磨床電氣控制課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　一、 概述 ------------------------------------------------------------------------------------1</p><p>　　1.1

2、M7130平面磨床的概述-------------------------------------------------------------1</p><p>　　1.2 M7130現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢-------------------------------------------------------------2</p><p>　　二、平面磨床的設(shè)計(jì)要求-----------

3、---------------------------------------------2</p><p>　　2.1 平面磨床的主要結(jié)構(gòu)----------------------------------------------------------------2</p><p>　　2.2 平面磨床的運(yùn)動(dòng)形式-------------------------------------

4、---------------------------4</p><p>　　2.3 電力拖動(dòng)及控制要求----------------------------------------------------------------4</p><p>　　2.4 平面磨床電氣控制電路------------------------------------------------------

5、-------6</p><p>　　三、繼電器電氣原理圖---------------------------------------------------------------------8</p><p>　　3.1控制電路-------------------------------------------------------------------------------

6、-8</p><p>　　3.2電磁吸盤控制電路--------------------------------------------------------------------8</p><p>　　3.3 保護(hù)及其他環(huán)節(jié)----------------------------------------------------------------------9</p>

7、<p>　　四、PLC電氣原理圖----------------------------------------------------------------------10</p><p>　　4.1 控制線路的改造及PLC的選用--------------------------------------------------10</p><p>　　4.2 PLC的外

8、部接線---------------------------------------------------------------------11</p><p>　　4.3 流程圖的設(shè)計(jì)----------------------------------------------------------------------- 12</p><p>　　4.4梯形圖的設(shè)計(jì)-------

9、-----------------------------------------------------------------12</p><p>　　五、設(shè)計(jì)總結(jié)---------------------------------------------------------------------------------13</p><p>　　六、參考文獻(xiàn)------------

10、---------------------------------------------------------------------14</p><p><b>　　概述</b></p><p>　　1.1 M7130平面磨床的概述</p><p>　　磨床是 磨床系指用磨具或磨料加工工件各種表面的機(jī)床。一般用于對零件淬硬表面做磨削加工。

11、通常，磨具旋轉(zhuǎn)也主運(yùn)動(dòng)，工件或磨具的移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，其應(yīng)用廣泛、加工精度高、表面粗糙度小。</p><p>　　磨床種類很多，可分為十余種：外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、多用磨床、專用磨床等。</p><p>　　M7130型臥軸矩臺(tái)平面磨床是利用砂輪圓周進(jìn)行磨削加工平面的磨床，其主要由床身、工作臺(tái)、電磁吸盤、立柱、砂輪箱與滑座等組成。平面磨床主運(yùn)動(dòng)是砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)一進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有垂直進(jìn)給〔滑

12、座在立柱上的上、下運(yùn)動(dòng)）；橫向進(jìn)給（砂輪箱在滑座上的水平移動(dòng)）：縱向運(yùn)動(dòng)（工作臺(tái)沿床身的往復(fù)運(yùn)動(dòng)）。工作時(shí)，砂輪作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并沿其軸向作定期的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工件固定在工作臺(tái)上，工作臺(tái)作直線往返運(yùn)動(dòng)矩形工作臺(tái)每完成一縱向行程時(shí)，砂輪作橫向進(jìn)給，當(dāng)加工整個(gè)平面后，砂輪作垂直方向的進(jìn)給，以此完成整個(gè)平面的加工。</p><p>　　用砂輪周邊或端面進(jìn)行機(jī)械加工的精密機(jī)床。它不但能加工一般金屬材料，而且能加工一般金屬刀具難以

13、加工的硬材（如淬火鋼，硬質(zhì)合金等）。利用磨削可獲得較高加工精度和光潔度，而且加工余量較其他加工方法小的多。所以磨床廣泛用于零件加工。由于精密鑄造和精密鍛造工藝的進(jìn)步，使得零件不經(jīng)其他切削加工而直接磨削成成品。隨著高速磨削和強(qiáng)力磨削工藝的發(fā)展，進(jìn)一步提高了磨削的效率。因此磨床的使用范圍日益擴(kuò)大，在金屬切削機(jī)床中所占比重不斷上升，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家占金屬切削機(jī)床的13%-27%。磨床種類很多，按其工藝分為外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、工具磨床以

14、及一些專用磨床，如螺紋磨床、齒輪磨床、球面磨床、花鍵磨床、導(dǎo)軌磨床與無心磨床等。其中以平面磨床最為普通。</p><p>　　1.2 M7130現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p><p>　　磨床是金屬切削機(jī)床中的一個(gè)大類，以精度高、品種多著稱，是能源、交通、冶金、航天、軍工等行業(yè)精密加工必備的設(shè)備之一。隨市場經(jīng)濟(jì)體制的建立和不斷完善，以及企業(yè)制度改革的深化，磨床制造企業(yè)和其它企業(yè)一樣，不斷加強(qiáng)適應(yīng)市

15、場的能力。在“以中國的裝備裝備中國”政策的激勵(lì)下，磨床生產(chǎn)與市場的需求情況發(fā)生很大的變化。近幾年來，市場對磨床的需求量不斷增長，磨床的產(chǎn)量與銷售量也在逐年增長。</p><p>　　中國加入WTO后，中國磨床市場將進(jìn)一步對國外開放，國外產(chǎn)品進(jìn)入中國市場的步伐在加快，國外企業(yè)家會(huì)紛紛來中國投資、辦企業(yè)，在中國生產(chǎn)磨床以降低成本，國內(nèi)磨床市場的競爭將會(huì)更激烈。機(jī)遇與挑戰(zhàn)是并存的，由於中國進(jìn)入WTO，國外磨床市場也對中

16、國開放，中國磨床也有出口競爭的機(jī)遇</p><p>　　中國產(chǎn)品有更多機(jī)會(huì)進(jìn)入國際市場，國外產(chǎn)品也會(huì)以更大的增長幅度進(jìn)入中國磨床市場，中國磨床的高新技術(shù)含量和數(shù)控化率會(huì)在市場競爭得到提高和發(fā)展。相信中國磨床市場的發(fā)展空間會(huì)更大，磨床市場的競爭也會(huì)更激烈。</p><p>　　磨削技術(shù)經(jīng)過近幾年的快速發(fā)展，已進(jìn)入了一個(gè)成熟化、精細(xì)化、實(shí)用化的平穩(wěn)發(fā)展階段。在展會(huì)上，雖未發(fā)現(xiàn)全新的概念性的機(jī)型

17、，但幾年前一些國際頂級磨床制造商引領(lǐng)的磨削新理念已得到了世界磨床制造領(lǐng)域的廣泛認(rèn)同。</p><p>　　首先能夠?qū)崿F(xiàn)多種磨削工藝的數(shù)控復(fù)合磨床（包括臥式和立式）受到了大多數(shù)國際知名磨床制造商的認(rèn)同和追捧。例如：STUDER 公司的 S31、S33、S120,勇克（JUNKER）公司的 QUICKPOINT 3000，達(dá)諾巴特（DANOBAT）公司的 HG-71和克林貝格（ KELLENBERGER ）公司的RS

18、125/430。此類機(jī)床普遍采用數(shù)控轉(zhuǎn)塔式砂輪架。</p><p>　　我國在磨床技術(shù)水平與世界前沿水平還存在很大差距，總之，許多在幾年前的前沿性的、概念性的磨削技術(shù)當(dāng)今已得到了廣泛的應(yīng)用。我國的磨床企業(yè)既不能不加選擇的盲目照搬和跟隨，也決的觀望和抵觸。只有立足于充分的市場調(diào)研和認(rèn)真分析用戶零件工藝的基礎(chǔ)上，虛心學(xué)習(xí)并吸收先進(jìn)的技術(shù)，扎扎實(shí)實(shí)的發(fā)展自己的產(chǎn)品，才能跟上世界機(jī)床技術(shù)的發(fā)展潮流。同時(shí)，應(yīng)大力鼓勵(lì)前沿性

19、、原創(chuàng)性的研究。</p><p><b>　　平面磨床的設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　2.1 平面磨床的主要結(jié)構(gòu)</p><p>　　M7230 是臥軸圓臺(tái)平面磨床:適用于磨削圓形薄片工件,并可利用工作臺(tái)傾斜磨出厚薄不等的環(huán)形工件。臥軸矩臺(tái)平面磨床，國家標(biāo)為M71系列平面磨床，即帶有臥式磨頭主軸，矩形工作臺(tái)的平面磨床。主要功能是用砂輪的

20、周邊磨削工件的平面，也可以用砂輪的端面磨削工件的槽和凸緣的側(cè)面，磨削精度和光潔度都較高。適宜于磨削各種精密零件和工模具，可供機(jī)械加工車間、機(jī)修車間和工具車間作精密加工使用。中國傳統(tǒng)的臥軸矩臺(tái)平面磨床是從原蘇聯(lián)引進(jìn)并消化改進(jìn)的M71系列，特點(diǎn)是磨床主軸側(cè)掛，主軸采用軸瓦支承，適合粗加工重切削。近年來歐美國家更流行是十字鞍座結(jié)構(gòu)的臥軸矩臺(tái)平面磨床，主軸采用精密精珠軸承支承，更適合于精密磨削。</p><p>　　M7

21、130具有以下特點(diǎn)：</p><p>　　（1）機(jī)床布局采用立柱右置，磨頭、拖板與立柱的結(jié)構(gòu)有新的突破，整機(jī)剛性更好。 </p><p>　?。?）磨頭采用國際通行的滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)形式。 </p><p>　?。?）機(jī)床的垂直、橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用滾珠絲杠副，進(jìn)給靈敏度高。 </p><p>　　（4）工作臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)由葉片泵驅(qū)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小。

22、油池配有冷卻裝置，溫升低，熱變形小。 </p><p>　　（5）磨頭垂直運(yùn)動(dòng)有快速升降裝置，操作方便，橫向運(yùn)動(dòng)由變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可無級調(diào)速。 </p><p>　?。?）機(jī)床的垂直、橫向進(jìn)給部分留有伺服電機(jī)安裝位置，根據(jù)需要可配置數(shù)控系統(tǒng)成為數(shù)控機(jī)床。</p><p>　　M7130平面磨床主要由床身、工作臺(tái)、電磁吸盤、砂輪箱、立柱、操作手柄等構(gòu)成，外形結(jié)構(gòu)如圖2.

23、1所示。</p><p>　　1-立柱 2-滑座 3-砂輪箱 4-電磁吸盤 5-工作臺(tái) 6-床身</p><p>　　圖2.1 臥軸平面磨床外形結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　2.2 平面磨床的運(yùn)動(dòng)形式</p><p>　　在床身上裝有液壓傳動(dòng)裝置，以便工作臺(tái)在床身導(dǎo)軌上通過壓力油推動(dòng)活塞作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)水平方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。工

24、作臺(tái)面上有T形槽，用以安裝電磁吸盤或直接安裝大型工件。</p><p>　　床身上固定有立柱，滑座安裝在立柱的垂直導(dǎo)軌上，實(shí)現(xiàn)垂直方向進(jìn)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(dòng)機(jī)直接拖動(dòng)，通過滑座內(nèi)部的液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)橫向進(jìn)給。</p><p>　　平面磨床砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)完成一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，砂輪架作一次間斷性的橫向進(jìn)給，直至完成整個(gè)平面的磨削，然后砂輪架連同滑座

25、沿垂直導(dǎo)軌作間斷性的垂直進(jìn)給，直至達(dá)到工件加工尺寸。</p><p>　　工作時(shí)，砂輪旋轉(zhuǎn)，同時(shí)工作臺(tái)帶動(dòng)工件右移（如圖2.2所示），工件被磨削。然后工作臺(tái)帶動(dòng)工件快速左移，砂輪向前作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)再次右移，工件上新的部位被磨削。這樣不斷重復(fù)，直至整個(gè)待加工平面都被磨削。</p><p>　　平面磨床的輔助運(yùn)動(dòng)，如砂輪架在滑座的水平導(dǎo)軌上作快速橫向移動(dòng)，滑座在立柱的垂直導(dǎo)軌上作快速垂直移

26、動(dòng)，以及工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度的調(diào)整等。</p><p>　　2.2 矩形工作臺(tái)平面磨床工作圖</p><p>　　1—砂輪；2—主運(yùn)動(dòng)；3—縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；4—工作臺(tái)；5—橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；</p><p><b>　　6—垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)</b></p><p>　　2.3 電力拖動(dòng)及控制要求</p><p&g

27、t;　　M7130平面磨床中有三臺(tái)電動(dòng)機(jī)：砂輪電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)砂輪旋轉(zhuǎn)。液壓泵電動(dòng)機(jī)拖液壓泵，采用多電機(jī)單拖動(dòng)，經(jīng)液壓裝置來完成工作臺(tái)往復(fù)縱向運(yùn)動(dòng)以及實(shí)現(xiàn)橫向的自動(dòng)進(jìn)給，并承擔(dān)工作臺(tái)導(dǎo)軌的潤滑。冷卻泵電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)冷卻泵，供給磨削加工需要的冷卻液。相互間存在簡單的聯(lián)鎖與必要的信號及保護(hù)環(huán)節(jié)，磨床有簡單的機(jī)械傳動(dòng)。 </p><p>　　磨削加工一般不要求調(diào)速，因要求砂輪速度高，所以通常采用三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。同時(shí)為提高

28、砂輪主軸的剛度，從而提高磨床加工精度，采用裝入式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)直接拖動(dòng)，這樣砂輪主軸就是電動(dòng)機(jī)的軸。</p><p>　　平面磨床是一種精密機(jī)床，為保證加工精密，要求機(jī)床運(yùn)行平穩(wěn)，又因工作臺(tái)為往復(fù)運(yùn)動(dòng)，要求換向時(shí)的慣性小，換向無沖擊。為此平面磨床采用液壓傳動(dòng)。由液壓電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)液壓泵，經(jīng)液壓傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。并通過工作臺(tái)上的撞塊操縱床上的液壓換向開關(guān)，實(shí)現(xiàn)方向的反向送進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。<

29、;/p><p>　　平面磨床采用電磁吸盤，是保證加工工件的精度，同時(shí)也為磨削加工一些小工件時(shí)，讓工件在加工過程中發(fā)熱可以自由伸縮，更便于夾持。</p><p>　　在磨削過程中為沖走磨屑及沙粒，保證加工精度，也為使工件得到良好的冷卻，減少變形，需采用冷卻泵為磨削過程輸送冷卻液。</p><p>　　基于上述磨床的工作性質(zhì)和加工精度要求，對電力拖動(dòng)控制方案提出如下要求：&

30、lt;/p><p>　　(1)平面磨床是一種精密加工機(jī)床，為了保證其加工精度要求，機(jī)床運(yùn)行時(shí)要求平穩(wěn)。工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)在換向時(shí)要求慣性要小，無沖擊力，因此，工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)采用液壓傳動(dòng)。由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)液壓泵，供應(yīng)壓力油，通過液壓傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，并通過工作臺(tái)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(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的換向和自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　(2)為了簡化

31、磨床的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，采用多電動(dòng)機(jī)單獨(dú)拖動(dòng)。M7130型平面磨床采用三臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由裝入式電動(dòng)機(jī)直接拖動(dòng)。液壓泵由液壓泵電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，經(jīng)液壓傳動(dòng)裝置完成工作臺(tái)的往復(fù)（縱向進(jìn)給）運(yùn)動(dòng)，砂輪架的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，砂輪架的快速橫向移動(dòng)以及工作臺(tái)導(dǎo)軌的潤滑等。拖動(dòng)冷卻泵的電動(dòng)機(jī)為磨削加工提供冷卻液。</p><p>　　(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/min50

32、Hz）的籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。為了提高調(diào)整運(yùn)轉(zhuǎn)的砂輪主軸的風(fēng)度，采用裝入式電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)與砂輪主軸同軸，從而提高了磨床的加工精度。</p><p>　　(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(shí)冷卻液能沖走磨屑和砂粒，以保證磨削精度。</p><p>　　(5)平面磨床常用電磁吸盤，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

33、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。</p><p>　　為了滿足上述電力拖動(dòng)控制方案的要求，對M7130型平面磨床的電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)提出以下幾點(diǎn)要求：</p><p>　　(1)砂輪、液壓泵、冷卻泵三臺(tái)電動(dòng)機(jī)都只要示單方向旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　(2)冷卻泵電動(dòng)機(jī)應(yīng)隨砂輪電動(dòng)機(jī)的開動(dòng)而開動(dòng)，若加工中不需要冷卻液時(shí)，可單獨(dú)判斷冷卻泵電動(dòng)機(jī)

34、。</p><p>　　(3)在正常加工中，若電磁吸盤吸力不足或消失時(shí)，砂輪電動(dòng)機(jī)與液壓泵電動(dòng)機(jī)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(shí)，即電磁吸盤不工作的情況下，允許砂輪電動(dòng)機(jī)與液壓泵電動(dòng)機(jī)開機(jī)，機(jī)床作調(diào)整運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　(4)電磁吸盤勵(lì)磁線圈具有吸牢工件的正向勵(lì)磁、松開工件的斷開勵(lì)磁、以及為抵消剩磁便于取下工件的反勵(lì)磁控制環(huán)節(jié)。</p&

35、gt;<p>　　(5)具有完善的保護(hù)環(huán)節(jié)。各電路的短路保護(hù)，各電動(dòng)機(jī)的長期過載保護(hù)，零壓、欠壓保護(hù)，電磁吸力不足的欠電流保護(hù)，以及線圈斷開時(shí)產(chǎn)生高電壓，而危及電路中其它電器設(shè)備的過壓保護(hù)等等。</p><p>　　(6)機(jī)床照明電路與工件去磁的控制環(huán)節(jié)。</p><p>　　2.4 平面磨床電氣控制電路</p><p>　　圖2為M7130平面磨床電

36、氣控制電路圖。其電氣設(shè)備安裝在床身后部的壁盒內(nèi)，控制按鈕安裝在床身左前部的電氣操縱盒上。</p><p>　　圖2中M1為砂輪電動(dòng)機(jī)，M2為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，都由KM1的主觸點(diǎn)控制，再經(jīng)X1插銷向M2實(shí)現(xiàn)單獨(dú)判斷控制供電。M3為液壓泵電動(dòng)機(jī)，由KM2的主觸點(diǎn)控制。</p><p>　　2.4.1 控制電路</p><p>　　合上電源開關(guān)QS，若轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1處于工作位

37、置，當(dāng)電源電壓正常時(shí)，欠電流繼電器KA觸點(diǎn)（3-4）+，若SA1處于去磁位置，SA1（3-4）+，便可進(jìn)行操作。</p><p>　　砂輪電動(dòng)機(jī)M1的控制。啟動(dòng)過程為：按下SB1，SB1（4-5）±——KM1+自——M1+啟動(dòng)；停止過程為：按下SB2，SB2（5-6）±——KM1-——M1-停止。</p><p>　　冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的控制。M2由于通過插座X1與KM1

38、主觸點(diǎn)相連，因此M2與砂輪電動(dòng)機(jī)M1連鎖控制，都由SB1和SB2操作。若運(yùn)行中M1或M2過載，觸點(diǎn)FR1（1-2）-動(dòng)作，F(xiàn)R1起保護(hù)作用。</p><p>　　液壓泵電動(dòng)機(jī)M3的控制。啟動(dòng)過程為：按下SB3，SB3（4-8）±——KM2——M3+啟動(dòng)；停止過程為：按下SB4，SB4（8-9）±——KM2-——M3-停止。過載時(shí)：FR2（2-3）-——KM2-——M3-停止，F(xiàn)R2起保護(hù)作用。

39、</p><p>　　2.4.2 電磁吸盤控制電路 </p><p>　　(1) 電磁吸盤結(jié)構(gòu)原理。電磁吸盤與機(jī)械夾緊裝置相比，具有夾緊迅速，不損傷工件，工作效率高，能同時(shí)吸持多個(gè)小工件，加工過程中工件發(fā)熱可以自由伸延，加工精度高等優(yōu)點(diǎn)。但也有夾緊力不如機(jī)械夾得緊，調(diào)節(jié)不便，需用直流電源供電，不能吸持非磁性材料工件等缺點(diǎn)。</p><p>　　圖2.3 M713

40、0平面磨床電氣控制電路圖</p><p>　　(2) 電磁吸盤控制電路。它由整流裝置、控制裝置及保護(hù)裝置等部分組成。如圖2.3所示，電磁吸盤整流裝置由整流變壓器T2與橋式全波整流器VC組成，輸出110V直流電壓對電磁吸盤供電。</p><p>　　電磁吸盤集中由SA1控制。SA1的位置及觸點(diǎn)閉合情況為：</p><p>　　充磁：觸點(diǎn)14-16、15-17接通，電流

41、通路為：15-17-KA-19-YH-16-14</p><p>　　斷電：所有觸點(diǎn)都斷開。</p><p>　　退磁：觸點(diǎn)14-18、15-16、3-4（調(diào)整）接通，通路為：15-16-YH-19—KA—R2-18-14。 </p><p>　　當(dāng)SA1置于“充磁”位置時(shí)，電磁吸盤YH獲得110 V直流電壓，其極性19號線為正極，16號線為負(fù)極，同時(shí)欠電流繼電器K

42、A與YH串聯(lián)，若吸盤電流足夠大，則KA動(dòng)作，KA（3-4）+反映電磁吸盤吸力足以將工件吸牢，這時(shí)可分別操作按鈕SB1與SB3，啟動(dòng)M1與M3，進(jìn)行磨削加工。當(dāng)加工完成時(shí)按下停止按鈕SB2與SB4，電動(dòng)機(jī)M1，M2與M3停止旋轉(zhuǎn)</p><p>　　為便于從吸盤上取下工件，需對工件進(jìn)行退磁，其方法是將開關(guān)SA1扳至“退磁”位置。</p><p>　　當(dāng)SA1扳至“退磁”位置時(shí)，電磁吸盤中通入

43、反向電流，并在電路中串入可變電阻R2，用以調(diào)節(jié)、限制反向去磁電流大小，達(dá)到既退磁又不致反向磁化的目的。退磁結(jié)束將SA1撥到“斷電”位置，即可取下工件。若工件對去磁要求嚴(yán)格，在取下工件后，還要用交流去磁器進(jìn)行處理。交流去磁器是平面磨床的一個(gè)附件，使用時(shí)，將交流去磁器插頭插在床身的插座X2上，再將工件放在去磁器上適當(dāng)?shù)貋砘匾苿?dòng)即可去磁。</p><p><b>　　、繼電器電氣原理圖</b>&l

44、t;/p><p><b>　　3.1控制電路</b></p><p>　　合上電源開關(guān)QS，若轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1處于工作位置，當(dāng)電源電壓正常時(shí)，欠電流繼電器KA觸點(diǎn)（3-4）閉合，若SA1處于去磁位置，KA觸電（3-4）得電，便可進(jìn)行操作。</p><p>　　(1)砂輪電動(dòng)機(jī)M1的控制。啟動(dòng)過程為：按下SB1，SB1（4-5）閉合——KM1得電——M

45、1啟動(dòng)；停止過程為：按下SB2，SB2（5-6）斷開——KM1失電——M1停止。</p><p>　　(2)冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的控制。M2由于通過插座X1與KM1主觸點(diǎn)相連，因此M2與砂輪電動(dòng)機(jī)M1連鎖控制，都由SB1和SB2操作。若運(yùn)行中M1或M2過載，觸點(diǎn)FR1（1-2）動(dòng)作，F(xiàn)R1起保護(hù)作用。</p><p>　　(3)液壓泵電動(dòng)機(jī)M3的控制。啟動(dòng)過程為：按下SB3，SB3（4-8）閉

46、合——KM2得電——M3啟動(dòng)；停止過程為：按下SB4，SB4（8-9）閉合——KM2失電——M3停止。過載時(shí)：FR2（2-3）斷開——KM2失電——M3停止，F(xiàn)R2起保護(hù)作用。</p><p>　　3.2電磁吸盤控制電路</p><p>　　電磁吸盤結(jié)構(gòu)原理。電磁吸盤與機(jī)械夾緊裝置相比，具有夾緊迅速，不損傷工件，工作效率高，能同時(shí)吸持多個(gè)小工件，加工過程中工件發(fā)熱可以自由伸延，加工精度高等

47、優(yōu)點(diǎn)。但也有夾緊力不如機(jī)械夾得緊，調(diào)節(jié)不便，需用直流電源供電，不能吸持非磁性材料工件等缺點(diǎn)。</p><p>　　(2) 電磁吸盤控制電路。它由整流裝置、控制裝置及保護(hù)裝置等部分組成。如圖2.3所示，電磁吸盤整流裝置由整流變壓器T2與橋式全波整流器VC組成，輸出110V直流電壓對電磁吸盤供電。</p><p>　　電磁吸盤集中由SA1控制。SA1的位置及觸點(diǎn)閉合情況為：</p>

48、<p>　　充磁：觸點(diǎn)14-16、15-17接通，電流通路為：15-17-KA-19-YH-16-14</p><p>　　斷電：所有觸點(diǎn)都斷開。</p><p>　　退磁：觸點(diǎn)14-18、15-16、3-4（調(diào)整）接通，通路為：15-16-YH-19—KA—R2-18-14。 </p><p>　　當(dāng)SA1置于“充磁”位置時(shí)，電磁吸盤YH獲得110

49、V直流電壓，其極性19號線為正極，16號線為負(fù)極，同時(shí)欠電流繼電器KA與YH串聯(lián)，若吸盤電流足夠大，則KA動(dòng)作，KA（3-4）+反映電磁吸盤吸力足以將工件吸牢，這時(shí)可分別操作按鈕SB1與SB3，啟動(dòng)M1與M3，進(jìn)行磨削加工。當(dāng)加工完成時(shí)按下停止按鈕SB2與SB4，電動(dòng)機(jī)M1，M2與M3停止旋轉(zhuǎn)</p><p>　　為便于從吸盤上取下工件，需對工件進(jìn)行退磁，其方法是將開關(guān)SA1扳至“退磁”位置。</p>

50、<p>　　當(dāng)SA1扳至“退磁”位置時(shí)，電磁吸盤中通入反向電流，并在電路中串入可變電阻R2，用以調(diào)節(jié)、限制反向去磁電流大小，達(dá)到既退磁又不致反向磁化的目的。退磁結(jié)束將SA1撥到“斷電”位置，即可取下工件。若工件對去磁要求嚴(yán)格，在取下工件后，還要用交流去磁器進(jìn)行處理。交流去磁器是平面磨床的一個(gè)附件，使用時(shí)，將交流去磁器插頭插在床身的插座X2上，再將工件放在去磁器上適當(dāng)?shù)貋砘匾苿?dòng)即可去磁。</p><p&g

51、t;　　3.3 保護(hù)及其他環(huán)節(jié)</p><p>　　(1)電磁吸盤的欠電流保護(hù)。為了防止平面磨床在磨削過程中出現(xiàn)斷電事故或吸盤電流減小，致使電磁吸盤失去吸力或吸力減小，造成工件飛出，引起工件損壞或人身事故，故在電磁吸盤線圈電路中串入欠電流繼電器KA，只有當(dāng)直流電壓符合要求，吸盤具有足夠吸力時(shí)，KA才能吸合，KA（3-4）觸點(diǎn)接通，為啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)做準(zhǔn)備。否則不能開動(dòng)磨床進(jìn)行加工。若已在磨削加工中，則KA因電流過小而釋

52、放，觸點(diǎn)KA（3-4）-斷開，使得KM1失電, KM2失電 M1停止，避免事故發(fā)生。</p><p>　　(2)電磁吸盤線圈YH的過電壓保護(hù)。電磁吸盤線圈匝數(shù)多，電感大，通電工作時(shí)存儲(chǔ)大量磁場能量。當(dāng)線圈斷電時(shí)在線圈兩端將產(chǎn)生高電壓，可能使線圈絕緣及其他電氣設(shè)備損壞。為此，該機(jī)床在線圈兩端并聯(lián)了電阻R3作為放電電阻。</p><p>　　(3)電磁吸盤的短路保護(hù)。在整流變壓器T2的二次側(cè)或

53、整流裝置輸出端裝有熔斷器作短路保護(hù)。</p><p>　　(4)其他保護(hù)。在整流裝置中還設(shè)有RC串聯(lián)支路并聯(lián)在T2二次側(cè)，用以吸收交流電路產(chǎn)生過電壓和直流側(cè)電路通斷時(shí)在T2二次側(cè)產(chǎn)生浪涌電壓，輸出更平穩(wěn)的電壓，實(shí)現(xiàn)整流裝置過電壓保護(hù)。FU1對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行短路保護(hù)，F(xiàn)R1對M1進(jìn)行過載保護(hù)，F(xiàn)R2對M3進(jìn)行過載保護(hù)。</p><p>　　(5)照明電路。由照明變壓器T1將380 V降為24V，

54、并由開關(guān)SA2控制照明燈EL。在T1一次側(cè)裝有熔斷器FU3作短路保護(hù)。</p><p><b>　　、PLC電氣原理圖</b></p><p>　　4.1 控制線路的改造及PLC的選用</p><p>　　用PLC設(shè)計(jì)M7130平面磨床控制線路，控制電路中的電源電路、照明電路和主電路仍然保持不變。在控制電路中，變壓器TC的輸出及整流器VC的輸出

55、部分去掉，用可編程控制器實(shí)現(xiàn)，為了保證各種聯(lián)鎖功能SB1～SB8接入PLC的輸入端。輸出器件分三個(gè)電壓等級，一個(gè)是接觸器使用的380V交流電壓，另一個(gè)是電磁吸盤使用的110V直流電壓，還有一個(gè)是照明使用的24V交流電壓，這樣也將PLC的輸出口分為三組連接點(diǎn)。</p><p>　　用PLC設(shè)計(jì)M7130平面磨床控制線路時(shí)，照明燈用開關(guān)SA2控制，欠電流繼電器KA作為輸入信號，電磁吸盤的“充磁”與“退磁”轉(zhuǎn)換開關(guān)SA

56、1用兩個(gè)按鈕來替代。接插器Xl用接觸器KM3來替代。并用兩個(gè)按鈕來控制冷卻泵的啟動(dòng)與停止。經(jīng)過PLC改造后的M7130平面磨床，對PLC的最低要求l1個(gè)輸入點(diǎn)和6個(gè)輸出點(diǎn)?？紤]要有一定的余量及PLC用220VAC電源比較方便，選用三菱公司FX2N 一32MR比較合適，I/0(輸入/輸出)地址分配如表4.1所示</p><p>　　圖4.1 I/O地址分配</p><p>　　4.2 PLC

57、的外部接線</p><p>　　根據(jù)上述硬件選型及工藝要求，繪制PLC控制電路原理圖，繪制PLC控制電路。</p><p>　　(1) KM3和KM4接觸器線圈支路，設(shè)計(jì)了互鎖電路，以防止操作故障。</p><p>　　(2) PLC輸入回路中，信號電源由PLC本身的24V直流電源提供，所有輸入COM端短接后接人PLC電源DC24V的（+）端。輸入口如果有有源信號號

58、裝置，根據(jù)驅(qū)動(dòng)的負(fù)載的電壓選擇合適的交/直流電源。</p><p>　　(3)PLC采用繼電器輸出，380V接觸器線圈電壓更換為220V，照明燈的安全電壓是24V。</p><p>　　(4)根據(jù)上述設(shè)計(jì)，對照主回路檢查交流控制回路，PLC控制回路，PLC控制程序等。全部符合設(shè)計(jì)要求后，繪制出最終的電氣原理圖。</p><p>　　經(jīng)PLC改造的M7l30平面磨床電

59、氣控制線路的I/0接線如圖4.3</p><p>　　4.3 流程圖的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)的流程圖如下：</b></p><p><b>　　圖4.3 流程圖</b></p><p>　　4.4 梯形圖的設(shè)計(jì)</p><p>　　PLC設(shè)計(jì)M7130平面磨床

60、電氣控制線路的PLC梯形圖(LAD)如圖5所示：</p><p>　　工作時(shí)，先按下充磁按鈕，M7l30平面磨床處于充磁狀態(tài)，當(dāng)電磁吸盤的充磁電流足夠大時(shí)，欠電流繼電器KA(X000)自動(dòng)吸合，三臺(tái)電動(dòng)機(jī)可啟動(dòng)工作。在工作過程中，只要欠電流繼電器KA松開(吸力不足)或按下了退磁按鈕，三臺(tái)電動(dòng)機(jī)便會(huì)立即停止。起到保護(hù)作用。照明燈可隨時(shí)打開和關(guān)閉。</p><p>　　圖4.4 LPC梯形圖&

61、lt;/p><p><b>　　、設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　雖然在這次設(shè)計(jì)以前曾有過課程設(shè)計(jì)的經(jīng)歷，不過在這次課程設(shè)計(jì)中確實(shí)感到了很大的難度.首先，這次的課程設(shè)計(jì)是機(jī)電傳動(dòng)，以電為主，這對學(xué)機(jī)械的我們感到很陌生。其次，平時(shí)的學(xué)習(xí)中知識不夠全面，例如，對變頻器，PLC控制器的了解很少，對它的工作原理、基本結(jié)構(gòu)沒有基本的認(rèn)識，在設(shè)計(jì)中難免感到棘手。再次，就是沒有過

62、實(shí)際的動(dòng)手經(jīng)驗(yàn)，對一些基本控制功能的實(shí)現(xiàn)、電路的接法等不知如何下手。</p><p>　　正是由于在設(shè)計(jì)過程中的種種問題，也讓我對自己學(xué)習(xí)的不足有了更進(jìn)一步的認(rèn)識。首先，要認(rèn)識到學(xué)習(xí)的最終目的是要學(xué)以至用，能夠?qū)W(xué)習(xí)到的知識真正運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)際中，而不是僅僅應(yīng)付考試，這樣的話即使分?jǐn)?shù)再高也只能是紙上談兵。其次，在科技日益發(fā)達(dá)的今天，各學(xué)科相互滲透，我們機(jī)械專業(yè)的學(xué)生要想有所作為，有所創(chuàng)新，就應(yīng)該對各學(xué)科都有深入的了

63、解，如電氣等方面。第三，在學(xué)習(xí)過程中，我們要注重從實(shí)際動(dòng)手中學(xué)習(xí)知識，而不僅僅是滿足書本的知識，因?yàn)橛性S多問題只有在實(shí)際中才能發(fā)現(xiàn)，也只有在實(shí)際中才能更好的解決。</p><p>　　對于這次設(shè)計(jì)，我雖然想盡力去做得最好，但由于知識有限，在設(shè)計(jì)過程中難免有各種錯(cuò)誤甚至不會(huì)的地方，望老師指正，我當(dāng)將虛心學(xué)習(xí)，并努力改正。</p><p>　　正是這次課程設(shè)計(jì)，讓我明白了，一個(gè)學(xué)機(jī)械的在如今告

64、訴發(fā)展的社會(huì)當(dāng)中如果不懂得運(yùn)用機(jī)電結(jié)合的話，那只能說他的發(fā)展前途太狹小了，搞完這次課程設(shè)計(jì)，使我確定了自己要走的方向，也就是往后自己要往機(jī)電結(jié)合這一塊走，因?yàn)樵O(shè)計(jì)出一個(gè)自動(dòng)化的東西會(huì)使我感到特別的有成就感，我不太喜歡電學(xué)知識但是我會(huì)努力做到更好的。</p><p>　　對于這次設(shè)計(jì)，我的感想是，學(xué)到了特別的多，另外也再一次強(qiáng)化了CAD的熟練程度，本次設(shè)計(jì)當(dāng)中參考了很多案例，再加上自己的理解，修改了一些案例的錯(cuò)誤。

65、每次一次課程設(shè)計(jì)都是一次成長。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]張萬奎，機(jī)床電氣控制技術(shù).北京：中國林業(yè)出版社，2007.9</p><p>　　[2]齊占慶，機(jī)床電氣控制.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.2</p><p>　　[3]陳遠(yuǎn)齡等，機(jī)床電氣自動(dòng)控制.重慶：重慶大學(xué)出版