车床控制电路设计
CW6163车床电气控制系统设计说明书 (自动保存的)
CW6163车床电气控制系统设计说明书目录一、CW6163车床工艺概况▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪1二、主电路、控制电路原理图设计▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪1三、元器件选择▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪3四、控制系统元件明细表▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪4五、电气控制系统布置图▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪5六、电气控制系统接线图▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪6七、总体方案设计▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪▪6一、CW6163车床工艺概况1、CW6163车床结构简介CW6163型普通车床可用于各种回转体零件的外圆、内孔、端面、锥度、切槽及公制螺纹、径节螺纹等的车削加工，此外还可以用来进行钻孔、铰孔、滚花等加工，他主要由车身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、溜板、丝杠和刀架等几部分组成，外形如图所示：CW6163型车床的外形车削加工的主运动是主轴通过卡盘或尖顶带动工件的旋转运动吧，由主轴电动机通过带传动传到主轴变速箱实现旋转。
车削加工一般不要求反转，但在加工螺纹时，为避免乱扣，要反转退刀。
加工螺纹时，工件旋转速度与刀具的移动速度之间有严格的比例关系。
为此，溜板箱与主轴变速箱之间通过齿轮传动连接。
进给运动也由主轴电动机驱动，主轴电动机属长期工作制。
车床刀架的快速移动由一台单独的电动机拖动。
进行车削加工时，刀架的温度高，需要冷却液进行冷却。
为此，车床备有一台冷却泵电动机，为车削工件时输送冷却液，冷却泵电动机采用笼型异步电动机，属长期工作制。
2、电动机铭牌参数M1－主电动机：Y160M-4，11 kW，380V，23.0A，1460 r/min,使工件旋转。
M2－冷却泵电动机：JCB-22，0.15kW，380V，0.43A，2790 r/min,供给冷却液。
808D数控车床电气控制系统设计说明书
摘要数控技术发展飞速的今天，数控技术在现代制造业发挥越来越重要的作用，数控机床是数控制造业的核心，本文主要介绍了对数控车床的电气系统设计的过程。
本设计以CK6140车床为载体，对其数控电气系统经行详细设计。
其内容包括强电设计、弱电设计、PLC输入输出及接口设计，本设计选用西门子808D数控系统。
最后绘制出整个机床的电气系统原理图等。
本设计给出了整个机床的原理图绘制过程，重点部分模块化，较详细地介绍了各个部分的功能及用途。
分为 380V强电回路，控制回路，PLC输入输出控制，主轴驱动模块和进给伺服驱动模块，并介绍了相关的电气知识。
通过本设计说明书可以基本上掌握数控车床的电气原理，以及基本的电气常识，使读者无论是从整体上还是各个模块中都能够了解到数控车床相关的一系列电气知识。
关键词：数控系统；数控车床；PLC控制1ABSTRACTThe numerical controls that the technique development fast today, the numerical controls technique at the modern manufacturing industry exertive more and more importance function, numerical control tool machine is number control a manufacturing industry of core, this text mainly introduced logarithms to control the processed that the electricity system of lather design.The design CK6140 lathe as the carrier, the detailed design of the its NC electrical system through the line. its contents includes a strong electrically design, weakness design, PLC importation output and Interface design. The design uses a Siemens 808D CNC system. Finally, to map out the whole machine electrical system schematic. This principle diagram which designs to the whole tool machine draws process and the point parts of mold piece turn and compared to in detail introduce each function and use of part. Is divided into the 380 Vs strong electricity back track, control back track, the PLC importation outputs a control, the principal axis drives a mold piece and enters to servo drive a mold piece, and introduced related electronic knowledge.Through this design system can basically control numerical control the electricity principle of lather, and basic electronic common sense, make the reader regardless can understand numerical control the lather related series of electricity knowledge from wholly the top still each mold piece.Key Words：NC system; NC lathe; PLC control2目录摘要------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 ABSTRACT ------------------------------------------------------------------------------------------- 2目录------------------------------------------------------------------------------------------------------ 3第一章绪论----------------------------------------------------------------------------------------- 61.1前言 ------------------------------------------------------------------------------------------ 61.2国外数控系统的发展趋势 ------------------------------------------------------------- 61.2.1新一代数控系统采用开放式体系结构 ------------------------------------ 61.2.2新一代数控系统控制性能大大提高---------------------------------------- 71.2.3数控系统向软数控方向发展 ------------------------------------------------- 71.3我国数控技术的发展-------------------------------------------------------------------- 81.4CK6140数控车床主简介 ---------------------------------------------------------------- 9第二章西门子808D数控车床系统 --------------------------------------------------------- 112.1 西门子808D系统简介 --------------------------------------------------------------- 112.2人机界面 ---------------------------------------------------------------------------------- 132.3进给系统 ---------------------------------------------------------------------------------- 132.4 主轴驱动系统--------------------------------------------------------------------------- 132.5刀架控制系统 --------------------------------------------------------------------------- 142.6电柜设计及电源选用------------------------------------------------------------------ 142.6.1在设计电柜时应注意以下事项：----------------------------------------- 142.6.2 24VDC电源选用---------------------------------------------------------------- 152.7数控系统各部分的连接及接口 ----------------------------------------------------- 152.7.1系统的接线---------------------------------------------------------------------- 152.7.2 接口布置 ------------------------------------------------------------------------ 15第三章CK6140数控车床的基本组成和工作原理 --------------------------------------- 173.1数控车床组成 --------------------------------------------------------------------------- 173.2数控车床工作原理 --------------------------------------------------------------------- 193.3 CK6140数控车床运动分析 ---------------------------------------------------------- 2033.4 CK6140数控车床电气系统简述 ---------------------------------------------------- 21第四章CK6140数控车床硬件系统设计及元件选型------------------------------------ 254.1主轴驱动系统 --------------------------------------------------------------------------- 254.1.1主轴电动机---------------------------------------------------------------------- 254.1.2主轴电动机选型 --------------------------------------------------------------- 254.2机床进给伺服系统 --------------------------------------------------------------------- 264.2.1 CK6140数控车床对伺服驱动进给系统的要求------------------------ 274.2.2 伺服电机的选型--------------------------------------------------------------- 284.3控制电路原理图设计------------------------------------------------------------------ 314.3.1 380V系统强电控制回路----------------------------------------------------- 314.3.2电源回路 ------------------------------------------------------------------------- 334.4常用电器元件的选型------------------------------------------------------------------ 344.4.1低压电器选型的一般原则 -------------------------------------------------- 344.4.2断路器的选型------------------------------------------------------------------- 344.4.3电动机保护用自动开关的选型 -------------------------------------------- 354.4.4 熔断器选型 --------------------------------------------------------------------- 354.4.5接触器的选型------------------------------------------------------------------- 354.4.6热继电器的选型 --------------------------------------------------------------- 364.4.7中间继电器---------------------------------------------------------------------- 364.5 CK6140数控车床控制面板 ---------------------------------------------------------- 37第五章PLC设计及参数设置------------------------------------------------------------------- 395.1 PLC的基本结构及工作原理 --------------------------------------------------------- 395.2 PLC与CNC机床的联接方式 -------------------------------------------------------- 405.3 CNC加工代码在PLC上的实现方法----------------------------------------------- 415.3.1 T功能代码的实现方法------------------------------------------------------- 425.3.2 M功能代码实现方法--------------------------------------------------------- 425.4 PLC程序的模块化设计---------------------------------------------------------------- 425.5 PLC输入输出地址分配---------------------------------------------------------------- 425.6参数设置 ---------------------------------------------------------------------------------- 4445.6.1 PLC参数设置-------------------------------------------------------------------- 445.6.2机床参数设置------------------------------------------------------------------- 45第六章结论--------------------------------------------------------------------------------------- 47致谢 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 48参考文献 --------------------------------------------------------------------------------------------- 495第一章绪论1.1前言装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，机床制造业是一个国家的基本装备工业，是工业生产的技术基础，数控技术在给机床制造业带来显著经济效益及广阔发展前景的同时，也是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备，因此它已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一。
任务二C650车床控制电路的分析
【知识目标】
1.典型机电设备电气控制电路的分析方法。 2.设备常见故障的诊断与排除。 【能力目标】 1.能够识读较复杂的电气控制电路图。 2.会用万用表检查电气控制电路，并根据检查结 果判断故障位置。
Date:
Page: 1
江门职业技术学院
电气控制与PLC
任务一 YH10-30油压机控制电路的分析
Date:
Page: 32
江门职业技术学院
电气控制与PLC
（四）主轴电动机不能点动
点动按钮SB2其动合（常开）触点损坏或接线脱落。
（五）主轴电动机不能进行反接制动
1.速度继电器KS损坏或接线脱落。
2.电阻R损坏或接线脱落。
（六）不能检测主轴电动机负载
1.电流表损坏。
2.时间继电器KT设定时间太短或损坏。
电气控制与plc江门职业技术学院一任务导入一任务导入锻压机械设备的应用非常广泛常用的锻压机械有冲床油压机空气锤等其中油压机广泛用于汽车行业的零配件加工及各行业多种产品的定型冲边校正及制鞋手袋橡胶模具轴类轴套类零件的压装压印成型板材零件的弯曲压印套形拉伸等工艺洗衣机电动机汽车电机空调电机微型电机伺服电机车轮制造减振器摩托车及机械等行业
Date:
Page: 37
江门职业技术学院
电气控制与PLC
三、任务实施
Date:
Page: 38
江门职业技术学院
电气控制与PLC
（一）主电路分析
1、主轴电动机M1由 KM3控制， 由倒顺开关 SA5 预选转向， KM2的主触点串联两相电阻与 速度继电器KS配合实现停车 反接制动。通过机械结构和 接触器KM2进行变速冲动控制。
1.主轴电动机控制电路分析 （1）主轴电动机的起动控制
CA6140车床的电气控制设计
毕业设计(论文)CA6140车床的电气控制设计学院机电工程学院年级专业机械制造与自动化学号学生姓名指导老师学号：************ 毕业论文题目：基于51单片机设计的万用表系部：机电工程系专业：机电一体化技术姓名：刘凯日期：2015年12月12日指导教师：**摘要普通车床是车床中应用最广泛的一种，CA6140普通车床是比较典型的普通车床。
由于CA6140普通车床的加工范围广，适于车削内外圆柱面，圆锥面以及旋转面，各种公制英制，模数和径节螺纹等，所以其结构复杂，而且自动化程度低，适用于单件小批生产。
CA6140普通车床主要由机械本体和电气控制系统等组成。
电气控制系统是普通车床的重要组成部分吧，在机械设备中起着神经中枢的作用。
通过它对电动机的控制，能驱动生产机械，实现各种运动状态，达到生产加工的目的。
不同的生产机械设备，或者同类型的机床设备，由于各自的工作方式、工艺要求不同，其电气控制系统也不尽相同。
本文利用所学知识，以CA6140型卧式车床为例进行车床电气控制分析。
关键词：CA6140；车床；电气控制目录第一章 CA6140车床的概述 (7)1.1、CA6240车床的主要功能及特点 (7)1.2、CA6140车床的型号意义及主要结构 (7)第二章 CA6140 车床对电气控制的要求 (9)第三章 CA6140车床电气控制电路设计 (10)3.1、主电路设计 (10)3.2、控制电路设计 (11)3.2.1、主轴电动机M1的控制 (12)3.2.2、冷却泵电动机的控制 (12)3.2.3、快速移动电机的控制 (12)3.2.4、信号指示与照明电路 (12)3.3、电路的保护环节 (12)第四章控制电路中各元件的选择与技术数据 (14)4.1、电动机的选择 (14)4.2、控制变压器的选择 (14)4.3、熔断器的选择 (15)4.4、导线的选择 (15)4.5、电路中各元件数据 (16)第五章绘制综合电气控制原理图 (18)结论 (20)致谢 (21)参考文献 (22)第一章 CA6140车床的概述1.1、CA6240车床的主要功能及特点CA6140 车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹、切断及割槽，并可以装上钻头或铰刀进行钻孔和铰孔等加工。
项目一CA6140型普通车床电气控制电路
常用的有HK1和HK2系列。
整理ppt
15
整理ppt
16
（三）HH系列封闭式负荷开关（铁壳开关） 作用：手动通断电路及短路保护。
特点：铸铁或铸钢制成的全封闭外壳，防护能力较好。 速动弹簧能快速熄灭电弧。
整理ppt
17
二、接触器
接触器是一种在电磁力的作用下，能够 自动地接通或断开带有负载的主电路 （如电动机）的自动控制电器。
（三）真空交流接触器
以真空为灭弧介质，其主触头密封在真空开关 管内。适用于条件恶劣的危险环境中。
常用的真空交流接触器有：CKJ和EVS系列等。
整理ppt
29
（四）直流接触器
应用于直流电力线路中，供远 距离接通与分断电路及直流电动机 的频繁起动、停止、反转或反接制 动控制，以及CD系列电磁操作机构 合闸线圈或频繁接通和断开电磁铁、 电磁阀、离合器和电磁线圈等。
10
1.2~1.5~1.8 1.8~2.2~2.6 整理ppt
热元件号 9R 10R 11R 12R 13R 14R 15R
整定电流范围/A 2.6~3.2~3.8
3.2~4~6
4~5~6
5~6~7
6~7.2~8.4
8.6~10~11.6 0.1~0.13~0.15
40
JR20系列热继电器技术数据(续)
整理ppt
2
（一）主要结构及运动特点
普通车床主要由床身、主轴变速箱、进给 箱、溜板箱、刀架、尾架、丝杠和光杠等 部件组成。下图是CA6140型普通车床外观 结构图1-1所示
整理ppt
3
（二）电气控制要求
1．主拖动电动机一般选用三相鼠笼式异步电动机，并采用机械变 速。
2．为车削螺纹，主轴要求正、反转，小型车床由电动机正、反转 来实现，CA6140型车床则靠摩擦离合器来实现，电动机只作单 向旋转。
【VIP专享】C650卧式车床电气控制电路设计电气自动化专业
C650车床的电气控制线路设计姓名：王路豪专业：自动化班级：1130201学号：201130020138指导教师：傅志坚2013年12月25日目录（一）C650车床传动分析 (1)（1）车床的构成 (2)（二）C650车床电气线路设计要求 (3)（1）主轴电动机电气原理图设计 (4)（2）冷却泵电动机电气原理图设计 (5)（3）快移电动机电气原理图设计 (6)（4）照明电路及检测电路电气原理图设计 (8)（5）电气原理图的绘制 (9)（三）C650车床电气控制线路的分析 (11)（1）主轴电路设计分析 (11)（2）冷却泵和快移电动机控制线路分析 (12)（3）照明电路设计分析 (12)（四）电气元件明细表 (13)（五）设计总节及后记 (15)（六）参考文献 (17)一C650车床传动分析1.C650车床的构成主要组成部件有：主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。
其主要部件及功能如下：（1）主轴箱1 它固定在床身4的左端，内部装有主轴和变速、传动机构。
主轴箱的功能是支承主轴，并将动力经变速、传动机构传给主轴，使主轴按规定的转速带动工件转动。
（2）尾座5 它装在床身4右端的尾座导轨上，并可沿此导轨纵向调整其位置。
尾座的功能是安装作定位支撑用的后顶尖，也可以安装钻头、铰刀等孔加工刀具进行孔加工。
（3）床身6 床身固定在左床腿和右床腿上。
在床身上安装着车床的各个主要部件，使它们在工作时保持准确的相对位置。
（4）丝杠与光杠：用以联接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。
丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进行工件的其他表面车削时，只用光杠，不用丝杠。
同学们要结合溜板箱的内容区分光杠与丝杠的区别。
（5）床鞍和刀架9 它位于床身4中部，可沿床身导轨作纵向移动。
刀架部件由几层刀架组成，它的功用是装夹刀具，使刀具作纵向、横向或斜向进给运动。
（6）进给箱11 它固定在床身4的左前例。
CA6140车床的电气控制及用PLC进行改造
PLC与CA6140车床的接口设计
输入接口设计
安全保护措施
根据CA6140车床的各个控制信号， 设计相应的输入接口电路，将车床的 各个控制信号接入PLC的输入端子。
为确保改造过程的安全性，设计必要 的安全保护措施，如急停按钮、安全 门等。
输出接口设计
根据CA6140车床的各个控制信号， 设计相应的输出接口电路，将PLC的 控制信号输出到车床的各个执行机构。
输出处理
当程序执行完成后，PLC将输出映 像寄存器中的状态通过输出模块 输出到外部设备，控制相应的机 械或生产过程。
PLC的优点
高可靠性
PLC采用大规模集成电路技 术，具有很高的可靠性，能 在恶劣的工业环境中稳定运 行。
灵活性强
PLC可通过编程实现各种控 制逻辑，适应不同的生产工 艺和流程，且其模块化结构 使得扩展和维护更加方便。
PLC控制系统能够实现多台设 备的联动控制，提高了设备的 协同作业能力。
降低维护成本
PLC控制系统的模块化设计使得 维护成本降低，减少了维修时间
和费用。
PLC控制系统的智能化监控和管 理功能能够及时发现潜在的故障，
减少了预防性维护的成本。
PLC控制系统的使用寿命长，减 少了更换元件和维修的频率，降
主轴箱
装有ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ轴，用于安装刀具，并 传递主运动。
溜板箱
将主轴的运动传递给刀架，实 现刀具的横向和纵向进给。
床身
作为车床的基础，用于支撑和 固定其他部件。
进给箱
控制刀具的进给运动，实现切 削速度和进给量的调节。
刀架
安装刀具，实现工件的切削加 工。
CA6140车床的电气控制系统
控制电路
用于控制机床的各种动作，如主轴的启动和停止、冷却液的开关等。
Cw 6163 卧式车床电机控制电气原理图
Cw 6163 卧式车床电机控制电气原理图
1、主电路设计根据电气传动的要求，由接触器KM1、KM
2、KM3分别控制电动机M1、M2、M3的起动停止，由于三台电动机功率都不是很大，为了简化控制线路，我们对三台电动机均采用直接启动方式。
如图1所示。
电动机采用直接起动的一般界限，即“起动方式的选取不仅要考虑电动机的容量（一般5kW以下的电动机用直接起动，10kW 以上的电动机用降压起动），还要考虑电网的容量。
不经常起动的电动机可直接起动的容量为变压器容量的30%；经常起动的电动机可直接起动的容量为变压器容量的20%。
”尽管本案例主电动机功率略大于10kW，但超过不多，且其它两台电动机功率较小，为了简化控制线路，减少故障源和故障概率，可以采用直接启动方式。
机床的三相电源由开关Q引入。
主电动机M1的过载保护由两相热继电器KR1实现，它的短路保护可由机床所在电网系统中的前一级配电箱中的熔断器充任。
冷却泵电动机M2的过载保护由热继电器KR2实现。
快速移动电动机M3由于是短时间工作，不设置过载保护。
电动机M2、M3共同设置短路保护的熔断器FU1。
图1主电路及控制线路设计。
CW61100B_C卧式车床电路图
-HL1
-HL2
B
-KA1;-KA2
-KA1;-KA2
-KM1
-KM2;-KM5
-KM3;-KM4
C
-KM3
-M1
-M2
-M3
-QF1
D
-QF1
-QF2
-QF3
-QF6;-QF7
-SA1;-SA2
E
-SB1
2
型号 JC11-1 40W/24V 3UA59 40-2T AD16-22C/G23S AD16-22D/W26S HH54P-FL TP514X1 LC1D4011F7 LC1D0910F7 LC1D5011F7 LADN20C Y200L2-6 JCO2-21-2 AOB-50 ABS-103b/75A ST100CH100 GV2ME10 GV2ME04 DZ47sN1D2 XB2BD21 XB2BA31
3
4
5
描述 机床工作灯，金属软管，E27陶瓷灯头 E27螺口白炽灯泡，电压AC24V 热继电器，独立安装，40-57A; 指示灯，孔Φ22,LED24VAC/DC,绿; 指示灯，孔Φ22，LED110V AC/DC，白 小型继电器，带手动推杆/浪涌抑制/动作指示LED，3A，线圈DC24V; 继电器插座，螺钉型接线端子，导轨式，配用HH54; 接触器 - 3P+1NO+1NC- 40 A - 线圈 110 V AC; 交流接触器，9A/4KW/3P+1NO，线圈110VAC; 接触器 - 3P+1NO+1NC - 50 A - 线圈 110 V AC; 瞬时辅助触点模块 - 正装 - 2 NO; 电动机，22kw/44.6A/970r/min; 溜板箱快速电机，1.5kw/4A/2850r/min; 冷却泵电机，380V/120w/0.42A/2860r/min，流量50L，扬程4m; 塑壳断路器，In 75A，Ue 600V，3P; 分励脱扣器，AC100-125V/DC100-110V，ABS103b 断路器附件，右装 电动机断路器，按钮控制， 4..6.3 A; 电动机断路器，按钮控制， 0.4..0.63 A; 小型断路器，1P,2A; 黑色 选择开关 安装直径Ø22，标准手柄2位置 1NO 绿色 平头按钮 安装直径Ø22 - 弹簧复位 1NO
C6132车床的控制线路用PLC改造设计说明
毕业设计题目：C6132车床控制线路用P L C改造设计系别：学号：0班级：：设计任务书一、设计题目C6132车床的控制线路用PLC改造设计。
二、设计目的：1）掌握C6132车床的电气控制功能。
2）掌握PLC改造电器设备的方法选择。
3）掌握电气控制元件的选择与计算方法。
三、设计要求：结合有关教材选择合适的用PLC的设计改造电气控制1）原有的动作顺序与功能不变2）各种联锁关系不变3）增有工作状态指示四、完成任务1）选择PLC型号，分配I/O端口、设计I/O电路、选择元件、绘制梯形图、编制语句表。
2）毕业设计说明书（10000字以上）。
（1）设计题目（2）控制原理说明设计（3）主要器件选择依据与计算五、主要参考文献：工厂电气控制技术机械工业主编方承远工厂电气控制设备机械工业主编许廖机床电气控制技术机械工业主编王炳实可编程控制器的应用技术机械工业主编王兆义目录1．摘要2.改造方案确定3.C6132车床I/O分配图4.PLC的选型5.C6132主控制线路的设计6.C6132车床各电机的控制7.指令表8.调试运行9.PLC的日常维护10.总结11.参考文献摘要：针对现有普通车床C6132车床存在的缺点提出PLC改造方案和基于控制系的统设计，提高了机床的加工精度，扩大了机床的使用围，并提高了生产率。
本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程，较详尽地介绍了普通车床C6132车床设计。
如PLC的选型、存储器和I/O扩展电路设计、其它辅助电路设计、系统管理程序、零件加工源程序的输入处理程序、插补程序、伺服控制程序、诊断以与键盘操作和显示处理程序的设计。
本设计采用西门子S7-200PLC控制系统，由I/O接口输出步进脉冲，经一级齿轮传动减速后，带动滚珠丝杠转动，从而实现纵向、横向的两轴联动进给运动。
主要介绍了利用PLC对C6132卧式车床的改造，详细的系统改造方案，同时根据C6132卧式车床的控制要求和特点，确定PLC的输入输出分配。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
课程设计报告课程名称电气控制技术系别：机电工程技术系专业班级：自动化1101 学号： 1109101035 姓名：乔志文课程题目：CA6140车床控制电路的分析与设计完成日期： 2014.6.23 指导老师：李俊华2014年 6 月23日课程设计目的电气制线路图的设计方法和AUTOCAD绘图规则。
了解主电路和控制电路接触器继电器硬件电路的经验设计方法和接线方法。
熟悉西门子S7-200PLC的工作原理，并设计出I/O点的外部接线和定义其相关变量，并进行梯形图和指令表的编制，最后通过硬接线调试其工作状态。
课程设计要求1、主电动机M1正反转运行并进行星型-三角型降压启动。
2、不采取制动。
3、主电动机M1启动后冷却泵M2才能启动，实现顺序控制。
4、电动机M3快速启动。
5、控制系统采用 S7-200PLC 来实现。
6、用 AUTOCAD 绘制电气原理图和 PLC 端子接线图。
7、采用梯形图和指令表进行程序编制。
8、硬件调试。
课程设计内容1、根据控制要求，对CA6140车床电气控制线路图的硬件设计并用AUTOCAD 绘制其主电路和控制线路硬接线。
2、据控制系统要求和I/O点的选型，编制PLC程序并进行硬件调试。
3、对系统的设计过程进行详细说明。
课程设计简要操作步骤1、收集资料，充分了解控制系统要求，明确设计任务。
2、电气线路图总体设计。
根据设计要求设计出主电路和控制线路。
3、选择电器元器件，确定电器元器件明细表。
用 AUTOCAD 画出电气原理图，并作简要分析。
4、软件设计。
根据控制要求确定 I/O 分配表，编制梯形图和对应指令表程序。
5、系统硬件调试。
6、整理编写课程设计说明书。
课程设计心得体会心得体会组员自己完成课程设计评语及成绩评语成绩指导教师（签名）2014年6月日目录1 CA6140车床简介 (1)1.1车床拖动系统的发展 (1)1.2 CA6140的发展现状 (1)2 设计要求和设计原理 (2)2.1设计要求 (2)2.2 CA6140车床电气控制原理图 (2)2.3 CA6140卧式车床的主要运动形式及控制要求 (3)2.4继电器控制电路设计 (3)2.5 照明电路设计 (5)3 PLC控制设计 (6)3.1 硬件电路组成 (6)3.2硬件原理图 (7)3.3电气元件符号表示和I/O分配表 (7)3.3.1电气元件符号表示 (7)3.3.2 I/O输入与输出分配表 (8)4 软件设计......................................... 错误！未定义书签。
4.1梯形图 (10)4.2语句表 (11)总结 (13)参考文献 (14)附录............................................... 错误！未定义书签。
1 CA6140车床简介1.1车床拖动系统的发展20世纪初，由于电动机的出现，使得机床的拖动发生了变革，用电动机代替蒸汽机，机床的电气传动随电动机的发展而发展。
电气传动的控制方式亦经历了一个从低级到高级的发展过程。
最初采用手动控制。
最早的自动控制是20世纪20、30年代出现的继电接触器控制，它可以实现对控制对象的起动、停车、凋速、自动循环以及保护等控制。
它所使用的控制器件结构简单、价廉、控制方式直观、易掌握、工作可靠、易维护，因此在机床控制卜得到长期、广泛的应用。
它的缺点是体积大、功耗大、控制速度慢、改变控制程序困难，由于是有触点控制，在控制复杂时可靠性降低。
为了解决复杂和程序可变控制对象的需要，在20世纪60年代出现了顺序控制器。
它是继电器和半导体元件综合应用的控制装置，具有程序改变容易、通用性较强等优点，广泛用于组合机床、自动线上。
随着计算技术的发展，又出现了以微型计算机为基础的具有编程、存储、逻辑控制及数字运算功能的可编程控制器PLC。
1.2 CA6140的发展现状CA6140是一种应用广泛的金属切削机床，目前采用传统的继电器控制的普通车床在中小型企业任大量使用。
能够车削外圆、内圆、螺纹、螺杆等，它采用继电器接触器电路来实现电气控制系统。
但由于大量的使用了继电器与接触器，再加上继电器系统接线复杂，经常造成接触不良，而且原件老化快，设备故障频繁，不便于维修，故障诊断与排除困难，并存在：1、触电容易被电弧烧坏而导致接触不良；2、机械方式实现的触点控制反映速度慢；3、继电器的控制功能被固定在线路中，功能单一、灵活性差影响到实际的生产运用。
因此当务之急就是对CA6140车床进行技术改造，以提高企业的设备利用率，提高产品的质量和产量。
2设计要求和设计原理2.1设计要求设计主要要求：1、主轴电机M1实现星型三角形降压启动和正反转。
2、电机M1启动才冷却泵电机M2启动，M2实现常动有过载保护，冷却泵电机M2能独立的停止。
3、进刀电机M3能独立的启动和停止。
2.2 CA6140车床电气控制原理图1、主电路电动机M1、M2、M3，具体电路图如图2-1所示：图 2-1 主电路2、主轴电动机M1的控制首先合上刀开关QS1→按下启动按钮SB2→KM1线圈得电→KM1主触头闭合辅助触头自锁→KM1常开闭合常闭断开→KM2线圈和时间继电器KT得电→KM2主触头闭合和KT闭合电机低压启动起来；当时间继电器KT延时时间到→常开KT触头闭合→KM3线圈得电→KM3主触头闭合辅助触头自锁→KM3常开闭合、常闭断开→KM2线圈失电→KM2主触头断开，达到M1电机星型三角形降压启动。
3、冷却泵电动机的控制主轴电机M1启动后→按下按钮SB4→KM5线圈得电→KM5主触头闭合→KM5常开闭合自锁→冷却泵电机M2启动起来。
按下按钮SB5→线圈KM5失电→KM5主触头断开，冷却泵电机停止。
M1和M2之间存在联锁关系。
4、快速移动电动机M3的控制快速移动电动机M3是由接触器KM6进行的点动控制。
按下按钮SB6→接触器KM6线圈通电→KM6主触点闭合→电动机M3启动，拖动刀架快速移动；松开SB6按钮→M3停止。
快速移动的方向通过装在溜板箱上的十字手柄扳到所需要的方向来控制。
2.3 CA6140卧式车床的主要运动形式及控制要求1、主电路控制要求：（1）主轴电动机M1星型三角形降压启动。
（2）车削螺纹时要求主轴电机M1有正反转。
2、辅助电路控制要求：（1）运动形式：刀架的快速移动控制要求：由刀架快速移动电动机拖动，该电动机M3可直接启动，也不需要正反转和调速。
（2）运动形式：加工过程的冷却控制要求：冷却泵电动机M2和主轴电动机M1要实现顺序控制，冷却泵电机M2也不需要正反转和调速。
2.4 继电器控制电路设计1、控制电路采用110V交流电压供电，通过控制变压器TC得到，由熔断器FU3作短路保护。
具体电路图如图2-2所示。
图 2-2 控制电路图2、工作原理（1）首先合上刀开关QS1→按下启动按钮SB2→KM1线圈得电→KM1主触头闭合辅助触头自锁→KM1常开闭合常闭断开→KM2线圈和时间继电器KT得电→KM2主触头闭合和KT闭合电机低压启动起来；当时间继电器KT延时时间到→常开KT触头闭合→KM3线圈得电→KM3主触头闭合辅助触头自锁→KM3常开闭合、常闭断开→KM2线圈失电→KM2主触头断开，达到M1电机星型三角形降压启动。
（2）按下停止按钮SB1→KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6线圈失电，主轴M1、M2、M3电机停止。
（3）按下按钮SB3→KM4和KM3线圈同时得电→KM3和KM4主触头闭合辅助触头闭合→KM3常开闭合常闭断开→KM2线圈失电→KM2主触头断开→电机M1反转运行。
（4）主轴电机M1启动后→按下按钮SB4→KM5线圈得电→KM5主触头闭合→KM5常开闭合自锁，冷却泵电机M2启动起来。
按下按钮SB5→线圈KM5失电→KM5主触头断开，冷却泵电机停止。
（5）按下点动控制按钮SB6→M3电机控制线圈KM6得电主触头闭合，进刀电机启动运行；实现快速移动换刀电机M3运行。
（6）过载、短路保护热继电器FR1\FR2任何一个触电断开，接触器KM2、KM3断电，所以电机M1停止工作；过载、短路保护熔断器FU1断开，所有电机及照明断电停止工作。
2.5 照明电路设计照明电路采用24V安全交流电压。
照明电路由开关SQ1接24V低压灯泡LED 组成，灯泡的另一端必须接地，以防止变压器原绕组和副绕组间发生短路时发生触电事故。
故熔断器FU2是照明电路的短路保护器件如图2-3所示：图 2-3 照明电路3 PLC控制设计3.1 硬件电路组成PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：1、电源PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。
如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。
一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。
2、中央处理单元(CPU)中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。
它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。
当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。
等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。
为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。
这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。
3、存储器；存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。
存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。
4、输入输出接口电路（1）现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是PLC 与现场控制的接口界面的输入通道。
（2）现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。
5、功能模块如计数、定位等功能模块。
6、通信模块如以太网、通讯模块等。
3.2硬件原理图硬件可明确工作原理如图3-1所示：图3-1 硬件图3.3电气元件符号表示和I/O分配表3.3.1电气元件符号表示在PLC中每个元件表示符号具有不同形式和不同类型，FU1、FU2、FU3是主电路、照明电路、控制电路熔断器，FR1、FR2是M1、M2电机热继电器；SB1总停止开关；SB2是M1电机启动按钮；SB3是M1电机反转；SB4和SB5是控制冷却泵电机启动与停止；SB6是换刀电机启动按钮；电机电气元件符号与功能说明，见表3-1：表3-1 电器元件符号与功能说明序号符号功能说明1 FR1 主轴电机M1热继电器2 FR2 冷却泵电机M2热继电器3 SB1 总开关4 SB2 主轴启动按钮5 SB3 主轴电机M1反转按钮6 SB4 冷却泵启动按钮7 SB5 冷却泵停止按钮8 SB6 换刀按钮9 FU1 FU2 FU3 熔断器过载保护与短路保护10 KM1 电机启动M1接触器11 KM2 电机M1星型启动接触器12 KM3 电机M1三角形启动接触器13 KM4 主轴电机M1反转启动接触器14 KM5 冷却泵电机M2启动接触器15 KM6 电机M3换刀接触器16 KT 通电延时继电器3.3.2 I/O输入与输出分配表I/O地址分配表3-2：表3-2 I/O分配表4 软件设计4.1梯形图梯形图是一种图形语言，它沿用继电器的触点、线圈、串并联等术语和图形符号，并增加了一些继电接触控制图中没有的符号，因此梯形图与继电接触器控制图的形式及符号有许多相同或相仿的地方。