三面铣组合机床机课程研发设计.docx
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三面铣组合机床机课程研发设计
“机电传动与控制”课程设计
三面铣组合机床机电控制系统的设计
学部：
机械与电气工程学部
专业：
学号：
姓名：
指导老师：
时间：
目录
一、课程设计的目的……………………………………4
二、课程设计内容概述……………………………………4
1三面铣组合机床概述………………………………4
⑴基本结构…………………………………………4
⑵液压系统…………………………………………5
⑶加工过程…………………………………………6
⑷主要电器参数……………………………………6
2三面铣组合机床的控制要求………………………7
三、课程设计的任务和要求……………………………7
四、课程设计的具体内容………………………………8
（1）机械动力滑台的设计……………………………8
（2）I/O分配表………………………………………8
（3）单循环自动工作…………………………………10
ⅰ单循环自动工作循环图…………………………10
ⅱ单循环自动工作功能表…………………………11
ⅲ单循环自动工作梯形图…………………………12
（4）左铣单循环工作…………………………………15
ⅰ左铣单循环功能表………………………………15
ⅱ左铣单循环梯形图……………………………16
（5）右1铣单循环工作………………………………18
右2铣单循环梯形图……………………………18
（6）右2铣单循环工作……………………………20
ⅰ右2铣单循环功能表…………………………20
ⅱ右2铣单循环梯形图…………………………21
（7）立铣单循环工作………………………………23
i立铣单循环功能表……………………………23
ii立铣单循环梯形图…………………………24
（8）公用程序……………………………………26
（9）回原位程序…………………………………26
（10）手动程序……………………………………27
（11）PLC梯形图总体结构图………………………27
（12）电气接线图…………………………………28
（13）主电路及照明电路…………………………29
（14）面板设计……………………………………29
五、实验调试与体会…………………………………30
六、课程设计小结……………………………………30
一、课程设计的目的
进一步巩固本课程所学知识。
掌握一般生产机械PLC控制系统的设计与调试方法。
掌握一般生产机械电气线路的施工设计。
培养查阅图书资料、工具书的能力。
培养工程绘图、书写技术报告的能力。
二、课程设计内容概述
1三面铣组合机床概述
三面铣组合机床是用来对Z512W型台式钻床主轴箱的Φ80、Φ90孔端面及定位面进行铣削加工的一种自动加工设备。
下图1为加工工件的示意图。
⑴基本结构机床主要由底座、床身、铣削动力头、液压动力滑台、液压站、工作台、工件夹紧液压缸等组成。
机床底座上安放有床身，床身上安装有液压动力滑台，工件及夹紧装置放于滑台上。
床身的两
安装有一台铣削头，上方有立铣头、液压站在机床附近。
⑵液压系统三面铣组合机床中工件松紧是由液压系统实现的。
下图2为液压系统的原理图。
图2液压系统原理图
⑶加工过程三面铣组合机床的加工过程如图3所示。
图3三面铣组合机床的加工过程
ⅰ操作者将要加工的零件放在工件台的夹具中，在其它准备工作就绪后，发出加工指令。
ⅱ工件夹紧后压力继电器动作，液压动力滑台开始快进，到位转工进，同时启动左和右1铣头开始加工，加工到某一位置，立铣头开始加工，加工又过一定位置右1铣头停止，右2铣头开始加工，加工到终点三台电动机同时停止。
ⅲ待加工完全停止后，滑台快退回原位，工件松开，一个自动工作循环结束。
ⅳ操作者取下加工好的工件，再放上未加工的零件，重新发出加工指令重复上述加工过程。
⑷主要电器参数电机、滑台、电磁阀参数如下：
ⅰ左、右2铣削头电动机：
J02-41-4,4KW,1440r/min,380V,8.4A;
ⅱ立、右1铣削头电动机：
J02-32-4,3kW,1430r/min,380V,6.5A;
ⅲ液压泵电动机：
J02-22-4,1.5KW,1410r/min,380V,3.49A;
ⅳ电磁阀:
二位二通阀Z22DO-25,直流24V,0.6A,14.4W;二位四通阀Z24DW-25,直流24V,0.6A,14.4W；二位二通阀Z22DO-25,直流24V,0.6A,14.4W。
2三面铣组合机床的控制要求
ⅰ有单循环自动工作、单铣头自动循环工作、点动三种工作方式。
ⅱ单循环自动工作过程如图3所示，油泵电机在自动工作一个循环后不停机。
ⅲ单铣头自动循环工作包括：
左铣头单循环工作，右1铣头单循环工作，右2铣头单循环工作，立铣头单循环工作。
单铣头自动循环工作时，要考虑各铣头的加工区间。
ⅳ点动工作包括：
四台主轴电动机均能点动对刀、滑台快速点动调整、松紧液压缸的调整。
ⅴ五台电动机均能单向旋转。
ⅵ要求有电源、液压泵工作、工件夹紧、加工等信号指示。
ⅶ要求有照明电路和必要的连锁环节与保护环节。
三、课程设计的任务和要求
⑴根据要求，画出工作循环图、工作流程图；
⑵确定可编程控制器机型，画出输入/输出分配表；
⑶绘制控制线路（主电路、控制电路、照明电路）；
⑷编制PLC梯形图（总体结构图、各功能表图、梯形图程序）；
⑸正确选择电器元件，列出电器元件、设备清单；
⑹绘制操作面板、电气接线图；
⑺整理技术资料，编写使用说明书。
四、课程设计的具体内容
⑴机械动力滑台的设计
ⅰ机械动力滑台由滑台、滑座和双电机（快速及进给电机）传动装置三部分组成。
滑台的自动工作循环是靠传动装置将动力传递给丝杠来实现的。
ⅱ机械滑台具有两台进给电动机，一台为快速进给电动机，用来拖动滑台快进和快退运动，由接触器控制快进和快退；
ⅲ另一台为工进电动机，拖动滑台工作进给运动，由接触器控制接通。
在工进时，只允许工进电机单独工作，快速进给电机由制动器制动。
⑵I/O分配表
I/O编号
功能
符号
X00
自动
SA1-1
X01
手动
SA1-2
X02
单循环启动
SA2-1
X03
左铣头单循环
SA2-2
X04
右1铣头单循环
SA2-3
X05
右2铣头单循环
SA2-4
X06
立铣头单循环
SA2-5
X07
启动
SB3
X10
工件夹紧
SB4
X11
原位
SQ1
X12
左、右1铣/工进
SQ2
X13
立铣头电动机启动
SQ3
X14
右1铣停/右2铣启
SQ4
X15
终点
SQ5
X16
松开工件
SB5
X17
滑台快进
SB6
X20
滑台快退
SB7
X21
停止
SB8
X22
液压泵启动
SB9
X23
回原位
SB10
X24
左铣头点动
SB11
X25
右1铣头点动
SB12
X26
立铣头点动
SB13
X27
右2铣头点动
SB14
Y00
夹紧工件
YV1
YO1
松开工件
YV2
YO2
滑台快进
KM7
Y03
滑台工进
KM6
Y04
滑台快退
KM8
Y05
左铣头工作
KM1
Y06
右1铣头工作
KM2
Y07
立铣头工作
KM3
Y10
右2铣头工作
KM4
Y11
原位指示灯
HL1
Y12
液压泵工作信号灯
HL2
Y13
工件夹紧指示灯
HL3
Y14
加工工件指示灯
HL4
Y15
终点指示
HL5
Y16
液压泵工作
KM5
⑶单循环自动工作
ⅰ单循环自动工作循环图
ⅱ单循环自动工作功能表
ⅲ单循环自动工作梯形图
⑷左铣单循环工作
ⅰ左铣单循环功能表
ⅱ左铣单循环梯形图
（5）右1铣单循环工作
右1铣单循环梯形图
（6）右2铣单循环工作
ⅰ右2铣单循环功能表
ⅱ右2铣单循环梯形图
（7）立铣单循环工作
i立铣单循环功能表
ii立铣单循环梯形图
（8）公用程序
（9）回原位程序
（10）手动程序
（11）PLC梯形图总体结构图
（12）电气接线图
（13）主电路及照明电路
（14）面板设计
使用说明书：
三面组合机床电控系统介绍：
具有自动、手动、单循环启动、左铣头单循环、右1铣头单循环、立铣头单循环、和右2铣头单循环7种工作方式，用转换开关进行控制。
手动方式时，用个操作按钮来点动执行相应的动作，单循环时，每按一次启动按钮，向前执行一个循环动作，自动时首先机床回原位，再按下启动按钮就会执行一个周期，换回原位工作方式时，按下“回原位”按钮工件自动回到原位状态。
五、实验调试与体会
本次试验调试了右1铣单循环的试验。
通过这次试验，我复习巩固了PLC软件的控制使用，对机械手操作面板的构造及连线了解加深，对三面铣组合机床的慨况有了更确切的理解，实际感受到PLC在机电控制中起到了重要的作用。
六、课程设计小结
1复习巩固了机电传动控制的各方面内容，对PLC设计的流程有了一定的了解。
2对PLC的应用有了进一步的认识，把PLC与实际生活的事物可以联系起来。
3本次设计内容需要在图书馆内查阅有关的知识，来丰富及完善自己的设计，并提高了书写报告的能力。
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