《機電傳動控制課程設(shè)計》題目2

《機電傳動控制》課程設(shè)計報告題目：搖臂鉆床電氣控制設(shè)計院（系）：機電與自動化學院專業(yè)班級：學生姓名：學號：指導教師：2013年12月29日至2014年1月4日華中科技大學武昌分校課程設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目搖臂鉆床電氣控制設(shè)計二、設(shè)計主要內(nèi)容搖臂鉆床由主軸電動機M1、升降電動機M2、夾緊油泵電動機M3、冷卻泵電動機M4驅(qū)動相應(yīng)機械部件實現(xiàn)工件鉆削加工。1、控制要求：（1）主軸電動機M1：=1\*GB3①正反轉(zhuǎn)控制：手動控制；=2\*GB3②正反轉(zhuǎn)停止制動。（2）搖臂升降電動機M2和夾緊電動機M3：=1\*GB3①關(guān)聯(lián)控制：按下?lián)u臂升/降按鈕，根據(jù)“立柱松開延時--松開到位—搖臂升降移動—移動到位（限位）—升降停止—立柱夾緊延時—夾緊到位—松緊停止”流程完成搖臂的升降點動控制。（M2正轉(zhuǎn)，搖臂升，M2反轉(zhuǎn)，搖臂降；M3正轉(zhuǎn)，立柱松開；M3反轉(zhuǎn)，立柱夾緊)；=2\*GB3②搖臂松緊可獨立點動控制。（3）冷卻泵電動機M4：啟停控制。2、保護要求：（1）短路保護：主軸電動機M1、升降電動機M2、夾緊油泵電動機M3、冷卻泵電動機M4、控電路（2）長期過載保護：主軸電動機M1、夾緊油泵電動機M3（3）控電路隔離保護：控電路的電源隔離TC1三、原始資料圖1搖臂鉆床圖片圖2搖臂鉆床機構(gòu)及運動分析示意圖搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運動和進給運動由一臺交流異步電動機M1拖動，主軸的正反轉(zhuǎn)；主軸的調(diào)速通過三相異步電動機和變速箱來實現(xiàn)。搖臂鉆床除了主軸的旋轉(zhuǎn)和進給運動外，還有搖臂的上升、下降及立柱的夾緊和放松。搖臂的上升、下降由一臺交流異步電動機M2拖動，立柱的夾緊放松由另一臺交流電動機M3拖動一臺齒輪泵，供給夾緊裝置所需要的壓力油；冷卻使用冷卻泵電動機M4；搖臂的回轉(zhuǎn)和主軸箱的徑向移動通常采用手動。四、要求的設(shè)計成果1、基本要求：（1）根據(jù)控制要求，設(shè)計主電路及控制電路，實現(xiàn)電路及設(shè)備的保護，選定所需的電氣元件，完成電器元件明細表；（2）編寫搖臂鉆床的電氣原理設(shè)計說明書。（3）電氣原理圖繪制在A3圖紙上。2、備選要求：本課程設(shè)計可根據(jù)學生對《機電傳動控制》課堂教學所掌握知識點的實際情況，制定控制方案，從而形成難易程度不同的控制方法。以下是控制方案的備選表。注意：基本要求學生必須完成，備選要求不對所有學生作嚴格要求，學有余力的學生可以在基本要求完成的前提下，選擇備選要求。一般來說，控制方案越高級和越復雜，考查評價就越高。表1控制方案備選表序號正反轉(zhuǎn)控制制動方式點動控制順序及關(guān)聯(lián)控制1手動（電動機單向）手動制動點動控制1兩臺或三臺電動機啟動、停止的先后關(guān)聯(lián)2SA開關(guān)實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)電磁離合器點動控制23電器互鎖正反轉(zhuǎn)反接制動點動控制34機械加電器互鎖正反轉(zhuǎn)能耗制動點動控制4五、進程安排表2進度安排及學時分配表序號課程設(shè)計內(nèi)容學時分配備注1課程設(shè)計概論；下達設(shè)計任務(wù)；分組、準備資料工具等0.5天2根據(jù)任務(wù)的控制要求進行方案構(gòu)思，初選方案，繪制控制原理圖并與指導教師討論，方案定稿。0.5天3完成電路圖及程序設(shè)計，對編制好的電路圖交給老師檢查，并按照老師要求修改。2.5天4撰寫課程設(shè)計說明書0.5天5答辯及驗收課程設(shè)計1天合計5天六、主要參考資料[1]程憲平．機電傳動與控制（第三版）．武漢:華中科技大學出版社，2011[2]鄧星鐘．機電傳動控制（第四版）．武漢：華中科技大學出版社，2007[3]郝用興．機電傳動控制．武漢：華中科技大學出版社，2010[4]尹志強．機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計指導書．北京：機械工業(yè)出版社，2007[5]石祥鐘．機電一體化系統(tǒng)設(shè)計．北京：化學工業(yè)出版社，2009指導教師（簽名）：20年月日目錄TOC\o"1-3"\h\u74761.課程設(shè)計目的 課程設(shè)計目的（1）培養(yǎng)學生根據(jù)所學的機械和電氣知識的綜合運用能力；（2）掌握分析機電傳動控制系統(tǒng)的組成及原理的能力；（3）培養(yǎng)學生設(shè)計機電傳動控制系統(tǒng)的基本電氣原理圖的能力；（4）培養(yǎng)編寫設(shè)計說明書和操作說明書的能力。課程設(shè)計題目描述和要求題目描述搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運動和進給運動由一臺交流異步電動機M1拖動，主軸的正反轉(zhuǎn)；主軸的調(diào)速通過三相異步電動機和變速箱來實現(xiàn)。搖臂鉆床除了主軸的旋轉(zhuǎn)和進給運動外，還有搖臂的上升、下降及立柱的夾緊和放松。搖臂的上升、下降由一臺交流異步電動機M2拖動，立柱的夾緊放松由另一臺交流電動機M3拖動一臺齒輪泵，供給夾緊裝置所需要的壓力油；冷卻使用冷卻泵電動機M4；搖臂的回轉(zhuǎn)和主軸箱的徑向移動通常采用手動。要求根據(jù)控制要求，設(shè)計主電路及控制電路，實現(xiàn)電路及設(shè)備的保護，選定所需的電氣元件，完成電器元件明細表；（2）編寫搖臂鉆床的電氣原理設(shè)計說明書；（3）電氣原理圖繪制在A3圖紙上。課程設(shè)計報告內(nèi)容搖臂鉆床由主軸電動機M1、升降電動機M2、夾緊油泵電動機M3、冷卻泵電動機M4驅(qū)動相應(yīng)機械部件實現(xiàn)工件鉆削加工。任務(wù)分析控制要求：（1）主軸電動機M1：=1\*GB3①正反轉(zhuǎn)控制：手動控制；=2\*GB3②正反轉(zhuǎn)停止制動。（2）搖臂升降電動機M2和夾緊電動機M3：=1\*GB3①關(guān)聯(lián)控制：按下?lián)u臂升/降按鈕，根據(jù)“立柱松開延時--松開到位—搖臂升降移動—移動到位（限位）—升降停止—立柱夾緊延時—夾緊到位—松緊停止”流程完成搖臂的升降點動控制。（M2正轉(zhuǎn)，搖臂升，M2反轉(zhuǎn)，搖臂降；M3正轉(zhuǎn)，立柱松開；M3反轉(zhuǎn)，立柱夾緊)；=2\*GB3②搖臂松緊可獨立點動控制。冷卻泵電動機M4：啟?？刂啤１Ｗo要求：（1）短路保護：主軸電動機M1、升降電動機M2、夾緊油泵電動機M3、冷卻泵電動機M4、控電路（2）長期過載保護：主軸電動機M1、夾緊油泵電動機M3（3）控電路隔離保護：控電路的電源隔離TC1控制方案確定主軸電動機通過反接制動的方法去控制電動機的正反轉(zhuǎn)，當電動機轉(zhuǎn)速到達一定速度后，速度繼電器自動閉合，電動機反轉(zhuǎn)，通過這樣來制動制動；搖臂升降電動機M2和夾緊電動機M3通過順序控制的方法來實現(xiàn)關(guān)聯(lián)控制，再通過外接一按鈕開關(guān)來實現(xiàn)搖臂松緊的電動控制；通過兩按鈕開關(guān)來控制冷卻泵電動機M4的啟停控制。主電路圖和控電路圖的擬定及定稿1.開始KM2和KM3閉合，按下總停止按鈕SB1后，KM2和KM3斷開，KM2閉合，電動機反向串阻R，其中有KS2的速度繼電器調(diào)節(jié)M1的反向速度。2.開始KM1和KM3閉合，按下總停止按鈕SB2后，KM1和KM3斷開，KM1閉合，電動機反向串阻R。制動過程中，如果正向速度快，KS1速度繼電器保持閉合，若速度很慢，則斷開，從而使KM2斷開，停止反轉(zhuǎn)制動，否則會開始反轉(zhuǎn)。元件清單及開關(guān)面板設(shè)計元件清單電器代號名稱和用途數(shù)量M1主軸電動機；帶動主軸旋轉(zhuǎn)1M2搖臂升降電動機；帶動搖臂的升降1M3夾緊電動機；控制立柱的松緊1M4冷卻泵電動機；提供冷卻液1QF1自動開關(guān)；短路保護5QF2自動開關(guān)；短路保護QF3自動開關(guān)；短路保護QF4自動開關(guān)；短路保護QF5自動開關(guān)；短路保護TC1控制變壓器；將380V的電壓降到220V1KM1接觸器；控制主軸電動機的正轉(zhuǎn)9KM2接觸器；控制主軸電動機的反轉(zhuǎn)KM3接觸器；控制主軸電動機的開啟KM4接觸器；控制搖臂升降電動機的正轉(zhuǎn)KM5接觸器；控制搖臂升降電動機的反轉(zhuǎn)KM6接觸器；控制夾緊電動機的正轉(zhuǎn)KM7接觸器；控制夾緊電動機的反轉(zhuǎn)KM8接觸器；控制夾緊電動機的開啟KM9接觸器；控制冷卻泵的開啟KA1中間繼電器；輔助作用2KA2中間繼電器；輔助作用KT1時間繼電器；控制松開延時2KT2時間繼電器；控制夾緊延時KS1速度繼電器；控制正轉(zhuǎn)速度2KS2速度繼電器；控制反轉(zhuǎn)速度FR1延時動作限流保護器件；給主軸電動機長期過載保護2FR2延時動作限流保護器件；給夾緊電動機長期過載保護FU熔斷保險期；短路保護1R電阻；限流1SQ1位置開關(guān)；控制位置2SQ2位置開關(guān)；控制位置SB1按鈕開關(guān)；閉和斷開控制9SB2按鈕開關(guān)；閉和斷開控制SB3按鈕開關(guān)；閉和斷開控制SB4按鈕開關(guān)；閉和斷開控制SB5按鈕開關(guān)；閉和斷開控制SB6按鈕開關(guān)；閉和斷開控制SB7按鈕開關(guān)；閉和斷開控制SB8按鈕開關(guān)；閉和斷開控制SB9按鈕開關(guān)；閉和斷開控制開關(guān)面板設(shè)計QF1QF1整條線路的電源QF2QF2主軸電動機的電源QF3QF3搖臂升降電動機的電源QF4QF4夾緊電動機的電源QF5QF5冷卻泵電動機的電源SB1SB1主軸電動機的正轉(zhuǎn)SB2SB2主軸電動機的反轉(zhuǎn)SB3SB3搖臂升降電動機的正轉(zhuǎn)SB4SB4搖臂升降電動機的反轉(zhuǎn)SB5SB5夾緊電動機的正轉(zhuǎn)SB6SB6夾緊電動機的反轉(zhuǎn)SB7SB7冷卻泵電動機的停止SB8SB8冷卻泵電動機的開啟SB9SB9控制面板電源操作說明QF1:控制整條線路的電源；QF2:控制主軸電動機的電源；QF3控制搖臂升降電動機的電源；QF4：控制夾緊電動機的電源；QF5：控制冷卻泵電動機的電源；SB1：控制主軸電動機的正轉(zhuǎn)；SB2：控制主軸電動機的反轉(zhuǎn)；SB3：控制搖臂升降電動機的正轉(zhuǎn)；SB4：控制搖臂升降電動機的反轉(zhuǎn)；SB5：控制夾緊電動機的正轉(zhuǎn)；SB6：控制夾緊電動機的反轉(zhuǎn)；SB7：控制冷卻泵電動機的停止；SB8：控制冷卻泵電動機的開啟；SB9：控制控制面板電源。總結(jié)通過本次課程設(shè)計我學到了很多東西，熟悉了課堂上所學的基本內(nèi)容，通過不斷的調(diào)查資料，對機電傳動與控制這門課有了更深的了解，從中明白了什么是反接制動，什么是順序控制等等，感謝學院開設(shè)了這門課程設(shè)計，最后感謝吳老師的耐心教導讓我學到了很多