、）接通，便可進(jìn)行操作。（1）砂輪電動(dòng)機(jī)M1的控制。啟動(dòng)過(guò)程為：按下SB1，SB1（4-5）接通KM1吸合M1啟動(dòng)；停止過(guò)程為：按下SB2，SB2（5-6）+KM1-M1-停止。（2）冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的控制。M2由于通過(guò)插座X1與KM1主觸點(diǎn)相連，因此M2與砂輪電動(dòng)機(jī)M1聯(lián)鎖控制，都由SB1和SB2操作。若運(yùn)行中M1或M2過(guò)載，觸點(diǎn)FR1（1-2）-動(dòng)作，F(xiàn)R1起保護(hù)作用。（3）液壓泵電動(dòng)機(jī)M3的控制。啟動(dòng)過(guò)程為：按下SB3，SB3（4-8）+KM2M3+啟動(dòng)；停止過(guò)程為：按下SB4，SB4（8-9）+KM2-M3-停止。過(guò)載時(shí)：FR2（2-3）-KM2-M3-停止，F(xiàn)R2起保護(hù)作用。4.2.3

18、電磁吸盤(pán)控制電路（1）電磁吸盤(pán)結(jié)構(gòu)原理。電磁吸盤(pán)與機(jī)械夾緊裝置相比，具有夾緊迅速，不損傷工件，工作效率高，能同時(shí)吸持多個(gè)小工件，加工過(guò)程中工件發(fā)熱可以自由伸延，加工精度高等優(yōu)點(diǎn)。但也有夾緊力不如機(jī)械夾得緊，調(diào)節(jié)不便，需用直流電源供電，不能吸持非磁性材料工件等缺點(diǎn)。（2）電磁吸盤(pán)控制電路。它由整流裝置、控制裝置及保護(hù)裝置等部分組成。如圖2所示，電磁吸盤(pán)整流裝置由整流變壓器T2與橋式全波整流器VC組成，輸出110V直流電壓對(duì)電磁吸盤(pán)供電。電磁吸盤(pán)集中由SA1控制。SA1的位置及觸點(diǎn)閉合情況為：充磁：觸點(diǎn)14-16、15-17接通，電流通路為：15-17-KA-19-YH-16-14。斷電：所有觸點(diǎn)

19、都斷開(kāi)。退磁：觸點(diǎn)14-18、15-16、3-4（調(diào)整）接通，通路為：15-16-YH-19KAR2-18-14。當(dāng)SA1置于“充磁”位置時(shí)，電磁吸盤(pán)YH獲得110 V直流電壓，其極性19號(hào)線為正極，16號(hào)線為負(fù)極，同時(shí)欠電流繼電器KA與YH串聯(lián)，若吸盤(pán)電流足夠大，則KA動(dòng)作，KA（3-4）+反映電磁吸盤(pán)吸力足以將工件吸牢，這時(shí)可分別操作按鈕SB1與SB3，啟動(dòng)M1與M3，進(jìn)行磨削加工。當(dāng)加工完成時(shí)按下停止按鈕SB2與SB4，電動(dòng)機(jī)M1，M2與M3停止旋轉(zhuǎn)為便于從吸盤(pán)上取下工件，需對(duì)工件進(jìn)行退磁，其方法是將開(kāi)關(guān)SA1扳至“退磁”位置。當(dāng)SA1扳至“退磁”位置時(shí)，電磁吸盤(pán)中通入反向電流，并在電路

20、中串入可變電阻R2，用以調(diào)節(jié)、限制反向去磁電流大小，達(dá)到既退磁又不致反向磁化的目的。退磁結(jié)束將SA1撥到“斷電”位置，即可取下工件。若工件對(duì)去磁要求嚴(yán)格，在取下工件后，還要用交流去磁器進(jìn)行處理。交流去磁器是平面磨床的一個(gè)附件，使用時(shí)，將交流去磁器插頭插在床身的插座X2上，再將工件放在去磁器上適當(dāng)?shù)貋?lái)回移動(dòng)即可去磁。4.2.4保護(hù)及其他環(huán)節(jié)（1）電磁吸盤(pán)的欠電流保護(hù)。為了防止平面磨床在磨削過(guò)程中出現(xiàn)斷電事故或吸盤(pán)電流減小，致使電磁吸盤(pán)失去吸力或吸力減小，造成工件飛出，引起工件損壞或人身事故，故在電磁吸盤(pán)線圈電路中串入欠電流繼電器KA，只有當(dāng)直流電壓符合要求，吸盤(pán)具有足夠吸力時(shí)，KA才能吸合，KA

21、（3-4）觸點(diǎn)接通，為啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)做準(zhǔn)備。否則不能開(kāi)動(dòng)磨床進(jìn)行加工。若已在磨削加工中，則KA因電流過(guò)小而釋放，觸點(diǎn)KA（3-4）-斷開(kāi)，使得KM1-, KM2-, M1-停止，避免事故發(fā)生。（2）電磁吸盤(pán)線圈YH的過(guò)電壓保護(hù)。電磁吸盤(pán)線圈匝數(shù)多，電感大，通電工作時(shí)存儲(chǔ)大量磁場(chǎng)能量。當(dāng)線圈斷電時(shí)在線圈兩端將產(chǎn)生高電壓，可能使線圈絕緣及其他電氣設(shè)備損壞。為此，該機(jī)床在線圈兩端并聯(lián)了電阻R3作為放電電阻。（3）電磁吸盤(pán)的短路保護(hù)。在整流變壓器T2的二次側(cè)或整流裝置輸出端裝有熔斷器作短路保護(hù)。（4）其他保護(hù)。在整流裝置中還設(shè)有RC串聯(lián)支路并聯(lián)在T2二次側(cè)，用以吸收交流電路產(chǎn)生過(guò)電壓和直流側(cè)電路通斷時(shí)在T

22、2二次側(cè)產(chǎn)生浪涌電壓，實(shí)現(xiàn)整流裝置過(guò)電壓保護(hù)。FU1對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行短路保護(hù)，F(xiàn)R1對(duì)M1進(jìn)行過(guò)載保護(hù)，F(xiàn)R2對(duì)M3進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。（5）照明電路。由照明變壓器T1將380 V降為24V，并由開(kāi)關(guān)SA2控制照明燈EL。在T1一次側(cè)裝有熔斷器FU3作短路保護(hù)。五、電器元件的選用5.1電氣元件選擇的原則在設(shè)備電氣控制線路中，為了滿足生產(chǎn)工藝及電力拖動(dòng)的需要，電動(dòng)機(jī)要經(jīng)常地起動(dòng)、制動(dòng)、改變運(yùn)動(dòng)方向、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速；當(dāng)電路發(fā)生過(guò)載、短路、欠壓或失壓等情況時(shí)，控制電路的保護(hù)環(huán)節(jié)還應(yīng)當(dāng)自動(dòng)切斷電路，保護(hù)線路和設(shè)備。所有這些要求都需要借助于電器來(lái)完成。由于各類(lèi)電器在設(shè)備電氣控制系統(tǒng)中所處的位置和所起的作用不同，其因此選

23、用的方法也不盡相同。生產(chǎn)機(jī)械常用低壓電器的選擇，主要依據(jù)是電器產(chǎn)品目錄上的各項(xiàng)指標(biāo)或數(shù)據(jù)。正確合理地選擇低壓電器是電氣系統(tǒng)安全運(yùn)行、可靠工作的保證。對(duì)于電氣元件的選擇，在選擇時(shí)我們應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）根據(jù)對(duì)控制元件功能的要求，確定電氣元件功能的要求，確定電氣元件類(lèi)型。如繼電器與接觸器，當(dāng)元件用于通，斷功率較大的主電路時(shí)，應(yīng)選擇交流接觸器；若元件用于切換功率較小的電路（如控制電路）時(shí)，則應(yīng)選擇中間繼電器；若伴有延時(shí)要求時(shí)，則應(yīng)選用時(shí)間繼電器。（2）根據(jù)電氣控制的電壓，電流及功率的大小來(lái)確定元件的規(guī)格，滿足元器件的負(fù)載能力及使用壽命。（3）掌握元器件預(yù)期的工作環(huán)境及供應(yīng)情況，如防油，防塵，貨源等

24、。（4）為了保證一定的可靠性，采用相應(yīng)的降額系數(shù)，并進(jìn)行一些必要的技術(shù)和校核。5.2按鈕、組合開(kāi)關(guān)的選用5.2.1按鈕 按鈕通常是用來(lái)短時(shí)間接通或斷開(kāi)小電流控制電路的開(kāi)關(guān)。目前按鈕在結(jié)構(gòu)上有多種形式：旋鈕式手動(dòng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行操作；指示燈按鈕內(nèi)裝入了信號(hào)指示燈；緊急式裝有蘑菇形式旋帽，用于緊急操作；等等。一般來(lái)說(shuō)，停止按鈕采用紅色。按鈕主要根據(jù)所需要的觸點(diǎn)數(shù)，使用場(chǎng)合及顏色來(lái)選擇。在這里選用四個(gè)控制按鈕SB1、SB2、SB3、SB4，兩個(gè)黑色兩個(gè)紅色，選用LA10-1。5.2.2組合開(kāi)關(guān)組合開(kāi)關(guān)主要是作為電源引入開(kāi)關(guān)，所以也稱(chēng)電源隔離開(kāi)關(guān)。它可以啟停5KW以下的異步電動(dòng)機(jī)，但每小時(shí)的接通次數(shù)不宜超過(guò)1

25、0次，開(kāi)關(guān)的額定電流一般取電動(dòng)機(jī)額定電流的1.52.5倍。組合開(kāi)關(guān)主要根據(jù)電源種類(lèi)，電壓等級(jí)，所需觸點(diǎn)數(shù)及電動(dòng)機(jī)容量進(jìn)行選用。常用的組合開(kāi)關(guān)為HZ-10系列，額定電流10A，25A，60A和100A四種，適用于交流電壓380V以下，支流電壓220V以下的電氣設(shè)備中。組合開(kāi)關(guān)Q，選用HZ1-25/3，為三極，額定電壓380V，額定電流25A。選擇開(kāi)關(guān)SA1,SA2,選用HZ1-2/3，為三極，額定電壓380V，額定電流2A。5.3接觸器的選用選擇接觸器主要依據(jù)以下數(shù)據(jù)：電源種類(lèi)（直流或交流）；主觸點(diǎn)額定電流；輔助觸點(diǎn)的種類(lèi)、數(shù)量和觸點(diǎn)的額定電流；電磁線圈的電源種類(lèi)、頻率和額定電壓；額定操作頻率等

26、。機(jī)床用的最多的是交流接觸器。交流接觸器的選擇主要考慮主觸點(diǎn)的額定電流、額定電壓、線圈電壓等。交流接觸器主觸點(diǎn)的額定電壓一般按高于線路額定電壓來(lái)確定。根據(jù)控制回路的電壓決定接觸器的線圈電壓。為保證安全，一般接觸器吸引線圈選擇較低的電壓。但如果在控制線路比較簡(jiǎn)單的情況下，為了省去變壓器，可選用380V電壓。值得注意的是，接觸器產(chǎn)品系列是按使用類(lèi) 別設(shè)計(jì)的，所以要根據(jù)接觸器負(fù)擔(dān)的工作任務(wù)來(lái)選用相應(yīng)的產(chǎn)品系列。接觸器輔助觸點(diǎn)的數(shù)量、種類(lèi)滿足線路的需要。這里有交流接觸器KM1，選用CJ10-40，額定電流40A, 線圈電壓127V,交流中間接觸器KM2，選用CJ10-5，額定電流5A, 線圈電壓127

27、V.5.4熱繼電器的選擇熱繼電器的選擇應(yīng)按電動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境、起動(dòng)情況、負(fù)載性質(zhì)等因素來(lái)考慮。一方面要充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力，另一方面，對(duì)電動(dòng)機(jī)在短時(shí)過(guò)載與起動(dòng)瞬間不受影響。熱繼電器結(jié)構(gòu)形式的選擇。星形連接的電動(dòng)機(jī)可以選擇兩相或三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，三角形連接的電動(dòng)機(jī)應(yīng)當(dāng)選擇帶斷相保護(hù)裝置的三相結(jié)構(gòu)熱繼電器。常用的熱繼電器有JRl、JR2，JR0，JRl6等系列。JRl6B系列雙金屬片式熱繼電器，它電流整定范圍廣，并有溫度補(bǔ)償裝置，適用于長(zhǎng)期工作或間歇工作的交流電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)，而且具有斷相運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù)裝置。JRl6B是由JR0改進(jìn)而來(lái)的。該系列產(chǎn)品用來(lái)代替JR0的三極和帶斷相保護(hù)的熱繼電器。 熱元

28、件選好后，還需根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流來(lái)調(diào)整它的整定值。電動(dòng)機(jī)M1、M2額定電流22.23A，F(xiàn)R1應(yīng)選用JR040型熱繼電器，熱元件電流為25A，整定電流調(diào)節(jié)范圍為1625A。，工作時(shí)將額定電流調(diào)整為22.23A。同理，F(xiàn)R2應(yīng)選用JR1010型熱繼電器，選用l號(hào)元件，整定電流凋節(jié)范圍是0.400.64A，整定在0.43A。5.5熔斷器的選擇熔斷器是對(duì)電氣設(shè)備的電流起過(guò)載延時(shí)和短路瞬時(shí)保護(hù)作用。熔斷器的種類(lèi)很多，其結(jié)構(gòu)也不同，主要有插入式、螺旋式、填料封閉管式等。機(jī)床電氣線路中常用的是RLl系列，熔斷器的主要元件是熔斷體(熔絲或熔片）。每一種電流等級(jí)的熔斷器都可選配多種不同電流的熔體。如RL1-

29、100型有60、80、100A三種熔體電流等級(jí)。選擇熔斷器，實(shí)際上主要是選擇種類(lèi)、額定電壓，熔斷器額定電流等級(jí)及熔體的額定電流。而熔斷體電流是選擇熔斷器的關(guān)鍵，熔體的選擇又與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)。熔斷器RU1、RU2、RU3、RU4。RU1是對(duì)M1、M2兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)保護(hù)的熔斷器，其熔體電流是 ,熔斷器FU1選用3個(gè)RL1-60,額定電壓500V,熔體額定電流50A ；RU2選2個(gè)RL1-15，額定電壓500V，熔斷電流4A；RU3選1個(gè)RL1-15，熔斷電流2A，RU4選1個(gè)RL1-15，熔斷電流10A。5.6控制變壓器的選擇當(dāng)機(jī)床的控制電器較多，線路又比較復(fù)雜時(shí)，最好采用經(jīng)變壓器降壓的控制電源，以提高

30、工作的可靠性。照明燈變壓器的選擇 : 電磁吸盤(pán)變壓器的選擇：電磁吸盤(pán)可選用BK-100型變壓器或BK-150型變壓器，電壓等級(jí)：380V/127-36-6.3V；照明燈可選用BK-25型變壓器，電壓等級(jí)380V/36-24-6.3。根據(jù)以上步驟及參考資料的查找，制定了本課程設(shè)計(jì)中繼電器元件表5.1表5.1 平面磨床電氣元件表符號(hào)名稱(chēng)型號(hào)規(guī)格數(shù)量M1砂輪電動(dòng)機(jī)Y160M-211KW 380V 2930r/min1M2冷卻泵電動(dòng)機(jī)JCB-220.125KW380V2790 r/min1M3液壓泵電動(dòng)機(jī)JO2-21-41.1KW380V 1410 r/min1SA1、SA2選擇開(kāi)關(guān)HZ1-2/3三極

31、 380V 2A2Q組合開(kāi)關(guān)HZ1-25/3三極 380V 25A1KM1交流接觸器CJ10-4040A 線圈電壓380V1KM2交流接觸器CJ10-55A 線圈電壓380V1KA交流中間繼電器JZ7-44線圈電壓110V1FU1熔斷器RL1-60500V 熔體50A3FU2熔斷器RL1-15500V 熔體4A2FU3 熔斷器RL1-15500V 熔體2A1FU4熔斷器RL1-15500V 熔體2A1FR1熱繼電器JR0-40額定電流25A 整定電流22.23A1FR2熱繼電器JR10-10熱元件1號(hào)，整定電流0.43A1T1 吸盤(pán)控制變壓器BK-100380V/127-36-6.3V1T2照

32、明燈變壓器BK-25380/36-24-6.31HL照明燈DGY9/24L24V1SB3 SB4控制按鈕LA10-1紅色2SB1 SB2控制按鈕LA10-1黑色2六、可編程控制器PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)6.1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(pán)使用的110V直流電，還有一個(gè)是照明使用的24V交流電壓，這樣也將PL

33、C的輸出口分為三組連接點(diǎn)。用PLC設(shè)計(jì)M7130平面磨床控制線路時(shí)，照明燈用開(kāi)關(guān)SA控制，欠電流繼電器KA作為輸入信號(hào)，“退磁”轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1用按鈕來(lái)替代。接插器Xl用接觸器KM3來(lái)替代。并用兩個(gè)按鈕來(lái)控制冷卻泵的啟動(dòng)與停止。經(jīng)過(guò)PLC改造后的M7130平面磨床，對(duì)PLC的最低要求11個(gè)輸入點(diǎn)和4個(gè)輸出點(diǎn)。考慮要有一定的余量及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6.1所示:表6.1 I/0(輸入/輸出)地址分配表輸入（INPUT)輸出（OUTPUT)功能電路元件PLC地址功能電路元件PLC地址砂輪啟動(dòng)按鈕SB1X1砂輪電動(dòng)

34、機(jī)M1控制KM1Y0砂輪停止按鈕SB2X2液壓泵電動(dòng)機(jī)M3控制KM2Y1液壓泵啟動(dòng)按鈕SB3X3冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2控制KM3Y2液壓泵停止按鈕SB4X4照明燈ELY3冷卻泵啟動(dòng)按鈕SB5X5冷卻泵停止按鈕SB6X6熱繼電器FR1 FR2X7退磁開(kāi)關(guān)SA1X10機(jī)床燈開(kāi)關(guān)SA2X11總開(kāi)關(guān)SB7X12欠電流繼電器KA輸入KAX06.2 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）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。（2)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。（3)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圖。經(jīng)PLC改造的M7l30平面磨床電氣控制線路的I/0接線如圖6.1所示。 圖6.1 M7l30平面磨床電氣控制線路的I/0接線圖（4）軟件編制 根據(jù)分析進(jìn)行梯形圖的繪制 圖6.2 M7l30平面磨床電氣控制線路的梯形圖 梯形圖轉(zhuǎn)化為指令表圖6.3 M7l30平面磨床電氣控制線路的指令表七、設(shè)計(jì)總結(jié)為期一周的機(jī)電控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)終于要告一段落