西南科技大学自动化专业设计csfl.docx

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1、西南科技大学专业方向设计报告课程名称： 自动化专业方向设计 设计名称： 箱体加工专用机床电气控制 姓 名： 雷宇 学 号: 20085113 班 级： 自动0804 指导教师： 严殊 起止日期： 2011.11.7-2011.11.27 西南科技大学信息工程学院制12方 向 设 计 任 务 书学生班级： 自动0804 学生姓名： 雷宇 学号： 20085113 设计名称： 箱体加工专用机床电气控制 起止日期： 2011.11.7-2011.11.27 指导教师： 严殊 设计要求：(1)主电路设计。(2)控制电路设计。(3)信号指示设计(电源、左移、右移、上升)(4)参数计算与元器件的选择。(5

2、)编制元器件明细表。(6)绘制电器元件布置图。方 向 设 计 学 生 日 志时间设计内容11.7-11.10查阅基础资料，了解机床构造11.11-11.16主电路设计11.17-11.22控制电路电路设计11.23相关电路检查11.24信号指示电路设计11.24-11.27完成课程设计报告箱体加工专用机床电气控制 一、 摘要对于机械电气结合控制的组合机床，电气控制系统起着重要的神经中枢作用。传统的组合机床采用的继电器接触器控制系统，接线复杂、故障率高、调试和维护困难。箱体加工专用机床其加工方法是，先将箱体通过夹紧装置夹紧。箱体加工专用机床由三部分组成，即左、有动力头和夹持工件的夹紧装置。被加工

3、的工件由液压系统通过夹紧装置将其夹紧，然后左、有动力头起动快速移动到位，转入加工阶段，一旦加工完毕，即快速退回原位，此时可松开被加工工件，又开始进行下一循环。因此设计其电气控制电路可以减少接线的复杂和高故障率，让调试和维护变得简单。二、 设计目的和意义设计箱体加工专用机床电气控制线路，使其能够满足箱体加工专用机床的控制。三、 设计原理该课程设计选题左、右动力头主轴电动机为22kw，进给运动由液压驱动，液压泵电动机为3kw。动力头和夹紧装置的动作由电磁阀控制，电磁阀通断情况见表所示。专用机床的工作步骤如下：(1)铵下起动按钮，夹紧装置将被加工工件夹紧，夹紧后发出信号(2)左、有动力头同时快进，并

4、同时起动主轴。3)到达工件附近，动力头快进转为工进加工“(4)加工完毕后，左、有动力头分别快速退回原位。(5)夹紧装置松开被加工工件，同时停止主抽。以上(1)一(5)步骤连续工作实现半自动循环。设计任务(1)主电路设计。(2)控制电路设计。(3)信号指示设计(电源、左移、有移、上升)(4)参数计算与元器件的选择。(5)编制元器件明细表。(6)绘制电器元件布置图。左、右两动力头进给电机根据设计要求知左、右两动力头均要求快进工进快退的工作循环，并且左、右两动力头可以同时工作，也可进行单独调整。主轴电机主轴电机工作方式有两种：正转、反转。根据不同的工作要求，主轴电机的转向不同。因主轴电机的功率较小，

5、故可以直接启动。信号指示当机床工作时，为了警告旁人不要误动作，故要有信号指示说明，告诉别人正在进行工作，不要误动作。信号指示也能显示机床是否是在正常工作、有无问题。四、 详细设计步骤1.左、右两动力头进给电机要求快速电机M5、M6能够正反转，工作进给电机为M3、M4能够正转即可。因为这4个功率都较小，所以可以直接启动。M3、M4只要接触器KM3、KM4的线圈得电就会吸合，就能正转；M5、M6分别当接触器KM5、KM6线圈得电时正转，当接触器KM7、KM8分别得电就反转。主电路： M3、M4、M5、M6的接线电路图控制电路：控制电路中，由于M5和M6涉及正转反转，而M3和M4只需要正转即可。M3

6、和M5是左移的控制电机，M4和M6是右移的控制电机。在控制电路中，用接触器动合触电实现自锁，用接触器动断触电实现互锁。另外还加有起动按钮的常闭触点互锁，构成了具有电气、按键互锁的控制电路，避免了误操作时同时按下正转反转导致熔丝烧断使不能正常运行的结果。详细设计图如下：控制电路图2.主轴电机当KM1、KM2的线圈得电吸合分别使电机M1、M2正转；当KM9、KM10的线圈得电吸合分别是电机M1、M2反转。该部分涉及正转反转的控制电路设计与上一部分相同。详细设计如下： 主轴电机的接线图主轴电机的控制电路图3.信号指示电路当机床工作时，为了警告旁人不要误动作，故要有信号指示说明，告诉别人正在进行工作，

7、不要误动作。信号指示也能显示机床是否是在正常工作、有无问题。该设计要求的指示有电源、左移、右移、上升。设计如下：器件清单：名称作用型号个数备注M1左主轴电机2.2kw/380v1M2右主轴电机2.2kw/380v1M3左工进液压泵电动机3kw/380v1M4右工进液压泵电动机3kw/380v1M5左移动液压泵电动机3kw/380v1M6右移动液压泵电动机3kw/380v1SB1停止开关1SB2快进开关1SB3快退开关1SB4启动开关1SB6工进开关1SB8主轴正转开关1SB9主轴反转开关1SB12主轴停止开关1KM1交流接触器380v/100A1左主轴正转KM2交流接触器380v/100A1右

8、主轴正转KM3交流接触器380v/100A1左工进KM4交流接触器380v/100A1右工进KM5交流接触器380v/100A1左快进KM6交流接触器380v/100A1右快进KM7交流接触器380v/100A1左快退KM8交流接触器380v/100A1右快退KM9交流接触器380v/100A1左主轴反转KM10交流接触器380v/100A1右主轴反转FU熔断器20A6短路保护FR热继电器16A7短路保护控制电路图：主电路图：五、 设计结果及分析在设计中使用了6台22kw和3kw的电动机，实现了对机床的控制，其中M5和M6是控制快进和快退的电机，分别为左移动和右移动；M3和M4是工进电机，是在

9、动左右动力达到工进位置时采用的电机，M3和M4分别是左右；M1和M2是主轴电机实现主轴的正转和反转。在控制电路中，用接触器动合触电实现自锁，用接触器动断触电实现互锁。另外还加有起动按钮的常闭触点互锁，构成了具有电气、按键互锁的控制电路，避免了误操作时同时按下正转反转导致熔丝烧断使不能正常运行的结果。按下启动开关SB4，电源通电后，由液压夹紧装置将工件夹紧并固定。然后按下SB2开关，左右动力头同时快进，并按下SB8，主轴开始转动。当要动力头要接近工件是，按下SB1停止开关。然后按下工进开关SB6开始加工。当加工完成后，按下SB3使动力头快退，并按下SB12是主轴停止转动。六、 总结这次机床控制电

10、路的设计，总结起来分为几个步骤:首先我们要熟悉给我们的材料，明确我们设计的控制电路要达到什么要求或者是满足什么需求，然后查相应的资料，了解机床电气控制的线路，还有机床的工作步骤和工作原理。箱体加工专用机床的工作步骤：铵下起动按钮后，夹紧装置将被加工工件夹紧，夹紧后发出信号左、有动力头同时快进，并同时起动主轴。到达工件附近，动力头快进转为工进加工，加工完毕后，左、有动力头分别快速退回原位。夹紧装置松开被加工工件，同时停止主抽。因此就涉及到左右动力头动力电机的正转和反转还有就是主轴电机正转和反转的控制。首先我们绘制好电气接线图之后就开始设计控制电路，参照工厂电气控制中我们曾经学习的课程，我们可以看

11、到在涉及电机正转反转控制的时候我们必须要注意对电机进行一个保护控制避免误操作导致机床不能正常工作，因此就必须给控制电路的触电开关加上自锁和互锁保护防止这种情况的发生。机床动作的时候我们必须要考虑到实际生产中所会遇到的问题尽量使操作简单而且维修简单故障率低。设计机床控制线路时，除应牢固掌握各种基本控制线路的构成和原理外，还应注重了解机械设备的控制要求以及设计、使用和维修人员在长期实践中总结出的经验，这对于安全、可靠、经济、合理地设计控制线路是十分重要的，这些经验概括起来有以下几点：（1）尽量缩减电器的数量，采用标准件和尽可能选用相同型号的电器设计线路时，应减少不必要的触头以简化线路，提高线路的可

12、靠性。（2）尽量缩短连接导线的数量和长度设计电路时，应考虑到各电器元件之间的实际接线，特别要注意电气柜、操作台和位置开关之间的连接线。（3）在满足控制要求的情况下，应尽量减少电器通电的数量。（4）线路应具有必要的保护环节，保证即使在误操作情况下也不致造成事故一般应根据线路的需要选用过载、短路、过流、过压、失压、弱磁等保护环节，必要时还应考虑设置合闸、断开、事故、安全等指示信号。（5）设计电路时要设计相应的信号指示电路，使操作者明确知道机床现在处于什么运行状态，避免事故的发生。七、 体会这次设计用到很多工厂电气控制方面的知识，我觉得我们在这方面的知识在学习的时候并没有学习牢固，导致我们在课程设计

13、中很多地方都不是很清楚需要重新翻书学习，这也使得我清醒地认识到了这门课程的重要性，和学习这些基础的知识对我们以后工作的帮助，可以帮助我们快速高效的完成电气设计的任务。对于机械电气结合控制的组合机床，电气控制系统起着重要的神经中枢作用。传统的组合机床采用的继电器接触器控制系统，接线复杂、故障率高、调试和维护困难。好的控制电路设计可以帮助提高工厂的生产效率，实现工作利润的最大化，这也是电气设计在工业生产中的巨大作用，这次课程设计使我清楚地认识到了这一点。我做的是组合机床的组合机床的电气控制系统。由于平时大家都是学理论，没有过实际开发设计的经验，拿到的时候都不知道怎么做。但通过各方面的查资料并学习。

14、在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，很多细小的地方犯了错误这些都可能导致严重的生产事故。但是在老师和同学的帮助之下我渐渐开始走入了设计的正轨，也设计出了能够符合设计要求的机床控制电路，虽然是很简单也很基础，但是这次课程设计确实对我思想上得启示很大，在今后的工作生活中我也会注意到这些问题。 最后，非常感谢老师的指导和同学们的帮助！八、 参考文献1 赵明. 工厂电气控制设备.北京.机械工业出版社，1996.1(2007.8重印)2 凌智勇机床液压系统及故障维修北京：化学工业出版社，2007.73 张群生液压与气压传动第2版北京：机械工业出版社，2008；4 李飞 PLC与工厂设备. 台州职业技术学院