萬能臥式銑床電氣控制系統(tǒng)設計

1、題 目：萬能臥式銑床電氣控制系統(tǒng)設計班 級：姓 名：專 業(yè)：機械工程及自動化課程名稱：機電傳動控制課程設計指導老師：目 錄第1章 課程設計目的 3 第2章 課程設計主要內(nèi)容 3第3章 課程設計題目描述與要求 4第4章 萬能臥式銑床電氣控制系統(tǒng)設計 4第5章 課程設計總結(jié) 14附錄一 萬能銑床電氣原理圖 15附錄二 萬能銑床零件清單 16附錄三 萬能銑床接線圖 17附圖四 萬能銑床控制面板 18第1章 課程設計目的1.1 具備機械、電氣知識的綜合運用能力；1.2 具備分析機電傳動控制系統(tǒng)的組成及原理的能力；1.3具備設計機電傳動控制系統(tǒng)的基本電氣原理圖的能力；1.4具備編寫設計說明書、操作說明書

2、能力。第2章 課程設計主要內(nèi)容2.1分析對象： 熟悉被控對象的組成、電力拖動的要求及控制的具體要求。2.2電路圖設計：根據(jù)任務要求，設計主電路及其保護電路，根據(jù)任務的控制關(guān)系設計控電路及其保護電路，設計開關(guān)面板圖，選定所需的電氣元件，列出清單，修改圖紙，定稿。2.3撰寫說明書：編寫電氣原理說明書和操作說明書。2.4課程設計總結(jié)第3章 課程設計題目描述與要求 題目：萬能臥式銑床電氣控制系統(tǒng)設計。萬能銑床是一種通用的多用途機床，它可以進行平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工，它采用繼電接觸器電路實現(xiàn)電氣控制。電氣原理圖是由主電路、控制電路和照明電路三部分組成。 主軸電動機拖動主軸帶動銑刀進行銑削加工

3、，通過組合開關(guān)來實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；進給電動機通過操縱手柄和機械離合器的配合拖動工作臺前后、左右、上下6個方向的進給運動和快速移動，其正反轉(zhuǎn)由接觸器來實現(xiàn)；冷卻泵電動機供應切削液，且當主軸電動機啟動后，用手動開關(guān)控制；3臺電動機共用熔斷器作短路保護，3臺電動機分別用熱繼電器作過載保護。冷卻泵由電動機M3拖動，只需要單向旋轉(zhuǎn)。第4章 萬能臥式銑床電氣控制系統(tǒng)設計4.1電動機的選擇參照網(wǎng)上資料選取電機表1銑床的電機參數(shù)參照表符號名稱型號規(guī)格件數(shù)作用M1主軸電動機Y132M4B375KW，380V，1450r/min1主軸傳動M2進給電動機Y90L41.5KW, 380V, 1400r/min1進給傳動M3

4、冷卻泵電動機JCB220.125KW, 380V, 2790r/min1冷卻泵傳動4.2電器控制線路設計4.2.1 主電路設計（含設計思路說明，各部分設計原理圖） 圖7.7臥式萬能銑床主電氣控制線路圖。圖中M1為主軸電動機，M2為工作臺進給電動機，M3為冷卻泵電動機。             主電路分析   M1是主軸電動機，拖動主軸帶動銑刀進行銑削加工，因為主軸電動機正反轉(zhuǎn)不頻繁，所以用SA5控制相序轉(zhuǎn)換。進給電動機M2 的正、反轉(zhuǎn)頻繁，因此需

5、要用接觸器KM3和KM1進行倒相。熔斷器FU1、FU2作短路保護。每臺電動機均由熱繼電器作過載保護。 4.2.2 控制電路設計（含設計思路說明，各部分設計原理圖）                控制電路分析 （1） 主軸電動機M1的控制   主軸電動機由接觸器KM1控制，M1旋轉(zhuǎn)方向由組合開關(guān)SA5預先選擇。M1的起動、停止采用兩地控制的方式，控制按鈕一組安裝在工作臺上，一組安裝在床身上，可在此兩處進行操作

6、。  、M1的起動和停轉(zhuǎn)  圖7.9是主軸電動機電氣控制線路圖，先將換相開關(guān)SA5扳到所需要的位置（正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)）。                起動控制：按下SB1（或SB），接觸器KM1線圈得電，KM1主觸頭閉合，M1起動運行，KM1輔助觸頭閉合，進給控制電路接通。   停轉(zhuǎn)控制：按下SB3（或SB4），KM1線圈斷電。此時速度繼電器KV正轉(zhuǎn)動合觸頭閉合，KM2通電，電動機M1串入電阻R實現(xiàn)反

7、接制動。當n0時，速度繼電器KV動合觸頭復位，KM2線圈斷電，M1停轉(zhuǎn)，進給控制電路電源切斷，反接制動結(jié)束。  、主軸的變速沖動   主軸變速可在主軸不動時進行；也可在主軸旋轉(zhuǎn)時進行，無需先按停止按鈕，利用變速手柄與限位開關(guān)SQ7組成的聯(lián)動機構(gòu)進行控制。變速時，先把變速手柄下壓，使它從第一道槽內(nèi)拔出，再轉(zhuǎn)動變速盤，選擇所需要速度，然后慢慢拉向第二道槽，通過手柄壓下開關(guān)SQ7，其動斷觸頭先斷開，KM1線圈斷電，M1失電；同時其動合觸頭閉合，KM2通電，M1反向沖動。然后將變速手柄迅速推回原位，使限位開關(guān)SQ7復位，接觸器KM2斷電，電動機M1停轉(zhuǎn)，變速沖動

8、過程結(jié)束。  變速完成后，需再次起動電動機M1，主軸將在新的轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)。 （2）進給電動機M的控制   工作臺進給方向有左、右的縱向運動，前后的橫向運動和上、下的垂直運動，是依靠進給電動機M2的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的，正反轉(zhuǎn)接觸器KM3、KM4是由兩個機械操作手柄控制的。其中一個是縱向機械操作手柄，另一個是垂直與橫向機械操作手柄。這兩個手柄各有兩套，分別設在銑床的工作臺正面與側(cè)面，實現(xiàn)兩地操作。   圖7.10為進給拖動電氣控制線路圖。圖中SQ1、SQ2為縱向行程開關(guān)，SQ3、SQ4為垂直和橫向行程開關(guān)。SA1為圓工作臺選擇開關(guān)，設

9、有“接通”與“斷開”兩個位置。當不需要圓工作臺運動時，將SA1置于“斷開”位置，此時，觸點SA1-1、SA1-3閉合，SA1-2斷開。然后起動主軸電動機，KM1通電并自鎖，為進給電動機起動做準備。下面對各種進給運動的電氣控制電路進行簡要分析。               、工作臺縱向左右運動   工作臺左右運動由工作臺縱向操作手柄控制，有三個位置：左、中、右。當操作手柄扳向右位置時，通過其聯(lián)動機構(gòu)將縱向進給機械離合器掛上，同時

10、壓下向右進給的行程開關(guān)SQ1-1接觸器KM3通電進給電動機M2正轉(zhuǎn)工作臺向右進給。 向左進給時將手柄扳向左壓下SQ2-1KM4通電吸合M2反轉(zhuǎn)工作臺向左進給。當需停止時，將手柄扳回中間位置，縱向進給結(jié)束，工作臺停止運動。  、工作臺垂直上下運動和橫向前后運動的控制  向上進給時將手柄向上掛上垂直運動的離合器壓下SQ4，SQ4-1閉合KM4通電吸合M2反轉(zhuǎn)工作臺向上進給。 向下進給時將手柄扳向下壓下SQ3，SQ3-1閉合，SQ3-2斷開KM3通電吸合M2正轉(zhuǎn)工作臺向下進給。  向前進給時將手柄扳向前掛上橫向運動的離合器壓下SQ3，SQ3-1閉合，

11、SQ3-2斷開KM3通電M2正轉(zhuǎn)工作臺向前進給。 向后進給時將手柄扳向后壓下SQ4，SQ4-2斷開，SQ4-1閉合KM4通電吸合M2反轉(zhuǎn)工作臺向后進給。  、工作臺的快速移動  工作臺三個方向的快速移動也是由進給電動機拖動的，當工作臺已經(jīng)進行工作時，如再按下快速按鈕SB5或SB6使KM5通電，接通快速移動電磁鐵YA，銜鐵吸上，經(jīng)杠桿將進給傳動鏈中的摩擦離合器合上，使工作臺按原運動方向?qū)崿F(xiàn)快速移動。SB5或SB6松開時，KM5、YA相繼斷電，銜鐵釋放，摩擦離合器脫開，快速移動結(jié)束，工作臺按原進給速度運動  在進給變速時，為使齒輪易于嚙合，電路中也設有變速“

12、沖動”控制環(huán)節(jié)。進給變速沖動是由進給變速手柄配合進給變速沖動開關(guān)SQ6實現(xiàn)的。  壓合SQ觸點SQ6-2先斷開SQ6-1后閉合電流經(jīng)SA1-3、SQ2-2、SQ1-2SQ3-2、SQ4-2SQ6-1KM3通電M2正轉(zhuǎn)完成變速“沖動”。 （3）圓工作臺進給控制  圓工作臺的回轉(zhuǎn)不需要調(diào)速，也不要求反轉(zhuǎn)，因此僅由KM3控制即可。操作時，首先將SA1扳到“接通”位置，這時觸點 SA1-2閉合，SA1-3斷開，按下主軸起動按鈕SB1或SB2，主軸電動機M1起動后KM3即通電吸合，于是M2拖動圓工作臺做單向旋轉(zhuǎn)運動。 4.2.3信號指示及照明電路 照明電

13、路控制通過按鈕SA4來控制，SA1通過控制KM6來控制冷卻泵電機的轉(zhuǎn)動。4.3電器元件的選擇4.3.1 熱繼電器 利用電流的熱效原理來工作的保護電器主要用作：三相異步電動機的過載保護由按鈕、接觸器、熱繼電器等組成的異步電動機直接起動控制電路熱繼電器的圖形和文字符號432 交流接觸器KM 用來頻繁的接通和分斷交直流主回路和大容量控制電路。主要控制對象是電動機，能實現(xiàn)遠距離控制，并有欠（零）電壓保護功能。 交流接觸器圖形符號和文字符號433 熔斷器作用：利用金屬的熔化來切斷電路，以保護電器，短路保護。結(jié)構(gòu)：熔體（保險絲）和熔座（安裝熔體）形狀：片狀、絲狀、和籠狀型號：常用的熔斷器有瓷插式RCIA系

14、列、封閉管式及螺旋式RL1系列等多種。 熔斷器圖形符號和文字符號434 按鈕 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?。?，從而達到控制電動機或其他電氣設備運行目的的一種開關(guān)。435 行程開關(guān) 行程開關(guān)，位置開關(guān)（又稱限位開關(guān)）的一種，是一種常用的小電流主令電器。在電氣控制系統(tǒng)中，位置開關(guān)的作用是實現(xiàn)順序控制、定位控制和位置狀態(tài)的檢測。用于控制機械設備的行程及限位保護。 位置開關(guān)的圖形符號及文字符號436 機床照明燈EL。型號：K-1，螺口 規(guī)格：40W36V 作用：機床局部照明因為在經(jīng)過電源變壓后變?yōu)?6V的電源電壓，所以用36V的K-1型的照明燈。4.4 制定電

15、氣元件明細表 見附錄二4.5繪制電氣元件安裝及接線圖 見附圖三第5章 課程設計總結(jié)這次課程設計通過組員的共同努力完成了設計任務，學到了很多也意識到了許多不足。首先通過組員的分工合作，提高了效率，讓我們認識到了團結(jié)的力量和集體合作的重要性。通過這次設計，我們了解了銑床的構(gòu)造和原理，復習了各個電氣元件的功能，符號和工作原理，以及電機的專業(yè)知識，把所學的知識學以致用，在實踐中總結(jié)經(jīng)驗，通過交流達到壹加壹大于二的效果，在設計過程中，老師的解惑也是大有裨益，很多不懂的地方經(jīng)過老師的指點后茅舍頓開，才能把整體聯(lián)系起來，達到系統(tǒng)看問題的目的，在此萬分感謝指導老師。在設計的過程中也意識到許多的不足，比如繪圖軟

16、件不會用，電氣元件選擇經(jīng)驗缺失，對現(xiàn)實狀況的不了解，以至于很多元器件的選擇毫無概念等一系列問題，我們將針對出現(xiàn)的問題作出改進，增強自身的能力。附錄一 萬能銑床電氣原理圖附錄二 萬能銑床零件請單符號名稱型號規(guī)格件數(shù)作用KM1接觸器CJO2020A,110V1主軸啟動KM2接觸器CJO1010A,110V1主軸停轉(zhuǎn)KM3接觸器CJO1010A,110V1M2正轉(zhuǎn)KM4接觸器CJO1010A,110V1M2反轉(zhuǎn)KM5接觸器CJO1010A,110V1快速進給KM6接觸器CJO1010A,110V1M3轉(zhuǎn)動KS速度繼電器JY12A1反接制動SB3、4按鈕LA2綠色2主軸啟動按鈕SB5、6按鈕LA2黑色

17、2快速進給按鈕SB1、2按鈕LA2紅色2停止按鈕SA1轉(zhuǎn)換開關(guān)HZ110/E16三極1冷卻泵電機啟動SA2轉(zhuǎn)換開關(guān)HZ110/E16三極換刀開關(guān)SA3轉(zhuǎn)換開關(guān)HZ110/E16三極圓工作臺轉(zhuǎn)換SA4轉(zhuǎn)換開關(guān)HZ110/E16三極1照明電路啟動SA5轉(zhuǎn)換開關(guān)HZ110/E16三極1M1換向開關(guān)SQ1限位開關(guān)LX111K開啟式1向右進給SQ2限位開關(guān)LX111K開啟式1向左進給SQ3限位開關(guān)LX2131單輪，自動復位1向前、向下進給SQ4限位開關(guān)LX2131單輪，自動復位1向后、向上進給SQ5限位開關(guān)LX311K開啟式1快速與進給轉(zhuǎn)換SQ6限位開關(guān)LX311K開啟式1主軸變速沖動SQ7限位開關(guān)LX311K開啟式1進給變速沖動QS1轉(zhuǎn)換開關(guān)HZ160/E