<3.1.3照明显示）
3.2接线图
3.3元件选型
<3.4PLC程序设计）
-2-
1引言<主要写课题设计的目的、设计内容及要实现的目标）
2系统总体方案设计………………………………….页码
2.1系统硬件配置及组成原理<要有系统组成图）
2.2系统变量定义及分配表
2.3系统接线图设计
2.4系统可靠性设计
3控制系统设计
3.1I/O估算
3.2PLC选型
3.3I/O分配表设计
3.4外部接线图设计
3.5控制程序流程图设计
3.6控制程序设计<必须论述设计思路）
3.7创新设计内容
4系统调试及结果分析
4.1系统调试及解决的问题
4.2结果分析
结束语<主要写取得的效果、创新点及设计意义）
参考文献
附录：
带功能注释的源程序
要求报告书用A4纸，4000字以上。
所有课题必须绘制A3幅面图纸一张，内容包括梯形图程序、PLC外部接线图。
四、小结<设计心得）
设计说明书封面如下页
《机电传动控制》
课程设计说明书
院系班级
姓名
学号
指导老师
三、课程设计参考题选
课题一：
专用镗孔机床的电气控制系统设计
1．机床简况该设备用于大批量生产某零件的镗孔与铰孔加工工序。
机床主运动采用动力头，由Y100L—6型（1.5kW-4A>三相异步电动机拖动，单向运转。
该设备能进行镗孔加工，当更换刀具和改变进给速度时，又能进行铰孔加工（有镗孔与铰孔加工选择>，加工动作流程如图2-1所示。
a镗孔）b铰孔）
图2-1加工动作流程图
进给系统采用液压控制，为提高工效，进给速度分快进与工进两种且自动变换。
液压系统中的液压泵拖动电机为Y801-2型（750W、1.9A>，由电磁阀（YVl～YV4>控制进给速度，为作要求如表2-1所示。
表2-1液压控制动作要求
YV1
YV2
YV3
YV4
快进
＋
－
－
＋
工进1<镗孔）
＋
－
－
－
工进2<铰孔）
＋
＋
－
－
停
－
－
－
－
快退
＋
＋
为提高加工精度，主轴采用静压轴承，由Y801-2型电动机拖动高压液压泵产生静压油膜。
2．设计要求
1>主轴为单向运转，停车要求制动（采用能耗制动>。
2>主轴电动机与静压电动机的联锁要求是：
先开静压电动机，静压建立后（由油压继电器控制>才能起动主轴电动机，而停机时，要求先停主轴电动机，后停静压电动机。
3>主轴加工操作，采用两地控制。
加工结束自动停止，手动快退至原位。
4>根据加工动作流程要求，设置镗孔加工及铰孔加工选择。
5>应有照明及工作状态显示。
6>有必要的电气保护和联锁。
课题二：
千斤顶液压缸加工专用机床电气控制系统设计
1．专用机床简况介绍本机为专用千斤顶液压缸两端面的加工，采用装在动力滑台上的左、右两个动力头同时进行切削。
动力头的快进、工进及快退由液压油缸驱动。
液压系统已用两位四通电磁阀控制，并用调整死挡铁方法实现位置控制，油泵电动机型号为Y80—4<0.55kW、1.6A）。
机床的工作程序是：
1>零件定位。
人工将零件装入夹具后，定位油缸动作工件定位。
2>零件夹紧。
零件定位后，延时15s，夹紧油缸动作使零件固定在夹具内。
同时定位油缸退出以保证滑台入位。
3>滑台入位。
滑台带动动力头一起快速进入加工位置。
4>加工零件。
左右动力头进行两端面切削加工，动力头到达加工终点，即停止工进，延时30s后动力头停转，快速退回原位。
5>滑台复位，左右动力头退回原位后，滑台复位。
6>夹具松压。
当滑台复位后夹具松开，取出零件。
以上液压缸各动作由电磁阀控制，电磁阀动作要求如表2-2所示。
2．设计要求
1>专用机床能半自动循环工作，又能对各个动作单独进行调整。
2>只有在油泵工作，油压达到一定压力（由压力继电器控制>后才能进行其他控制。
表2-2电磁阀动作要求
YV1
YV2
YV3
YV4
YV5
定位
＋
夹紧
＋
＋
入位
＋
＋
工进
＋
＋
＋
＋
退位
＋
＋
复位
＋
放松
3>各程序应有显示并有照明要求。
4>必要的电气联锁与保护。
课题三：
机械手电气控制系统设计
1．机械手结构、动作与控制要求机械手在专用机床及自动生产线上应用十分广泛，主要用于搬动或装卸零件的重复动作，以实现生产自动化。
本设计中的机械手采用关节结构。
各动作由液压驱动，并由电磁阀控制。
动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则制的电气控制系统。
机械手的结构如图2-2所示，主要由手指1、手腕2、小臂3和大臂5等几部分组成。
料架6为旋转式，由料盘和棘轮机构组成。
每次转动一定角度（由工件数决定>以保证待工零件4对准机械手。
图2-2机械手外形及其与料架的配置
1-手部2-手腕3-小臂4-工件5-大臂6-料架
机械手各动作与相应电磁阀动作关系如表2-3所示。
以镗孔专用机床加工零件的上料、下料为例，机械手的动作顺序是:
由原始位置将已加工好的工件卸下，放回料架，等料架转过一定角后，再将未加工零件拿起，送到加工位置，等待镗孔加工结束，再将加工完毕工件放回料架，如此重复循环。
具体动作顺序是：
原始位置（大手臂竖立，小手臂伸出，手指松开>→大手臂下摆→手指夹紧（抓住卡盘上的工件>→大手臂上摆→小手臂收缩→手腕旋转90度→镗孔加工→镗孔加工完成→料架转动90度→手腕旋转90度→小手臂伸出→大手臂下摆→手指松开（工件放回料架>→小手臂收缩→料架转动90度→小手臂伸出→手指夹紧（抓住未加工零件>→大手臂上摆→小手臂收缩→手腕旋转90度→镗孔加工→镗孔加工完成。
根据表2-3及各动作中机械的状态，便可自行列出各动作中对YV1～YV9线圈的通电要求。
2．设计要求
1>加工中上料、下料各动作采用自动循环。
2>各动作之间应有一定的延时（由时间继电器调定>。
3>机械手各部分应能单独动作，以便于调整及维修。
4>油泵电机（采用Y100L2-4.3kW>及各电磁阀运行状态应有指示。
5>应有必要的电气保护与联锁不节。
表2-3电磁阀状态表
YV1
YV2
YV3
YV4
YV5
YV6
YV7
YV8
YV9
手指的夹紧与放松
夹紧
+
放松
+
手腕转动
左转90度
+
右转90度
+
小臂的伸缩
伸
+
缩
+
大臂上下摆动
上摆
+
下摆
+
料架转动
转动90度
+
课题四：
全自动双面钻电气控制系统设计
1．设备简况介绍全自动双面钻是对棒料两面同时进行钻孔或扩孔加工的专用机床。
这种机床的自动程度较高，能自动上、下料，自动进、退刀，并且有可靠的危险区保护装置。
其结构示意图如图2-3所示。
图2-3全自动双面钻结构示意图
双面钻是由液压系统控制进给运动，动力头的主轴由Yl00L1-4（2.2kW>电动机驱动，各运动采用行程原则控制，动力头进退及上、下料采用液压传动，液压泵电动机为Yl00L2-4（3kW>。
2．设计要求
1>料斗中有料时，按下开工按钮后，能自动工作下去，实现自动循环。
2>当只要求加工一只零件时，要求加工完毕能自动退回原位，并自动停车。
3>动力头主轴、滑台能点动操作，以便调整钻孔深度。
4>主轴只要求单向运转，离开原位能自动起动，回到原位则自动停止。
5>单机操作能进行一面加工，并且能实现自动循环。
6>具有紧急停止和危险区保护环节。
7>具有必要的显示、保护、联锁环节。
课题五：
机械手PLC控制系统设计
1．机械手结构、动作与控制要求参照课题三。
2．设计要求参照课题三。
3．设计任务
1>根据控制要求选择PLC型号，并分配I/O端口。
2）设计I/O电路、选择电气元件。
3>绘制梯形图，编制用户程序语句表并进行模拟调试。
4>设计并绘制以下工艺图纸中的三种:
元器件配置图、底板加工图。
控制面板布置及接线图、面板加工图。
电气箱图、总接线图。
5>编写设计、使用说明书、设计小结及参考资料目录
课题六：
专用榫齿铣电气控制系统设计
1．设备简况介绍榫齿铣是用于某型发动机叶片根部加工的一种高效专用铣
床，其中有四台电动机拖动，即
铣刀主轴拖动电动机Ml为Y100L-6（1.5kW、4A、940r/min>
铣刀架工进拖动电动机M2为Y90S-4（1.lkW、2.7A、1400r/min>
铣刀架快进拖动电动机M3为Y802-2（1.lkW、2.6A、2825r/min>
冷却泵拖动电动机M4为A05612（12OW、0.372A、2800r/min>
根据加工工艺要求，其动作循环如图2-4所示。
图2-4加工动作循环图
2．设计要求
1>具有两种控制选择，即加工时的连动循环及调整中的单机点动（快进、工进与，快退>。
2>有照明及必要的灯光显示。
3>有必要的电气保护与联锁。
课题七：
全自动洗衣机的PLC控制
控制要求
具体操作过程见下附图<全自动洗衣机洗涤动作流程图）。
动作要求如下：
1.洗衣机的进水、排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀执行。
2.洗涤正转、反转由洗涤电机驱动波盘正、反转来实现。
3.脱水时，由脱水电磁离合器合上、排水电磁阀吸合，洗涤电机正转进行甩干。
4.洗涤完成由蜂鸣器报警。
5.停止按钮用来手动结束洗涤过程。
操作面板上设有启动按钮SA及停止按钮SB。
课题八：
大、小球分拣传送机械PLC控制梯形图的设计
大、小球分拣传送机械示意图
-28-
<1）机械臂起始位置在机械原点<见图），为左限、上限并有显示。
<2）有起动按钮和停止按钮控制运行，设停止时机械臂必须已回到原点。
<3）起动后，机械臂动作顺序为：
下降→吸球→上升<至上限）→右行<至右限）→下降→释放→上升<至上限）→左行返回<至原点）。
<4）机械臂右行时有小球右限-19-
课题九：
自动门控制装置
一、操作面板图
二、控制要求
1.控制要求：
当人或车接近仓库门的某个区域时，仓库门自动打开，人车通过后，仓库门自动关闭，从而实现仓库门的无人管理。
2.工作过程：
库门设计为卷帘式，用一个电机来拖动卷帘。
正转接触器C1使电机开门，反转接触器C2使电机关门。
在库门的上方装设一个超声波探测开关S01，超声波开关发射超声波，当来人<车）进入超声波发射范围时，超声波开关使检测出来人<车），从而产生输出电波信号在库门的下方装设一套光电开关S02，用以检测是否有物体穿过库门。
光电开关由两个部件组成，一个是连续发光的光源；另一个是能接收光束，并能将之转换成电脉冲的接收器。
若行车<人）遮断了光束，光电开关S02便检测到这一物体，产生电脉冲，由该信号启动接触器C2，使电机M反转，从而使卷帘开始下降关门。
用两个行程开关K1和K2来检测库门的开门上限和关门下限，以停止电机的转动。
课题十：
M7120平面磨床电气控制系统设计
1、M7120平面磨床主要结构及运动形式
M7120平面磨床是卧轴矩形工作台，主要由床身、工作台、电磁吸盘、砂轮箱（又称磨头>、滑座、立柱等部分组成，下图是其构造示意图。
卧轴矩台平面磨床采用砂轮周边磨削，磨削时砂轮和工件接触面积小，发热量少，冷却和排屑条件较好，可获得较高的加工精度和较小的表面粗糙度值，且工艺范围广泛，除用砂轮周边磨削水平面外，还可用砂轮端面磨削垂直侧平面，适用于多品种的机械加工车间、修理车间和工具车间等。
平面磨床的主要运动是砂轮的旋转运动，磨削时砂轮外圆线速度大致在30～50m/s范围。
工作台在床身的水平导轨上作往复（纵向>直线运动，为了运动时换向平稳及容易调整运动速度，采用液压传动。
换向是靠工作台上的撞块碰撞床身上的液压换向开关实现的。
立柱可在床身的横向导轨上作横向进给运动，这一运动可以由液压传动，也可用手轮操作。
砂轮箱可在立柱导轨上作垂直运动，以实现砂轮的垂直进给运动。
2、M7120平面磨床对电力拖动及控制的要求
根据磨床的运动特点及工艺要求，对电力拖动及控制有如下要求：
1．由于砂轮的旋转运动一般不要求调速，由一台三相交流异步电动机拖动即可。
且砂轮电动机、液压泵电动机和冷却泵电动机都只要求单方向旋转；
2．砂轮升降电动机要求能正反转；
3．冷却泵电动机应在砂轮电动机起动后才运转；
4．保护环节应包括短路保护、电动机过载保护、零压保护、电磁吸盘欠压保护；
5．电磁吸盘应有去磁控制；必要的指示信号及照明灯。
课题十一：
红、黄、绿交通信号灯的PLC控制线路设计
1.动作特性
在十字路口上设置的红、黄、绿交通信号灯，其布置如图所示。
2.控制要求
1）由于东西方向的车流量较小，南北方向的车流量较大，所以南北方向的放行<绿灯亮）时间为30s，东西方向的放行时间<绿灯亮）为20s。
2）当在东西<或南北）方向的绿灯灭时，该方向的黄灯与南北<或东西）方向的红灯一起以5Hz的频率闪烁5s，以提醒司机和行人注意。
闪烁5s之后，立即开始另一个方向的放行。
3）要求只用一个控制开关对系统迸行启停控制。
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