三面铣组合机床机电传动课程设计.docx

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三面铣组合机床机电传动课程设计

一、课程设计的目的

1、步巩固本课程所学知识。

2、一般生产机械PLC控制系统的设计与调试方法。

3、一般生产机械电气线路的施工设计。

4、养查阅图书资料、工具书的能力。

5、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。

（1）基本结构

三面铣组合机床主要由床座、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。

（2）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

元件

工序

YV1

YV2

BP2

原位

—

（+）

—

夹紧

+

—

+

快进

（+）

—

+

工进

（+）

—

+

快退

（+）

—

+

松开

—

+

—

（3）机械动力滑台

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。

快速进给电动机用来拖动滑台快进和快退运动，工进电动机拖动滑台工作进给运动，在工进时，只允许工进电机单独工作，快速进给电机由控制器制动。

滑台的自动工作循环是靠传动装置将动力传递给丝杆来实现的。

（4）工件的加工过程

三面铣组合机床的加工过程

①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。

②工件夹紧后压力继电器动作，液压动力滑台（工作台）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。

③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。

④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。

（5）主要电器参数

电机、滑台、电磁阀参数如下：

①左、右2铣削头电动机：

J02-41-4,4.0KW,1440r/min,380V,8.4A；

②立、右1铣削头电动机：

J02-32-4,3.0kW,1430r/min,380V,6.5A；

③液压泵电动机：

J02-22-4,1.5KW,1410r/min,380V,3.49A；

④机械动力滑台的电机：

J02-22-4,1.5KW,1410r/min,380V,3.49A；

⑤电磁阀:

二位四通阀Z24DW-25,直流24V,0.6A,14.4W。

2、三面铣组合机床的控制要求

①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。

②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。

③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。

④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。

⑤五台电动机均能单向旋转。

⑥要求有电源、液压泵工作、工件夹紧、加工等信号指示。

⑦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

（1）确定输入/输出设备，选择PLC；分析确定系统方案，设计合理PLC控制系统；

（2）绘制PLC外部接线图；

（3）根据三面铣组合机床的控制要求，画出系统的功能表图；

（4）编制PLC梯形图程序并调试；

（5）正确计算选择电器元件，列出电器元件一览表；

（6）绘制电气接线图，接线并调试；

（7）整理技术资料，编写使用说明书。

四、课程设计的具体内容

（一）硬件设计

1、I/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

X06

立铣头单循环

SA2-4

X05

右2铣头单循环

SA2-5

X07

启动

SB1

X10

工件夹紧

SB2

X11

原位

SQ1

X12

左、右1铣/工进

SQ2

X13

立铣头启动

SQ3

X14

右1铣停/右2铣启

SQ4

X15

终点

SQ5

X16

工件松开

SB3

X17

滑台快进

SB4

X20

滑台快退

SB5

X22

液压泵启动

SB7

X23

回原位

SB8

X24

左铣头点动

SB9

X25

右1铣头点动

SB10

X26

立铣头点动

SB11

X27

右2铣头点动

SB12

X21

停止

SB6

Y02

工作台快进

KM7

YO4

工作台快退

KM8

Y16

液压泵电机启动

KM5

Y10

右2铣头启动

KM4

Y07

立铣头启动

KM3

Y06

右1铣头启动

KM2

Y05

左铣头启动

KM1

Y03

滑台工进

KM6

Y01

工件松开

YV2

Y00

工件夹紧

YV1

Y11

液压泵工作指示

HL2

Y12

原位指示

HL1

Y15

终点指示

HL5

Y13

工件夹紧指示

HL3

Y14

加工指示灯

HL4

2、PLC外部接线图

3、电器元件一览表

电气符号

型号

SB1～SB12

LA2-11K

SQ1～SQ5

LX32-1Q

SA1/SA2

LW6-2/LW6-5

KM1～KM8

CJ20-10/3

FR

JR16-20

FU

RLS1-10

（1）主电路及照明电路

（二）程序设计

1、单循环自动工作

（1）单循环功能表图

（2）单循环工作梯形图

2、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

3、右一铣头循环工作

（1）右一铣头功能表图

（2）右一铣头工作梯形图

4、立铣头循环工作

（1）立铣头功能表图

（2）立铣头工作梯形图

5、右二铣单循环工作

ⅰ右二单循环功能表

ⅱ右二单循环梯形图

6、点动工作流程图

（1）点动功能表

（2）点动梯形图

4、公用程序

（2）回原位程序

（3）手动程序

（4）PLC梯形图总体结构图

（5）控制面板

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，用各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。

（三）调试过程及模拟调试电路

1、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

自动/手动

Y00

工件夹紧

L1

X03

SA2

X轴

Y02

滑台快进

L2

X07

SB3

启动

Y03

滑台工进

L3

X12

SQ2

复位

Y05

左铣工作

L4

X15

SQ5

正向

Y04

滑台快退

L5

X11

SQ1

反向

Y01

工件松开

L6

2、调试总结

在实验室调试时，我调试的是左铣单循环程序。

我先听老师讲解了调试的过程以及调试要达到的效果，然后我回到寝室将程序编好，写在草稿纸上。

星期三上午，我来到实验室，将线路按我事先画好的外部接线图接好，老师检查后就开始实验。

第一次试验没有成功，可能是机器的原因M8002不能触发初始脉冲，检查重新启动plc之后，进行第二次试验，这次试验相当成功，达到了老师想要的效果，课程设计调试这一步骤圆满结束。

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，只有这样，我们才能提高做实验的效率和准确度。

五、课程设计的心得体会

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，数控铣床已经成为当今机械加工行业中不可或缺的，占有重要地位的机床。

因此作为二十一世纪机械专业的大学生来说掌握数控铣床的构造及原理是十分重要的。

回顾起此次课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从不知如何下手到最终的定稿，从程序的编写到实际的调试，在整整两星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说热继电器的原理不是很懂，plc的选型，辅助继电器的应用……通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故，培养了一定的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力。

包括学会自己分析解决问题的方法，对设计中遇到的问题，能通过独立思考、查阅工具书、参考文献，寻找解决方案。

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。

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。

这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多编程问题，最后在梁强老师的辛勤指导下，终于游逆而解。

同时，在曾老师的身上我学得到很多实用的知识，在次我表示感谢！

同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！

六、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