Z35型搖臂鉆床電氣控制電路設(shè)計(jì)

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。Z35型搖臂鉆床電氣控制電路設(shè)計(jì)遼 寧 工 學(xué) 院遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué)電氣控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)（論文）題目： Z35型搖臂鉆床電氣控制電路設(shè)計(jì)院（系）： 專業(yè)班級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 工程師 起止時(shí)間： 2009.6.1-2009.6.12 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)院（系）：軟件學(xué)院 教研室： 嵌入教研室學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)課程設(shè)計(jì)（論文）題目Z35型搖臂鉆床電氣控制電路設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù) 要求設(shè)計(jì)報(bào)告嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求書(shū)寫(xiě)（見(jiàn)附頁(yè)）。具體設(shè)計(jì)包括內(nèi)容如下：1、 查閱資

2、料，了解鉆床的基本結(jié)構(gòu)，掌握運(yùn)動(dòng)過(guò)程。2、 確定電氣傳動(dòng)方案。3、 設(shè)計(jì)控制電路（包括主電路、控制電路及輔助電路）。4、 詳細(xì)闡述分析其工作原理。5、 選擇各種電器設(shè)備（列出清單）。6、 對(duì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)。指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日3目 錄電氣控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)（論文）1第一章 搖臂鉆床機(jī)的概述及運(yùn)動(dòng)過(guò)程11.1 概述11.2 Z35型搖臂鉆床的結(jié)構(gòu)11.3 Z35搖臂鉆床的電力施動(dòng)及控制要求21.4 Z35搖臂鉆床的運(yùn)動(dòng)過(guò)程2第二章 電動(dòng)傳動(dòng)方案4第三章 系統(tǒng)控制電路及其原理63.1 線路原理圖63.2 工作原理73.3 元件清單8第四章課設(shè)總結(jié)9參考文獻(xiàn)10第一章

3、 搖臂鉆床機(jī)的概述及運(yùn)動(dòng)過(guò)程1.1 概述Z35型搖臂鉆床是一種用途廣泛的通用機(jī)床，它用于鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、锪平面及攻螺紋等基本 加工過(guò)程。為了滿足生產(chǎn)機(jī)械的要求，搖臂鉆床的搖臂與外立柱一起可繞固定不動(dòng)的內(nèi)立柱作360度的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，外立柱的夾緊、松開(kāi)是通過(guò)立柱夾緊與松開(kāi)電動(dòng)機(jī)M4正反轉(zhuǎn)、以及機(jī)械和液壓共同作用完成的。立柱的夾緊與松開(kāi)是點(diǎn)動(dòng)控制，存在操作時(shí)間不好掌握的問(wèn)題，立柱夾緊和松開(kāi)的線路故障有：立柱松緊電動(dòng)機(jī)M4不能啟動(dòng)；立柱在放松或夾緊后，不能切斷電動(dòng)機(jī)M4的電源等故障。1.2 Z35型搖臂鉆床的結(jié)構(gòu)圖4-9所示是Z35型搖臂鉆床的結(jié)構(gòu)示意圖。Z35型搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)力柱、外立柱、搖

4、臂、主軸箱、工作臺(tái)等組成。內(nèi)立柱固定在底座上，在它外面套著空心的外立柱，外立柱可繞內(nèi)力柱可繞內(nèi)力柱回轉(zhuǎn)一周。搖臂一端的套筒不分與外立柱滑動(dòng)配合，借助于絲杠，搖臂可沿著外立柱上下移動(dòng)，但兩者不能做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以搖臂將于外立柱一起相對(duì)內(nèi)力柱回轉(zhuǎn)。主軸箱是一個(gè)復(fù)合的部分，它具有主軸、主軸旋轉(zhuǎn)部件以及主軸進(jìn)給的全部變速和操縱機(jī)構(gòu)。主軸箱可沿著搖臂上的水平導(dǎo)軌作徑向移動(dòng)。當(dāng)進(jìn)行加工時(shí)可利用特殊的夾緊機(jī)構(gòu)將外立柱緊固在內(nèi)立柱上搖臂緊固在外立柱上、主軸箱緊固在搖臂導(dǎo)軌上然后進(jìn)行鉆削加工。1.3 Z35搖臂鉆床的電力施動(dòng)及控制要求1)由動(dòng)機(jī)承擔(dān)主鉆削及進(jìn)給任務(wù)，搖臂升降、夾緊放松和冷卻泵各用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。2

5、)為了適應(yīng)多種加工方式的要求，主軸及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)應(yīng)在較大范圍內(nèi)調(diào)速。但這些調(diào)速都是機(jī)械調(diào)速，用手柄操作變速箱調(diào)速，對(duì)電動(dòng)機(jī)無(wú)任何調(diào)速要求。從結(jié)構(gòu)上看，主軸變速機(jī)構(gòu)與進(jìn)給變速機(jī)構(gòu)應(yīng)該放在一個(gè)變速箱內(nèi)，而且兩種運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)是合理的。3)加工螺紋時(shí)要求主軸能正反轉(zhuǎn)。搖臂鉆床的正反轉(zhuǎn)一般用機(jī)械方法實(shí)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)只需單方向旋轉(zhuǎn)。4)搖臂升降由單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，要求能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。1.4 Z35搖臂鉆床的運(yùn)動(dòng)過(guò)程Z35型搖臂鉆床共有四臺(tái)電動(dòng)機(jī)：即主軸電動(dòng)機(jī)、搖臂升降電動(dòng)機(jī)、立柱加緊與松開(kāi)電動(dòng)機(jī)及冷卻泵電動(dòng)機(jī)。主軸電動(dòng)機(jī)只能正轉(zhuǎn)控制、其反轉(zhuǎn)是依靠摩擦離合器來(lái)實(shí)現(xiàn)的；搖臂升降電動(dòng)機(jī)能正反轉(zhuǎn)控制，搖臂一端的套簡(jiǎn)

6、部分與外立柱滑動(dòng)配合，并通過(guò)絲桿、使搖臂外立柱上下移動(dòng)、當(dāng)搖臂上升或下降到預(yù)定位置時(shí)就自動(dòng)加緊在外立柱上；搖臂與外立柱一起可繞固定不動(dòng)的內(nèi)立柱作360的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，但外立柱繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)遠(yuǎn)動(dòng)是用人力推動(dòng)的，且必須先將外立柱松開(kāi)才能進(jìn)行、外立柱的夾緊放松是由立柱夾緊與放松電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)并通過(guò)液壓裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。Z35型搖臂鉆床采用十字開(kāi)關(guān)ZK(SA)對(duì)主軸電動(dòng)機(jī)2D(M2)和搖臂升降電動(dòng)機(jī)3D（M3）進(jìn)行操作。十字開(kāi)關(guān)有上、下、左、右和中間五個(gè)位置，當(dāng)十字開(kāi)關(guān)分別扳在上、下、左、右四個(gè)不同位置時(shí)，便壓下相應(yīng)的微動(dòng)開(kāi)關(guān)，是其觸頭閉合。手柄每次只可扳在一個(gè)位置上，也就是說(shuō)四個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)只能有一個(gè)接通，其余

7、處于斷開(kāi)狀態(tài)。第二章 電動(dòng)傳動(dòng)方案選用PLC作為電氣傳動(dòng)方案主軸電動(dòng)機(jī)1M隨時(shí)都可以啟停，并保持。啟動(dòng)按鈕是SB2，停止按鈕是SBl，接觸器是KMl，熱繼電器是FRl，搖臂的升降控制：SB3是搖臂上升按鈕，SB4是下降按鈕，SQlU是上升終端限位開(kāi)關(guān)，SQlD是下降終端限位開(kāi)關(guān)，KM2是上升接觸器，KM3是下降接觸器。設(shè)想使搖臂上升，就要按SB3按鈕，這時(shí)如果搖臂是處在抱住立柱的位置，那么SQ2限位開(kāi)關(guān)的常開(kāi)點(diǎn)是斷開(kāi)的，常閉點(diǎn)就是閉合的了，這樣控制油泵放松的接觸器KM4與電磁鐵YA就先得電，使搖臂與立柱松開(kāi)，當(dāng)放松到位時(shí)，SQ2動(dòng)作，常開(kāi)閉合，常閉斷開(kāi)，這樣搖臂就可以上升了。下降也是同樣的動(dòng)作

8、過(guò)程。當(dāng)上升結(jié)束時(shí)，松開(kāi)SB3按鈕，KT、KM2、KM3、KM4全部失點(diǎn)，經(jīng)過(guò)KT延時(shí)閉合的常閉觸點(diǎn)的延時(shí)后，油槳加緊方向的接觸器KM5得點(diǎn)吸合。第三章 系統(tǒng)控制電路及其原理3.1 線路原理圖3.2 工作原理Z3050型搖臂鉆床采用380V50H三相交流電作為動(dòng)力電源，有良好的接地保護(hù)。圖中FUl為總的短路保護(hù)元件，兼作主軸電動(dòng)機(jī)M1和冷卻泵電動(dòng)機(jī)M4的短路保護(hù)裝置。FU2熔斷器為M2、M3及控制變壓器TC的一次側(cè)提供短路保護(hù)。M4用手動(dòng)組合開(kāi)關(guān)陽(yáng)2控制，不設(shè)過(guò)載保護(hù)。M1、M3分別用熱繼電器KHl、KH2作過(guò)載保護(hù)。組合開(kāi)關(guān)QSl為機(jī)床電源總開(kāi)關(guān)。主軸電動(dòng)機(jī)M1只能正轉(zhuǎn)；搖臂升降電動(dòng)機(jī)M2由

9、KM2和KM3實(shí)現(xiàn)其正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)控制；液壓泵電動(dòng)機(jī)M3由接觸器KM4和KM5進(jìn)行放松或夾緊控制；冷卻泵電動(dòng)機(jī)M4只能正轉(zhuǎn)?？刂婆c照明指示所需電源均由控制變壓器TC降壓后提供，電壓分別為127V、36V以及6V等。1主軸電動(dòng)機(jī)的控制合上電源開(kāi)關(guān)QSl，按下開(kāi)關(guān)SB2，接觸器KMl的線圈得電動(dòng)作并自鎖，其主觸頭閉合，主軸電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)，指示燈HL3點(diǎn)亮。需要停車時(shí)，按下開(kāi)關(guān)SBl，接觸器KMl釋放，電動(dòng)機(jī)M1停止工作，指示燈HL3熄滅。2搖臂升降控制 按搖臂上升(或下降)按鈕SB3(或SB4)，時(shí)間繼電器KT的線圈得電動(dòng)作，其瞬時(shí)閉合延時(shí)斷開(kāi)接點(diǎn)(520)和瞬時(shí)閉合接點(diǎn)(14一15)閉合，使電磁鐵Y

10、A和接觸器KM4的線圈同時(shí)動(dòng)作，液壓泵電動(dòng)機(jī)M3啟動(dòng)，供給壓油。壓力油經(jīng)二位六通閥進(jìn)入搖臂松開(kāi)油腔，推動(dòng)活塞和菱形塊，使搖臂松開(kāi)。同時(shí)，活塞桿通過(guò)彈簧片壓住位置開(kāi)關(guān)SQ2，使接觸器KM4釋放，M3停止旋轉(zhuǎn)。KM2(或KM3)的線圈得電(由SB3或S4議決定)并動(dòng)作，搖臂升降電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)(或反轉(zhuǎn))，帶動(dòng)搖臂上升(或下降)。 當(dāng)搖臂上升(或下降)到所需位置時(shí)，松開(kāi)SB3(或S以)，KM2(或KM3)和KT釋放，M2停止旋轉(zhuǎn)，搖臂停止升降。由于KT為斷電延時(shí)型，在KT釋放13s后，其延時(shí)閉合常閉接點(diǎn)(1718)閉合，接觸器KM5動(dòng)作，M3反向旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，YA仍處于吸合狀態(tài)，壓力油從相反方向經(jīng)二位六

11、通閥進(jìn)入搖臂夾緊油腔，向相反方向推動(dòng)活塞和菱形塊，使搖臂夾緊。同時(shí)，活塞通過(guò)彈簧片壓位置開(kāi)關(guān)SQ3，使KM5和YA都釋放，液壓泵停止旋轉(zhuǎn)。時(shí)間繼電器的主要作用是控制接觸器KM5的吸合時(shí)間，使搖臂升降電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)后再夾緊搖臂。KT的延時(shí)時(shí)間視需要而定，其范圍為13s。3.3 元件清單代號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量用途M1主軸電動(dòng)機(jī)Y112M-44kW、1440r/min1驅(qū)動(dòng)主軸及給進(jìn)M2搖臂升降電動(dòng)機(jī)Y90L-41.5kW,1440r/min1驅(qū)動(dòng)搖臂升降M3液壓泵電動(dòng)機(jī)Y802-40.75Kw,1390r/min1驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)M4冷卻泵電動(dòng)機(jī)AOB-2590W、2800r/min1驅(qū)動(dòng)冷熱泵KM1交

12、流接觸器CJ0-20B線圈電壓110V1控制主軸電動(dòng)機(jī)KM2-KM5交流接觸器CJ0-10B線圈電壓110V4控制M2,M3正反轉(zhuǎn)FU1-FU3熔斷器BZ-001A2A3電路的短路保KT1-KT2時(shí)間繼電器JJSK2-4線圈電壓110V2KT3時(shí)間繼電器JJLK2-2線圈電壓110V1FR1熱間繼電器JR0-20/3D6.8-11A1M1過(guò)載保護(hù)FR2熱間繼電器JR0-20/3D1.5-2.4A1M3過(guò)載保護(hù)QF1低壓斷路器DZ5-20/330FSH0A1總電源開(kāi)關(guān)QF2低壓斷路器DZ5-20/330H0.3-0.45A1M4控制開(kāi)關(guān)QF3低壓斷路器DZ5-20/330H6.5A1M2,M3電

13、源開(kāi)關(guān)YA1,YA2交流電池鐵MFJ1-3線圈電壓110V2液壓分派TC控制變壓器BK-150380/110-24-6V1電路供電SB1按鈕LAY3-11紅色1總停止開(kāi)關(guān)SB2按鈕LAY3-11D1主軸電動(dòng)機(jī)停止SB3按鈕LAY3-11綠色1主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)SB4按鈕LAY3-111搖臂上升SB5按鈕LAY3-111搖臂下降SB6按鈕LAY3-111松開(kāi)控制SB7按鈕LAY3-111夾緊控制HL1信號(hào)燈XD16V、白色1電源指示HL2指示燈XD16V1主軸指示EL銑床工作燈JC-2540W、24V1銑床照明第四章 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

14、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。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。繼電器-接觸器控制系統(tǒng)是由各種電器組成的，而這些電器的機(jī)械動(dòng)作壽命是有限的，必須按時(shí)更換損壞的電器，以免影響系統(tǒng)的可

15、靠性。另外，根據(jù)加工工藝的要求，需要改變控制邏輯關(guān)系時(shí)，必須修改線路，重新安裝配線，這對(duì)現(xiàn)代機(jī)床的控制要求是很不適應(yīng)的。通過(guò)學(xué)習(xí)PC機(jī)組建，我明白了電腦中許多配件的用處，使我明白了什么是CPU，什么是顯卡，什么是內(nèi)存等等。這們課程使我再遇到電腦問(wèn)題不必再頭腦，我學(xué)會(huì)了怎樣去修理計(jì)算機(jī)，怎樣去保護(hù)計(jì)算機(jī)，并且我還可以組裝計(jì)算機(jī)，如：家用型，商務(wù)型，網(wǎng)吧型，專用型等等，我覺(jué)得這門(mén)課程對(duì)我們有很大的幫助，使我在這次課設(shè)中更輕松的運(yùn)用。 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。科技不斷進(jìn)步電腦成為了我們不可缺少的工具，

16、所以我要認(rèn)真的學(xué)習(xí)它，進(jìn)一步的專研它使電腦更先進(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)更加的努力去學(xué)習(xí)去更好的去完善我們的生活。參考文獻(xiàn) 1齊占慶等.電氣控制技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社.2002.52陳遠(yuǎn)齡等.機(jī)床電氣自動(dòng)控制.重慶大學(xué)出版社.1998.83王仁祥.常用低壓電器原理及其控制技術(shù). 機(jī)械工業(yè)出版社.2006.14趙明.工廠電氣控制設(shè)備.機(jī)械工業(yè)出版社.19855. 甘雷，可編程控制器與工廠自動(dòng)化，北京希望電子出版社,2002.106. 劉光輝，PLC技術(shù)在車床電氣控制系統(tǒng)改造中的應(yīng)用，北京大學(xué)出版社,2008.37. 錢

17、仁 等編寫(xiě)，發(fā)電機(jī)盤(pán)車電氣控制回路改進(jìn)，遼寧大學(xué)出版社,2004.18. 黃剴濤 等編著，PLC學(xué)習(xí)教程，北京大學(xué)出版社,2005.69. 于光德 等編寫(xiě)，程序教程PLC，北京大學(xué)出版社,2001.1210劉勝雷 編著，新概念PLC教程，  北京科海集團(tuán)公司,2007.10課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告要求1、課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告要求用A4紙排版，單面打印，并裝訂成冊(cè)，內(nèi)容包括：封面（包括題目、院系、專業(yè)班級(jí)、學(xué)生學(xué)號(hào)、學(xué)生姓名、指導(dǎo)教師姓名、職稱、起止時(shí)間等）設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)及評(píng)語(yǔ)目錄正文（設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)、研究報(bào)告、研究論文等）參考文獻(xiàn)2、課程設(shè)計(jì)（論文）正文參考字?jǐn)?shù)：2000字周數(shù)。3、封面格式4、設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)格式5、目錄格式標(biāo)題“目錄”（三號(hào)、黑體、居中）章標(biāo)題（四號(hào)字、黑體、居左）節(jié)標(biāo)題（小四號(hào)子、宋體）頁(yè)碼（小四號(hào)子、宋體、居右）6、正文格式頁(yè)邊距：上2.5cm，下2.5cm，左2.5cm，右2cm，頁(yè)眉1.5cm，頁(yè)腳1.75cm，左側(cè)裝訂；字體：章標(biāo)題，四號(hào)字、黑體、居左；節(jié)標(biāo)題，小四號(hào)子