銑床電氣控制課程設(shè)計(jì)含圖紙

1、課 程 設(shè) 計(jì)資 料 袋 機(jī)械工程 學(xué)院（系、部）20132014學(xué)年第二學(xué)期 課程名稱 機(jī)電控制技術(shù)指導(dǎo)教師職稱學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)題 目銑床電氣控制課程設(shè)計(jì)成 績(jī)起止日期2014年6月18日2014年6月23日目 錄 清 單序號(hào)材 料 名 稱資料數(shù)量備 注1課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書3課程設(shè)計(jì)圖紙張456湖南工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書20132014學(xué)年第二學(xué)期機(jī)械工程學(xué)院（系、部）專業(yè)班級(jí)課程名稱：機(jī)電控制技術(shù) 設(shè)計(jì)題目：銑床電氣控制課程設(shè)計(jì) 完成期限：自2014年6月18日至2014年6月23日共1周內(nèi)容及任務(wù)一、設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù)具體要求見(jiàn)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書二、設(shè)計(jì)任務(wù)完成系統(tǒng)的繼電器控

2、制原理圖、PLC控制原理圖及設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份三、設(shè)計(jì)工作量電氣圖23張，說(shuō)明書不少于5000字進(jìn)度安排起止日期工作內(nèi)容6.186.19講解設(shè)計(jì)目的、要求、方法，任務(wù)分工制定設(shè)計(jì)方案、繪制草圖6.206.21設(shè)計(jì)方案審核、修改繪制電氣原理圖、電路計(jì)算、元器件選擇列表6.22繪制安裝布置圖，元器件的準(zhǔn)備6.23電氣CAD制圖軟件使用電控柜安裝電氣CAD制圖6.24檢查電氣控制線路電氣CAD制圖通電調(diào)試、故障排除、任務(wù)驗(yàn)收，編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書主要參考資料1、齊占慶，電氣控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，機(jī)械工業(yè)出版社，2003。2、張萬(wàn)奎等編，機(jī)床電氣控制技術(shù)，北京大學(xué)出版社，20073、程憲平主編，機(jī)電傳動(dòng)與控制

3、（第二版），武漢：華中科技大學(xué)出版社，2003年9月4、石玉珍，電氣制圖及圖形符號(hào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)匯編，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1989指導(dǎo)教師（簽字）： 2014年 6月 25 日系（教研室）主任（簽字）：2014年 6月 28 日機(jī)電控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（題目）銑床電氣控制課程設(shè)計(jì)起止日期：2014年6月18日 至 2014年6月23日學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)成績(jī)指導(dǎo)教師(簽字)機(jī)械工程學(xué)院（部）2014年6月18日目錄1、引言.12、設(shè)計(jì)任務(wù).13、電機(jī)功率和轉(zhuǎn)速14、銑床的電氣控制線路設(shè)計(jì)24.1 確定機(jī)床的工作過(guò)程24.2 機(jī)床電氣傳動(dòng)的特點(diǎn)及控制要求 34.3 控制電路圖設(shè)計(jì) .54.4 選擇電器元

4、件.114.5 制定電動(dòng)機(jī)和電氣元件明細(xì)表.155、銑床的可編程控制器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).165.1 主電路接線圖165.2 I/O分配表.165.3 PLC接線圖.175.4 PLC梯形圖和指令表語(yǔ)句.186、設(shè)計(jì)總結(jié).217、參考文獻(xiàn).221、引言 我國(guó)傳統(tǒng)的銑床控制系統(tǒng)都是采用繼電器、接觸器等硬件邏輯控制電路，不但接線復(fù)雜，而且經(jīng)常出現(xiàn)故障，可靠性比較差。與傳統(tǒng)的繼電器控制相比，PLC控制具有可靠性高、柔性好、開(kāi)發(fā)周期短以及故障自診斷等特點(diǎn)，特別適合應(yīng)用于銑床的控制和故障診斷系統(tǒng)，可以減少?gòu)?qiáng)電元件數(shù)目，提高電氣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，從而提高產(chǎn)品的品質(zhì)和生產(chǎn)效率。 故在

5、PLC廣泛應(yīng)用的控制時(shí)代，本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的思想就是采用PLC控制銑床。以達(dá)到預(yù)定控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)潔性、經(jīng)濟(jì)性，減少了成本，也使得維修變的簡(jiǎn)單。由于PLC的模塊化、易擴(kuò)展性，可根據(jù)控制要求及規(guī)模的變化進(jìn)行方便的系統(tǒng)重組及功能的擴(kuò)展。以及PLC的通信功能甚至可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。2、設(shè)計(jì)任務(wù)主要控制電器為三臺(tái)電機(jī)：主電動(dòng)機(jī)M1，冷卻泵電機(jī)M3，快速移動(dòng)電機(jī)M2.三臺(tái)電機(jī)都要有短路保護(hù)措施。 主電動(dòng)機(jī)M1能完成主軸主運(yùn)動(dòng)和流板箱進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)，采用降壓?jiǎn)?dòng)的方法啟動(dòng)，可以正反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，并且可以正反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向的反接制動(dòng)，為加工方便，還應(yīng)具有點(diǎn)動(dòng)控制空能。 電動(dòng)機(jī)M3拖動(dòng)冷卻泵，在加工時(shí)提供

6、切削液，采用直接啟動(dòng)及停止方式，并且為連續(xù)工作方式。 主電路負(fù)載的電流大小能夠監(jiān)控，但要防止啟動(dòng)電流對(duì)電流產(chǎn)生沖擊。 主電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電機(jī)采用熱繼電器進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。 機(jī)床要有照明設(shè)施。3、電機(jī)功率和轉(zhuǎn)速，查相關(guān)資料得主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速為301500r/min由機(jī)床電器控制第四版 王炳實(shí)，王蘭軍 機(jī)械工業(yè)出版社的附錄表B常用Y系列電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)選則電機(jī)電機(jī)型號(hào)額定功率/KW額定轉(zhuǎn)速r/min額定電流A效率%功率因素cos堵轉(zhuǎn)額定電流堵轉(zhuǎn)額定轉(zhuǎn)矩最大額定轉(zhuǎn)矩主軸Y132S2-22900進(jìn)給Y90S-2284079 JCB-22主要技術(shù)參數(shù)：型號(hào)輸出功率（瓦）揚(yáng)程（米）流量（升

7、分）電流（安）電壓（伏）接線方式JCB-2212522220/380/Y 油泵電動(dòng)機(jī)（機(jī)床冷卻泵），是一種浸漬式的三相電泵。它由封閉式交流三相異步電機(jī)與單繼單極離心泵組合而成。該泵具有安裝簡(jiǎn)單方便、運(yùn)行可靠、過(guò)負(fù)荷能力強(qiáng)、效率高、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)。該泵適合做各種機(jī)床輸送冷卻液、潤(rùn)滑液的動(dòng)力，也可應(yīng)用于其他類似的場(chǎng)合。4、銑床的電氣控制線路設(shè)計(jì)確定機(jī)床的工作過(guò)程萬(wàn)能銑床具有主軸轉(zhuǎn)速高，調(diào)速范圍寬，操作方便，工作臺(tái)能自動(dòng)循環(huán)加工等特點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)如圖A所示。主要由底座，床身，主軸，刀桿，縱向工作臺(tái)，橫向工作臺(tái)，升降臺(tái)等部分組成。如下圖所示：工作過(guò)程：銑刀裝在與主軸連在一起的刀桿支架上，在床身的前面有垂直導(dǎo)

8、軌，升降臺(tái)沿其上下移動(dòng)；在升降臺(tái)上面的水平導(dǎo)軌上，裝有可在平行與主軸軸線方向移動(dòng)（橫向移動(dòng)）的溜板，在溜板上部轉(zhuǎn)動(dòng)部分的導(dǎo)軌上可作垂直與主軸軸線方向的移動(dòng)（縱向移動(dòng)），這樣，工作臺(tái)上的工件就可以在六個(gè)方向（上，下，左，右，前，后）進(jìn)給。為了加快調(diào)整工件與刀具之間的相對(duì)位置，可以改變傳動(dòng)比，使工作臺(tái)在六個(gè)方向上作快速移動(dòng)。此外，由于轉(zhuǎn)動(dòng)部分相對(duì)于溜板可繞垂直軸線左，右轉(zhuǎn)一個(gè)角度（通常為45度），因此可以加工螺旋槽。工作臺(tái)上還可以安裝圓工作臺(tái)以擴(kuò)大銑削能力。由上述可知，萬(wàn)能銑床的運(yùn)動(dòng)方式有：主運(yùn)動(dòng)：銑刀的旋轉(zhuǎn)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：工作臺(tái)在六個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)。輔助運(yùn)動(dòng)：工作臺(tái)在六個(gè)方向上的快速運(yùn)動(dòng)。 

9、（1） 銑床的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之間沒(méi)有速度比例協(xié)調(diào)的要求，各自采用單獨(dú)的籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。（2） 為了能進(jìn)行順銑和逆銑加工，要求主軸能夠?qū)崿F(xiàn)正，反轉(zhuǎn)。（3） 為提高主軸旋轉(zhuǎn)的均勻性并消除銑削加工時(shí)的震動(dòng)，主軸上裝有飛輪，其轉(zhuǎn)慣量較大，因此要求主軸電動(dòng)機(jī)有停車制動(dòng)控制。（4） 為適應(yīng)加工的需要，主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度應(yīng)有較寬的調(diào)節(jié)范圍。X62W銑床采用機(jī)械變速的方法，為保證變速時(shí)齒輪易于齒合，減小齒輪端面的沖擊，要求變速時(shí)有電動(dòng)機(jī)瞬時(shí)沖動(dòng)。（5） 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和主軸運(yùn)動(dòng)應(yīng)有電氣聯(lián)鎖。為了防止主軸未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，工作臺(tái)將工件送進(jìn)可能損壞刀具或工件，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)要在銑刀旋轉(zhuǎn)后才能進(jìn)行。為降低加工工件的表面粗糙度，加

10、工結(jié)束必須在銑刀停轉(zhuǎn)前停止進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。（6） 在六個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)要有聯(lián)鎖，在任何時(shí)刻，工作臺(tái)在上，下，左，右，前，后六個(gè)方向上，只能有一個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。（7） 為了適應(yīng)工作臺(tái)在六個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)的要求，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)應(yīng)能正，反轉(zhuǎn)?？焖龠\(yùn)動(dòng)由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)與快速電磁鐵配合完成。（8） 圓工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)只需一個(gè)轉(zhuǎn)向，且要與工作臺(tái)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有聯(lián)鎖，不能同時(shí)進(jìn)行。（9） 冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3只要求單方向轉(zhuǎn)動(dòng)。（10） 為操作方便，應(yīng)能在兩處控制各部件的啟動(dòng)和停止。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求我們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的主電路和控制電路圖。 4.3 控制電路圖設(shè)計(jì)4.3.1 主軸電動(dòng)機(jī)的控制為主軸拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)。從主電路看出，主軸電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向

11、由轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)預(yù)選確定。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)動(dòng)作見(jiàn)表1。主軸電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止由接觸器控制，接觸器及電阻和速度繼電器組成停機(jī)反接制動(dòng)控制。表1 轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)動(dòng)作表觸點(diǎn)線端標(biāo)號(hào)操作手柄位置順銑停止逆銑+（1） 主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng) 接通電源開(kāi)關(guān)，選擇主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向，操作轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)于所需位置。主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、停止分別由裝于工作臺(tái)上與床身上的控制按鈕、和、實(shí)現(xiàn)兩地控制。按下按鈕或，接觸器得電，主觸點(diǎn)閉合并自鎖，主軸電動(dòng)機(jī)按預(yù)選方向起動(dòng)，帶動(dòng)主釉、銑刀旋轉(zhuǎn)，同時(shí)速度繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，為停機(jī)反接制動(dòng)作準(zhǔn)備。（2）主軸電動(dòng)機(jī)停機(jī) 按下停機(jī)按鈕或。接觸器失電，切斷正序電源，同時(shí)接觸器得電，電動(dòng)機(jī)串電阻實(shí)現(xiàn)反接制動(dòng)，當(dāng)主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)

12、速低于120，觸點(diǎn)斷開(kāi)，斷電，電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)結(jié)束；停機(jī)操作時(shí)應(yīng)注意在按下或要按到底，否則反接制動(dòng)電路未接入，電動(dòng)機(jī)只能實(shí)現(xiàn)自然停機(jī)。如果在按下按鈕時(shí)間太短，反接制動(dòng)的時(shí)間也太短，制動(dòng)效果差，因此，操作時(shí)要在主軸快停機(jī)時(shí)再松開(kāi)按鈕。（3）主軸的變速?zèng)_動(dòng) 主軸的變速采用圓孔盤式結(jié)構(gòu)，變速時(shí)操作變速手柄在拉出或推回過(guò)程中短時(shí)觸動(dòng)沖動(dòng)開(kāi)關(guān)，主軸電動(dòng)機(jī)瞬動(dòng)一下而實(shí)現(xiàn)。 主軸處于停車狀態(tài)時(shí)，操作變速手柄，觸動(dòng)沖動(dòng)開(kāi)關(guān)使接觸器瞬時(shí)得電，電動(dòng)機(jī)定子串電阻沖動(dòng)一下，帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一下，便于齒輪嚙合，完成變速。 主軸已起動(dòng)工作時(shí)，要變速同樣操作變速手柄，操作時(shí)也觸動(dòng)沖動(dòng)開(kāi)關(guān)，使接觸器失電，得電一下進(jìn)行反接制動(dòng)，使主

13、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(dòng)按鈕，主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)繼續(xù)工作。主軸在變速操作時(shí)，以較快速度將手柄推入嚙合位置，因?yàn)榈乃矂?dòng)是靠手柄上凸輪的一次接觸達(dá)到，如果推入動(dòng)作緩慢，凸輪與接觸時(shí)間延長(zhǎng)，會(huì)使主油電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高，從而使齒輪嚙合不上，甚至損壞斷輪。4.3.2工作臺(tái)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)控制工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)需在主軸起動(dòng)之后進(jìn)行。接觸器常開(kāi)觸點(diǎn)（1112）閉合，接通進(jìn)給控制電源。工作臺(tái)的左、右、前、后、上、下方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)均由進(jìn)給拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)及機(jī)械結(jié)構(gòu)的聯(lián)合動(dòng)作，來(lái)實(shí)現(xiàn)六個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)?？刂乒ぷ髋_(tái)運(yùn)動(dòng)的電路是與左、右機(jī)械操作手柄聯(lián)動(dòng)的行程開(kāi)關(guān)、及與前、后、

14、上、下操作手柄聯(lián)動(dòng)的行程開(kāi)關(guān)、組成復(fù)合控制。這時(shí)圓工作臺(tái)開(kāi)關(guān)在斷開(kāi)位置，即觸點(diǎn)（1718）和（1222）接通，（1219）斷開(kāi)，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)通過(guò)工作臺(tái)方向操作手柄進(jìn)行控制。圓工作臺(tái)開(kāi)關(guān)動(dòng)作表見(jiàn)表2。表2圓工作臺(tái)開(kāi)關(guān)動(dòng)作表觸點(diǎn)線端標(biāo)號(hào)操作手柄位置圓工作臺(tái)工作圓工作臺(tái)不工作1718+2219+1222+（1）工作臺(tái)的左、右（縱向）進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 工作臺(tái)的左、右進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由工作臺(tái)前面的縱向操作手柄進(jìn)行控制。當(dāng)將操作于柄扳到向右位置時(shí)，行程開(kāi)關(guān)壓合，其常開(kāi)觸點(diǎn)（1819）接通，常閉觸點(diǎn)（2517）斷開(kāi)，此時(shí)，控制電源經(jīng)（121516171819）接通接觸器，吸合，主觸點(diǎn)接通電動(dòng)機(jī)正序電源，正向旋轉(zhuǎn)，工作合作向右

15、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。同理，當(dāng)將操作手柄扳到向左位置時(shí)，行程開(kāi)關(guān)壓合，工作臺(tái)向左進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。若將手柄置于中間位置，、復(fù)原，、均不吸合，工作臺(tái)停止左右方向運(yùn)動(dòng)。（2）工作臺(tái)前后（橫向）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和上、下（垂直）進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 工作臺(tái)的前后及上下進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，共用一套操作于柄控制，手柄有5個(gè)控制位置，處于中間位置為原始狀態(tài)，進(jìn)給離合器處于脫開(kāi)狀態(tài)，行程開(kāi)關(guān)、均復(fù)位，工作臺(tái)不運(yùn)動(dòng)。當(dāng)操作向前、向后手柄時(shí)通過(guò)機(jī)械裝置連結(jié)前、后進(jìn)給離合器。當(dāng)操作向上、向下手柄時(shí)，連結(jié)上、下進(jìn)給離合器。同時(shí)，使或壓合接通，電動(dòng)機(jī)正向或反向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工作臺(tái)作前后、上下進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 工作臺(tái)向前和向下進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的電氣控制電路相同。當(dāng)將操作手柄扳到向前或向下

16、位置時(shí)，壓合行程開(kāi)關(guān)，使其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，控制電源經(jīng)（12222517l 9）接通線圈，吸合，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)并通過(guò)機(jī)械聯(lián)動(dòng)將前、后進(jìn)給離合器或上、下進(jìn)給離合器接入，使工作合作向前或向下方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)向后和向上進(jìn)給運(yùn)動(dòng)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(shí)。壓合行程開(kāi)關(guān)，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)反向旋轉(zhuǎn)使工作臺(tái)作向后或向上方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。（3） 圓工作臺(tái)的工作 圓工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。在使用時(shí)，首先必須將圓工作臺(tái)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)扳至“接通”位置，即圓工作臺(tái)的工作位置。此時(shí)，的觸點(diǎn)（1222）、（1718）斷開(kāi)，（2219）接通，這樣就切斷了銑床工作臺(tái)的進(jìn)給

17、運(yùn)動(dòng)控制回路，工作臺(tái)就不可能作左、右、前、后和上、下方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。圓工作臺(tái)的控制電路中，控制電源經(jīng)（12151617252219）接通接觸器線圈回路，使電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)圓工作臺(tái)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由于線圈回路被切斷，所以進(jìn)給電動(dòng)機(jī)僅能以正向旋轉(zhuǎn)。因此，圓工作臺(tái)也只能按一個(gè)方向作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。（4）進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng) 進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)與主軸變速?zèng)_動(dòng)一樣，為了便于變速時(shí)齒輪的嚙合，電氣控制上沒(méi)有進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)電路。但進(jìn)給變速時(shí)不允許工作臺(tái)作任何方向的運(yùn)動(dòng)。變速時(shí)，先將變速手柄拉出，使齒輪脫離嚙合，然后轉(zhuǎn)動(dòng)變速盤至所選擇的進(jìn)給速度擋，最后推入變速手柄。在推入變速手柄時(shí)，應(yīng)先將手柄向極端位置拉一下，使行程開(kāi)關(guān)被壓合一次其常閉觸點(diǎn)

18、（1215）斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)（1519）接通，控制電源經(jīng)（12222517161519）接通接觸器，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)作瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，便于齒輪嚙合。（5）工作臺(tái)快速移動(dòng) 銑床工作臺(tái)除能實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)外，還可進(jìn)行快速移動(dòng)，它可通過(guò)前述的方向控制手柄配合決速移動(dòng)按鈕或進(jìn)行操作。 當(dāng)工作臺(tái)已在某方向進(jìn)給，此時(shí)按下快速進(jìn)給按鈕或，使接觸器通電，接通快速移動(dòng)電磁鐵，銜鐵吸合，經(jīng)絲杠將進(jìn)給傳動(dòng)鏈中的摩擦離臺(tái)器合上，減少中間傳動(dòng)裝置，工作臺(tái)按原進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向?qū)崿F(xiàn)快速移動(dòng)。當(dāng)放開(kāi)快速移動(dòng)按鈕或時(shí)，接觸器電磁鐵線圈相繼斷電。銜鐵釋放，摩擦離合器脫開(kāi)，快速移動(dòng)結(jié)束，工作臺(tái)仍按原進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度和原進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向繼續(xù)進(jìn)給。所以工作臺(tái)的快速

19、移動(dòng)是點(diǎn)動(dòng)控制。工作臺(tái)的快速移動(dòng)也可以在主軸電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)情況下進(jìn)行。這時(shí)應(yīng)將主軸換向開(kāi)關(guān)扳向“停止”位置，然后按下或，使接觸器通電并自鎖，操縱工作臺(tái)手柄，使進(jìn)給電動(dòng)機(jī)起動(dòng)旋轉(zhuǎn)。再按下快速移動(dòng)按鈕或，工作臺(tái)便可在主軸不旋轉(zhuǎn)的情況下實(shí)現(xiàn)快速移動(dòng)。4.3.3 冷卻泵電動(dòng)機(jī)的控制與照明電路 冷卻泵電動(dòng)機(jī)通常在銑削時(shí)由轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)操作。當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)扳至“接通”位置時(shí)，觸點(diǎn) （34）閉合，接觸器通電，起動(dòng)旋轉(zhuǎn)，拖動(dòng)冷卻泵送出冷卻液。機(jī)床的局部照明由變壓器輸出24安全電壓，由開(kāi)關(guān)控制照明燈。4.3.4 控制電路的聯(lián)鎖與保護(hù)銑床的運(yùn)動(dòng)較多，電氣控制電路較復(fù)雜，為了保證刀具、工件和機(jī)床能夠安全可靠地進(jìn)行工作，應(yīng)具有完善

20、的聯(lián)鎖與保護(hù)。（1）主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的順序聯(lián)鎖 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)電氣控制電路接在主軸電動(dòng)機(jī)接觸器觸點(diǎn)（1112）之后。這就保證了在主電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)才可起動(dòng)，主軸電動(dòng)機(jī)停止時(shí)，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)應(yīng)立即停止。（2）工作臺(tái)六個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向間的聯(lián)鎖 工作臺(tái)左、右、前、后及上、下六個(gè)方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)分別由兩套機(jī)械機(jī)構(gòu)操作，而銑削加工時(shí)只許一個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，為了避免誤操作采用機(jī)械聯(lián)鎖比較困難，因此采用電氣聯(lián)鎖。當(dāng)工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)左、右方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)，控制電源必須通過(guò)控制上、下與前、后進(jìn)給的行程開(kāi)關(guān)、常閉觸點(diǎn)支路。當(dāng)工作臺(tái)作前、后和上、下方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)，控制電源必須通過(guò)控制右、左進(jìn)給的行程開(kāi)關(guān)、常閉觸點(diǎn)支路。這就實(shí)現(xiàn)了由

21、電氣配合機(jī)械定位的六個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的聯(lián)鎖。（3）圓工作臺(tái)工作與六個(gè)方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)間的聯(lián)鎖 圓工作臺(tái)工作時(shí)不允許六個(gè)方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)中作任一方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。電路中除了通過(guò)開(kāi)關(guān)定位聯(lián)鎖外，還必須使控制電路通過(guò)、的常閉服點(diǎn)實(shí)現(xiàn)電氣聯(lián)鎖。（4）進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)不允許工作臺(tái)作任何方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)聯(lián)鎖 變速?zèng)_動(dòng)時(shí)，動(dòng)作觸點(diǎn)（1215）斷開(kāi)，（1519）接通，因此，控制電源必須經(jīng)過(guò)觸點(diǎn)（即圓工作臺(tái)不工作）和、四個(gè)常閉觸點(diǎn)（即工作臺(tái)六個(gè)方向均無(wú)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)），才能實(shí)現(xiàn)進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)。（5）保護(hù)環(huán)節(jié) 主電路、控制電路和照明電路都具有短路保護(hù)。六個(gè)方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的終端限位保護(hù)，是由各自的限位擋鐵來(lái)碰撞操作手柄，使其返回中間位置以切斷

22、控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。 三臺(tái)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)，分別由熱繼電器、實(shí)現(xiàn)。為了確保刀具與工件的安全，要求主軸電動(dòng)機(jī)、冷卻泵電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，除二臺(tái)電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)外，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)也應(yīng)停止，否則撞壞刀具與工件，因此，、應(yīng)串接在相對(duì)位置的控制電路中。當(dāng)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，則要求進(jìn)給運(yùn)動(dòng)先停止，允許刀具空轉(zhuǎn)一會(huì)，再由操作者總停機(jī)。因此，的常閉觸點(diǎn)只串接在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)控制支路中。  在設(shè)備電氣控制線路中，為了滿足生產(chǎn)工藝及電力拖動(dòng)的需要，電動(dòng)機(jī)要經(jīng)常地起動(dòng)、制動(dòng)、改變運(yùn)動(dòng)方向、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速；當(dāng)電路發(fā)生過(guò)載、短路、欠壓或失壓等情況時(shí)，控制電路的保護(hù)環(huán)節(jié)還應(yīng)當(dāng)自動(dòng)切斷電路，保護(hù)線路和設(shè)備。所有這些要求都需要借助于電器來(lái)完成。

23、60; 對(duì)于電氣元件的選擇，在選擇時(shí)我們應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：    （1）根據(jù)對(duì)控制元件功能的要求，確定電氣元件功能的要求，確定電氣元件類型。如繼電器與接觸器，當(dāng)元件用于通，斷功率較大的主電路時(shí)，應(yīng)選擇交流接觸器；若元件用于切換功率較小的電路（如控制電路）時(shí)，則應(yīng)選擇中間繼電器；若伴有延時(shí)要求時(shí)，則應(yīng)選用時(shí)間繼電器。  （2）根據(jù)電氣控制的電壓，電流及功率的大小來(lái)確定元件的規(guī)格，滿足元器件的負(fù)載能力及使用壽命。  （3）掌握元器件預(yù)期的工作環(huán)境及供應(yīng)情況，如防油，防塵，貨源等。  （4）為了保證一定的可靠性，采用相應(yīng)的降額系數(shù)，并進(jìn)行一些

24、必要的技術(shù)和校核。  選擇熔斷器類型時(shí)，主要依據(jù)負(fù)載的保護(hù)特性和短路電流的大小。對(duì)于大容量的照明線路和電動(dòng)機(jī)，除過(guò)載保護(hù)外，還應(yīng)考慮短路時(shí)分?jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰?，若短路電流較小，可采用熔體為錫質(zhì)的或鋅質(zhì)的熔斷器；當(dāng)短路電流較大時(shí)，宜采用具有高分?jǐn)嗄芰Φ娜蹟嗥鳎划?dāng)短路電流相當(dāng)大時(shí)，宜采用有限流作用的熔斷路。 熔體額定電流的選擇：用于保護(hù)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的熔斷器，在出現(xiàn)尖峰電流時(shí)不應(yīng)熔斷。通常將其中容量最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，將其余電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的電流作為尖峰電流。為此，熔體的額定電流應(yīng)滿足：式中，為多臺(tái)電動(dòng)機(jī)中容量最大一臺(tái)的額定電流，為其余電動(dòng)機(jī)的額定電流之和。經(jīng)計(jì)算可選擇熔斷器型號(hào)為：RL

25、1型。    按鈕通常是用來(lái)短時(shí)間接通或斷開(kāi)小電流控制電路的開(kāi)關(guān)。   目前按鈕在結(jié)構(gòu)上有多種形式：旋鈕式手動(dòng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行操作；指示燈按鈕內(nèi)裝入了信號(hào)指示燈；緊急式裝有蘑菇形式旋帽，用于緊急操作；等等。一般來(lái)說(shuō)，停止按鈕采用紅色。按鈕根據(jù)所需要的觸點(diǎn)數(shù)，使用場(chǎng)合及顏色最終選擇LA2型號(hào)。   低壓開(kāi)關(guān)主要包括如下幾種。  （1）刀開(kāi)關(guān)  刀開(kāi)關(guān)主要用于接通或切斷長(zhǎng)期改組設(shè)備的電源。一般刀開(kāi)關(guān)的額定電壓不超過(guò)500V額定電流為10A到上千安多種等級(jí)。有些刀開(kāi)關(guān)附有熔斷器。不帶熔斷器式刀開(kāi)關(guān)主

26、要有HD型及HS型，帶熔斷器式開(kāi)關(guān)有HK，HR3系列等。刀開(kāi)關(guān)根據(jù)電源種類，電壓等級(jí)，電動(dòng)機(jī)容量，所需極數(shù)及使用場(chǎng)合選擇型號(hào)為HZ-60/3。   （2）組合開(kāi)關(guān)  組合開(kāi)關(guān)主要根據(jù)電源種類，電壓等級(jí)，所需觸點(diǎn)數(shù)及電動(dòng)機(jī)容量進(jìn)行選用。常用的組合開(kāi)關(guān)為HZ-10系列，額定電流10A，25A，60A和100A四種，適用于交流電壓380V以下，支流電壓220V以下的電氣設(shè)備中。最終選擇型號(hào)分別為：圓工作臺(tái)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)HZ2-10/3、照明燈轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)HZ1-10/2、冷卻泵啟停轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)HZ1-10/2。  （3）限位開(kāi)關(guān)（行程開(kāi)關(guān)） 限位開(kāi)關(guān)是依據(jù)生產(chǎn)機(jī)械

27、運(yùn)動(dòng)的行程位置而動(dòng)作的小電流開(kāi)關(guān)。它的選用主要根據(jù)機(jī)械位置對(duì)開(kāi)關(guān)形式的要求，對(duì)觸點(diǎn)數(shù)目，電壓種類，電壓與電流等級(jí)的要求來(lái)確定。機(jī)床常用的有LX2型，LX19型，JLXK1型，LXW11型和JLXK-111型微動(dòng)開(kāi)關(guān)等。對(duì)于要求動(dòng)作快，靈敏度高的行程控制，可采用接近開(kāi)關(guān)。接近開(kāi)關(guān)壽命長(zhǎng)，可靠性好，但精度和價(jià)格不如限位開(kāi)關(guān)。最終選擇型號(hào)為：工作臺(tái)進(jìn)給行程開(kāi)關(guān)LX3-11H、主軸變速點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)和進(jìn)給電動(dòng)開(kāi)關(guān)都為L(zhǎng)X-11K。    選擇接觸器主要依據(jù)以下數(shù)據(jù)：電源種類（直流或交流）；主觸點(diǎn)額定電流；輔助觸點(diǎn)的種類、數(shù)量和觸點(diǎn)的額定電流；電磁線圈的電源種類、頻率和

28、額定電壓；額定操作頻率等。機(jī)床用的最多的是交流接觸器。  交流接觸器的額定電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載回路的電壓，額定電流應(yīng)大于或等于被控電路的額定電流，對(duì)于電動(dòng)機(jī)負(fù)載，可按公式：式中，為流過(guò)接觸器主觸點(diǎn)的電流（A），為電動(dòng)機(jī)的額定功率（KW），為電動(dòng)機(jī)的額定電壓，K為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般取11.4。 為保證安全，一般接觸器吸引線圈選擇較低的電壓。但如果在控制線路比較簡(jiǎn)單的情況下，為了省去變壓器，可選用380V電壓。因此最終選擇型號(hào)為：主軸啟動(dòng)制動(dòng)接觸器CJ10-40，進(jìn)給正反轉(zhuǎn)接觸器CJ10-20，快速移動(dòng)接觸器JZ7-44 127V；牽引電磁鐵選380V 150N的。

29、60;4.4.6 繼電器的選用    1）一般繼電器的選用   一般繼電器是指具有相同電磁系統(tǒng)的繼電器，又稱電磁繼電器。選用時(shí)，除滿足繼電器線圈電壓或線圈電流的要求外，還應(yīng)按照控制需要分別選用過(guò)電流繼電器、欠電流繼電器、過(guò)電壓繼電器、欠電壓繼電器中間繼電器等。另外電壓、電流繼電器還有交流、直流之分，選擇時(shí)也應(yīng)當(dāng)注意。 2）時(shí)間繼電器的選擇 時(shí)間繼電器是壓力機(jī)控制線路中常用電器之一。它的類型有：電磁式，空氣阻尼式，電動(dòng)式及電子式等。用的較多的是空氣阻尼式時(shí)間繼電器，它的特點(diǎn)是工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，延時(shí)整定范圍

30、較寬（可達(dá)0.4s180s） 時(shí)間繼電器型式多樣，各具特點(diǎn)，選擇時(shí)應(yīng)從以下幾方面考慮。(1)根據(jù)控制線路的要求來(lái)選擇延時(shí)方式，即通電延時(shí)型或斷電延時(shí)型。 (2)根據(jù)延時(shí)準(zhǔn)確度要求和延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)選擇。 (3)根據(jù)使用場(chǎng)合、工作環(huán)境選擇合適的時(shí)間繼電器。       3）熱繼電器的選擇   熱繼電器的選擇應(yīng)按電動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境、起動(dòng)情況、負(fù)載性質(zhì)等因素來(lái)考慮。一方面要充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力，另一方面，對(duì)電動(dòng)機(jī)在短時(shí)過(guò)載與起動(dòng)瞬間不受影響。 熱繼電器結(jié)構(gòu)形式

31、的選擇。星形連接的電動(dòng)機(jī)可以選擇兩相或三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，三角形連接的電動(dòng)機(jī)應(yīng)當(dāng)選擇帶斷相保護(hù)裝置的三相結(jié)構(gòu)熱繼電器。通常選取熱繼電器的額定電流為電動(dòng)機(jī)額定電流的60%-80%綜上所述，本次設(shè)計(jì)宜采用熱繼電器，所以選擇型號(hào)為：JR10-10。4.5 制定電動(dòng)機(jī)和電氣元件明細(xì)表 根據(jù)以上的選擇原則，在本次設(shè)計(jì)中選用的各中元器件如下表所示：代號(hào)名稱型號(hào)Q電源總開(kāi)關(guān)HZ-60/3M1主軸電機(jī)Y132S-2M2進(jìn)給電機(jī)Y90S-2M3冷卻泵電機(jī)JCB-22VC整流橋-KM1主軸啟動(dòng)接觸器CJ10-40KM2主軸制動(dòng)接觸器CJ10-40KM3進(jìn)給正轉(zhuǎn)接觸器CJ10-20KM4進(jìn)給反轉(zhuǎn)接觸器CJ

32、10-20KM5快速移動(dòng)接觸器JZ7-44 127VYA牽引電磁鐵380V 150NSA1-1、SA1-2、SA1-3圓工作臺(tái)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)HZ2-10/3SA2照明燈轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)HZ1-10/2SB1、SB2主軸啟動(dòng)按鈕LA2SB3、SB4主軸停止按鈕LA2SB5、SB6工作臺(tái)快速移動(dòng)按鈕LA2SQ6進(jìn)給點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)LX-11KSQ5主軸變速點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)LX-11KEL照明燈JC6-1SA3冷卻泵起停轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)HZ1-10/2KR、FR熱繼電器JR10-10FU1FU3熔斷器RL1SQ1、SQ2工作臺(tái)右、前、下進(jìn)給行程開(kāi)關(guān)LX3-11HSQ3、SQ4工作臺(tái)左、后、上進(jìn)給行程開(kāi)關(guān)LX3-11H5、銑床的可編程控制

33、器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.1 主電路接線圖5.2 I/O分配表數(shù)字量輸入部分這個(gè)控制系統(tǒng)的外部輸入有起動(dòng)按鈕，主軸制動(dòng)按鈕，快速進(jìn)給按鈕，進(jìn)給方向的控制開(kāi)關(guān)，5個(gè)行程開(kāi)關(guān)，主軸變速?zèng)_動(dòng)行程開(kāi)關(guān)和進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)行程開(kāi)關(guān)等12個(gè)輸入點(diǎn)。起具體的輸入地址分配如表5.1.1表5.2.1 X52K銑床的輸入地址分配序號(hào)輸入器件輸入地址1SB1、SB2主軸起動(dòng)X02SB3、SB4主軸制動(dòng)X13SB5、SB6快速進(jìn)給X24SQ1工作向左運(yùn)動(dòng)行程開(kāi)關(guān)X65SQ2工作向右運(yùn)動(dòng)行程開(kāi)關(guān)X76SQ3, SQ5工作向右前、向下運(yùn)動(dòng)行程開(kāi)關(guān)X107SQ4 ,SQ6工作向左后、向上運(yùn)動(dòng)行程開(kāi)關(guān)X118SQ7短時(shí)觸動(dòng)沖動(dòng)開(kāi)關(guān)X59

34、六個(gè)方向進(jìn)給SA1X310圓工作臺(tái)行程開(kāi)關(guān)SA2X411主軸、冷卻泵電動(dòng)機(jī)熱繼電器X1312進(jìn)給電動(dòng)機(jī)熱繼電器X14數(shù)字量輸出部分 這個(gè)控制系統(tǒng)的輸出外部設(shè)備有主軸的起動(dòng)，制動(dòng)，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2的正、反旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2的快速運(yùn)動(dòng)五個(gè)狀態(tài)，所以系統(tǒng)共有5個(gè)輸出點(diǎn)，且5個(gè)輸出點(diǎn)的地址分配如表5.2.2所示。表5.2.2 X52K銑床的輸出地址分配序號(hào)輸出器件輸出地址1KM1主軸起動(dòng)Y02KM2快速進(jìn)給Y13KM3電機(jī)M2正轉(zhuǎn)Y24KM4電機(jī)M2反轉(zhuǎn)Y35KM5主軸制動(dòng)Y45.3 PLC接線圖5.4 PLC梯形圖和指令語(yǔ)句表5.4.1 梯形圖網(wǎng)絡(luò)1 主軸啟動(dòng)控制回路網(wǎng)絡(luò)2主軸制動(dòng)控制回路網(wǎng)絡(luò)3快速進(jìn)給控制回路網(wǎng)絡(luò)4進(jìn)給電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)控制回路網(wǎng)