《機(jī)電傳動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)》題目2

《機(jī)電傳動(dòng)控制》課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：搖臂鉆床電氣控制設(shè)計(jì)院（系）：機(jī)電與自動(dòng)化學(xué)院專業(yè)班級：學(xué)生姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：2013年12月29日至2014年1月4日華中科技大學(xué)武昌分校課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目搖臂鉆床電氣控制設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)主要內(nèi)容搖臂鉆床由主軸電動(dòng)機(jī)M1、升降電動(dòng)機(jī)M2、夾緊油泵電動(dòng)機(jī)M3、冷卻泵電動(dòng)機(jī)M4驅(qū)動(dòng)相應(yīng)機(jī)械部件實(shí)現(xiàn)工件鉆削加工。1、控制要求：（1）主軸電動(dòng)機(jī)M1：=1\*GB3①正反轉(zhuǎn)控制：手動(dòng)控制；=2\*GB3②正反轉(zhuǎn)停止制動(dòng)。（2）搖臂升降電動(dòng)機(jī)M2和夾緊電動(dòng)機(jī)M3：=1\*GB3①關(guān)聯(lián)控制：按下?lián)u臂升/降按鈕，根據(jù)“立柱松開延時(shí)--松開到位—搖臂升降移動(dòng)—移動(dòng)到位（限位）—升降停止—立柱夾緊延時(shí)—夾緊到位—松緊停止”流程完成搖臂的升降點(diǎn)動(dòng)控制。（M2正轉(zhuǎn)，搖臂升，M2反轉(zhuǎn)，搖臂降；M3正轉(zhuǎn)，立柱松開；M3反轉(zhuǎn)，立柱夾緊)；=2\*GB3②搖臂松緊可獨(dú)立點(diǎn)動(dòng)控制。（3）冷卻泵電動(dòng)機(jī)M4：啟?？刂?。2、保護(hù)要求：（1）短路保護(hù)：主軸電動(dòng)機(jī)M1、升降電動(dòng)機(jī)M2、夾緊油泵電動(dòng)機(jī)M3、冷卻泵電動(dòng)機(jī)M4、控電路（2）長期過載保護(hù)：主軸電動(dòng)機(jī)M1、夾緊油泵電動(dòng)機(jī)M3（3）控電路隔離保護(hù)：控電路的電源隔離TC1三、原始資料圖1搖臂鉆床圖片圖2搖臂鉆床機(jī)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)分析示意圖搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺交流異步電動(dòng)機(jī)M1拖動(dòng)，主軸的正反轉(zhuǎn)；主軸的調(diào)速通過三相異步電動(dòng)機(jī)和變速箱來實(shí)現(xiàn)。搖臂鉆床除了主軸的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)外，還有搖臂的上升、下降及立柱的夾緊和放松。搖臂的上升、下降由一臺交流異步電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)，立柱的夾緊放松由另一臺交流電動(dòng)機(jī)M3拖動(dòng)一臺齒輪泵，供給夾緊裝置所需要的壓力油；冷卻使用冷卻泵電動(dòng)機(jī)M4；搖臂的回轉(zhuǎn)和主軸箱的徑向移動(dòng)通常采用手動(dòng)。四、要求的設(shè)計(jì)成果1、基本要求：（1）根據(jù)控制要求，設(shè)計(jì)主電路及控制電路，實(shí)現(xiàn)電路及設(shè)備的保護(hù)，選定所需的電氣元件，完成電器元件明細(xì)表；（2）編寫搖臂鉆床的電氣原理設(shè)計(jì)說明書。（3）電氣原理圖繪制在A3圖紙上。2、備選要求：本課程設(shè)計(jì)可根據(jù)學(xué)生對《機(jī)電傳動(dòng)控制》課堂教學(xué)所掌握知識點(diǎn)的實(shí)際情況，制定控制方案，從而形成難易程度不同的控制方法。以下是控制方案的備選表。注意：基本要求學(xué)生必須完成，備選要求不對所有學(xué)生作嚴(yán)格要求，學(xué)有余力的學(xué)生可以在基本要求完成的前提下，選擇備選要求。一般來說，控制方案越高級和越復(fù)雜，考查評價(jià)就越高。表1控制方案備選表序號正反轉(zhuǎn)控制制動(dòng)方式點(diǎn)動(dòng)控制順序及關(guān)聯(lián)控制1手動(dòng)（電動(dòng)機(jī)單向）手動(dòng)制動(dòng)點(diǎn)動(dòng)控制1兩臺或三臺電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、停止的先后關(guān)聯(lián)2SA開關(guān)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)電磁離合器點(diǎn)動(dòng)控制23電器互鎖正反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)點(diǎn)動(dòng)控制34機(jī)械加電器互鎖正反轉(zhuǎn)能耗制動(dòng)點(diǎn)動(dòng)控制4五、進(jìn)程安排表2進(jìn)度安排及學(xué)時(shí)分配表序號課程設(shè)計(jì)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配備注1課程設(shè)計(jì)概論；下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)；分組、準(zhǔn)備資料工具等0.5天2根據(jù)任務(wù)的控制要求進(jìn)行方案構(gòu)思，初選方案，繪制控制原理圖并與指導(dǎo)教師討論，方案定稿。0.5天3完成電路圖及程序設(shè)計(jì)，對編制好的電路圖交給老師檢查，并按照老師要求修改。2.5天4撰寫課程設(shè)計(jì)說明書0.5天5答辯及驗(yàn)收課程設(shè)計(jì)1天合計(jì)5天六、主要參考資料[1]程憲平．機(jī)電傳動(dòng)與控制（第三版）．武漢:華中科技大學(xué)出版社，2011[2]鄧星鐘．機(jī)電傳動(dòng)控制（第四版）．武漢：華中科技大學(xué)出版社，2007[3]郝用興．機(jī)電傳動(dòng)控制．武漢：華中科技大學(xué)出版社，2010[4]尹志強(qiáng)．機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007[5]石祥鐘．機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009指導(dǎo)教師（簽名）：20年月日目錄TOC\o"1-3"\h\u74761.課程設(shè)計(jì)目的 課程設(shè)計(jì)目的（1）培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)所學(xué)的機(jī)械和電氣知識的綜合運(yùn)用能力；（2）掌握分析機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及原理的能力；（3）培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的基本電氣原理圖的能力；（4）培養(yǎng)編寫設(shè)計(jì)說明書和操作說明書的能力。課程設(shè)計(jì)題目描述和要求題目描述搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺交流異步電動(dòng)機(jī)M1拖動(dòng)，主軸的正反轉(zhuǎn)；主軸的調(diào)速通過三相異步電動(dòng)機(jī)和變速箱來實(shí)現(xiàn)。搖臂鉆床除了主軸的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)外，還有搖臂的上升、下降及立柱的夾緊和放松。搖臂的上升、下降由一臺交流異步電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)，立柱的夾緊放松由另一臺交流電動(dòng)機(jī)M3拖動(dòng)一臺齒輪泵，供給夾緊裝置所需要的壓力油；冷卻使用冷卻泵電動(dòng)機(jī)M4；搖臂的回轉(zhuǎn)和主軸箱的徑向移動(dòng)通常采用手動(dòng)。要求根據(jù)控制要求，設(shè)計(jì)主電路及控制電路，實(shí)現(xiàn)電路及設(shè)備的保護(hù)，選定所需的電氣元件，完成電器元件明細(xì)表；（2）編寫搖臂鉆床的電氣原理設(shè)計(jì)說明書；（3）電氣原理圖繪制在A3圖紙上。課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容搖臂鉆床由主軸電動(dòng)機(jī)M1、升降電動(dòng)機(jī)M2、夾緊油泵電動(dòng)機(jī)M3、冷卻泵電動(dòng)機(jī)M4驅(qū)動(dòng)相應(yīng)機(jī)械部件實(shí)現(xiàn)工件鉆削加工。任務(wù)分析控制要求：（1）主軸電動(dòng)機(jī)M1：=1\*GB3①正反轉(zhuǎn)控制：手動(dòng)控制；=2\*GB3②正反轉(zhuǎn)停止制動(dòng)。（2）搖臂升降電動(dòng)機(jī)M2和夾緊電動(dòng)機(jī)M3：=1\*GB3①關(guān)聯(lián)控制：按下?lián)u臂升/降按鈕，根據(jù)“立柱松開延時(shí)--松開到位—搖臂升降移動(dòng)—移動(dòng)到位（限位）—升降停止—立柱夾緊延時(shí)—夾緊到位—松緊停止”流程完成搖臂的升降點(diǎn)動(dòng)控制。（M2正轉(zhuǎn)，搖臂升，M2反轉(zhuǎn)，搖臂降；M3正轉(zhuǎn)，立柱松開；M3反轉(zhuǎn)，立柱夾緊)；=2\*GB3②搖臂松緊可獨(dú)立點(diǎn)動(dòng)控制。冷卻泵電動(dòng)機(jī)M4：啟停控制。保護(hù)要求：（1）短路保護(hù)：主軸電動(dòng)機(jī)M1、升降電動(dòng)機(jī)M2、夾緊油泵電動(dòng)機(jī)M3、冷卻泵電動(dòng)機(jī)M4、控電路（2）長期過載保護(hù)：主軸電動(dòng)機(jī)M1、夾緊油泵電動(dòng)機(jī)M3（3）控電路隔離保護(hù)：控電路的電源隔離TC1控制方案確定主軸電動(dòng)機(jī)通過反接制動(dòng)的方法去控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到達(dá)一定速度后，速度繼電器自動(dòng)閉合，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，通過這樣來制動(dòng)制動(dòng)；搖臂升降電動(dòng)機(jī)M2和夾緊電動(dòng)機(jī)M3通過順序控制的方法來實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)控制，再通過外接一按鈕開關(guān)來實(shí)現(xiàn)搖臂松緊的電動(dòng)控制；通過兩按鈕開關(guān)來控制冷卻泵電動(dòng)機(jī)M4的啟?？刂?。主電路圖和控電路圖的擬定及定稿1.開始KM2和KM3閉合，按下總停止按鈕SB1后，KM2和KM3斷開，KM2閉合，電動(dòng)機(jī)反向串阻R，其中有KS2的速度繼電器調(diào)節(jié)M1的反向速度。2.開始KM1和KM3閉合，按下總停止按鈕SB2后，KM1和KM3斷開，KM1閉合，電動(dòng)機(jī)反向串阻R。制動(dòng)過程中，如果正向速度快，KS1速度繼電器保持閉合，若速度很慢，則斷開，從而使KM2斷開，停止反轉(zhuǎn)制動(dòng)，否則會開始反轉(zhuǎn)。元件清單及開關(guān)面板設(shè)計(jì)元件清單電器代號名稱和用途數(shù)量M1主軸電動(dòng)機(jī)；帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)1M2搖臂升降電動(dòng)機(jī)；帶動(dòng)搖臂的升降1M3夾緊電動(dòng)機(jī)；控制立柱的松緊1M4冷卻泵電動(dòng)機(jī)；提供冷卻液1QF1自動(dòng)開關(guān)；短路保護(hù)5QF2自動(dòng)開關(guān)；短路保護(hù)QF3自動(dòng)開關(guān)；短路保護(hù)QF4自動(dòng)開關(guān)；短路保護(hù)QF5自動(dòng)開關(guān)；短路保護(hù)TC1控制變壓器；將380V的電壓降到220V1KM1接觸器；控制主軸電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)9KM2接觸器；控制主軸電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)KM3接觸器；控制主軸電動(dòng)機(jī)的開啟KM4接觸器；控制搖臂升降電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)KM5接觸器；控制搖臂升降電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)KM6接觸器；控制夾緊電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)KM7接觸器；控制夾緊電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)KM8接觸器；控制夾緊電動(dòng)機(jī)的開啟KM9接觸器；控制冷卻泵的開啟KA1中間繼電器；輔助作用2KA2中間繼電器；輔助作用KT1時(shí)間繼電器；控制松開延時(shí)2KT2時(shí)間繼電器；控制夾緊延時(shí)KS1速度繼電器；控制正轉(zhuǎn)速度2KS2速度繼電器；控制反轉(zhuǎn)速度FR1延時(shí)動(dòng)作限流保護(hù)器件；給主軸電動(dòng)機(jī)長期過載保護(hù)2FR2延時(shí)動(dòng)作限流保護(hù)器件；給夾緊電動(dòng)機(jī)長期過載保護(hù)FU熔斷保險(xiǎn)期；短路保護(hù)1R電阻；限流1SQ1位置開關(guān)；控制位置2SQ2位置開關(guān)；控制位置SB1按鈕開關(guān)；閉和斷開控制9SB2按鈕開關(guān)；閉和斷開控制SB3按鈕開關(guān)；閉和斷開控制SB4按鈕開關(guān)；閉和斷開控制SB5按鈕開關(guān)；閉和斷開控制SB6按鈕開關(guān)；閉和斷開控制SB7按鈕開關(guān)；閉和斷開控制SB8按鈕開關(guān)；閉和斷開控制SB9按鈕開關(guān)；閉和斷開控制開關(guān)面板設(shè)計(jì)QF1QF1整條線路的電源QF2QF2主軸電動(dòng)機(jī)的電源QF3QF3搖臂升降電動(dòng)機(jī)的電源QF4QF4夾緊電動(dòng)機(jī)的電源QF5QF5冷卻泵電動(dòng)機(jī)的電源SB1SB1主軸電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)SB2SB2主軸電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)SB3SB3搖臂升降電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)SB4SB4搖臂升降電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)SB5SB5夾緊電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)SB6SB6夾緊電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)SB7SB7冷卻泵電動(dòng)機(jī)的停止SB8SB8冷卻泵電動(dòng)機(jī)的開啟SB9SB9控制面板電源操作說明QF1:控制整條線路的電源；QF2:控制主軸電動(dòng)機(jī)的電源；QF3控制搖臂升降電動(dòng)機(jī)的電源；QF4：控制夾緊電動(dòng)機(jī)的電源；QF5：控制冷卻泵電動(dòng)機(jī)的電源；SB1：控制主軸電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)；SB2：控制主軸電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)；SB3：控制搖臂升降電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)；SB4：控制搖臂升降電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)；SB5：控制夾緊電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)；SB6：控制夾緊電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)；SB7：控制冷卻泵電動(dòng)機(jī)的停止；SB8：控制冷卻泵電動(dòng)機(jī)的開啟；SB9：控制控制面板電源。總結(jié)通過本次課程設(shè)計(jì)我學(xué)到了很多東西，熟悉了課堂上所學(xué)的基本內(nèi)容，通過不斷的調(diào)查資料，對機(jī)電傳動(dòng)與控制這門課有了更深的了解，從中明白了什么是反接制動(dòng)，什么是順序控制等等，感謝學(xué)院開設(shè)了這門課程設(shè)計(jì)，最后感謝吳老師的耐心教導(dǎo)讓我學(xué)到了很多