機電控制技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)書

1、機電控制技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)書執(zhí)筆人：審核人：湖南工業(yè)大學(xué)機械工程學(xué)院課程設(shè)計目的課程設(shè)計是機電控制技術(shù)課程的重要組成部分是考察學(xué)生動手能力的主要途徑，能幫助學(xué)生提高解決實際問題的能力，做到學(xué)以致用。下面的課程設(shè)計項目， 老師可根據(jù)具體情況選擇部分做。目錄項目一、鉆床的電氣控制 3項目二、機械手液壓系統(tǒng)的電氣控制 6項目三、平面磨床的電氣控制 8項目四、銑床電氣控制課程設(shè)計指導(dǎo)書 12項目五、壓力機液壓系統(tǒng)的電氣控制 17項目六、組合機床電氣控制課程設(shè)計指導(dǎo)書 20機電控制技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)書一、目的 掌握機電控制技術(shù)的一般設(shè)計方法。 掌握電路設(shè)計的一般辦法， 掌握電路原理圖的繪制， 掌握設(shè)備選型的

2、一般辦法。二、內(nèi)容和要求機電控制技術(shù)共計六個項目，學(xué)生通過分組選擇做其中1 - 2個項目。項目一、鉆床的電氣控制(一)、內(nèi)容要求： 1主軸電動機控制主軸電動機 M1 為單向旋轉(zhuǎn)，由按鈕 SBl、SB2 和接觸器 KMl 實現(xiàn)起動和停止控制。 主軸的正、反轉(zhuǎn)則由 M1 電動機拖動齒輪泵送出壓力油，通過液壓系統(tǒng)操縱 機構(gòu)，配合正、反轉(zhuǎn)摩擦離合器驅(qū)動主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。2搖臂升降控制搖臂鉆床在加工時，要求搖臂應(yīng)處于夾緊狀態(tài)，才能保證加工精度。但在搖臂需要升降時， 又要求搖臂處于松開狀態(tài)，否則電動機負載大，機械磨損嚴重，無法升 降工作。搖臂上升或下降時，其動作過程是， 隨著升降指令發(fā)出， 先使搖臂與外立柱

3、處于松 開狀態(tài)，而后上升或下降，待升降到位時，要自行重新夾緊。 由于松開與夾緊工作是由液壓 系統(tǒng)實現(xiàn)，因此，升降控制必須與松緊機構(gòu)液壓系統(tǒng)緊密配合。M2 為升降電動機，由按鈕 SB3、SB4 點動控制接觸器 KM2 、KM3 接通或斷開，使 M2 電 動機正、反向旋轉(zhuǎn)，拖動搖臂上升或下降移動。M3 為液壓泵電動機，通過接觸器 KM4 ， KM5 接通或斷開，使 M3 電動機正向帶動雙向液 壓泵送出壓力油，經(jīng)二位六通閥至搖臂夾緊機構(gòu)實現(xiàn)夾緊與松開。 下面以搖臂上升為例簡述動作過程：按下 SB3 按鈕，時間繼電器 KT 線圈通電，瞬時常開 觸點(1 3-1 4)閉合，接觸器 KM4 線圈得電，液壓

4、泵電動機 M3 起動旋轉(zhuǎn)帶動液壓泵送出壓力 油，同時斷電延時斷開的 KT 常開觸點 (1-17)閉合，使電磁閥 YV 線圈得電，液壓泵輸出的 壓力油經(jīng)二位六通閥進入搖臂夾緊機構(gòu)的松開油腔， 推動活塞和菱形塊， 將搖臂松開。 同時， 活塞桿通過彈簧片壓上行程開關(guān) SQ2 發(fā)出搖臂已松開信號。此時，SQ2 觸點(6-13)斷開，使接觸器 KM4 線圈斷電，液壓泵電動機 M3 停轉(zhuǎn)，油路單向閥保壓，搖臂處于松開狀態(tài)。與 此同時， SQ2 觸點 (6-7)閉合，接觸器 KM2 線圈得電，升降電動機 M2 得電起動旋轉(zhuǎn)，帶動 搖臂上升，待搖臂上升至所需位置時，松開按鈕 SB2， KM2 線圈斷電， M2

5、 電動機停轉(zhuǎn)，搖 臂停止上升。同時 KT 線圈也斷電， KT 常閉觸點 (1 7-1 8)瞬時閉合，而其延時斷開的常開觸 點(1 -1 7)仍未打開，使電磁閥 YV 繼續(xù)得電，同時接觸器 KM5 線圈得電，液壓泵電動機 M3 反轉(zhuǎn)，反向送出壓力油，經(jīng)二位六通閥反方向推動活塞和菱形塊，將搖臂夾緊。KT 延時打開觸點，經(jīng)過13s延時后斷開，同時活塞桿通過彈簧壓下行程開關(guān)SQ3,使觸點SQ3(1-17)也斷開，電磁閥 YV 、KM5 線圈斷電。液壓泵電動機 M3 停轉(zhuǎn)，搖臂上升后重新夾緊過程結(jié) 束。行程開關(guān) SQ2 為搖臂放松信號開關(guān)。行程開關(guān) SQ3 為搖臂夾緊信號開關(guān)。時間繼電器KT延時斷開常開

6、觸點是為保證當(dāng)瞬間操作SB3或SB4，使KM 4得電搖臂開始松開后放開SB3 或 SB4 時，若 KM4 過早斷電，可能造成搖臂處于半松開狀態(tài)。有了 KT 延時斷開觸電 (1-17)后，則能在KT線圈斷電13s內(nèi)處于閉合狀態(tài)， 使KM5線圈得電，液壓泵電動機 M3 反向旋轉(zhuǎn)，使搖臂重新夾緊，直到延時時間到，KT觸點斷開，SQ3動作，KM5斷電為止，這樣就保證了搖臂在加工工件前總是處于夾緊狀態(tài)。3夾緊、松開控制 Z3040 型搖臂鉆床除了上述搖臂上升下降過程需要夾緊、松開控制外， 還有主軸箱和立柱的松開、 夾緊控制。 主軸箱和主柱的松開、 夾緊從液壓系統(tǒng)中看出二者是 同時進行的。當(dāng)按下松開按鈕

7、SB5,接觸器KM4線圈得電，液壓泵電動機 M3正轉(zhuǎn)，拖動液壓泵輸送出 壓力油， 經(jīng)二位六通閥， 進入主軸箱與立柱的松開油缸推動活塞和菱形塊， 使主軸箱與立柱 實現(xiàn)松開，此時由于 YV 不得電，壓力油不會進入搖臂松開活塞，搖臂仍處于夾緊狀態(tài)。當(dāng) 主軸箱與立柱松開時，行程開關(guān) SQ4 不受壓，觸點 (10l-102) 閉合，指示燈 HLl 亮，表示主 軸箱與立柱處于松開狀態(tài)， 可以手動操作主軸箱在搖臂的水平導(dǎo)軌上移動至適當(dāng)位置。 同時 推動搖臂 (套在內(nèi)立柱上 )使外立柱繞內(nèi)立柱旋轉(zhuǎn)至適當(dāng)?shù)奈恢?，按下夾緊按鈕SB6 ，接觸KM5 線圈得電， M3 電動機反轉(zhuǎn)， 拖動液壓泵輸送出反向壓力油至夾緊油

8、缸， 使主軸箱和立 柱夾緊。同時行程開關(guān) SQ4 壓下，觸點 (101-102) 斷開， HLl 燈暗，而 (101-103) 閉合， HL2 燈亮，指示主軸箱與立柱處于夾緊狀態(tài)，可以進行鉆削加工。4.冷卻泵電動機控制冷卻泵電動機容量小(0.125kW)，由SA1開關(guān)控制單向旋轉(zhuǎn)。5聯(lián)鎖、保護環(huán)節(jié) 電路中利用SQ2實現(xiàn)搖臂松開到位，開始升降的聯(lián)鎖控制，利用SQ3, 實現(xiàn)搖臂完全夾緊的聯(lián)鎖控制。 通過 KT 延時斷開的常開觸點實現(xiàn)搖臂松開后自動夾緊的聯(lián) 鎖控制。搖臂升降除了按鈕 SB4、 SB3 機械互鎖外，還采用 KM 2 、 KM3 電氣的雙重互鎖控 制。主軸箱與立柱進行松開、夾緊工作時，為

9、保證壓力油不供給搖臂夾緊油路，通過SB5、SB6 常閉觸點切斷 YV 線圈電路，達到聯(lián)鎖目的。電路利用熔斷器 FUl 作為總電路和電動機 M1 、 M4 的短路保護。利用熔斷器 FU2 作為電動 機 M2、 M3 及控制變壓器 T 一次側(cè)的短路保護，利用熱繼電器 KRl 為 M1 電動機的過載保 護， KR2 為 M3 電動機的過載保護。組合行程開關(guān) SQl 作為搖臂上升、下降的極限位置保 護， SQl 有兩對常閉觸點，當(dāng)搖臂上升下降至極限位置時，相應(yīng)觸點動作切斷與其對應(yīng)的上 升下降接觸器 KM2 、 KM3 ，使 M2 電動機停止轉(zhuǎn)動，搖臂停止升降，實現(xiàn)升降極限位置保 護，電路中失壓或欠壓保

10、護由各接觸器實現(xiàn)。6照明與信號指示電路通過控制變壓器 T降壓提供照明燈 EL安全電壓，由SA2開關(guān)操作。熔斷器 FU3 作為短路保護。當(dāng)主軸電動機工作時， KMl 觸點(101-104)接通，指示燈 HL3 亮，表示主軸工作；當(dāng)主軸箱、立柱處于夾緊狀態(tài)時，SQ4觸點(101-103)接通，HL2燈亮。主軸箱、立柱處于松開狀態(tài)， SQ4 觸點 (101102)接通， HLl 燈亮。(二)設(shè)計參考圖2J床卻3州匚甸匚護 diIIT一址6K社1b0（三）要求能按照本組最終要求合理設(shè)計電氣控制圖，并畫出電氣施工圖， 再做成控制板，最后連線試驗。要求上交1份設(shè)計說明書，2張圖紙，測試結(jié)果。項目二、機械手

11、液壓系統(tǒng)的電氣控制（一）、設(shè)計要求：機械手一般由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及檢測裝置三大部分組成，智能機械手還具有感覺系統(tǒng)和智能系統(tǒng)。驅(qū)動系統(tǒng)多數(shù)采用電液（氣）機聯(lián)合傳動。JS01工業(yè)機械手屬于圓柱坐標(biāo)式、全液壓驅(qū)動機械手，具有手臂升降、伸縮、回轉(zhuǎn)和 手腕回轉(zhuǎn)四個自由度。執(zhí)行機構(gòu)相應(yīng)由手部、手腕、手臂伸縮機構(gòu)、手臂升降機構(gòu)、手臂回 轉(zhuǎn)機構(gòu)和回轉(zhuǎn)定位裝置等組成，每一部分均由液壓缸驅(qū)動與控制。它完成的動作循環(huán)為： 插定位銷T手臂前伸T手指張開T手指夾緊抓料T手臂上升T手臂縮回T手腕回轉(zhuǎn)180t拔定位銷t手臂回轉(zhuǎn) 95 t插定位銷t手臂前伸t手臂中停（此時主機的夾頭下降夾料）t手指松開（此時主機夾

12、頭夾著料上升）t手指閉合t手臂縮回t手臂下降t手腕回轉(zhuǎn)復(fù)位t拔 定位銷t手臂回轉(zhuǎn)復(fù)位t待料，泵卸載。（二）JS01工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)工作原理及特點JS01工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)圖如圖1所示。各執(zhí)行機構(gòu)的動作均由電控系統(tǒng)發(fā)信號控制相應(yīng)的電磁換各閥，按程序依次步進動作。電磁鐵動作順序見表1。手臂伸縮缸手臂回轉(zhuǎn)缸手指夾緊缸手腕回轉(zhuǎn)缸定位缸圖1 JS01工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)該液壓系統(tǒng)的特點歸納如下：1）系統(tǒng)采用了雙聯(lián)泵供油， 額定壓力為6.3MPa，手臂升降及伸縮時由兩個泵同時供油,流量為（35+18） L/min，手臂及手腕回轉(zhuǎn)，手指松緊及定位缸工作時，只由小流量泵2供油，大流量泵1自動卸載。由于定位缸和

13、控制油路所需壓力較低，在定位缸去路上串聯(lián)有減壓閥8,使之獲得穩(wěn)定的1.51.8MPa壓力。2）手臂的伸縮和升降采用單桿雙作用液壓缸驅(qū)動，手臂的伸出和升降速度分別由單向調(diào)整閥15、13和11實現(xiàn)回油節(jié)流調(diào)速； 手臂及手腕的回轉(zhuǎn)由擺動液壓缸驅(qū)動，其正反向運動亦采用單向調(diào)速閥 17和18、23和24回油節(jié)流調(diào)速。3）執(zhí)行機構(gòu)的定位和緩沖是機械手工作平穩(wěn)可靠的關(guān)鍵。從提高生產(chǎn)率來說，希望機械手正常工作速度越快越好，但工作速度越高，啟動和停止時的慣性力就越大，振動和沖擊就越大，這不僅會影響到機械手的定位精度，嚴重時還會損傷機件。因此為達到機械手的定位精度和運動平穩(wěn)性的要求，一般在定位前要采取緩沖措施。該

14、機械手手臂伸出、 手腕回轉(zhuǎn)由死擋鐵定位保證精度，端點到達前發(fā)信號切斷油路，滑行緩沖；手臂縮回和手臂上升由行程開關(guān)適時發(fā)信號，提前切斷油路滑行緩沖并定位。此外，手臂伸縮缸和升降缸采用了電液換向閥換向，調(diào)節(jié)換向時間，亦增加緩沖效果。由于手臂的回轉(zhuǎn)部分質(zhì)量圈套，轉(zhuǎn)速較高，運動慣性矩圈套，系統(tǒng)的手臂回轉(zhuǎn)缸除采用單向調(diào)速閥回油 節(jié)流調(diào)速外，還在回油路上安裝有行程和節(jié)流閥19進行減速緩沖，最后由定位缸插銷定位，滿足定位精度要求。4）為使手指夾緊缸夾緊工件后不受系統(tǒng)壓力波動的影響，保證牢固地夾緊工件，采用 了液控單向閥21的鎖緊回路。5） 手臂升降缸為立式液壓缸，為支承平衡手臂運動部件的自重，采用了單向順序

15、閥12 的平衡回路。表1 JS01工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)電磁鐵、壓力繼電器動作順序表動作順序1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9Y10Y11Y12YK26插銷定位+手臂前伸+手指張開+手指抓料+手臂上升+手臂縮回+手腕回轉(zhuǎn)+拔定位銷+手臂回轉(zhuǎn)+插定位銷+手臂前伸+手臂中停+手指張開+手指閉合+手臂縮回+手臂下降+手腕反轉(zhuǎn)+拔定位銷+手臂反轉(zhuǎn)+待料卸載+（三）要求能按照本組最終要求合理設(shè)計繼電器電氣原理圖，PLC電氣原理圖。要求上交1份設(shè)計說明書（8000 字） , 2張圖紙。項目三、平面磨床的電氣控制（一）、設(shè)計要求：M7130型平面磨床主要由床身、工作臺、電磁吸盤、砂輪架、滑座、立柱等部分組成。在

16、床身上裝有液壓傳動裝置，以便工作臺在床身導(dǎo)軌上通過壓力油推動活塞作往復(fù)直線運動，實現(xiàn)水平方向進給運動。工作臺面上有T形槽，用以安裝電磁吸盤或直接安裝大型工件。床身上固定有立柱，滑座安裝在立柱的垂直導(dǎo)軌上，實現(xiàn)垂直方向進給。在滑座的水平導(dǎo)軌上安裝砂輪架， 砂輪架由裝入式電動機直接拖動，通過滑座內(nèi)部的液壓傳動機構(gòu)實現(xiàn)橫向進給。平面磨床砂輪的旋轉(zhuǎn)運動為主運動，工作臺完成一次往復(fù)運動時，砂輪架作一次間斷性的橫向進給，直至完成整個平面的磨削，然后砂輪架連同滑座沿垂直導(dǎo)軌作間斷性的垂直進給，直至達到工件加工尺寸。平面磨床的輔助運動，如砂輪架在滑座的水平導(dǎo)軌上作快速橫向移動，滑座在立柱的 垂直導(dǎo)軌上作快速垂

17、直移動，以及工作臺往復(fù)運動速度的調(diào)整等。（二）電力拖動及控制要求 基于上述磨床的工作性質(zhì)和加工精度要求，對電力拖動控制方案提出如下要求：1）平面磨床是一種精密加工機床，為了保證其加工精度要求，機床運行時要求平穩(wěn)。工作 臺往復(fù)運動在換向時要求慣性要小， 無沖擊力，因此，工作臺的往復(fù)運動采用液壓傳動。由 電動機拖動液壓泵， 供應(yīng)壓力油， 通過液壓傳動裝置實現(xiàn)工作臺的縱向進給運動， 并通過工 作臺上的撞塊操縱床身上的液壓換向閥（開關(guān)） ，改變壓力油的流向，實現(xiàn)工作臺的換向和 自動往復(fù)運動。2）為了簡化磨床的機械傳動機構(gòu)，采用多電動機單獨拖動。M7130 型平面磨床采用三臺電動機拖動， 砂輪的旋轉(zhuǎn)運動

18、由裝入式電動機直接拖動。 液壓泵由液壓泵電動機拖動， 經(jīng) 液壓傳動裝置完成工作臺的往復(fù) （縱向進給） 運動， 砂輪架的橫向進給運動， 砂輪架的快速 橫向移動以及工作臺導(dǎo)軌的潤滑等。拖動冷卻泵的電動機為磨削加工提供冷卻液。3）為了提高磨削質(zhì)量，要求砂輪有較高轉(zhuǎn)速，通常采用兩極（理想空載轉(zhuǎn)速為3000r/min50Hz ）的籠型異步電動機拖動。為了提高調(diào)整運轉(zhuǎn)的砂輪主軸的風(fēng)度，采用裝入 式電動機拖動，電動機與砂輪主軸同軸，從而提高了磨床的加工精度。4）平面磨削加工中，由于磨削溫度高，為減少工件的熱變形，必須使工件得到充分的 冷卻，同時冷卻液能沖走磨屑和砂粒，以保證磨削精度。5）平面磨床常用電磁吸盤

19、，利用電磁吸力很方便地安裝和加工小工件，且工件在加工 過程中由于發(fā)熱變形，電磁吸盤允許工件有自由伸縮余地，從而保證加工精度。為了滿足上述電力拖動控制方案的要求，對 M7130 型平面磨床的電力拖動控制系統(tǒng)提 出以下幾點要求：1）砂輪、液壓泵、冷卻泵三臺電動機都只要示單方向旋轉(zhuǎn)。2）冷卻泵電動機應(yīng)隨砂輪電動機的開動而開動，若加工中不需要冷卻液時，可單獨判 斷冷卻泵電動機。3）在正常加工中，若電磁吸盤吸力不足或消失時，砂輪電動機與液壓泵電動機應(yīng)立即 停止工作， 以防止工件被砂輪切身力打飛而發(fā)生人身和設(shè)備事故。 不加工時， 即電磁吸盤不 工作的情況下，允許砂輪電動機與液壓泵電動機開支，機床作調(diào)整運動

20、。4）電磁吸盤勵磁線圈具有吸牢工件的正向勵磁、松開工件的斷開勵磁、以及為抵消剩 磁便于取下工件的反勵磁控制環(huán)節(jié)。5）具有完善的保護環(huán)節(jié)。各電路的短路保護，各電動機的長期過載保護，零壓、欠壓 保護， 電磁吸力不足的欠電流保護， 以及線圈斷開時產(chǎn)生高電壓， 而危及電路中其它電器設(shè) 備的過壓保護等等。6）機床照明電路與工件去磁的控制環(huán)節(jié)。（三）M7130 型平面磨床電氣控制電路（ 1）電動機控制電路1. 主電路 由電源引入開關(guān) Q 控制整機電源的接通與斷開。 三臺電動牢騷滿腹均要求單 向旋轉(zhuǎn)， M1 砂輪電動機、 M2 冷卻泵電動機，同時由接觸器 KM1 控制，而 M2 電動機再經(jīng) 過 X1 插銷實

21、現(xiàn)單獨判斷控制， M3 液壓泵電動機由接觸器 KM2 控制。2. 控制電路 電動機控制電路的控制電源直接采用交流 380V ，由按鈕 SB1、SB2 和接 觸器 KM2 構(gòu)成了砂輪電動機 M1 單向起支和停止控制電路。由按鈕XB3、 SB4 和接觸器KM2 構(gòu)成了液壓泵電動機 M3 單向旋轉(zhuǎn)起動和停止控制電路。實現(xiàn)兩臺電動機獨立操作控 制。3. 聯(lián)鎖、 保護環(huán)節(jié) 平面磨床在加工中出現(xiàn)電磁吸盤吸力不足或消失時， 為確保人身和 設(shè)備的安全， 不允許繼續(xù)加工。 因此， 在兩臺電動機的控制電路中應(yīng)喃喃自語欠電流繼電器 KA 常開觸點， 達到欠磁聯(lián)鎖保護。 在不加工時又能單獨控制砂輪與液壓泵電動機運轉(zhuǎn)工

22、作， 因此，在控制電路中 KA （ 3-4）觸點處并接轉(zhuǎn)換開關(guān) SA1 于“去磁”位置時，觸點（ 3-4） 接通來實現(xiàn)。主電路與控制電路由熔斷器FU1 、FU2 分別實現(xiàn)適中保護。砂輪與液壓泵電動機利用熱繼電器 KR1 、KR2 實現(xiàn)長期過載保護。為了保護工件與砂輪的安全，當(dāng)有一臺電動機過 載停機時，另一臺電動機也應(yīng)停止。因此，應(yīng)將KR1 、KR2 常閉觸點串接在總控制電路中。（2）電磁吸盤控制電路 電磁吸盤又稱為電磁工作臺，它也是安裝工件的一種夾具。具有夾緊迅速、不損傷工 件、且一次能吸牢若干個工件， 工作效率高， 加工精度高等優(yōu)點。 但它的夾緊程度不可調(diào)整， 電磁吸盤要用直流電源，且不能用

23、于加工非磁性材料的工件。（3）照明電路與去磁器照明電路由照明變壓器 T1，將380V電壓降為24V，并由開關(guān)SA2控制照明燈EL ,照 明變壓器二次側(cè)裝有熔斷器FU3作為短路保護。其一次側(cè)短路可由熔斷器FU2實現(xiàn)保護。在平面磨床上加工的零件可能存在有剩磁，若零件對剩磁有嚴格要求，應(yīng)在電磁吸盤 取下工件后進行去磁處理。 交流去磁器是平面磨床的一個附件。 使用時， 將交流去磁器插頭 插在床身的 X2 插座上，再將工件放在去磁器上處理即可去磁。（三 ） 要求能按照本組最終要求合理設(shè)計繼電器電氣原理圖，PLC 電氣原理圖。要求上交 1 份設(shè)計說明書（ 8000字）， 2張圖紙。（四）參考電氣控制圖洸a

24、H:年加？*尖也睿F 二二 -,刃TA項目四、銑床電氣控制課程設(shè)計指導(dǎo)書一、設(shè)計要求1.主軸電動機控制Mi為主軸拖動電動機。從主電路看出，主軸電動機的轉(zhuǎn)向由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA5預(yù)選確定。轉(zhuǎn)換開關(guān)SA5觸點動作見表1。主軸電動機的起動、停止由接觸器 KM1 控制，接觸器 KM 2及電阻R和速度繼電器 KV組成停機反接制動控制。表1轉(zhuǎn)換開關(guān)SA5動作表觸點線端標(biāo)號操作手柄位置順銃停止逆銃SA5 j.U21 -W.一一+SA5_2U21 -Uii+一一SA5_22i -W/|1+一一SA5丄1 _U 11一一+（1） 主軸電動機起動接通電源開關(guān) Q，選擇主軸電動機轉(zhuǎn)向，操作轉(zhuǎn)換開關(guān)SA5于所需位置。主軸電

25、動機起動、停止分別由裝于工作臺上與床身上的控制按鈕SB、SB，和SR、SR實現(xiàn)兩地控制。按下按鈕 SB或SB，接觸器KM1得電，主觸點閉合并自鎖， 主軸電動機按預(yù)選方向起動，帶動主釉、銃刀旋轉(zhuǎn)，同時速度繼電器 KV常開觸點閉合，為停機反接制動作準(zhǔn)備。（2） 主軸電動機停機按下停機按鈕SB3或SB4。接觸器KM1失電，切斷正序電源，同時接觸器KM 2得電，電動機串電阻實現(xiàn)反接制動，當(dāng)主軸電動機轉(zhuǎn)速低于120r/min ,KV觸點斷開，KM 2斷電，電動機反接制動結(jié)束；停機操作時應(yīng)注意在按下SB3或SB4要按到底，否則反接制動電路未接入，電動機只能實現(xiàn)自然停機。如果在按下按鈕時間太短，反接制動的時

26、間也太短，制動效果差，因此，操作時要在主軸快停機時再松開按鈕。（3） 主軸的變速沖動主軸的變速采用圓孔盤式結(jié)構(gòu)，變速時操作變速手柄在拉出或 推回過程中短時觸動沖動開關(guān) SQ，主軸電動機瞬動一下而實現(xiàn)。主軸處于停車狀態(tài)時，操作變速手柄，觸動沖動開關(guān)SQ使接觸器KM 2瞬時得電，電動機定子串電阻沖動一下，帶動齒輪轉(zhuǎn)動一下，便于齒輪嚙合，完成變速。主軸已起動工作時，要變速同樣操作變速手柄，操作時也觸動沖動開關(guān)SQ，使接觸器KM 2失電，KM 2得電一下進行反接制動，使主軸轉(zhuǎn)速迅速下降，以便于在低速下齒輪 嚙合，完成變速后，應(yīng)重新按起動按鈕，主軸電動機轉(zhuǎn)動繼續(xù)工作。主軸在變速操作時，以較快速度將手柄推

27、入嚙合位置，因為SQ的瞬動是靠手柄上凸輪的一次接觸達到，如果推入動作緩慢，凸輪與 過高，從而使齒輪嚙合不上，甚至損壞斷輪。SQ接觸時間延長，會使主油電動機轉(zhuǎn)速2工作臺進給運動控制工作臺的進給運動需在主軸起動之后進行。接觸器KM常開觸點（11 12）閉合，接通進給控制電源。工作臺的左、右、前、后、上、下方向的進給運 動均由進給拖動電動機 M2驅(qū)動，通過M2電動機的正、反轉(zhuǎn)及機械結(jié)構(gòu)的聯(lián)合動作，來實 現(xiàn)六個方向的進給運動。控制工作臺運動的電路是與左、右機械操作手柄聯(lián)動的行程開關(guān)SQ、SQ2及與前、后、上、下操作手柄聯(lián)動的行程開關(guān)SQ3、SQ組成復(fù)合控制。這時圓工作臺開關(guān)SA在斷開位置，即 SA觸點

28、（17 18）和（12 22）接通，（12 19）斷開， 進給電動機通過工作臺方向操作手柄進行控制。圓工作臺開關(guān)SA,動作表見表2。表2圓工作臺開關(guān)SA動作表觸點線端標(biāo)號操作手柄位置圓工作臺工作圓工作臺不工作SAIJ.17 18一+SA 222 19+一SAj312 22一+（1） 工作臺的左、右（縱向）進給運動工作臺的左、右進給運動由工作臺前面的縱向操作手柄進行控制。當(dāng)將操作于柄扳到向右位置時，行程開關(guān)SQ壓合，其常開觸點（1819）接通，常閉觸點（25 17）斷開，此時，控制電源經(jīng)（12 15 16 17 18 19）接 通接觸器KM 3, KM 3吸合，主觸點接通 M2電動機正序電源，

29、M2正向旋轉(zhuǎn)，工作合作向 右進給運動。同理，當(dāng)將操作手柄扳到向左位置時，行程開關(guān)SQ壓合，工作臺向左進給運動。若將手柄置于中間位置，SQ、SQ2復(fù)原，KM 3、KM 4均不吸合，工作臺停止左右方向運動。（2） 工作臺前后（橫向）進給運動和上、下（垂直）進給運動工作臺的前后及上下進給運動，共用一套操作于柄控制， 手柄有5個控制位置，處于中間位置為原始狀態(tài)，進給離合器處于脫開狀態(tài)，行程開關(guān)SQ、SQ均復(fù)位，工作臺不運動。當(dāng)操作向前、向后手柄時通過機械裝置連結(jié)前、后進給離合器。當(dāng)操作向上、向下手柄時，連結(jié)上、下進給離合器。同時，使SQ或SQ壓合接通，M2電動機正向或反向旋轉(zhuǎn)，帶動工作臺作前后、上 下

30、進給運動。工作臺向前和向下進給運動的電氣控制電路相同。當(dāng)將操作手柄扳到向前或向下位置 時，壓合行程開關(guān) SQ，使其常閉觸點斷開，常開觸點閉合，控制電源經(jīng)（12 22 25 17 I 9）接通KM 3線圈，KM 3吸合，進給電動機 M 2正向旋轉(zhuǎn)并通過機械聯(lián)動將前、后進 給離合器或上、下進給離合器接入，使工作合作向前或向下方向的進給運動。工作臺向后和向上進給運動也共用一套電氣控制裝置。當(dāng)將操作手柄扳到向后或向上位置時。壓合行程開關(guān) SQ4 ，進給電動機反向旋轉(zhuǎn)使工作臺作向后或向上方向進給運動。( 3)圓工作臺的工作圓工作臺的回轉(zhuǎn)運動由進給電動機 M 2經(jīng)傳動機構(gòu)驅(qū)動。在使用時，首先必須將圓工作臺

31、轉(zhuǎn)換開關(guān)SA扳至“接通”位置，即圓工作臺的工作位置。 此時，SA的觸點(12-22)、( 17- 18)斷開，(22- 19)接通，這樣就切斷了銃床工作臺的進給 運動控制回路，工作臺就不可能作左、右、前、后和上、下方向的進給運動。圓工作臺的控 制電路中，控制電源經(jīng)(12 15- 16- 17-25 - 22 - 19)接通接觸器 KM 3線圈回路，使M2 電動機帶動圓工作臺作回轉(zhuǎn)運動。由于 KM 4線圈回路被切斷，所以進給電動機僅能以正向 旋轉(zhuǎn)。因此，圓工作臺也只能按一個方向作回轉(zhuǎn)運動。( 4)進給變速沖動 進給變速沖動與主軸變速沖動一樣， 為了便于變速時齒輪的嚙合， 電氣控制上沒有進給變速沖

32、動電路。但進給變速時不允許工作臺作任何方向的運動。變速時， 先將變速手柄拉出， 使齒輪脫離嚙合， 然后轉(zhuǎn)動變速盤至所選擇的進給速度擋， 最后推入變速手柄。 在推入變速手柄時， 應(yīng)先將手柄向極端位置拉一下， 使行程開關(guān) SQf 被 壓合一次其常閉觸點( 12-15)斷開，常開觸點( 15-19)接通，控制電源經(jīng)( 12-22 -25-17-16-15-19)接通接觸器 KM 3，進給電動機 M 2作瞬時轉(zhuǎn)動，便于齒輪嚙合。( 5)工作臺快速移動銑床工作臺除能實現(xiàn)進給運動外，還可進行快速移動，它可通過前述的方向控制手柄配合決速移動按鈕SB5或SB6進行操作。當(dāng)工作臺已在某方向進給，此時按下快速進給

33、按鈕SB5或SB6，使接觸器KM5通電，接通快速移動電磁鐵 YA,銜鐵吸合，經(jīng)絲杠將進給傳動鏈中的摩擦離臺器合上，減少中間 傳動裝置，工作臺按原進給運動方向?qū)崿F(xiàn)快速移動。當(dāng)放開快速移動按鈕 SBs或SB6時，接觸器KM5電磁鐵YA線圈相繼斷電。銜鐵釋放，摩擦離合器脫開，快速移動結(jié)束，工作臺 仍按原進給運動速度和原進給運動方向繼續(xù)進給。所以工作臺的快速移動是點動控制。工作臺的快速移動也可以在主軸電動機停轉(zhuǎn)情況下進行。這時應(yīng)將主軸換向開關(guān)SQ5扳向“停止”位置，然后按下SB1或SB,，使接觸器KM1通電并自鎖，操縱工作臺手柄，使進給電動機 M2起動旋轉(zhuǎn)。再按下快速移動按鈕 SB5或SB6，工作臺便

34、可在主軸不旋轉(zhuǎn)的 情況下實現(xiàn)快速移動。3冷卻泵電動機的控制與照明電路冷卻泵電動機 M 3通常在銑削時由轉(zhuǎn)換開關(guān) SA3操作。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)扳至“接通”位置時，觸點 SA3 ( 3- 4)閉合，接觸器 KM 6 通電， M 3 起動旋轉(zhuǎn)，拖動冷卻泵送出冷卻液。機床的局部照明由變壓器 T2輸出24V安全電壓，由開關(guān)SA控制照明燈EL。4控制電路的聯(lián)鎖與保護銑床的運動較多，電氣控制電路較復(fù)雜，為了保證刀具、工件和機床能夠安全可靠地進行工作，應(yīng)具有完善的聯(lián)鎖與保護。( 1 )主運動與進給運動的順序聯(lián)鎖進給運動電氣控制電路接在主軸電動機接觸器KM1觸點(11- 12)之后。這就保證了在主電動機 M1起動后，

35、進給電動機 M2才可起動， 主軸電動機M1停止時，進給電動機 M2應(yīng)立即停止。（2）工作臺六個進給運動方向間的聯(lián)鎖工作臺左、右、前、后及上、下六個方向進給運動分別由兩套機械機構(gòu)操作，而銃削加工時只許一個方向的進給運動，為了避免誤操作采用機械聯(lián)鎖比較困難，因此采用電氣聯(lián)鎖。當(dāng)工作臺實現(xiàn)左、右方向進給運動時，控制電源必須通過控制上、下與前、后進給的行程開關(guān)SQ3、SQ常閉觸點支路。當(dāng)工作臺作前、后和上、下方向進給運動時，控制電源必須通過控制右、 左進給的行程開關(guān) SQ、SQ 常閉觸點支路。這就實現(xiàn)了由電氣配合機械定位的六個進給運動方向的聯(lián)鎖。（3） 圓工作臺工作與六個方向進給運動間的聯(lián)鎖圓工作臺工

36、作時不允許六個方向進給運動中作任一方向的進給運動。電路中除了通過 SA開關(guān)定位聯(lián)鎖外，還必須使控制電路通過SQ、SQ2、SQ、SQ的常閉服點實現(xiàn)電氣聯(lián)鎖。（4） 進給變速沖動不允許工作臺作任何方向的進給運動聯(lián)鎖變速沖動時，SQ動作觸點（12- 15）斷開，（15 19）接通，因此，控制電源必須經(jīng)過SA觸點（即圓工作臺不工作）和SQ、SQ、SQ3、SQ四個常閉觸點（即工作臺六個方向均無進給運動），才能實現(xiàn)進給變速沖動。（5） 保護環(huán)節(jié) 主電路、控制電路和照明電路都具有短路保護。六個方向進給運動的終端限位保護，是由各自的限位擋鐵來碰撞操作手柄，使其返回中間位置以切斷控制電路來實現(xiàn)。三臺電動機的過載

37、保護，分別由熱繼電器KR1、KR2、KR3實現(xiàn)。為了確保刀具與工件的安全，要求主軸電動機、冷卻泵電動機過載時，除二臺電動機停轉(zhuǎn)外，進給運動也應(yīng)停止，否則撞壞刀具與工件，因此，KR1、KR3應(yīng)串接在相對位置的控制電路中。當(dāng)進給電動機過載時，則要求進給運動先停止，允許刀具空轉(zhuǎn)一會， 再由操作者總停機。 因此，KR2的常閉觸點只串接在進給運動控制支路中。二、設(shè)計參考圖三、要求能按照本組最終要求合理設(shè)計繼電器電氣原理圖，PLC電氣原理圖。要求上交1份設(shè)計說明書（8000 字） , 2張圖紙。朋照明主輸制動主轉(zhuǎn)電動機起動工作臺 快速移動工作臺沖動.1誤濟201工作臺左、后、上14202SA?1011J2

38、4【冋SA-19KM4km5337X11料。綱r14n138| 9 10J H I 1213M主主動冷卻親進給工作臺電功機制動電動機電動機快連移動樹動笊;僥電源項目五、壓力機液壓系統(tǒng)的電氣控制（一）、設(shè)計要求： 壓力機是鍛壓、沖壓、冷擠、校直、彎曲、粉末冶金、成形、打包等工藝中廣泛應(yīng)用的 壓力加工機械， 是最早應(yīng)用液壓傳動的機械之一。 壓力機的類型很多， 其中以四柱式液壓機 最為典型。主機為三梁四柱式結(jié)構(gòu)，上滑塊由四柱導(dǎo)向、上液壓缸驅(qū)動，實現(xiàn)“快速下行T 慢速加壓T保壓延時T快速回程T原位停止”的動作循環(huán)。下液壓缸布置在工作臺中間孔內(nèi)，驅(qū)動下滑塊實現(xiàn)“向上頂出T向下退回”或“浮動壓邊下行T停止

39、T頂出”的動作循環(huán)。壓 力機液壓系統(tǒng)以壓力控制為主， 系統(tǒng)壓力高， 流量大，功率大，尤其要注意如何提高系統(tǒng)效 率和防止產(chǎn)生液壓沖擊。（二） 3150KN 通用液壓系統(tǒng)工作原理及特點圖1為3150KN通用液壓機的液壓系統(tǒng)圖。 系統(tǒng)有兩個泵，主泵1是一個高壓、大流量 恒功率（壓力補償） 變量泵，最高工作壓力由溢流閥 4的遠程調(diào)壓閥 5調(diào)壓。輔助泵 2是一 個低壓小流量定量泵，用于供應(yīng)液動閥的控制油，其壓力由溢流閥3調(diào)整。（1）啟動 按啟動按扭，電磁鐵全部處于失電狀態(tài)，主泵 1 輸出的油經(jīng)三位四通電液 換向閥 6 中位及閥 21 中位流回油箱，空載啟動。（2） 上缸快速下行電磁鐵 1Y、 5Y 得電

40、，閥 6換至右位，控制油經(jīng)閥 8右位使液控 單向閥 9 打開。進油路：泵1t換向閥6右位t單向閥13上缸16上腔。 回油路：上缸16下腔t液控單向閥換向閥6右位t換向閥21中位t油箱。上缸滑塊在自重作用下迅速下降，泵 1 雖處于最大流量狀態(tài)，仍不能滿足其需要，因 而上缸上腔形成負壓，上部油箱 15的油液經(jīng)液控單向閥 14（充液閥）進入上缸上腔。（ 3）上缸慢速接近工件，加壓當(dāng)上缸滑塊降至一定位置觸動行程開關(guān) 2S 后，電磁鐵5Y失電，閥8處于原位，液控單向閥 9關(guān)閉。上缸下空油液經(jīng)背壓閥10、閥6右位、閥21 中位回油箱。這時，上缸上腔壓力升高，充液閥 14關(guān)閉。上缸在泵 1 供給的壓力油作用

41、 下慢速接近工件。當(dāng)上缸滑塊接觸工件后，阻力急劇增加，上腔壓力進一步提高，泵 1 的輸出流量自動減小。（4） 保壓 當(dāng)上缸上腔壓力達到預(yù)定值時，壓力繼電器7發(fā)出信號，使電磁鐵 1Y失 電，閥 6回中位，上缸的上、下腔封閉， 單向閥 13和充液閥 14的錐面保證了上缸上腔良好 的密封性，使上缸上腔保壓，保壓時間由壓力繼電器 7控制的時間繼電器調(diào)整。保壓期間， 泵1經(jīng)閥 6、閥 21的中位卸載。（5） 泄壓，上缸回程保壓過程結(jié)束，時間繼電器發(fā)出信號，電磁鐵 2Y得電，閥6 換至左位。 由于上缸上腔壓力很高， 液動滑閥 12處于上位， 壓力油經(jīng)閥 6左位及閥 12上位使外控順序閥 11 開啟。 此時

42、泵 1 輸出油液經(jīng)順序閥 11 回油箱。 泵 1在低壓下工作， 此壓力 不足以打開充液閥14的主閥芯，而是先打開閥14中的卸載芯，使上缸上腔油液經(jīng)此卸載閥 芯開口泄回上部油箱 15,壓力逐漸降低。當(dāng)上缸上腔壓力泄至一定值后，液動滑閥12回到下位，外控順序閥 11關(guān)閉，泵1供油壓力升高，閥14完全打開，此時油液流動情況為進油路：泵1換向閥6左位t液控單向閥上缸下腔。回油路：上缸上腔t充液閥14t上部油箱15。實現(xiàn)主缸快速回程。(6) 上缸原位停止 當(dāng)上缸滑塊上長至觸動行程開關(guān) 1S,電磁鐵2Y失電，閥6處于 中位，液控單向閥 9將主缸下腔封閉，上缸原位停止不動。泵 1輸出油經(jīng)閥6、閥21中位 回

43、油箱，泵卸載。(7) 下液壓缸頂出及退回電磁鐵3Y得電，換向閥21換至左位 進油路：泵1t換向閥6中位t換向閥21左位t下缸17下腔?；赜吐罚合赂?7上腔t換向閥21左位t油箱。下液壓缸活塞上升，頂出。電磁鐵3Y失電，4Y得電，換向閥21換至右位，下液壓缸活塞下行，退回。(8) 浮動壓邊 作薄板拉伸壓邊時，要求下缸活塞上升到一定位置后，既保持一定壓力，又能隨上缸滑塊的下壓而下降。這時，換向閥21處于中位，上缸滑塊下壓時下缸活塞被迫隨之下行，下缸下腔油液經(jīng)節(jié)流器 19和背壓閥20流回油箱，使下缸下腔保持所需的壓 邊壓力。調(diào)節(jié)背壓閥20即可改變浮動壓邊力。下缸上腔則經(jīng)閥21中位從油箱補油。溢流閥

44、18為下缸下腔安全閥。表1為3150KN通用液壓機的電磁鐵動作順序表動作程序1Y2Y3Y4Y5Y上缸快速下行+慢速加壓+保壓泄壓回程+停止下缸頂出+退回+壓邊+該系統(tǒng)采用高壓大流量恒功率變量泵供油和利用滑塊自重充液的快速運動回路，既符合工藝要求，又節(jié)省了能量；采用單向閥13保壓及由順序閥11和帶卸載閥芯的充液閥 14組成的泄壓回路，結(jié)構(gòu)簡單，減小了由保壓轉(zhuǎn)換為快速回程時的液壓沖擊。(三)要求能按照本組最終要求合理設(shè)計繼電器電氣原理圖，PLC電氣原理圖，再做成控制板，最后連線試驗。要求上交1份設(shè)計說明書，2張圖紙，測試結(jié)果。圖1 3150KN通過液壓機液壓系統(tǒng)圖1 主泵 2輔助泵3、4、18 溢

45、流閥5 遠程調(diào)壓閥6、21電液換向閥7壓力繼電器8 電磁換向閥9液控單向閥10、20背壓閥11 順序閥12 液控滑閥 13單向閥14充液閥15油箱16上缸 17 下缸19節(jié)流器22壓力表項目六、 組合機床電氣控制課程設(shè)計指導(dǎo)書一、設(shè)計要求1電力拖動控制要求（ 1）兩臺銑削動力頭分別由兩臺寵型異步電動機拖動，單向旋轉(zhuǎn)，無須電氣變速和停 機制動控制，但要求銑刀能進行點動對刀。（ 2）液壓泵電動機弟向旋轉(zhuǎn)，機床完成一次半自動工作循環(huán)后按下總停機按鈕時才停 機。（3）加工到終點，動力頭完全停止后，滑臺才能快速退回。（4）液壓動力滑臺前進、后退能點動調(diào)整。（5）電磁鐵 YV1、 YV2 采用直流供電。（6）機床具有照明、保護和調(diào)整環(huán)節(jié)。2. 電動機控制電路Mi為液壓泵電動機，操作按鈕SB2或SB|，使KM i得電或失電， 控制電動機起動或停止。SA為機床半自動工作與調(diào)整工作的選擇開關(guān)。SA開關(guān)置于A位置時機床實現(xiàn)半自動工作，左、右銑削動力頭酌電動機M 2與 M 3分別由滑臺移動到位，壓下行程開關(guān)SQ2 與SQ3，使KM2、KM3得電并自鎖，M2、M3分別起動工作。加工到終點時，滑臺壓下終 點行程開關(guān)SQ，使KM 2、KM 3斷電，