萬能臥式銑床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、題 目：萬能臥式銑床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)班 級(jí)：姓 名：專 業(yè)：機(jī)械工程及自動(dòng)化課程名稱：機(jī)電傳動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師：目 錄第1章 課程設(shè)計(jì)目的 3 第2章 課程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 3第3章 課程設(shè)計(jì)題目描述與要求 4第4章 萬能臥式銑床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4第5章 課程設(shè)計(jì)總結(jié) 14附錄一 萬能銑床電氣原理圖 15附錄二 萬能銑床零件清單 16附錄三 萬能銑床接線圖 17附圖四 萬能銑床控制面板 18第1章 課程設(shè)計(jì)目的1.1 具備機(jī)械、電氣知識(shí)的綜合運(yùn)用能力；1.2 具備分析機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及原理的能力；1.3具備設(shè)計(jì)機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的基本電氣原理圖的能力；1.4具備編寫設(shè)計(jì)說明書、操作說明書

2、能力。第2章 課程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容2.1分析對(duì)象： 熟悉被控對(duì)象的組成、電力拖動(dòng)的要求及控制的具體要求。2.2電路圖設(shè)計(jì)：根據(jù)任務(wù)要求，設(shè)計(jì)主電路及其保護(hù)電路，根據(jù)任務(wù)的控制關(guān)系設(shè)計(jì)控電路及其保護(hù)電路，設(shè)計(jì)開關(guān)面板圖，選定所需的電氣元件，列出清單，修改圖紙，定稿。2.3撰寫說明書：編寫電氣原理說明書和操作說明書。2.4課程設(shè)計(jì)總結(jié)第3章 課程設(shè)計(jì)題目描述與要求 題目：萬能臥式銑床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。萬能銑床是一種通用的多用途機(jī)床，它可以進(jìn)行平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工，它采用繼電接觸器電路實(shí)現(xiàn)電氣控制。電氣原理圖是由主電路、控制電路和照明電路三部分組成。 主軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)主軸帶動(dòng)銑刀進(jìn)行銑削加工

3、，通過組合開關(guān)來實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；進(jìn)給電動(dòng)機(jī)通過操縱手柄和機(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)由接觸器來實(shí)現(xiàn)；冷卻泵電動(dòng)機(jī)供應(yīng)切削液，且當(dāng)主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，用手動(dòng)開關(guān)控制；3臺(tái)電動(dòng)機(jī)共用熔斷器作短路保護(hù)，3臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別用熱繼電器作過載保護(hù)。冷卻泵由電動(dòng)機(jī)M3拖動(dòng)，只需要單向旋轉(zhuǎn)。第4章 萬能臥式銑床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1電動(dòng)機(jī)的選擇參照網(wǎng)上資料選取電機(jī)表1銑床的電機(jī)參數(shù)參照表符號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格件數(shù)作用M1主軸電動(dòng)機(jī)Y132M4B375KW，380V，1450r/min1主軸傳動(dòng)M2進(jìn)給電動(dòng)機(jī)Y90L41.5KW, 380V, 1400r/min1進(jìn)給傳動(dòng)M3

4、冷卻泵電動(dòng)機(jī)JCB220.125KW, 380V, 2790r/min1冷卻泵傳動(dòng)4.2電器控制線路設(shè)計(jì)4.2.1 主電路設(shè)計(jì)（含設(shè)計(jì)思路說明，各部分設(shè)計(jì)原理圖） 圖7.7臥式萬能銑床主電氣控制線路圖。圖中M1為主軸電動(dòng)機(jī)，M2為工作臺(tái)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)，M3為冷卻泵電動(dòng)機(jī)。             主電路分析   M1是主軸電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)主軸帶動(dòng)銑刀進(jìn)行銑削加工，因?yàn)橹鬏S電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)不頻繁，所以用SA5控制相序轉(zhuǎn)換。進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2 的正、反轉(zhuǎn)頻繁，因此需

5、要用接觸器KM3和KM1進(jìn)行倒相。熔斷器FU1、FU2作短路保護(hù)。每臺(tái)電動(dòng)機(jī)均由熱繼電器作過載保護(hù)。 4.2.2 控制電路設(shè)計(jì)（含設(shè)計(jì)思路說明，各部分設(shè)計(jì)原理圖）                控制電路分析 （1） 主軸電動(dòng)機(jī)M1的控制   主軸電動(dòng)機(jī)由接觸器KM1控制，M1旋轉(zhuǎn)方向由組合開關(guān)SA5預(yù)先選擇。M1的起動(dòng)、停止采用兩地控制的方式，控制按鈕一組安裝在工作臺(tái)上，一組安裝在床身上，可在此兩處進(jìn)行操作

6、。  、M1的起動(dòng)和停轉(zhuǎn)  圖7.9是主軸電動(dòng)機(jī)電氣控制線路圖，先將換相開關(guān)SA5扳到所需要的位置（正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)）。                起動(dòng)控制：按下SB1（或SB），接觸器KM1線圈得電，KM1主觸頭閉合，M1起動(dòng)運(yùn)行，KM1輔助觸頭閉合，進(jìn)給控制電路接通。   停轉(zhuǎn)控制：按下SB3（或SB4），KM1線圈斷電。此時(shí)速度繼電器KV正轉(zhuǎn)動(dòng)合觸頭閉合，KM2通電，電動(dòng)機(jī)M1串入電阻R實(shí)現(xiàn)反

7、接制動(dòng)。當(dāng)n0時(shí)，速度繼電器KV動(dòng)合觸頭復(fù)位，KM2線圈斷電，M1停轉(zhuǎn)，進(jìn)給控制電路電源切斷，反接制動(dòng)結(jié)束。  、主軸的變速?zèng)_動(dòng)   主軸變速可在主軸不動(dòng)時(shí)進(jìn)行；也可在主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行，無需先按停止按鈕，利用變速手柄與限位開關(guān)SQ7組成的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。變速時(shí)，先把變速手柄下壓，使它從第一道槽內(nèi)拔出，再轉(zhuǎn)動(dòng)變速盤，選擇所需要速度，然后慢慢拉向第二道槽，通過手柄壓下開關(guān)SQ7，其動(dòng)斷觸頭先斷開，KM1線圈斷電，M1失電；同時(shí)其動(dòng)合觸頭閉合，KM2通電，M1反向沖動(dòng)。然后將變速手柄迅速推回原位，使限位開關(guān)SQ7復(fù)位，接觸器KM2斷電，電動(dòng)機(jī)M1停轉(zhuǎn)，變速?zèng)_動(dòng)

8、過程結(jié)束。  變速完成后，需再次起動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1，主軸將在新的轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)。 （2）進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M的控制   工作臺(tái)進(jìn)給方向有左、右的縱向運(yùn)動(dòng)，前后的橫向運(yùn)動(dòng)和上、下的垂直運(yùn)動(dòng)，是依靠進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的，正反轉(zhuǎn)接觸器KM3、KM4是由兩個(gè)機(jī)械操作手柄控制的。其中一個(gè)是縱向機(jī)械操作手柄，另一個(gè)是垂直與橫向機(jī)械操作手柄。這兩個(gè)手柄各有兩套，分別設(shè)在銑床的工作臺(tái)正面與側(cè)面，實(shí)現(xiàn)兩地操作。   圖7.10為進(jìn)給拖動(dòng)電氣控制線路圖。圖中SQ1、SQ2為縱向行程開關(guān)，SQ3、SQ4為垂直和橫向行程開關(guān)。SA1為圓工作臺(tái)選擇開關(guān)，設(shè)

9、有“接通”與“斷開”兩個(gè)位置。當(dāng)不需要圓工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)，將SA1置于“斷開”位置，此時(shí)，觸點(diǎn)SA1-1、SA1-3閉合，SA1-2斷開。然后起動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)，KM1通電并自鎖，為進(jìn)給電動(dòng)機(jī)起動(dòng)做準(zhǔn)備。下面對(duì)各種進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的電氣控制電路進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。               、工作臺(tái)縱向左右運(yùn)動(dòng)   工作臺(tái)左右運(yùn)動(dòng)由工作臺(tái)縱向操作手柄控制，有三個(gè)位置：左、中、右。當(dāng)操作手柄扳向右位置時(shí)，通過其聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)將縱向進(jìn)給機(jī)械離合器掛上，同時(shí)

10、壓下向右進(jìn)給的行程開關(guān)SQ1-1接觸器KM3通電進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)工作臺(tái)向右進(jìn)給。 向左進(jìn)給時(shí)將手柄扳向左壓下SQ2-1KM4通電吸合M2反轉(zhuǎn)工作臺(tái)向左進(jìn)給。當(dāng)需停止時(shí)，將手柄扳回中間位置，縱向進(jìn)給結(jié)束，工作臺(tái)停止運(yùn)動(dòng)。  、工作臺(tái)垂直上下運(yùn)動(dòng)和橫向前后運(yùn)動(dòng)的控制  向上進(jìn)給時(shí)將手柄向上掛上垂直運(yùn)動(dòng)的離合器壓下SQ4，SQ4-1閉合KM4通電吸合M2反轉(zhuǎn)工作臺(tái)向上進(jìn)給。 向下進(jìn)給時(shí)將手柄扳向下壓下SQ3，SQ3-1閉合，SQ3-2斷開KM3通電吸合M2正轉(zhuǎn)工作臺(tái)向下進(jìn)給。  向前進(jìn)給時(shí)將手柄扳向前掛上橫向運(yùn)動(dòng)的離合器壓下SQ3，SQ3-1閉合，

11、SQ3-2斷開KM3通電M2正轉(zhuǎn)工作臺(tái)向前進(jìn)給。 向后進(jìn)給時(shí)將手柄扳向后壓下SQ4，SQ4-2斷開，SQ4-1閉合KM4通電吸合M2反轉(zhuǎn)工作臺(tái)向后進(jìn)給。  、工作臺(tái)的快速移動(dòng)  工作臺(tái)三個(gè)方向的快速移動(dòng)也是由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的，當(dāng)工作臺(tái)已經(jīng)進(jìn)行工作時(shí)，如再按下快速按鈕SB5或SB6使KM5通電，接通快速移動(dòng)電磁鐵YA，銜鐵吸上，經(jīng)杠桿將進(jìn)給傳動(dòng)鏈中的摩擦離合器合上，使工作臺(tái)按原運(yùn)動(dòng)方向?qū)崿F(xiàn)快速移動(dòng)。SB5或SB6松開時(shí)，KM5、YA相繼斷電，銜鐵釋放，摩擦離合器脫開，快速移動(dòng)結(jié)束，工作臺(tái)按原進(jìn)給速度運(yùn)動(dòng)  在進(jìn)給變速時(shí)，為使齒輪易于嚙合，電路中也設(shè)有變速“

12、沖動(dòng)”控制環(huán)節(jié)。進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)是由進(jìn)給變速手柄配合進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)開關(guān)SQ6實(shí)現(xiàn)的。  壓合SQ觸點(diǎn)SQ6-2先斷開SQ6-1后閉合電流經(jīng)SA1-3、SQ2-2、SQ1-2SQ3-2、SQ4-2SQ6-1KM3通電M2正轉(zhuǎn)完成變速“沖動(dòng)”。 （3）圓工作臺(tái)進(jìn)給控制  圓工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)不需要調(diào)速，也不要求反轉(zhuǎn)，因此僅由KM3控制即可。操作時(shí)，首先將SA1扳到“接通”位置，這時(shí)觸點(diǎn) SA1-2閉合，SA1-3斷開，按下主軸起動(dòng)按鈕SB1或SB2，主軸電動(dòng)機(jī)M1起動(dòng)后KM3即通電吸合，于是M2拖動(dòng)圓工作臺(tái)做單向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 4.2.3信號(hào)指示及照明電路 照明電

13、路控制通過按鈕SA4來控制，SA1通過控制KM6來控制冷卻泵電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。4.3電器元件的選擇4.3.1 熱繼電器 利用電流的熱效原理來工作的保護(hù)電器主要用作：三相異步電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)由按鈕、接觸器、熱繼電器等組成的異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路熱繼電器的圖形和文字符號(hào)432 交流接觸器KM 用來頻繁的接通和分?jǐn)嘟恢绷髦骰芈泛痛笕萘靠刂齐娐?。主要控制?duì)象是電動(dòng)機(jī)，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，并有欠（零）電壓保護(hù)功能。 交流接觸器圖形符號(hào)和文字符號(hào)433 熔斷器作用：利用金屬的熔化來切斷電路，以保護(hù)電器，短路保護(hù)。結(jié)構(gòu)：熔體（保險(xiǎn)絲）和熔座（安裝熔體）形狀：片狀、絲狀、和籠狀型號(hào)：常用的熔斷器有瓷插式RCIA系

14、列、封閉管式及螺旋式RL1系列等多種。 熔斷器圖形符號(hào)和文字符號(hào)434 按鈕 按鈕，是一種常用的控制電器元件，常用來接通或斷開控制電路（其中電流很?。?，從而達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)或其他電氣設(shè)備運(yùn)行目的的一種開關(guān)。435 行程開關(guān) 行程開關(guān)，位置開關(guān)（又稱限位開關(guān)）的一種，是一種常用的小電流主令電器。在電氣控制系統(tǒng)中，位置開關(guān)的作用是實(shí)現(xiàn)順序控制、定位控制和位置狀態(tài)的檢測(cè)。用于控制機(jī)械設(shè)備的行程及限位保護(hù)。 位置開關(guān)的圖形符號(hào)及文字符號(hào)436 機(jī)床照明燈EL。型號(hào)：K-1，螺口 規(guī)格：40W36V 作用：機(jī)床局部照明因?yàn)樵诮?jīng)過電源變壓后變?yōu)?6V的電源電壓，所以用36V的K-1型的照明燈。4.4 制定電

15、氣元件明細(xì)表 見附錄二4.5繪制電氣元件安裝及接線圖 見附圖三第5章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)這次課程設(shè)計(jì)通過組員的共同努力完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，學(xué)到了很多也意識(shí)到了許多不足。首先通過組員的分工合作，提高了效率，讓我們認(rèn)識(shí)到了團(tuán)結(jié)的力量和集體合作的重要性。通過這次設(shè)計(jì)，我們了解了銑床的構(gòu)造和原理，復(fù)習(xí)了各個(gè)電氣元件的功能，符號(hào)和工作原理，以及電機(jī)的專業(yè)知識(shí)，把所學(xué)的知識(shí)學(xué)以致用，在實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，通過交流達(dá)到壹加壹大于二的效果，在設(shè)計(jì)過程中，老師的解惑也是大有裨益，很多不懂的地方經(jīng)過老師的指點(diǎn)后茅舍頓開，才能把整體聯(lián)系起來，達(dá)到系統(tǒng)看問題的目的，在此萬分感謝指導(dǎo)老師。在設(shè)計(jì)的過程中也意識(shí)到許多的不足，比如繪圖軟

16、件不會(huì)用，電氣元件選擇經(jīng)驗(yàn)缺失，對(duì)現(xiàn)實(shí)狀況的不了解，以至于很多元器件的選擇毫無概念等一系列問題，我們將針對(duì)出現(xiàn)的問題作出改進(jìn)，增強(qiáng)自身的能力。附錄一 萬能銑床電氣原理圖附錄二 萬能銑床零件請(qǐng)單符號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格件數(shù)作用KM1接觸器CJO2020A,110V1主軸啟動(dòng)KM2接觸器CJO1010A,110V1主軸停轉(zhuǎn)KM3接觸器CJO1010A,110V1M2正轉(zhuǎn)KM4接觸器CJO1010A,110V1M2反轉(zhuǎn)KM5接觸器CJO1010A,110V1快速進(jìn)給KM6接觸器CJO1010A,110V1M3轉(zhuǎn)動(dòng)KS速度繼電器JY12A1反接制動(dòng)SB3、4按鈕LA2綠色2主軸啟動(dòng)按鈕SB5、6按鈕LA2黑色

17、2快速進(jìn)給按鈕SB1、2按鈕LA2紅色2停止按鈕SA1轉(zhuǎn)換開關(guān)HZ110/E16三極1冷卻泵電機(jī)啟動(dòng)SA2轉(zhuǎn)換開關(guān)HZ110/E16三極換刀開關(guān)SA3轉(zhuǎn)換開關(guān)HZ110/E16三極圓工作臺(tái)轉(zhuǎn)換SA4轉(zhuǎn)換開關(guān)HZ110/E16三極1照明電路啟動(dòng)SA5轉(zhuǎn)換開關(guān)HZ110/E16三極1M1換向開關(guān)SQ1限位開關(guān)LX111K開啟式1向右進(jìn)給SQ2限位開關(guān)LX111K開啟式1向左進(jìn)給SQ3限位開關(guān)LX2131單輪，自動(dòng)復(fù)位1向前、向下進(jìn)給SQ4限位開關(guān)LX2131單輪，自動(dòng)復(fù)位1向后、向上進(jìn)給SQ5限位開關(guān)LX311K開啟式1快速與進(jìn)給轉(zhuǎn)換SQ6限位開關(guān)LX311K開啟式1主軸變速?zèng)_動(dòng)SQ7限位開關(guān)LX311K開啟式1進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)QS1轉(zhuǎn)換開關(guān)HZ160/E