机电传动课程设计.docx

机电传动课程设计.docx

《机电传动课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机电传动课程设计.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

机电传动课程设计

“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

学院：

机械工程学院

专业：

机械设计制造及其自动化

学号：

××××

姓名：

××

指导老师：

××

时间：

2012.6

目录

一、课程设计的目的································4

二、课程设计的任务和要求·························4

三、课程设计内容概述·····························4

1三面铣组合机床概述···························4

（1）基本结构······································5

（2）液压系统······································6

（3）加工过程······································7

（4）主要电器参数··································7

2三面铣组合机床的控制要求·····················8

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········································9

（3）单循环自动工作···································10

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

（4）右1铣单循环工作·································12

i右1铣头自动工作循环图

ii右1铣单循环功能表

iii右1铣单循环梯形图

（5）立铣单循环工作····································14

i立铣自动工作循环图

ii立铣单循环功能表

iii立铣单循环梯形图

（6）公用程序········································16（7）回原位程序········································17

（8）手动程序·········································17

（9）PLC梯形图总体结构图······························18

（10）电气接线图······································18

（11）主电路及照明电路································19

（12）面板设计········································19

（13）电器元件一览表···································20

五、调试过程及模拟调试电路·····················21

（1）实际点与代替点关系图

（2）调试总结

六、课程设计的心得体会···························22

七、参考资料·····································23

一、课程设计的目的

1.进一步巩固本课程所学知识。

2.掌握一般生产机械PLC控制系统的设计与调试方法。

3.掌握一般生产机械电气线路的施工设计。

4.培养查阅图书资料、工具书的能力。

5.培养工程绘图、书写技术报告的能力。

二、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。

三、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2-1为加工工件的示意图。

图3-1加工工件示意图

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。

床身的两边各安装有一台铣削头，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2-2为液压系统的原理图。

图3-2液压系统原理图

表3-1液压系统工作指示表

元件

工序

YV1

YV2

BP1

夹紧

+

-

+

松开

-

+

-

⑶加工过程三面铣组合机床的加工过程如图2-3所示。

图3-3三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。

四、课程设计的具体内容

（1）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。

（2）I/O分配表

表4-1I/O口输入输出分配表

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

终点指示灯

HL5

Y16

液压泵工作

KM5

Y17

制动器

YA

（3）单循环自动工作

ⅰ单循环自动工作循环图

图4-2单循环自动工作图

ⅱ单循环自动工作功能表

图4-3单循环顺序功能图

ⅲ单循环自动工作梯形图

图4-4单循环自动工作梯形图

（4）右1铣单循环工作

i右1铣头自动工作循环图

图4-5右1铣自动工作循环图

ii右1铣单循环功能表

图4-6右1铣单循环功能表

iii右1铣单循环梯形图

图4-7右1铣单循环梯形图

（5）立铣单循环工作

i立铣头自动工作循环图

图4-8立铣头自动工作循环图

ii立铣单循环功能表

图4-9立铣单循环功能表

iii立铣单循环梯形图

图4-10立铣单循环梯形图

（6）公用程序

图4-11公用程序

（7）回原位程序

图4-12回原位程序

（8）手动程序

图4-13手动程序

（9）PLC梯形图总体结构图

图4-14PLC梯形图总体结构图

（10）电气接线图

图4-15I/O口外部接线图

（11）主电路及照明电路

图4-16主电路及照明电路

（12）面板设计

图4-17面板设计

控制面板的使用说明

（1）SB1为电源开关按下时铣床PLC通电工作，SB2为急停按钮。

（2）三面铣床有手动和自动两种方式，用转换开关SA1实现，自动方式下铣头有五种循环方式分别是单循环启动、左铣头单循环、右1铣头单循环、右2铣头单循环和立铣头单循环。

机床启动前按下SB9液压起动，选择工作方式后按下SB3机床启动开始工作，按下SB8时机床停止工作。

（3）机床工作时HL1——HL5五个指示灯可以指示机床的工作情况。

（4）在手动方式下，通过SB4、SB5控制夹具夹紧和松开，SB11——SB14控制各铣头工作，SB6、SB7为工作台快进和快退，SB10为工作台回原位。

（13）电器元件一览表

表4-2电器元件一览表

电气代号

名称和用途

技术数据

数量

M2/M5

左、右2铣头电动机

4.0kw,1440r/min380V，8.4A；

2

M3/M4

右1铣、立铣头电动机

3.0kw，1430r/min，380V，6.5A；

2

M1

液压泵电动机

1.5KW,1410r/min,380V,3.49A；

1

M6/M7

快进、工进

电动机

1.5KW,1410r/min,380V,3.49A；

2

QS

电源开关

6.5-10/7A

1

SA1

转换开关

LW6-2

1

SA2

转换开关

LW6-5

1

KM1-KM8

交流接触器

CJ20-10/3

9

SB1-SB14

按钮

LA2-11K

14

SQ1-SQ5

行程开关

LX32-1Q

5

FR1-FR7

热继电器

JR16-20

7

FU0-FU9

熔断器

RLS1-10

10

SA

照明灯开关

1

TC

控制变压器

原边1-50HZ副边24V6.3V

1

五、调试过程及模拟调试电路

（1）实际点与代替点关系图

表4-3实际点与代替点关系图

输入点

实际点

代替点

输出点

实际点

代替点

X00

SA1-1

自动/手动

Y00

工件夹紧

L1

X06

SA2-5

Y轴

Y02

滑台快进

L2

X07

SB3

启动

Y03

滑台工进

L3

X11

SQ1

原位

Y07

立铣工作

L4

X12

SQ2

工进

Y04

滑台快退

L5

X13

SQ3

立铣

Y01

工件松开

L6

X15

SQ5

终点

图4-18实验接线图

ii模拟调试电路

图4-19实验立铣梯形图

（2）调试总结

在此次课程设计的调试过程中，我参与了接线及调试等工作，发现自己有许多不足之处，如对PLC内部电路及输出继电器的功能不是很熟悉，因此一开始接线并不顺利，通过后来老师的讲解了解到原来输出继电器可以作为开关用，得电之后相当于开关打开状态，失电则断开。

所以我们迅速重新分析电路并接线，很快就把电路接好并给老师检查通过。

通过这次试验，我懂得了做实验之前一定要把准备工作做好，把书本上的有关知识巩固一遍，只有这样，我们才能提高做实验的效率和准确度。

六、课程设计心得的体会

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。

3各种试验的图表都是用CAD专业制图软件完成其基本结构，巩固了自身CAD的实际应用水平。

七、参考资料

《可编程序控制器原理与应用》程宪平主编化学工业出版社

《机电传动与控制》程宪平主编华中科技大学出版社