某銑床的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計X62W臥式萬能VIP

1、第一章 概述銑床的種類很多，有臥銑、立銑、龍門銑、仿形銑以及各種專用銑床。X62W型臥式萬能銑床是應(yīng)用最廣泛的銑床之一。所以此次課設(shè)選擇X62W型萬能銑床。 銑床作為機(jī)械加工的通用設(shè)備在內(nèi)燃機(jī)配件的生產(chǎn)中一直起著不可替代的作用。自動銑床具有工作平穩(wěn)可靠，操作維護(hù)方便，運轉(zhuǎn)費用低的特點，已成為現(xiàn)代生產(chǎn)中的主要設(shè)備。自動銑床控制系統(tǒng)的設(shè)計是一個很傳統(tǒng)的課題，現(xiàn)在隨著各種先進(jìn)精確的諸多控制儀器的出現(xiàn)，銑床控制的設(shè)計方案也越來越先進(jìn)，越來越趨于完美。此次設(shè)計開關(guān)量控制系統(tǒng)都是采用繼電器控制，也有相當(dāng)一部分輔機(jī)系統(tǒng)是采用繼電控制。第二章 X62W萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)及運動形式2.1 X62W型萬能銑床的外

2、形結(jié)構(gòu)X62W型萬能銑床主要由床身：懸梁、刀桿支架、工作臺、上下溜板和升降臺等幾部分組成，其外形結(jié)構(gòu)如圖1.1。圖1.12.2 X62W型臥式能銑床有三種運動 (1)主運動：主軸帶動銑刀的旋轉(zhuǎn)運動；(2)主軸電動機(jī)M1，是在空載時直接啟動的。為完成順銑和逆銑，要求有正、反轉(zhuǎn)。可根據(jù)銑刀的種類預(yù)先選擇轉(zhuǎn)向，在加工過程中不變換轉(zhuǎn)向。(3)為了減小負(fù)載波動對銑刀轉(zhuǎn)速的影響以保證加工質(zhì)量，主軸上裝有飛輪，其轉(zhuǎn)動慣量較大。為此要求主軸電動機(jī)有停車制動控制，以提高工作效率。(4)工作臺的縱向、橫向和垂直三個方向的進(jìn)給運動由一臺進(jìn)給電動機(jī)M2拖動，三個方向的選擇由兩套操縱手柄通過不同的傳動鏈來實現(xiàn)。每個方向

3、有正、反向運動，要M2能正、反轉(zhuǎn)。同一時間只允許工作臺向一個方向移動，故三個方向的運動之間應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)。圖1.2銑床主要用于加工零件的平面、斜面、溝槽等型面，裝上分度頭以后，可以加工直齒輪或螺旋面，裝上回轉(zhuǎn)圓工作臺財可以加凸輪和弧形槽。銑床用途廣泛，在金屬切削機(jī)床中的使用數(shù)量僅次予車床。X62W型萬能銑床的外形結(jié)構(gòu)如圖1.1所示，它主要由床身、主軸、刀桿、懸梁、工作臺、回轉(zhuǎn)盤、橫溜板、升降臺、底座等幾部分組成。在床身的前面有垂直導(dǎo)軌，升降臺可沿著它上下移動。在升降臺上面的水平導(dǎo)軌上，裝有可在平行主軸軸線方向移動（前后移動）的溜板。溜板上部有可轉(zhuǎn)動的回轉(zhuǎn)盤，工作臺就在溜板上部回轉(zhuǎn)盤上的導(dǎo)軌上作垂

4、直于主軸軸線方向移動（左右移動）。工作臺上有T形槽用來固定工件。這樣，安裝在工作臺上的工件就可以在三個坐標(biāo)上的六個方向調(diào)整位置或進(jìn)給。銑床主軸帶動銑刀的旋轉(zhuǎn)運動是主運動；銑床工作臺的前后（橫向）、左右（縱向）和上下（垂直）6個方向的運動是進(jìn)給運動；銑床其他的運動，如工作臺的旋轉(zhuǎn)運動則屬于輔助運動。第三章 X62W萬能銑床的控制要求及電氣控制線路分析3.1電氣控制線路的工作原理圖該銑床共用3臺異步電動機(jī)拖動，它們分別是主軸電動機(jī)M1、進(jìn)給電動機(jī)M2和冷卻泵電動機(jī)M3。X62W萬能銑床的電路如圖2所示，該線路分為主電路、控制電路和照明電路三部分。電氣控制線路的工作原理圖如下： 圖 2.13.2 主

5、電路分析主軸電動機(jī)M1拖動主軸帶動銑刀進(jìn)行銑削加工，通過組合開關(guān)SA3來實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；進(jìn)給電動機(jī)M2通過操縱手柄和機(jī)械離合器的配合拖動工作臺前后、左右、上下6個方向的進(jìn)給運動和快速移動，其正反轉(zhuǎn)由接觸器KM3、KM4來實現(xiàn)；冷卻泵電動機(jī)M3供應(yīng)切削液，且當(dāng)M1啟動后，用手動開關(guān)QS2控制；3臺電動機(jī)共用熔斷器FU1作短路保護(hù)，3臺電動機(jī)分別用熱繼電器FR1、FR2、FR3作過載保護(hù)。3.3 控制電路分析3.3.1 主軸電動機(jī)M1的控制主軸電動機(jī)M1采用兩地控制方式，SB1和SB2是兩組啟動按鈕，SB5和SB6是兩組停止按鈕。KM1是主軸電動機(jī)M1的啟動接觸器，YC1是主軸制動用的電磁離合器，SQ

6、1是主軸變速時瞬時點動的位置開關(guān)。1）主軸電動機(jī)M1啟動前，應(yīng)首先選擇好主軸的轉(zhuǎn)速，然后合上電源開關(guān)QS1，再把主軸換向開關(guān)SA3扳到所需要的轉(zhuǎn)向。按下啟動按鈕SB1（或SB2），接觸器KM1線圈得電，KM1主觸頭和自鎖觸頭閉合，主軸電動機(jī)M1啟動運轉(zhuǎn)，KM1常開輔助觸頭（9-10）閉合，為工作臺進(jìn)給電路提供了電源。按下停止按鈕SB5（或SB6），SB5-1（或SB6-1）常閉觸頭分?jǐn)?，接觸器KM1線圈失電，KM1觸頭復(fù)位，電動機(jī)M1斷電慣性運轉(zhuǎn)，SB5-2（或SB6-2）常開觸頭閉合，接通電磁離合器YC1，主軸電動機(jī)M1制動停轉(zhuǎn)。2)主軸換銑刀時將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1扳向換刀位置，這時常開觸頭SA

7、1-1閉合，電磁離合器YC1線圈得電，主軸處于制動狀態(tài)以便換刀；同時常閉觸頭SA1-2斷開，切斷了控制電路，保證了人身安全。3)主軸變速時，利用變速手柄與沖動位置開關(guān)SQ1，通過M1點動，使齒輪系統(tǒng)產(chǎn)生一次抖動，以便于齒輪順利嚙合，且變速前應(yīng)先停車。3.3.2 進(jìn)給電動機(jī)M2的控制工作臺的進(jìn)給運動在主軸啟動后方可進(jìn)行。工作臺的進(jìn)給可在3個坐標(biāo)的6個方向運動，進(jìn)給運動是通過兩個操作手柄和機(jī)械聯(lián)動機(jī)構(gòu)控制相應(yīng)的位置開關(guān)使進(jìn)給電動機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的，并且6個方向的運動是聯(lián)鎖的，不能同時接通。1）當(dāng)需要圓形工作臺旋轉(zhuǎn)時，將開關(guān)SA2扳到接通位置，這時觸頭SA2-1和SA2-3斷開，觸頭SA2-2

8、閉合，電流經(jīng)1013141520191718路徑，使接觸器KM3得電，電動機(jī)M2啟動，通過一根專用軸帶動圓形工作臺作旋轉(zhuǎn)運動。轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2扳到斷開位置，這時觸頭SA2-1和SA2-3閉合，觸頭SA2-2斷開，以保證工作臺在6個方向的進(jìn)給運動，因為圓形工作臺的旋轉(zhuǎn)運動和6個方向的進(jìn)給運動也是聯(lián)鎖的。 2）工作臺的左右進(jìn)給運動由左右進(jìn)給操作手柄控制。操作手柄與位置開關(guān)SQ5和SQ6聯(lián)動，有左、中、右三個位置，其控制關(guān)系見表1。當(dāng)手柄扳向中間位置時，位置開關(guān)SQ5和SQ6均未被壓合，進(jìn)給控制電路處于斷開狀態(tài)；當(dāng)手柄扳向左或右位置時，手柄壓下位置開關(guān)SQ5或SQ6，使常閉觸頭SQ5-2或SQ6-2分

9、斷，常開觸頭SQ5-1或SQ6-1閉合，接觸器KM3或KM4得電動作，電動機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。由于在SQ5或SQ6被壓合的同時，通過機(jī)械機(jī)構(gòu)已將電動機(jī)M2的傳動鏈與工作臺下面的左右進(jìn)給絲杠相搭合，所以電動機(jī)M2的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)就拖動工作臺向左或向右運動。第四章 工作臺左右進(jìn)給手柄位置及其控制關(guān)系 工作臺的上下和前后進(jìn)給運動是由一個手柄控制的。該手柄與位置開關(guān)SQ3和SQ4聯(lián)動，有上、下、前、后、中5個位置，其控制關(guān)系見表2。當(dāng)手柄扳至中間位置時，位置開關(guān)SQ3和SQ4均未被壓合，工作臺無任何進(jìn)給運動；當(dāng)手柄扳至下或前位置時，手柄壓下位置開關(guān)SQ3使常閉觸頭SQ3-2分?jǐn)?，常開觸頭SQ3-1閉合，接觸

10、器KM3得電動作，電動機(jī)M2正轉(zhuǎn)，帶動著工作臺向下或向前運動；當(dāng)手柄扳向上或后時，手柄壓下位置開關(guān)SQ4，使常閉觸頭SQ4-2分?jǐn)?，常開觸頭SQ4-1閉合，接觸器KM4得電動作，電動機(jī)M2反轉(zhuǎn)，帶動著工作臺向上或向后運動當(dāng)兩個操作手柄被置定于某一進(jìn)給方向后，只能壓下四個位置開關(guān)SQ3、SQ4、SQ5、SQ6中的一個開關(guān)，接通電動機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)電路，同時通過機(jī)械機(jī)構(gòu)將電動機(jī)的傳動鏈與三根絲杠（左右絲杠、上下絲杠、前后絲杠）中的一根（只能是一根）絲杠相搭合，拖動工作臺沿選定的進(jìn)給方向運動，而不會沿其他方向運動。X62W萬能銑床的主電路圖左右進(jìn)給手柄與上下前后手柄實行了聯(lián)鎖控制，如當(dāng)把左右進(jìn)給手柄

11、扳向左時，若又將另一個進(jìn)給手柄扳到向下進(jìn)給方向，則位置開關(guān)SQ5和SQ3均被壓下，觸頭SQ5-2和SQ3-2均分?jǐn)?，斷開了接觸器KM3和KM4的通路，電動機(jī)M2只能停轉(zhuǎn)，保證了操作安全。 1）個進(jìn)給方向的快速移動是通過兩個進(jìn)給操作手柄和快速移動按鈕配合實現(xiàn)的。安裝好工件后，扳動進(jìn)給操作手柄選定進(jìn)給方向，按下快速移動按鈕SB3或SB4（兩地控制），接觸器KM2得電，KM2常閉觸頭分?jǐn)?，電磁離合器YC2失電，將齒輪傳動鏈與進(jìn)給絲杠分離；KM2兩對常開觸頭閉合，一對使電磁離合器YC3得電，將電動機(jī)M2與進(jìn)給絲杠直接搭合；另一對使接觸器KM3或KM4得電動作，電動機(jī)M2得電正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，帶動工作臺沿選定

12、的方向快速移動。由于工作臺的快速移動采用的是點動控制，故松開SB3或SB4，快速移動停止。 2）進(jìn)給變速時與主軸變速時相同，利用變速盤與沖動位置開關(guān)SQ2使M1產(chǎn)生瞬時點動，齒輪系統(tǒng)順利嚙合課設(shè)總結(jié)我國是一個機(jī)床生產(chǎn)和應(yīng)用大國，但數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用水平還不高，嚴(yán)重制約著我國制造業(yè)水平的提高。國際上的相關(guān)開發(fā)計劃對我國的數(shù)控技術(shù)的發(fā)展提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，同時也帶來了機(jī)遇。只有選擇合適的PLC才能使定位達(dá)到預(yù)期的效果。制定符合中國國情的總體發(fā)展戰(zhàn)略，確立與國際接軌的發(fā)展道路，對21世紀(jì)我國數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。銑床可以用來加工平面、斜面、溝槽，裝上分度頭可以銑切直齒齒輪和螺旋面，裝上圓工作臺還可

13、以銑切凸輪和弧形槽。所以銑床在金屬切削機(jī)床中占有很大的比重，使用數(shù)量僅次于車床。銑床的迅速發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識，其一，它能部分的代替人工操作，它能大大的改善工人的勞動條件，顯著提高的提高生產(chǎn)勞動效率，加快實現(xiàn)工業(yè)的機(jī)械化和自動化的步伐。因而，受到各工業(yè)國家的重視，并投入大量的人力、物力加以研究和應(yīng)用。在我國，近幾年來也有較快的發(fā)展，并取得一定的成果，受到各工業(yè)部門的重視。通過學(xué)習(xí)，在機(jī)床工業(yè)的發(fā)展過程中，提高機(jī)床的加工速度和加工精度，始終是人們努力解決的相互制約的兩大課題，也是推動機(jī)床電氣控制系統(tǒng)發(fā)展的動力。電力拖動控制、電力電子、檢測、計算機(jī)和控制理論的發(fā)展，為機(jī)床電氣控制系統(tǒng)不斷發(fā)展提供了物質(zhì)和科技條件。可以預(yù)料，隨著科學(xué)季度的發(fā)展，機(jī)床PLC電氣控制系統(tǒng)將繼續(xù)向更高的方向發(fā)展，以不斷提高機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)效率和自動化水平?？萍疾粩噙M(jìn)步電腦成為了我們不可缺少的工具，所以我要認(rèn)真的學(xué)習(xí)它，進(jìn)一步的專研它使電腦更先進(jìn)對我們社會乃至生活有更大的幫助。感謝劉老師對我們的這次教導(dǎo)，時間雖然短暫，但我們真的學(xué)到了許多知識，我們會更加