机械传动和控制课程设计说明书.doc

WORD完美整理版 范文范例 参考指导 《机械传动与控制技术》 课程设计说明书 院 系 机械与动力学院 班 级 姓 名 宋朋 学 号 2012138229 指导老师 钟先友 一、课程设计的内容及目的 课题：专用镗孔机床的电气控制系统设计 (使用继电器接触器电路实现控制) 1．机床概况 该设备用于大批量生产某零件的镗孔与铰孔加工工序。机床主运动采用动力头，由Y100L—6型(1.5kW-4A)三相异步电动机拖动，单向运转。该设备能进行镗孔加工，当更换刀具和改变进给速度时，又能进行铰孔加工(有镗孔与铰孔加工选择)，加工动作流程如图2-1所示。 快进 快进 快退 （手动操作） 原位 起动 SQ5 SQ1 工进1 SQ3 （停） 快进 快退 （手动操作） 原位 起动 SQ5 SQ2 工进2 SQ4 （停） a镗孔） b铰孔） 图2-1 加工动作流程图 进给系统采用液压控制，为提高工效，进给速度分快进与工进两种且自动变换。液压系统中的液压泵拖动电机为Y801-2型(750W、1.9A)，由电磁阀(YVl～YV4)控制进给速度，为作要求如表2-1所示。 表2-1 液压控制动作要求 YV1 YV2 YV3 YV4 快进 ＋ － － ＋ 工进1（镗孔） ＋ － － － 工进2（铰孔） ＋ ＋ － － 停 － － － － 快退 ＋ ＋ 为提高加工精度，主轴采用静压轴承，由Y801-2型电动机拖动高压液压泵产生静压油膜。 2．设计要求 1)主轴为单向运转，停车要求制动(采用能耗制动)。 2)主轴电动机与静压电动机的联锁要求是：先开静压电动机，静压建立后(由油压继电器控制)才能起动主轴电动机，而停机时，要求先停主轴电动机，后停静压电动机。 3)主轴加工操作，采用两地控制。加工结束自动停止，手动快退至原位。 4)根据加工动作流程要求，设置镗孔加工及铰孔加工选择。 5)应有照明及工作状态显示。 6)有必要的电气保护和联锁。 3.设计目的 通过机械传动与控制技术课程设计，使学生掌握机械设备电器控制的基本知识、基本原理和基本方法，以培养学生对电气控制系统的分析和设计的基本能力，培养正确的设计思想、分析问题和解决问题的能力、运用标准与规范的能力。 二、系统总体方案设计 2.1 控制要求的分析 任务书中控制要求有： 1)主轴为单向运转，停车要求制动(采用能耗制动)。 2)主轴电动机与静压电动机的联锁要求是：先开静压电动机，静压建立后(由油压继电器控制)才能起动主轴电动机，而停机时，要求先停主轴电动机，后停静压电动机。 3)主轴加工操作，采用两地控制。加工结束自动停止，手动快退至原位。 4)根据加工动作流程要求，设置镗孔加工及铰孔加工选择。 5)应有照明及工作状态显示。 6)有必要的电气保护和联锁。 由上述控制要求，可分析出以下几点： （1）在主回路中仅需对电机的启停进行控制和对动力头电机进行能耗制动的设计，不需控制正反转； （2）在液压回路的液压泵附近处应添加压力继电器，并在液压控制回路的首端加入该压力继电器的常开触点，以实现满足油压后才能进行 其他控制的要求； （3）控制回路中可添加辅助回路，以控制照明； （4）在每个电动机的连接处，均接入一个适合的热继电器，以实现过热保护，在主回路中各个支路与主电源相连接处均接入一个适合的熔断器，以实现过流保护（短路保护），而在控制回路与变压器相连处也应接入适合的熔断器，同样实现过流保护。 2.2系统可靠性设计 继电器接触器控制系统： 1、控制方式：继电器的控制是采用硬件接线实现的，是利用继电器机械触点的串联或并联极延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑，只能完成既定的逻辑控制。 2、控制速度：继电器控制逻辑是依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，毫秒级，机械触点有抖动现象。 3、延时控制：靠时间继电器的滞后动作实现延时控制，而时间继电器定时精度不高，受环境影响大，调整时间困难。 PLC控制系统： 1、控制方式：PLC采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序方式存储在内存中，要改变控制逻辑，只需改变程序即可，称软接线。 2、控制速度：PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快，微秒级，严格同步，无抖动。 3、延时控制：PLC用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，调整时间方便，不受环境影响 综上所述：采用继电器接触器控制价格低，检修调整方便，简单。设备质量相对大，安装空间大，适用于控制系统简单，时间控制要求不高的场合。采用PLC控制价格贵，接线简单，可