《機(jī)電傳動(dòng)控制》設(shè)計(jì)作業(yè)

《機(jī)電傳動(dòng)控制》課程設(shè)計(jì)

匐世，行挈疣

《機(jī)電傳動(dòng)控制》

課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

院系班級(jí)_____________

姓名_____________

學(xué)號(hào)_____________

指導(dǎo)老師_____________

目錄

一、任務(wù)書(shū)..................................................3

(-)課程設(shè)計(jì)目的.......................................3

(-)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容.......................................3

二、正文....................................................4

1.課程設(shè)計(jì)主要目的........................................4

2.機(jī)電傳動(dòng)控制概述........................................4

3.控制要求...............................................5

4.繼電器接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)..............................5

4.1原理圖...........................................................5

4.1.1主電路......................................................6

4.1.2控制電路....................................................6

4.1.3照明顯示....................................................7

4.2接線圖..........................................................8

5.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)........................................10

三、個(gè)人小結(jié)...............................................11

2

《機(jī)電傳動(dòng)控制》課程設(shè)計(jì)

一.任務(wù)書(shū)

（一）、課程設(shè)計(jì)目的

M7120型平面磨床的電氣線路設(shè)計(jì)，掌握機(jī)械設(shè)備的控制電路和控制技術(shù)。

1.M7120型平面磨床電氣原理圖的設(shè)計(jì)。

2.M7120型平面磨床電氣布置圖的設(shè)計(jì)。

3.M7120型平面磨床電氣安裝接線圖的設(shè)計(jì)。

4.電動(dòng)機(jī)的選擇和電氣控制方案的確定。

5.編制目錄明細(xì)表和編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。

（二）、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容（含技術(shù)指標(biāo)）

1.M7120型磨床的型號(hào)及含義

型號(hào):M7120

含義：M一磨床

7—平面磨床

1-臥軸矩臺(tái)式

20—工作臺(tái)的工作面寬200mm

2.M7120型磨床的主要結(jié)構(gòu)

M7120型平面磨床主要由床身、工作臺(tái)、電磁吸盤(pán)、砂輪架（又稱磨頭X滑座、

立柱等部分組成。它的外型如圖所示：

3

臥軸矩臺(tái)平面磨床

磨床的主運(yùn)動(dòng)是砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，輔助運(yùn)動(dòng)是工作臺(tái)的左右往返運(yùn)動(dòng)和砂輪架的

前后上下進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)的往返運(yùn)動(dòng)采用液壓傳動(dòng)，能保證加工精度。砂輪升

降電動(dòng)機(jī)使砂輪在立柱導(dǎo)軌上作垂直運(yùn)動(dòng)，用以調(diào)整砂輪與工件位置。

二,正文

1.課程設(shè)計(jì)的目的

機(jī)電傳動(dòng)控制是機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)必修課，本課程是一門(mén)實(shí)

踐性很強(qiáng)的課程，課程設(shè)計(jì)是本課程必不可少的環(huán)節(jié)。課程設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)在

于使學(xué)生掌握機(jī)械設(shè)備電器控制的基本知識(shí)、基本原理和基本方法，以培養(yǎng)學(xué)生

對(duì)電氣控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)的基本能力。加深學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解，驗(yàn)證理

論和鞏固、擴(kuò)大所學(xué)的基本理論知識(shí)。

2.機(jī)電傳動(dòng)控制概述

機(jī)電傳動(dòng)是指以電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的系統(tǒng)之總稱。它的目的是將

電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械的啟動(dòng)、停止以及速度調(diào)節(jié)，滿足各種生產(chǎn)工

藝過(guò)程的要求，保證生產(chǎn)過(guò)程正常進(jìn)行。

在現(xiàn)代工業(yè)中，為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的要求，機(jī)電傳動(dòng)不僅包括拖動(dòng)生

產(chǎn)機(jī)械的電動(dòng)機(jī)，而且包括控制電動(dòng)機(jī)的一整套控制系統(tǒng)。也就是說(shuō)，現(xiàn)代機(jī)電

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傳動(dòng)是和由各種控制元件組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)緊密地聯(lián)系在一起的，所以，稱之

為機(jī)電傳動(dòng)控制。

從現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求出發(fā)，機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)所要完成的任務(wù)從廣義上講，

就是要使生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備、生產(chǎn)線、車(chē)間甚至整個(gè)工廠都實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；從狹義上講，

則專指控制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)量的增加、產(chǎn)品質(zhì)量的提高、生產(chǎn)

成本的降低、工人勞動(dòng)條件的改善以及能源的合理用。隨著生產(chǎn)工藝的發(fā)展，對(duì)

機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)提出的要求愈來(lái)愈高。

在近代機(jī)械工業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，機(jī)電傳動(dòng)的發(fā)展，經(jīng)歷了一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程：

（1）電機(jī)的拖動(dòng)的發(fā)展過(guò)程如下：多電機(jī)拖動(dòng)（不同電機(jī)成組拖動(dòng)、單電機(jī)拖

動(dòng)、由單獨(dú)電機(jī)拖動(dòng)）0（2）控制系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程如下：繼電器控制、接觸器控

制、電機(jī)放大機(jī)控制、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制（PLC）,電力功率晶體管控制、磁放大

器控制。由整個(gè)發(fā)展過(guò)程，不難看出，隨著機(jī)械加工要求不斷提高，機(jī)電傳動(dòng)控

制系統(tǒng)的復(fù)雜度也在不斷增加。本課程的重點(diǎn)在與控制部分，如何利用電氣元件

或計(jì)算機(jī)控制電氣來(lái)拖動(dòng)機(jī)械實(shí)現(xiàn)所要求的功能。在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，就要求設(shè)

計(jì)人員對(duì)執(zhí)行元件（電動(dòng)機(jī)\控制元件的熟練掌握與運(yùn)用，同時(shí)也要求對(duì)控要

求進(jìn)行了解。

3.控制要求

根據(jù)磨床的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及工藝要求，對(duì)電力拖動(dòng)及控制有如下要求：

1）由于砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)一般不要求調(diào)速，由一臺(tái)三相交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)即

可。且砂輪電動(dòng)機(jī)、液壓泵電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)都只要求單方向旋轉(zhuǎn)；

2）砂輪升降電動(dòng)機(jī)要求能正反轉(zhuǎn)；

3）冷卻泵電動(dòng)機(jī)應(yīng)在砂輪電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后才運(yùn)轉(zhuǎn)；

5

4）保護(hù)環(huán)節(jié)應(yīng)包括短路保護(hù)、電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)、零壓保護(hù)、電磁吸盤(pán)欠壓保護(hù)；

5）電磁吸盤(pán)應(yīng)有去磁控制、必要的指示信號(hào)及照明燈。

4.繼電器接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在局部設(shè)計(jì)中，主要完成三部分內(nèi)容：原理圖、設(shè)計(jì)元器件選型、接線圖的

設(shè)計(jì)。

4.1原理圖

蠲&電奉串闞跳尸蝌班哪口中知漏柢間軸

ggj券尊⑼網(wǎng)就1用撕黑I渺蹄黝

在原理圖的設(shè)計(jì)部分，將其分為3大模塊進(jìn)行分工設(shè)計(jì)。其中包括有主電路

模塊的設(shè)計(jì)、控制電路模塊的設(shè)計(jì)與照明電路模塊的設(shè)計(jì)三部分。

而在控制電路模塊中，將其又分為電機(jī)控制電路與液壓控制回路兩部分。照

明回路中主要包括有照明與顯示電路部分。

4.1.1主電路

主電路分析:主電路共有四臺(tái)電動(dòng)機(jī)，其中M1液壓泵電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的

6

往復(fù)遠(yuǎn)動(dòng)；M2是砂輪電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)砂輪旋轉(zhuǎn)磨削加工工件；M3是冷卻電動(dòng)機(jī)，

為砂輪磨削工件時(shí)輸送冷卻液；M4是砂輪升降電動(dòng)機(jī)，用以調(diào)整砂輪與工件的

位置。其中砂輪M4可以正反轉(zhuǎn)。

四臺(tái)電動(dòng)機(jī)的工作要求是：M1、M2和M3只需正轉(zhuǎn)控制；M4需要正反轉(zhuǎn)

控制；冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3卻需在M2正轉(zhuǎn)后才能運(yùn)轉(zhuǎn)

四臺(tái)電動(dòng)機(jī)的具有短路、電壓和失電壓保護(hù)，分別由熔斷器FUI和接觸器

KM1、km3、和km4來(lái)執(zhí)行除M4外，其余三臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別由熱繼電器FR1、

FR2和FR3進(jìn)行過(guò)載保護(hù)

具體電路圖如下：

圖1.電路原理設(shè)計(jì)圖

4.1.2控制電路

(1)液壓電動(dòng)機(jī)的控制合上電源總開(kāi)關(guān)QS,18壓繼電器KVT通電閉

7

合，7區(qū)電壓繼電器KV常開(kāi)觸點(diǎn)閉合接通控制電路的電源當(dāng)按下液壓泵M1啟

動(dòng)按鈕SB2時(shí)接觸器KM1通電閉合并自鎖,液壓電動(dòng)機(jī)KM1啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)按

下液壓泵電動(dòng)機(jī)M1的停止按鈕SB1時(shí)，液壓泵電動(dòng)機(jī)M1停轉(zhuǎn)。

(2)砂輪電動(dòng)機(jī)M2的控制當(dāng)按下砂輪電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)按鈕SB4時(shí)，接

觸器KM2通電閉合并自鎖，砂輪電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)按下砂輪電動(dòng)機(jī)M2

停止按鈕sb3時(shí)，砂輪電機(jī)M2停止運(yùn)轉(zhuǎn)

(3)冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3的控制冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3的控制是在砂輪M2啟

動(dòng)運(yùn)行后，通過(guò)插件XS2的插入和拔出控制其運(yùn)行停止的。

(4)砂輪升降機(jī)的控制砂輪升降電動(dòng)機(jī)M4由按鈕SB5和SB1電動(dòng)

控制其正反轉(zhuǎn)。

(5)電磁吸盤(pán)丫H的控制電磁吸盤(pán)YH按鈕SB7.SB8.SB9控制其充磁

和去磁，按下按鈕SB8,接觸器KM5閉合。電磁吸盤(pán)YH充磁。按下按鈕SB7

電磁吸盤(pán)YH停止吸磁，按下按鈕SB9o接觸器KM6閉合，電磁吸盤(pán)丫H點(diǎn)動(dòng)

去磁。

具體電路圖如下：

8

:工FU42

4.1.3照明顯示

在輔助回路中，主要包含有照明燈的控制與顯示燈的控制。照明燈所需電源

為36V交流電，而顯示燈所需電源為6V交流電。故將它們分別有變壓器TC的

不同變壓接口引出即可。

照明燈用一個(gè)刀閘開(kāi)關(guān)SA1控制，在需要照明時(shí)就開(kāi)啟，不需要照明時(shí)就

關(guān)閉，是手動(dòng)控制！

顯示燈在相應(yīng)的地方有標(biāo)志，每一個(gè)燈代表著不同的運(yùn)行過(guò)程?？梢钥聪旅?/p>

的標(biāo)志與燈的亮滅來(lái)判斷程序。用HL2~HL5標(biāo)識(shí)。

控制回路的起始端（即由變壓器TC引出的3端110V、36V、6V）應(yīng)設(shè)置

短路保護(hù)。故在該處分別接上相合適的熔斷器FU3。

具體電路圖如下：

9

N

4.2接線圖

在接線圖的設(shè)計(jì)上，首先對(duì)箱體內(nèi)元器件進(jìn)行排版：第一排為總閘、變壓器

與熔斷器；第二排為時(shí)間繼電器、交流接觸器；第三排為整流橋與熱繼電器；第

四排為中間繼電器?？偣?排，并在每排間安排走線槽，便于安裝與維修。

然后，在箱蓋上按功能將按鈕與指示燈排列出來(lái)。另外對(duì)于放置在其他設(shè)備

上的器件，也一同畫(huà)在了接線圖的左端。

在以上兩部分的中間，選用一個(gè)接線端子來(lái)將其進(jìn)行連接。該接線端子的作

用主要是將電柜箱體內(nèi)的線走出來(lái)，防止因?qū)Ь€雜亂而造成的事故發(fā)生。

10

在接線圖的下部分，放置了萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)與接地銅板，它同樣是放在箱體內(nèi)

部的。這樣排版是為了方便接線工人識(shí)圖。

最后將原理圖中各線編號(hào)，以該編號(hào)對(duì)應(yīng)在接線圖上進(jìn)行連線。另外，在萬(wàn)

能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的編號(hào)中，由于該開(kāi)關(guān)有外線與內(nèi)線之分，故以4位數(shù)將其編號(hào)，前

兩位為外線號(hào)，后兩位為內(nèi)線號(hào)。

5.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

考慮到控制功能，經(jīng)濟(jì)性，可靠性等方面，PLC選擇三菱FX1N-60MR-001

36點(diǎn)輸入，24點(diǎn)繼電器輸出，其外部接線圖參看附件。

梯形圖如下：

11

xoosxoiexoooX001、

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X004X012XOOOX003、

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指令表如下：

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