某銑床的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)X62W臥式萬(wàn)能

1、第一章 概述銑床的種類(lèi)很多，有臥銑、立銑、龍門(mén)銑、仿形銑以及各種專(zhuān)用銑床。X62W型臥式萬(wàn)能銑床是應(yīng)用最廣泛的銑床之一。所以此次課設(shè)選擇X62W型萬(wàn)能銑床。 銑床作為機(jī)械加工的通用設(shè)備在內(nèi)燃機(jī)配件的生產(chǎn)中一直起著不可替代的作用。自動(dòng)銑床具有工作平穩(wěn)可靠，操作維護(hù)方便，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低的特點(diǎn)，已成為現(xiàn)代生產(chǎn)中的主要設(shè)備。自動(dòng)銑床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)很傳統(tǒng)的課題，現(xiàn)在隨著各種先進(jìn)精確的諸多控制儀器的出現(xiàn)，銑床控制的設(shè)計(jì)方案也越來(lái)越先進(jìn)，越來(lái)越趨于完美。此次設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)都是采用繼電器控制，也有相當(dāng)一部分輔機(jī)系統(tǒng)是采用繼電控制。第二章 X62W萬(wàn)能銑床的主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)形式2.1 X62W型萬(wàn)能銑床的外

2、形結(jié)構(gòu)X62W型萬(wàn)能銑床主要由床身：懸梁、刀桿支架、工作臺(tái)、上下溜板和升降臺(tái)等幾部分組成，其外形結(jié)構(gòu)如圖1.1。圖1.12.2 X62W型臥式能銑床有三種運(yùn)動(dòng) (1)主運(yùn)動(dòng)：主軸帶動(dòng)銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；(2)主軸電動(dòng)機(jī)M1，是在空載時(shí)直接啟動(dòng)的。為完成順銑和逆銑，要求有正、反轉(zhuǎn)?？筛鶕?jù)銑刀的種類(lèi)預(yù)先選擇轉(zhuǎn)向，在加工過(guò)程中不變換轉(zhuǎn)向。(3)為了減小負(fù)載波動(dòng)對(duì)銑刀轉(zhuǎn)速的影響以保證加工質(zhì)量，主軸上裝有飛輪，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大。為此要求主軸電動(dòng)機(jī)有停車(chē)制動(dòng)控制，以提高工作效率。(4)工作臺(tái)的縱向、橫向和垂直三個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)，三個(gè)方向的選擇由兩套操縱手柄通過(guò)不同的傳動(dòng)鏈來(lái)實(shí)現(xiàn)。每個(gè)方向

3、有正、反向運(yùn)動(dòng)，要M2能正、反轉(zhuǎn)。同一時(shí)間只允許工作臺(tái)向一個(gè)方向移動(dòng)，故三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)之間應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)。圖1.2銑床主要用于加工零件的平面、斜面、溝槽等型面，裝上分度頭以后，可以加工直齒輪或螺旋面，裝上回轉(zhuǎn)圓工作臺(tái)財(cái)可以加凸輪和弧形槽。銑床用途廣泛，在金屬切削機(jī)床中的使用數(shù)量?jī)H次予車(chē)床。X62W型萬(wàn)能銑床的外形結(jié)構(gòu)如圖1.1所示，它主要由床身、主軸、刀桿、懸梁、工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)盤(pán)、橫溜板、升降臺(tái)、底座等幾部分組成。在床身的前面有垂直導(dǎo)軌，升降臺(tái)可沿著它上下移動(dòng)。在升降臺(tái)上面的水平導(dǎo)軌上，裝有可在平行主軸軸線(xiàn)方向移動(dòng)（前后移動(dòng)）的溜板。溜板上部有可轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)盤(pán)，工作臺(tái)就在溜板上部回轉(zhuǎn)盤(pán)上的導(dǎo)軌上作垂

4、直于主軸軸線(xiàn)方向移動(dòng)（左右移動(dòng)）。工作臺(tái)上有T形槽用來(lái)固定工件。這樣，安裝在工作臺(tái)上的工件就可以在三個(gè)坐標(biāo)上的六個(gè)方向調(diào)整位置或進(jìn)給。銑床主軸帶動(dòng)銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)；銑床工作臺(tái)的前后（橫向）、左右（縱向）和上下（垂直）6個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；銑床其他的運(yùn)動(dòng)，如工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)則屬于輔助運(yùn)動(dòng)。第三章 X62W萬(wàn)能銑床的控制要求及電氣控制線(xiàn)路分析3.1電氣控制線(xiàn)路的工作原理圖該銑床共用3臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，它們分別是主軸電動(dòng)機(jī)M1、進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2和冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3。X62W萬(wàn)能銑床的電路如圖2所示，該線(xiàn)路分為主電路、控制電路和照明電路三部分。電氣控制線(xiàn)路的工作原理圖如下： 圖 2.13.2 主

5、電路分析主軸電動(dòng)機(jī)M1拖動(dòng)主軸帶動(dòng)銑刀進(jìn)行銑削加工，通過(guò)組合開(kāi)關(guān)SA3來(lái)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2通過(guò)操縱手柄和機(jī)械離合器的配合拖動(dòng)工作臺(tái)前后、左右、上下6個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和快速移動(dòng)，其正反轉(zhuǎn)由接觸器KM3、KM4來(lái)實(shí)現(xiàn)；冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3供應(yīng)切削液，且當(dāng)M1啟動(dòng)后，用手動(dòng)開(kāi)關(guān)QS2控制；3臺(tái)電動(dòng)機(jī)共用熔斷器FU1作短路保護(hù)，3臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別用熱繼電器FR1、FR2、FR3作過(guò)載保護(hù)。3.3 控制電路分析3.3.1 主軸電動(dòng)機(jī)M1的控制主軸電動(dòng)機(jī)M1采用兩地控制方式，SB1和SB2是兩組啟動(dòng)按鈕，SB5和SB6是兩組停止按鈕。KM1是主軸電動(dòng)機(jī)M1的啟動(dòng)接觸器，YC1是主軸制動(dòng)用的電磁離合器，SQ

6、1是主軸變速時(shí)瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)的位置開(kāi)關(guān)。1）主軸電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)前，應(yīng)首先選擇好主軸的轉(zhuǎn)速，然后合上電源開(kāi)關(guān)QS1，再把主軸換向開(kāi)關(guān)SA3扳到所需要的轉(zhuǎn)向。按下啟動(dòng)按鈕SB1（或SB2），接觸器KM1線(xiàn)圈得電，KM1主觸頭和自鎖觸頭閉合，主軸電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，KM1常開(kāi)輔助觸頭（9-10）閉合，為工作臺(tái)進(jìn)給電路提供了電源。按下停止按鈕SB5（或SB6），SB5-1（或SB6-1）常閉觸頭分?jǐn)?，接觸器KM1線(xiàn)圈失電，KM1觸頭復(fù)位，電動(dòng)機(jī)M1斷電慣性運(yùn)轉(zhuǎn)，SB5-2（或SB6-2）常開(kāi)觸頭閉合，接通電磁離合器YC1，主軸電動(dòng)機(jī)M1制動(dòng)停轉(zhuǎn)。2)主軸換銑刀時(shí)將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1扳向換刀位置，這時(shí)常開(kāi)觸頭SA

7、1-1閉合，電磁離合器YC1線(xiàn)圈得電，主軸處于制動(dòng)狀態(tài)以便換刀；同時(shí)常閉觸頭SA1-2斷開(kāi)，切斷了控制電路，保證了人身安全。3)主軸變速時(shí)，利用變速手柄與沖動(dòng)位置開(kāi)關(guān)SQ1，通過(guò)M1點(diǎn)動(dòng)，使齒輪系統(tǒng)產(chǎn)生一次抖動(dòng)，以便于齒輪順利嚙合，且變速前應(yīng)先停車(chē)。3.3.2 進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2的控制工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)在主軸啟動(dòng)后方可進(jìn)行。工作臺(tái)的進(jìn)給可在3個(gè)坐標(biāo)的6個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是通過(guò)兩個(gè)操作手柄和機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制相應(yīng)的位置開(kāi)關(guān)使進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，并且6個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)是聯(lián)鎖的，不能同時(shí)接通。1）當(dāng)需要圓形工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，將開(kāi)關(guān)SA2扳到接通位置，這時(shí)觸頭SA2-1和SA2-3斷開(kāi)，觸頭SA2-2

8、閉合，電流經(jīng)1013141520191718路徑，使接觸器KM3得電，電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)，通過(guò)一根專(zhuān)用軸帶動(dòng)圓形工作臺(tái)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2扳到斷開(kāi)位置，這時(shí)觸頭SA2-1和SA2-3閉合，觸頭SA2-2斷開(kāi)，以保證工作臺(tái)在6個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，因?yàn)閳A形工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和6個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)也是聯(lián)鎖的。 2）工作臺(tái)的左右進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由左右進(jìn)給操作手柄控制。操作手柄與位置開(kāi)關(guān)SQ5和SQ6聯(lián)動(dòng)，有左、中、右三個(gè)位置，其控制關(guān)系見(jiàn)表1。當(dāng)手柄扳向中間位置時(shí)，位置開(kāi)關(guān)SQ5和SQ6均未被壓合，進(jìn)給控制電路處于斷開(kāi)狀態(tài)；當(dāng)手柄扳向左或右位置時(shí)，手柄壓下位置開(kāi)關(guān)SQ5或SQ6，使常閉觸頭SQ5-2或SQ6-2分

9、斷，常開(kāi)觸頭SQ5-1或SQ6-1閉合，接觸器KM3或KM4得電動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。由于在SQ5或SQ6被壓合的同時(shí)，通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)已將電動(dòng)機(jī)M2的傳動(dòng)鏈與工作臺(tái)下面的左右進(jìn)給絲杠相搭合，所以電動(dòng)機(jī)M2的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)就拖動(dòng)工作臺(tái)向左或向右運(yùn)動(dòng)。第四章 工作臺(tái)左右進(jìn)給手柄位置及其控制關(guān)系 工作臺(tái)的上下和前后進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是由一個(gè)手柄控制的。該手柄與位置開(kāi)關(guān)SQ3和SQ4聯(lián)動(dòng)，有上、下、前、后、中5個(gè)位置，其控制關(guān)系見(jiàn)表2。當(dāng)手柄扳至中間位置時(shí)，位置開(kāi)關(guān)SQ3和SQ4均未被壓合，工作臺(tái)無(wú)任何進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；當(dāng)手柄扳至下或前位置時(shí)，手柄壓下位置開(kāi)關(guān)SQ3使常閉觸頭SQ3-2分?jǐn)?，常開(kāi)觸頭SQ3-1閉合，接觸

10、器KM3得電動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)著工作臺(tái)向下或向前運(yùn)動(dòng)；當(dāng)手柄扳向上或后時(shí)，手柄壓下位置開(kāi)關(guān)SQ4，使常閉觸頭SQ4-2分?jǐn)?，常開(kāi)觸頭SQ4-1閉合，接觸器KM4得電動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)M2反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)著工作臺(tái)向上或向后運(yùn)動(dòng)當(dāng)兩個(gè)操作手柄被置定于某一進(jìn)給方向后，只能壓下四個(gè)位置開(kāi)關(guān)SQ3、SQ4、SQ5、SQ6中的一個(gè)開(kāi)關(guān)，接通電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)電路，同時(shí)通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)將電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)鏈與三根絲杠（左右絲杠、上下絲杠、前后絲杠）中的一根（只能是一根）絲杠相搭合，拖動(dòng)工作臺(tái)沿選定的進(jìn)給方向運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)沿其他方向運(yùn)動(dòng)。X62W萬(wàn)能銑床的主電路圖左右進(jìn)給手柄與上下前后手柄實(shí)行了聯(lián)鎖控制，如當(dāng)把左右進(jìn)給手柄

11、扳向左時(shí)，若又將另一個(gè)進(jìn)給手柄扳到向下進(jìn)給方向，則位置開(kāi)關(guān)SQ5和SQ3均被壓下，觸頭SQ5-2和SQ3-2均分?jǐn)?，斷開(kāi)了接觸器KM3和KM4的通路，電動(dòng)機(jī)M2只能停轉(zhuǎn)，保證了操作安全。 1）個(gè)進(jìn)給方向的快速移動(dòng)是通過(guò)兩個(gè)進(jìn)給操作手柄和快速移動(dòng)按鈕配合實(shí)現(xiàn)的。安裝好工件后，扳動(dòng)進(jìn)給操作手柄選定進(jìn)給方向，按下快速移動(dòng)按鈕SB3或SB4（兩地控制），接觸器KM2得電，KM2常閉觸頭分?jǐn)?，電磁離合器YC2失電，將齒輪傳動(dòng)鏈與進(jìn)給絲杠分離；KM2兩對(duì)常開(kāi)觸頭閉合，一對(duì)使電磁離合器YC3得電，將電動(dòng)機(jī)M2與進(jìn)給絲杠直接搭合；另一對(duì)使接觸器KM3或KM4得電動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)M2得電正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工作臺(tái)沿選定

12、的方向快速移動(dòng)。由于工作臺(tái)的快速移動(dòng)采用的是點(diǎn)動(dòng)控制，故松開(kāi)SB3或SB4，快速移動(dòng)停止。 2）進(jìn)給變速時(shí)與主軸變速時(shí)相同，利用變速盤(pán)與沖動(dòng)位置開(kāi)關(guān)SQ2使M1產(chǎn)生瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)，齒輪系統(tǒng)順利嚙合課設(shè)總結(jié)我國(guó)是一個(gè)機(jī)床生產(chǎn)和應(yīng)用大國(guó)，但數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用水平還不高，嚴(yán)重制約著我國(guó)制造業(yè)水平的提高。國(guó)際上的相關(guān)開(kāi)發(fā)計(jì)劃對(duì)我國(guó)的數(shù)控技術(shù)的發(fā)展提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，同時(shí)也帶來(lái)了機(jī)遇。只有選擇合適的PLC才能使定位達(dá)到預(yù)期的效果。制定符合中國(guó)國(guó)情的總體發(fā)展戰(zhàn)略，確立與國(guó)際接軌的發(fā)展道路，對(duì)21世紀(jì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。銑床可以用來(lái)加工平面、斜面、溝槽，裝上分度頭可以銑切直齒齒輪和螺旋面，裝上圓工作臺(tái)還可

13、以銑切凸輪和弧形槽。所以銑床在金屬切削機(jī)床中占有很大的比重，使用數(shù)量?jī)H次于車(chē)床。銑床的迅速發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)，其一，它能部分的代替人工操作，它能大大的改善工人的勞動(dòng)條件，顯著提高的提高生產(chǎn)勞動(dòng)效率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)的機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。因而，受到各工業(yè)國(guó)家的重視，并投入大量的人力、物力加以研究和應(yīng)用。在我國(guó)，近幾年來(lái)也有較快的發(fā)展，并取得一定的成果，受到各工業(yè)部門(mén)的重視。通過(guò)學(xué)習(xí)，在機(jī)床工業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，提高機(jī)床的加工速度和加工精度，始終是人們努力解決的相互制約的兩大課題，也是推動(dòng)機(jī)床電氣控制系統(tǒng)發(fā)展的動(dòng)力。電力拖動(dòng)控制、電力電子、檢測(cè)、計(jì)算機(jī)和控制理論的發(fā)展，為機(jī)床電氣控制系統(tǒng)不斷發(fā)展提供了物質(zhì)和科技條件。可以預(yù)料，隨著科學(xué)季度的發(fā)展，機(jī)床PLC電氣控制系統(tǒng)將繼續(xù)向更高的方向發(fā)展，以不斷提高機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)效率和自動(dòng)化水平?？萍疾粩噙M(jìn)步電腦成為了我們不可缺少的工具，所以我要認(rèn)真的學(xué)習(xí)它，進(jìn)一步的專(zhuān)研它使電腦更先進(jìn)對(duì)我們社會(huì)乃至生活有更大的幫助。感謝劉老師對(duì)我們的這次教導(dǎo)，時(shí)間雖然短暫，但我們真的學(xué)到了許多知識(shí)，我們會(huì)更加