卧式车床电气控制系统-设计.doc

PAGE \* MERGEFORMAT29 卧式车床电气控制系统 任务书 1、设备简介 车床是机床中应用最广泛的一种，它可以用于切削各种工件的外圆、内孔、端面及螺纹。车 床在加工工件时，随着工件材料和材质的不同，应选择合适的主轴转速及进给速度。但目前中小型车床多采用不变速的异步电动机拖动，它的变速是靠齿轮箱的有级调速来实现的，所以它的控制电路比较简单。为满足加工的需要，主轴的旋转运动有时需要正转或反转，这个要求一般是通过改变主轴电动机的转向或采用离合器来实现的。进给运动多半是把主轴运动分出一部分动力，通过挂轮箱传给进给箱来实现刀具的进给。有的为了提高效率，刀架的快速运动由一台进给电动机单独拖动。车床一般都设有交流电动机拖动的冷却泵，来实现刀具切削时冷却。有的还专设一台润滑泵对系统进行润滑。 2．控制要求 (1) 主要控制电器为三台电机：主电动机、冷却泵电机、快速移动电机。三台电机都要有短路保护措施。 主电动机和冷却泵电机采用热继电器进行过载保护 主电动机要采用降压起动方式起动 主电动机要求能够正反转控制，并且有点动调整控制和长动控制，采用反接制动 主回路负载的电流大小能够监控，但要防止启动电流对电流表产生冲击。 机床要有照明设施 表 1 车床控制系统信号说明 符 号 名 称 及 用 途 符 号 名 称 及 用 途 QF 断路器作电源引入及短路保护用 FR1 热继电器，主电动机过载保护用 FU1～FU2 熔断器作短路保护 FR2 热继电器，冷却泵电动机过载保护用 M l 主电动机 KM3 接触器，主电动机正向起动、停止用 M2 冷却泵电动机 KM4 接触器，主电动机反向起动、停止用 M3 快速电动机 KM△ 接触器，主电动机△型连接，降压启动用 SBl～SB4 主电动机起、停、点动按钮 KMY 接触器，主电动机丫型连接，降压启动用 SB5～SB6 冷却泵电动机起停按钮 KM1 接触器，冷却泵电动机起动、停止用 SQ 限位开关，快速移动电动机控制 KM2 接触器，快速电动机起动、停止用 HLl 主电动机起停指示灯 TC 控制与照明变压器 HL2 电源接通指示灯 SA 机床照明灯开关 HL 机床照明灯 3．设计任务 1) 根据控制要求，进行卧式车床电气控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。 2) 根据控制要求，编制卧式车床控制PLC应用程序。 3) 编写设计说明书，内容包括： ① 设计过程和有关说明。 ② 基于PLC的卧式车床电气控制系统电路图。 ③ PLC控制程序（梯形图和指令表）。 ④ 电器元器件的选择和有关计算。 ⑤ 电气设备明细表。 ⑥ 参考资料、参考书及参考手册。 ⑦ 其他需要说明的问题，例如操作说明书、程序的调试过程、遇到的问题及解决方法、对课程设计的认识和建议等。 卧式车床电气控制系统总体设计过程 1、主电路原理图 图1为卧式车床的主电路图。断路器QF将三相电源引入，FU1为主电动机M1的短路保护用熔断器，FR1为M1电动机过载保护用热继电器。通过互感器TA接入电流表A以监视主电动机绕组的电流。熔断器FU2为M2、M3电动机的短路保护，接触器KM1、KM2为M2、M3电动机启动用接触器。FR2为M2电动机的过载保护，因为快速电动机M3短时工作，所以不设计过载保护。 2、交流控制电路原理图 = 1 \* GB2 ⑴ 主电动机的点动调整控制 图2为点动环节的控制电路原理图。电路中KM3为M1电动机的正转接触器，KM△和KM丫为M1电动机的降压启动接触器，KA为中间继电器。M1电动机的点动由点动按钮SB6控制。按下按钮SB6，接触器KM3得电吸合，它的主触电闭合，电动机的定子绕组先接成星形，启动后期接成三角形，电动机在较低电压下起动，减少了启动电流对电网的影响。 = 2 \* GB2 ⑵ 主电动机的正反转控制电路 图3为主电动机正反转控制电路。主电动机正转由正向起动按钮SB1控制。按下SB1时，中间继电器KA首先得电动作，它的辅助触点闭合，接触器KM3线圈得电动作，接触器KM3线圈的主辅触点得电吸合，KM3的主触点将三相电源接通,。同时，时间继电器KT及接触器KM丫线圈得电，其常开主触点闭合，电动机M1在星形连接下运行。KM丫的常闭辅助触点断开，保证了接触器KM△不得电。时间继电器KT的常开触点延