電氣控制與可編程序控制器課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(2010春-新格式)

1、電氣控制與可編程序控制器課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書目 錄第一部分 課程設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)方法及參考選題1一、課程設(shè)計(jì)的目的和要求1二、課程設(shè)計(jì)任務(wù)、工作量與設(shè)計(jì)方法2（一）設(shè)計(jì)任務(wù)書2（二）設(shè)計(jì)方法及步驟2三、課程設(shè)計(jì)舉例3（一）設(shè)計(jì)任務(wù)書3（二）設(shè)計(jì)過程5第二部分 課程設(shè)計(jì)參考題選16課題一 專用鏜孔機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)16課題二 千斤頂液壓缸加工專用機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)17課題三 機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)18課題四 全自動(dòng)雙面鉆電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)19課題五 機(jī)械手PC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)20課題六 專用榫齒銑電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)20第一部分 課程設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)方法及參考選題要能勝任電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，按要求完成好設(shè)

2、計(jì)任務(wù)，僅僅掌握電氣設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)是不夠的，必須經(jīng)過反復(fù)實(shí)踐，深入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，不斷積累經(jīng)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)正是為這一目的而安排的一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，它是一項(xiàng)初步的工程訓(xùn)練。通過集中12周時(shí)間的設(shè)計(jì)工作，了解一般電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)方法課程設(shè)計(jì)題目不要太大，盡可能取自生產(chǎn)中實(shí)用的電氣控制裝置。本指導(dǎo)書主要討論課程設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的目的、要求、設(shè)計(jì)內(nèi)容、深度及應(yīng)完成的工作量。并通過實(shí)例介紹，進(jìn)一步說明課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)步驟。本指導(dǎo)書還收集了較多的設(shè)計(jì)參考題，可作為課程設(shè)計(jì)練習(xí)題，直接供設(shè)計(jì)者自由選取。命題結(jié)合生產(chǎn)需要，具有真實(shí)感。設(shè)計(jì)中應(yīng)嚴(yán)格要求，力求做到圖紙資料規(guī)范化。電氣設(shè)計(jì)包含原理設(shè)計(jì)與工藝設(shè)

3、計(jì)兩個(gè)方面不能忽視任何一面，在高等院校教學(xué)中尤其要重視工藝設(shè)計(jì)。由于初次從事設(shè)計(jì)工作，工藝設(shè)計(jì)要求不能過高，不能面面俱到。設(shè)計(jì)工作量，說明書等要求與畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)有較大的區(qū)別，電氣控制課程設(shè)計(jì)屬于練習(xí)性質(zhì)，不強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)結(jié)果直接用于生產(chǎn)，各人的工藝設(shè)計(jì)只要求完成其中一部分內(nèi)容。課程設(shè)計(jì)原則上應(yīng)做到一人一題和自由選題在幾個(gè)人共選一個(gè)課題的情況下各人的設(shè)計(jì)要求及工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容，繪圖種類，應(yīng)有所區(qū)別。要強(qiáng)調(diào)獨(dú)立完成，以學(xué)生自身的獨(dú)立工作為主，教師指導(dǎo)幫助為輔。在設(shè)計(jì)過程中，適當(dāng)組織針對(duì)性參觀，并配以多種形式有助于開拓設(shè)計(jì)思路的講座。一、課程設(shè)計(jì)的目的和要求課程設(shè)計(jì)主要目的，是通過某一生產(chǎn)設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)的設(shè)

4、計(jì)實(shí)踐，了解一般電氣控制設(shè)計(jì)過程、設(shè)計(jì)要求、應(yīng)完成的工作內(nèi)容和具體設(shè)計(jì)方法。通過設(shè)計(jì)也有助于復(fù)習(xí)、鞏固以往學(xué)習(xí)的內(nèi)容，達(dá)到靈活應(yīng)用的目的。電氣設(shè)計(jì)必須滿足生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝要求，因此，設(shè)計(jì)之前必須了解設(shè)備的用途、結(jié)構(gòu)、操作要求和工藝過程，在此過程中培養(yǎng)從事設(shè)計(jì)工作的整體現(xiàn)念。課程設(shè)計(jì)應(yīng)強(qiáng)調(diào)以能力培養(yǎng)為主，月提高，主要包括以下幾方面：獨(dú)立工作能力和創(chuàng)造力。綜合運(yùn)用專業(yè)及基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力查閱圖書資科、產(chǎn)品手冊(cè)和各種工具書的能力工程繪圖能力寫技術(shù)報(bào)告和編制技術(shù)資料的能力。在課程設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)中，應(yīng)以學(xué)生為主體，充分發(fā)揮自己的自主性和創(chuàng)造精神。作用主要是體現(xiàn)在工作方法、思維方法的引導(dǎo)。為

5、保證順利完成設(shè)計(jì)任務(wù)，提出如下要求：在接受設(shè)計(jì)任務(wù)并選定課題后，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和應(yīng)完成的設(shè)計(jì)內(nèi)容，查閱圖書和制定工作進(jìn)度計(jì)劃，確定各階段應(yīng)完成的工作，妥善安排時(shí)間。在方案確定過程中(是最重要一環(huán))應(yīng)主動(dòng)提出問題，以取得指導(dǎo)教師的幫助，階段提倡廣泛討論，做到思路開闊，依據(jù)充分。在具體設(shè)計(jì)過程小，要求多想、少問，參數(shù)的確定，要經(jīng)過計(jì)算論證。所有電氣圖紙的繪制必須符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，包括線條、圖形符號(hào)、項(xiàng)目代號(hào)、回路標(biāo)號(hào)、技術(shù)要求、標(biāo)題欄、圖例：明細(xì)表以至圖紙的折疊和裝訂。說明書要求文字通順、簡(jiǎn)練、字跡端正、整潔。應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成所有的設(shè)計(jì)任務(wù)。條件允許情況下，對(duì)自己的設(shè)計(jì)線路進(jìn)行試驗(yàn)論證，考

6、慮進(jìn)一步改進(jìn)的可能二、課程設(shè)計(jì)任務(wù)、工作量與設(shè)計(jì)方法（一）設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)要求是以設(shè)計(jì)任務(wù)書形式表達(dá)，由設(shè)計(jì)者自己擬訂。設(shè)計(jì)任務(wù)書應(yīng)包含以下內(nèi)容：設(shè)備的名稱、用途、基本構(gòu)造、動(dòng)作原理以及工藝過程的簡(jiǎn)單介紹。拖動(dòng)方式、運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)作順序、各動(dòng)作要求和控制要求。聯(lián)鎖、保護(hù)要求。照明、指示、報(bào)警等輔助要求。應(yīng)繪制的圖紙。說明書要求。原理設(shè)計(jì)的中心任務(wù)是繪制電氣原理圖和選用電器元件。工藝設(shè)計(jì)目的是為了得到電氣設(shè)備制造過程中需要的施工圖紙，其類型數(shù)量很多，設(shè)計(jì)中主要以電氣設(shè)備總體配置圖、電器板元件布置圖、接線圖、控制面板布置因、接線固、電氣箱以及主要加工零件如電器安裝底板、控制表板等為練習(xí)對(duì)象。對(duì)于每

7、位設(shè)計(jì)者來說只要求完成其中一部分。原理圖及工藝圖紙均應(yīng)按要求繪制，元件布置圖應(yīng)標(biāo)注總體尺寸、安裝尺寸和相對(duì)位置尺寸。接線圖的編號(hào)應(yīng)與原理圖一致，要標(biāo)明組件所有進(jìn)出線編號(hào)、配線規(guī)格、進(jìn)出線的接線方式(采用端子板或接插件)。（二）設(shè)計(jì)方法及步驟在接到設(shè)計(jì)任務(wù)書后，依原理設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)兩部分，1原理圖設(shè)計(jì)的步驟（1）根據(jù)要求擬訂設(shè)計(jì)任務(wù)。（2）根據(jù)拖動(dòng)要求設(shè)計(jì)主電路。在繪制主電路時(shí)，可從以下幾方面來考慮：每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的控制方式應(yīng)根據(jù)其容量及按動(dòng)負(fù)載性質(zhì)考慮其起動(dòng)要求，的起動(dòng)線路。對(duì)于一般小容量(7kw以下)起動(dòng)負(fù)載不大時(shí)，可直接起動(dòng)，對(duì)大容量電動(dòng)機(jī)應(yīng)考慮采用降壓起動(dòng)。根據(jù)運(yùn)動(dòng)要求決定轉(zhuǎn)向控制。根據(jù)各臺(tái)

8、電動(dòng)機(jī)的工作制，決定是否需要設(shè)置過載保護(hù)成過電流控制指施根據(jù)拖動(dòng)負(fù)載及工藝要求決定停車時(shí)是否需要制動(dòng)控制，并決定采用何種制動(dòng)方式。設(shè)置短路保護(hù)及其他必要的電氣保護(hù)?？紤]其他特殊要求；調(diào)速要求、主電路參數(shù)測(cè)量、信號(hào)檢測(cè)等（3）根據(jù)主電路的控制要求設(shè)計(jì)控制回路，其設(shè)計(jì)方法是，正確選擇控制電路電壓種類及大小。根據(jù)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、運(yùn)行、調(diào)速、制動(dòng)及保護(hù)要求，依次繪制各控制環(huán)節(jié)(選擇適當(dāng)?shù)幕締卧刂凭€路)。設(shè)置必要的聯(lián)鎖(包括同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)各動(dòng)作之間以及各臺(tái)電動(dòng)機(jī)之間的動(dòng)作聯(lián)鎖)。設(shè)置短路保護(hù)以及設(shè)計(jì)任務(wù)中要求助位置保護(hù)（如極限位、越位、相對(duì)位置等保護(hù))、電壓保護(hù)、電腦保護(hù)和各種物理量保護(hù)(溫度、壓力

9、、流量等)。根據(jù)施動(dòng)要求，設(shè)計(jì)特殊要求控制環(huán)節(jié)，如自動(dòng)抬刀、變速與自動(dòng)循環(huán)量等控制。按需要設(shè)置應(yīng)急操作。（4）根據(jù)照明、指示、報(bào)警等要求設(shè)計(jì)輔助電路。（5）總體檢查、修改、補(bǔ)充與完善主要包括以下內(nèi)釉校核各種動(dòng)作控制是否滿足要求，是否有矛盾成遺漏。檢查接觸器、繼電器、主令電器的觸頭使用是否合理，是否超過電器元件允許的數(shù)量。檢查聯(lián)鎖要求能否實(shí)現(xiàn)。檢查各種保護(hù)是否完善。檢查發(fā)生誤操作所引起的后果與防范措施。（6）進(jìn)行必要的參數(shù)計(jì)算。（7）正確、合理地選擇各電器元件，按規(guī)定格式編制元件目錄表。（8）根據(jù)完善后的設(shè)計(jì)草圖，按GB6988電氣制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制電氣原理線路圖，并按GB5094電氣技術(shù)中的項(xiàng)目代號(hào)

10、要求標(biāo)注器件的項(xiàng)目代號(hào)，按GB488485絕緣導(dǎo)線的標(biāo)記的要求對(duì)線路進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)。2工藝設(shè)計(jì)步驟根據(jù)電氣設(shè)備的總體配置及電器元件的分布狀況和操作要求劃分電器組件，繪制電氣控制系統(tǒng)的總裝配圖和總接線圖：根據(jù)電器元件的型號(hào)、外型尺寸、安裝尺寸、繪制每一組件的元器件布置圖(如電器安裝扳、按制面板、電源、放大器等)。根據(jù)元件布置圖及電氣原理編號(hào)繪制組件接線圖，統(tǒng)計(jì)組件進(jìn)出線的數(shù)量、編號(hào)以及各組件之間的連接方式。繪制并修改工藝設(shè)計(jì)草圖后，便可按機(jī)械、電氣制圖要求繪制工程圖紙。最后依設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)結(jié)果編寫設(shè)計(jì)說明書及使用說明書。以上簡(jiǎn)單介紹了原理設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)的步驟，其中每一步的設(shè)計(jì)要求與具體內(nèi)容可參閱方

11、承遠(yuǎn)主編的工廠電氣控制技術(shù)一書中第八章的有關(guān)內(nèi)容，各種圖紙的設(shè)計(jì)過程和繪制要求也可以參考設(shè)計(jì)舉例，這里不再重復(fù)。三、課程設(shè)計(jì)舉例設(shè)計(jì)題目：電鍍車間專用行車電氣控制裝置設(shè)計(jì)（一）設(shè)計(jì)任務(wù)書1專用設(shè)備基本情況介紹該設(shè)備是某廠電鍍車間為提高工效、促進(jìn)生產(chǎn)自動(dòng)化和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，而提出創(chuàng)造的一臺(tái)專用傘自動(dòng)起吊設(shè)備。采用遠(yuǎn)距離控制，起吊重且在500kg以下。起吊物品是待進(jìn)行電鍍及表面處理的各種產(chǎn)品零件，根據(jù)工藝要求，專用行車的結(jié)構(gòu)與動(dòng)作流程如圖1l所示。在電鍍生產(chǎn)線一側(cè)，工人將待加工零件裝入吊籃，并發(fā)出信號(hào)，專用行車便提升并自動(dòng)逐段前進(jìn)。按工藝要求在需要停留的槽位停止，并自動(dòng)下降，停留一定時(shí)間(各槽停留時(shí)

12、間預(yù)先按工藝調(diào)定)后自動(dòng)提升，如此完成電鍍工藝規(guī)定的每一道工序，直至生產(chǎn)線的末端自動(dòng)返回原位，卸下處理好的零件，重新裝料發(fā)出信號(hào)進(jìn)入下一加工循環(huán)。對(duì)于不同零件，其鍍層要求和工藝過程是不相同的。為了節(jié)省場(chǎng)地，適應(yīng)批量生產(chǎn)需要，提高設(shè)備利用率和發(fā)揮最大經(jīng)濟(jì)效益，該設(shè)備還要求電氣控制系統(tǒng)能針對(duì)不同工藝流程(例如鍍鋅、鍍鉻、鍍鎳鈕等)有程序預(yù)選和修改能力。設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)與普通小型行車結(jié)構(gòu)類似跨度較小，但要求準(zhǔn)確停位，以便吊籃能準(zhǔn)確進(jìn)入電鍍格內(nèi)。工作時(shí)，除具有自動(dòng)控制的大車移動(dòng)(前/后)與吊物上/下運(yùn)動(dòng)外，還有調(diào)整吊籃位置的小車運(yùn)動(dòng)(左/右)。圖1-1 電鍍專用行車示意圖生產(chǎn)線上鍍槽的數(shù)量，由用戶綜合各種

13、電鍍工藝的需要提出要求，電鍍種類越多，則槽數(shù)也越多。為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過程，本設(shè)計(jì)暫定5個(gè)電鍍槽，停留時(shí)間由用戶根據(jù)工藝要求進(jìn)行整定。2拖動(dòng)情況介紹專用行車的小車、大車及升降運(yùn)動(dòng)均采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)(JO2-12-4型0.8kw、1.99A、1410r/min、380V)分散拖動(dòng)，并采用一級(jí)機(jī)械減速。3設(shè)計(jì)要求控制裝置具有程序預(yù)選功能(按電鍍工藝確定需要停留工位)，上、下裝卸零件，整個(gè)電鍍工藝應(yīng)能自動(dòng)進(jìn)行。前后運(yùn)動(dòng)升降運(yùn)動(dòng)要求準(zhǔn)確停位。前后、升降及左右運(yùn)動(dòng)之間有聯(lián)鎖作用。采用遠(yuǎn)距離控制，整機(jī)電源及各動(dòng)作要有相應(yīng)指示。應(yīng)有極限位置保護(hù)和其他必要的電氣保護(hù)措施。繪制電氣原理圖、選擇電器元件、編制元件目

14、錄表。繪制總接線圖、電器板布置圖與接線圖、控制面板布置圖與接線圖等工藝圖紙。編制設(shè)計(jì)使用說明書。（二）設(shè)計(jì)過程1總體方案選擇說明行車的左右、前后及上下運(yùn)動(dòng)分別由電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3拖動(dòng)，并通過正反轉(zhuǎn)控制實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的移動(dòng)。進(jìn)退與升降運(yùn)動(dòng)停止時(shí)，采用能耗制動(dòng)，以保證準(zhǔn)確停位。平移中，升降電機(jī)M3采用電磁抱閘制動(dòng)，以保證安全。位置控制指令信號(hào)，由固定于軌道一側(cè)的限位開關(guān)發(fā)出，并用調(diào)節(jié)擋鐵的方法，來保證吊籃與鍍槽相對(duì)位置的準(zhǔn)確性。制動(dòng)時(shí)間與各槽停留時(shí)間，由延時(shí)繼電器控制。采用串入或短接位置指令信號(hào)的方法，實(shí)現(xiàn)程序可調(diào)。M2、M3為自動(dòng)控制連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，采用熱繼電器實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，左右移動(dòng)為調(diào)整運(yùn)動(dòng)，短時(shí)

15、工作無過載保護(hù)。采用帶指示燈控制按鈕，以顯示設(shè)備運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。主電路及控制電路采用熔斷器實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。由限位開關(guān)實(shí)現(xiàn)三方向的位置保護(hù)。電氣控制箱置于專門的操作室。電器板與控制板之間，以及電控箱與執(zhí)行系統(tǒng)之間的連接，采用接線板進(jìn)出線方式。2設(shè)計(jì)電氣控制原理圖（1）主電路設(shè)計(jì)由接觸器KMl、KM2、KM3、KM4及KM5、KM6分別控制電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3的正反轉(zhuǎn)。M2、M3由熱繼電器FR1、FR2實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。M2電動(dòng)機(jī)為點(diǎn)動(dòng)短時(shí)工作，故不設(shè)過載保護(hù)。由FU1實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，并由隔離開關(guān)QS作為電源控制。為保證準(zhǔn)確定位，并考慮到進(jìn)退與升降運(yùn)動(dòng)由同一型號(hào)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，且不會(huì)同時(shí)工作（相互有聯(lián)鎖作用）。所

16、以停車時(shí)，可采用同一個(gè)直流電源實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)。直流電源可采用低壓交流電源經(jīng)單相橋式整流得到。能耗制動(dòng)回路中沒有單獨(dú)的短路保護(hù)，由FU2、FU4實(shí)現(xiàn)?？紤]到升降運(yùn)動(dòng)吊有一定的重量，在行車平移中，需設(shè)置電磁鐵抱閘制動(dòng)控制。三相電磁鐵YA與M3并聯(lián)，當(dāng)M3得電時(shí)，YA工作，松開剎車允許升降運(yùn)動(dòng)。M3失電時(shí)，YA釋放，抱閘剎車，使吊籃穩(wěn)定停留在空中，能安全地前后平移。根據(jù)以上設(shè)計(jì)原則便可繪制出如圖1-2所示的主要電路。（2）控制電路設(shè)計(jì)吊籃的左右移動(dòng)，由KM1、KM2控制M1的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)。M1正轉(zhuǎn)左移，反轉(zhuǎn)右移，采用點(diǎn)動(dòng)控制，兩地操作(控制操作臺(tái)或現(xiàn)場(chǎng)操作)在吊籃進(jìn)退與升降運(yùn)動(dòng)中，不允許左右移動(dòng)，故串聯(lián)

17、KAlKA4常閉觸頭，以實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖。左右極限位保護(hù)，由固定于左右兩端的限位開關(guān)SQ6、SQ7實(shí)現(xiàn)。根據(jù)電鍍工藝要求，行車前進(jìn)運(yùn)動(dòng)與升降運(yùn)動(dòng)為自動(dòng)控制，其控制過程是：按下SB11(圖13)，KM3及KAl吸合，行車前進(jìn)，當(dāng)運(yùn)行至需要停留的檔位，例如至1槽清洗，由運(yùn)動(dòng)擋鐵壓下固定于道軌一側(cè)的行程開關(guān)SQ1SQ1常閉觸點(diǎn)串在M2控制回路中。使KM3、KAI失電，M2停止旋轉(zhuǎn)，同時(shí)由KAl常閉及SQl常開觸點(diǎn)接通前進(jìn)制動(dòng)回路，KM7、KT1得電，使M2制動(dòng)行車準(zhǔn)確停在l槽。圖1-2 電鍍專用行車控制線路的主電路制動(dòng)時(shí)間由KTl調(diào)定，停留時(shí)間由KT4調(diào)定。若工藝要求1檔無需停留，則可扳動(dòng)開關(guān)SAl，使其常

18、開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)打開，則行車?yán)^續(xù)前進(jìn)。在M2制動(dòng)的同時(shí)，由KM7常開觸頭接通KM6與KA4，使M3正轉(zhuǎn)，吊籃下降，至下極限位限位開關(guān)SQl1受壓，使KM6失電。同時(shí)SQll常開觸頭接通下降制動(dòng)回路，而使其迅速停車。零件在槽內(nèi)停留時(shí)間由時(shí)間繼電器KT4自動(dòng)控制，由KT4延時(shí)閉合觸點(diǎn)接通KM5、KA3，使M3反轉(zhuǎn)，吊籃上升。到上極限位壓下限開關(guān)SQl0，使M3停轉(zhuǎn)。同時(shí)SQl0常開觸頭接通上升制動(dòng)回路，位KM8和KT2得電，在制動(dòng)的同時(shí)，由KM8常開觸頭接通行車前進(jìn)控制回路。如此循環(huán)，直至按工藝要求完成零件的電鍍過程，行車到達(dá)終點(diǎn)，壓SQ8自動(dòng)停止前進(jìn)，同時(shí)內(nèi)SQ8常開觸點(diǎn)接通KM4、KA2使

19、行車自動(dòng)回到原位。進(jìn)退與升降之間，由KAl、KA2及KA3、KA4常閉觸頭串于對(duì)方控制回路，實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖。過載保護(hù)出FR1、FR2常閉觸頭串在M2、M3各自的控制回路中實(shí)現(xiàn)。根據(jù)控制要求，KM3KM6的副觸頭數(shù)量不夠，因而采用并聯(lián)KALKA4中間繼電器辦法來解決.因設(shè)備調(diào)整需要，進(jìn)退及升降控制應(yīng)有連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制，也有點(diǎn)動(dòng)控制。由FU5對(duì)控制電路進(jìn)行短路保護(hù)。為節(jié)省控制變壓器，控制電壓直接采用電網(wǎng)電壓。根據(jù)以上要求便可設(shè)計(jì)出如圖1-3所示的控制電路。（3）輔助電路設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)出圖1-4所示的輔助電路。合上QS、HL0指示燈亮，表示控制系統(tǒng)已通電。圖1-3 電鍍專用行車控制線路 生產(chǎn)過程中由燈

20、HL7HL10(在SQl1SQ14中)顯示行車的進(jìn)遲、升降運(yùn)行狀態(tài)。并由燈HLlHL5顯示行車的停留位置。（4）按設(shè)計(jì)要求檢查各動(dòng)作程序，各種保護(hù)，聯(lián)鎖等，全部符合要求后，即可繪制電氣控制總原理圖。（5）主要參數(shù)計(jì)算 FU2熔體額定電流選用IEN6A，其余熔體額定電流選用2A。能耗制動(dòng)參數(shù)計(jì)算制動(dòng)電流ID=1.5IN3A直流電壓UD=IDR30V(式中R為定于兩廂電阻約為10，實(shí)測(cè)或查有關(guān)手冊(cè)。)整流變壓器三次側(cè)交流電流I23A/0.93.33A圖1-4 輔助電路U2=30V/0.9=33.3V整流變壓器容量S=I2U2100VA與顯示、照明共同選用BK-100變壓器220/36V-6.3V（

21、6）選擇電器元件，編制原理圖的元件目錄明細(xì)表(在標(biāo)題攔上方)3設(shè)計(jì)工藝圖紙按設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)電氣裝置總體配量圖制面板電器布置圖及接線圖。設(shè)計(jì)步驟：總接線圖、電器板電器元件布置圖、首先要根據(jù)控制要求和電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)，確定電器元件的總體配置情況以及電器板與控制面板上應(yīng)安裝的電器元件。在本設(shè)計(jì)中，電器箱外部，分布于生產(chǎn)線上的電器元件有電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)電磁鐵、限位開關(guān)等。電路板上應(yīng)安裝的電器元件有熔斷器、接觸器、中間斷電器熱斷電器、變壓器、整流堆等。選擇開關(guān)、指示燈等。分別對(duì)原理線路圖的主電路及控制電路進(jìn)行編號(hào)。根據(jù)電器元件的分布與原理圖編號(hào)，繪制電氣設(shè)備的安裝接線圖，如圖1-5所示。圖中應(yīng)標(biāo)明各電氣部分的聯(lián)

22、接線號(hào)及聯(lián)接方式、安裝走線方式、導(dǎo)線及安裝要求等。根據(jù)操作方便、美觀、均勻、對(duì)稱等原則，繪制電器元件布置圖，如圖1-6、圖1-10所示。進(jìn)出線采用接線端子板過橋。表1-1 元器件目錄表22212019FU3熔斷器1BHC型熔總2A18HL0HL5指示燈6XD16.3V，0.05A17SA1SA5組合開關(guān)5HZ10-10/13型16SQ6SQ11限位開關(guān)6JZXK1-41115SQ1SQ5行程開關(guān)5LXK2-13114KT4KT8時(shí)間繼電器5JS11-5，380V13KT1KT3時(shí)間繼電器3JS7-2A，380V12KA1KA4中間繼電器4JZ7-44，380V11KM1KM9接觸器6CJ10-

23、10 10A/380V10SB11SB14起動(dòng)按鈕4LA19-11D綠色指示燈6.3V9SB9SB10停止按鈕2LA19-11D紅色指示燈6.3V8SB1SB8點(diǎn)動(dòng)按鈕8LA19-117QS電源開關(guān)1HZ10-10/36TC變壓器1BK-1005VC整流器1QL5A，100V4FU1，F(xiàn)U2，F(xiàn)U4，F(xiàn)U5熔斷器4RL1-153YA三相制動(dòng)電磁鐵1JC2380V2FR1，F(xiàn)R2熱繼電器2JR10-10/3熱元件15-21A1M1M3電動(dòng)機(jī)3JO-12-4序號(hào)代 號(hào)名 稱數(shù)量規(guī) 格 型 號(hào)備 注圖1-5 總接線圖 圖1-6 電器板元件排列圖根據(jù)電器元件布置圖及電器元件的外形尺寸、安裝尺寸(由產(chǎn)品

24、手冊(cè)給出)，繪制電器板(膠木板或鍍鋅鐵板)、控制面板(有機(jī)玻璃板或鋁板)、墊板(保證一定強(qiáng)度，一般采用膠木板或鍍鋅鐵板)等零件加工圖紙。圖中應(yīng)標(biāo)明外形尺寸、安裝孔及定位尺寸與公差、板的材料與厚度以及加工技術(shù)要求。本設(shè)備中，電器板、控制面板及墊板圖如圖1-8、圖1-9所示。根據(jù)電器安裝板及控制面板尺寸設(shè)計(jì)電器箱外形草圖，電氣箱加工圖。至此，初步完成本課題要求的原理設(shè)計(jì)及工藝設(shè)計(jì)任務(wù)4編制設(shè)計(jì)說明書，使用說明及設(shè)計(jì)小結(jié)（1）根據(jù)原理設(shè)計(jì)過程，編寫設(shè)計(jì)說明書，其中包括以下內(nèi)容總體方案的選擇說明。原理線路設(shè)計(jì)說明(各控制要求如何實(shí)現(xiàn))。主要參數(shù)計(jì)算及主要電器元件選擇說明，編制元件明細(xì)表。附上控制原理圖

25、及規(guī)定完成的工藝圖紙。圖1-7 電器板接線圖（2）根據(jù)原理圖及控制要求編寫設(shè)備說明書，應(yīng)包括以下主要內(nèi)容：本設(shè)備的用途、特點(diǎn)。工作原理簡(jiǎn)單說明。使用與維護(hù)注意事項(xiàng)。圖1-8 電器板加工圖(膠木板8mm)5設(shè)計(jì)結(jié)果評(píng)定內(nèi)容總體方案的選擇依據(jù)及正確性?？刂凭€路能否滿足任務(wù)書中促出的各項(xiàng)控制要求，可靠性如何。聯(lián)鎖、保護(hù)、顯示等是否滿足要求。參數(shù)計(jì)算及元件選擇是否正確。繪制的各種圖紙是否符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。說明書及圖紙質(zhì)量(簡(jiǎn)明、扼要、字跡端正、整潔等等)。圖1-9 控制面板加工圖(有機(jī)玻璃板字2mm，按要求刻字噴漆著色)6設(shè)計(jì)參考資料電氣控制原理與設(shè)計(jì)、機(jī)電傳動(dòng)控制及其他有關(guān)教材。電工手冊(cè)。機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)(

26、5)上、下冊(cè)。組合機(jī)床設(shè)計(jì)(電氣部分)第三冊(cè)。低壓電器產(chǎn)品樣本上、下冊(cè)。工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)，上、下冊(cè)。共他有關(guān)產(chǎn)品手冊(cè)。圖1-10 控制面板元件布置及接線圖第二部分 課程設(shè)計(jì)參考題選課題一 專用鏜孔機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1機(jī)床概況 該設(shè)備用于大批量生產(chǎn)某零件的鏜孔與鉸孔加工工序。機(jī)床主運(yùn)動(dòng)采用動(dòng)力頭，由Y100L6型(1.5kW-4A)三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)。該設(shè)備能進(jìn)行鏜孔加工，當(dāng)更換刀具和改變進(jìn)給速度時(shí)，又能進(jìn)行鉸孔加工(有鏜孔與鉸孔加工選擇)，加工動(dòng)作流程如圖2-1所示?？爝M(jìn)快退（手動(dòng)操作）原位起動(dòng)SQ5SQ1工進(jìn)1SQ3（停）快進(jìn)快退（手動(dòng)操作）原位起動(dòng)SQ5SQ2工進(jìn)2SQ4

27、（停）a）b）圖2-1 加工動(dòng)作流程圖進(jìn)給系統(tǒng)采用液壓控制，為提高工效，進(jìn)給速度分快進(jìn)與工進(jìn)兩種且自動(dòng)變換。液壓系統(tǒng)中的液壓泵拖動(dòng)電機(jī)為Y801-2型(750W、1.9A)，由電磁閥(YVlYV4)控制進(jìn)給速度，為作要求如表2-1所示。表2-1 液壓控制動(dòng)作要求YV1YV2YV3YV4快進(jìn)工進(jìn)1（鏜孔）工進(jìn)2（鉸孔）?？焱藶樘岣呒庸ぞ?，主軸采用靜壓軸承，由Y801-2型電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)高壓液壓泵產(chǎn)生靜壓油膜。2設(shè)計(jì)要求1)主軸為單向運(yùn)轉(zhuǎn)，停車要求制動(dòng)(采用能耗制動(dòng))。2)主軸電動(dòng)機(jī)與靜壓電動(dòng)機(jī)的聯(lián)鎖要求是：先開靜壓電動(dòng)機(jī)，靜壓建立后(由油壓繼電器控制)才能起動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)，而停機(jī)時(shí)，要求先停主軸電動(dòng)

28、機(jī)，后停靜壓電動(dòng)機(jī)。3)主軸加工操作，采用兩地控制。加工結(jié)束自動(dòng)停止，手動(dòng)快退至原位。4)根據(jù)加工動(dòng)作流程要求，設(shè)置鏜孔加工及鉸孔加工選擇。5)應(yīng)有照明及工作狀態(tài)顯示。6)有必要的電氣保護(hù)和聯(lián)鎖。3設(shè)計(jì)任務(wù)1)設(shè)計(jì)與繪制電氣控制原理圖，選擇電器元件，制訂元件目錄表。2)根據(jù)原理線路進(jìn)行組件劃分，設(shè)計(jì)并繪制工藝圖，在下列項(xiàng)目中任選二項(xiàng)：電器板元件布置圖；電器板零件加工圖；控制面板元件布置圖；接線圖及面板加工圖；電氣箱圖紙及總裝接線圖。3）編制設(shè)計(jì)說明、使用說明書與設(shè)計(jì)小結(jié)。4）列出設(shè)計(jì)參考資料目錄。課題二 千斤頂液壓缸加工專用機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1專用機(jī)床概況介紹 本機(jī)為專用千斤頂液壓缸兩端面的

29、加工，采用裝在動(dòng)力滑臺(tái)上的左、右兩個(gè)動(dòng)力頭同時(shí)進(jìn)行切削。動(dòng)力頭的快進(jìn)、工進(jìn)及快退由液壓油缸驅(qū)動(dòng)。液壓系統(tǒng)已用兩位四通電磁閥控制，并用調(diào)整死擋鐵方法實(shí)現(xiàn)位置控制，油泵電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y804（0.55kW、1.6A）。機(jī)床的工作程序是：1)零件定位。人工將零件裝入夾具后，定位油缸動(dòng)作工件定位。2)零件夾緊。零件定位后，延時(shí)15s，夾緊油缸動(dòng)作使零件固定在夾具內(nèi)。同時(shí)定位油缸退出以保證滑臺(tái)入位。3)滑臺(tái)入位?；_(tái)帶動(dòng)動(dòng)力頭一起快速進(jìn)入加工位置。4)加工零件。左右動(dòng)力頭進(jìn)行兩端面切削加工，動(dòng)力頭到達(dá)加工終點(diǎn)，即停止工進(jìn)，延時(shí)30s后動(dòng)力頭停轉(zhuǎn)，快速退回原位。5)滑臺(tái)復(fù)位，左右動(dòng)力頭退回原位后，滑臺(tái)復(fù)位。

30、6)夾具松壓。當(dāng)滑臺(tái)復(fù)位后夾具松開，取出零件。以上液壓缸各動(dòng)作由電磁閥控制，電磁閥動(dòng)作要求如表2-2所示。2設(shè)計(jì)要求1)專用機(jī)床能半自動(dòng)循環(huán)工作，又能對(duì)各個(gè)動(dòng)作單獨(dú)進(jìn)行調(diào)整。2)只有在油泵工作，油壓達(dá)到一定壓力(由壓力繼電器控制)后才能進(jìn)行其他控制。表2-2 電磁閥動(dòng)作要求YV1YV2YV3YV4YV5定 位夾 緊入 位工 進(jìn)退 位復(fù) 位放 松3)各程序應(yīng)有顯示并有照明要求。4)必要的電氣聯(lián)鎖與保護(hù)。3設(shè)計(jì)任務(wù)1)設(shè)計(jì)并繪制電氣控制原理圖，選擇電器元件，制訂元件目錄表。2)設(shè)計(jì)并繪制工藝圖紙，在下列各項(xiàng)中任選二項(xiàng)：電器板元件布置圖及電器底板零件圖；電器板接線圖；控制面板元件排列圖；接線圖及面板

31、加工零件圖；電器箱圖及總裝接線圖。3)編制設(shè)計(jì)、使用說明書及設(shè)計(jì)小結(jié)。4)列出設(shè)計(jì)參考資料目錄。課題三 機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1機(jī)械手結(jié)構(gòu)、動(dòng)作與控制要求機(jī)械手在專用機(jī)床及自動(dòng)生產(chǎn)線上應(yīng)用十分廣泛，主要用于搬動(dòng)或裝卸零件的重復(fù)動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。本設(shè)計(jì)中的機(jī)械手采用關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)。各動(dòng)作由液壓驅(qū)動(dòng)，并由電磁閥控制。動(dòng)作順序及各動(dòng)作時(shí)間的間隔采用按時(shí)間原則制的電氣控制系統(tǒng)。機(jī)械手的結(jié)構(gòu)如圖2-2所示，主要由手指1、手腕2、小臂3和大臂5等幾部分組成。料架6為旋轉(zhuǎn)式，由料盤和棘輪機(jī)構(gòu)組成。每次轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度(由工件數(shù)決定)以保證待工零件4對(duì)準(zhǔn)機(jī)械手。圖2-2機(jī)械手外形及其與料架的配置1-手部 2-手腕

32、 3-小臂 4-工件 5-大臂 6-料架機(jī)械手各動(dòng)作與相應(yīng)電磁閥動(dòng)作關(guān)系如表2-3所示。以鏜孔專用機(jī)床加工零件的上料、下料為例，機(jī)械手的動(dòng)作順序是:由原始位置將已加工好的工件卸下，放回料架，等料架轉(zhuǎn)過一定角后，再將未加工零件拿起，送到加工位置，等待鏜孔加工結(jié)束，再將加工完畢工件放回料架，如此重復(fù)循環(huán)。具體動(dòng)作順序是:原始位置(裝好工件等待加工位置，其狀態(tài)是大手臂豎立，小手臂伸出并處于水平置，手腕橫移向右，手指松開)手指夾緊(抓住卡盤上的工件) 松卡盤手腕左移(卡盤上卸下已加工好的工件) 小手臂上擺大手臂下擺手指松開(工件放回料架)手臂收縮虧料架轉(zhuǎn)位小手臂伸出手指夾緊(抓住未加工零件) 大手臂上

33、擺(取送件) 小手臂下擺手腕右移(將工件裝到機(jī)床的主軸卡盤中) 卡盤收緊手指松開等待加工。根據(jù)表2-3及各動(dòng)作中機(jī)械的狀態(tài)，便可自行列出各動(dòng)作中對(duì)YVYVll線圈的通電要求。2設(shè)計(jì)要求1)加工中上料、下料各動(dòng)作采用自動(dòng)循環(huán)。2)各動(dòng)作之間應(yīng)有一定的延時(shí)(由時(shí)間繼電器調(diào)定)。3)機(jī)械手各部分應(yīng)能單獨(dú)動(dòng)作，以便于調(diào)整及維修。4)油泵電機(jī)(采用Y100L2-4.3kW)及各電磁閥運(yùn)行狀態(tài)應(yīng)有指示。5)應(yīng)有必要的電氣保護(hù)與聯(lián)鎖不節(jié)。表2-3 電磁閥狀態(tài)表YV1YV2YV3YV4YV5YV6YV7YV8YV9YV10YV11手指的夾緊與放松夾緊+放松+手腕橫向移動(dòng)（左右移動(dòng)）左移+右移+小臂的伸縮伸+縮+小臂上下擺動(dòng)上擺+下擺+大臂上下擺動(dòng)上擺+下擺+料架轉(zhuǎn)動(dòng)+3設(shè)計(jì)任務(wù)1)繪制電氣控制原理線路圖，選用電器元件，制訂元件目錄表。2)設(shè)計(jì)并繪制工藝圖紙，在下列各項(xiàng)中任選二項(xiàng)：電器板元件布置圖及電器底板零件圖；電器板接線圖；控制面板元件排列圖；接線圖及面板加工零件圖；電器箱圖及總裝接線圖。3)編制設(shè)計(jì)、使用說明書及設(shè)計(jì)小結(jié)。4)列出設(shè)計(jì)參考資料目錄。課題四 全自動(dòng)雙面鉆電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1設(shè)備概況介紹 全自動(dòng)雙面鉆是對(duì)棒料兩面同時(shí)進(jìn)行鉆孔或擴(kuò)孔加工的專用機(jī)床。這種機(jī)床的自動(dòng)程度較高，能自動(dòng)上、下料，自動(dòng)進(jìn)、退刀，并且