机床电气控制技术课程设计报告

机床电气控制技术课程设计报告

设计课题: 一台平面磨床的PLC控制系统

姓名: 寒冰色收

学院:

专业: 11机制

班级:

学号:

日期2014年6月16日——2014年6月22日指导教师:

安徽农业大学工学院电气工程系

1设计要求 (3)

2部件选用 (4)

控制电路制定 (5)

用PLC代替控制电路 (6)

磨床控制电路图 (7)

用PLC对电路进行控制 (5)

3.3 PLC的I/O端口分配表 (7)

3.4 PLC的I/O电气接线图的设计 (8)

3.5低压电器的选择 (8)

3.6电器位置图和安装接线图的设计 (9)

PLC控制电路接线图计 (9)

PLC 梯形图程序设计 (10)

零件明细表 (11)

结论 (12)

致谢 (12)

参考文献 (13)

附录A 梯形图程序 (14)

附录B 语句指令表程序 (15)

附录 C 元器件明细表 (16)

附录D磨床的电器位置图 (16)

基于平面磨床的PLC控制系统设计一.摘要：

本设计是基于学习任务要求，旨在用PLC控制系统的方式对一台平面磨床进行控制，让我们了解用逻辑电路模仿机床的控制电路对平面磨床进行控制，由于PLC的体积小，操作方便，成本低。对于控制电路的大体积、高成本所以研究PLC有利于节约机床的生产成本，降低能耗，减小机床的体积有一定的作用。

二.设计要求

要求根据机床工作的实际情况，按照安全可靠、经济合理、控制线路简单的基本要求。选择用户输入设备，输出设备，执行电器；分配I/O点，绘制I/O 接线图；设计控制程序；制定电器元件明细表；最后写出设计报告，绘出设计图样。

三.设计依据

主要设计技术参数和拖动控制要求：

1.砂轮电动机7.5KW，正转。

2.砂轮可以由电动机拖动上下移动。

3.切削时提供冷却液。

4.要求电磁吸盘起作用。

四.设计任务

要求在规定时间内完成下列工作量；

1.设计内容包括；

（1）.分析控制要求。

（2）.选择用户输入设备，输出设备，执行电器。

（3）.PLC的选择

（4）.分配I/O点，绘制I/O点

（5）.设计控制程序。

（6）.绘制电器位置图，电器接线图。

（7）.制定电器元件明细表

设计正文

一.分析机床的运动及机床主部件的选用

平面磨床主要有立柱、砂轮架、床身和工作台组成的主电动机带动砂轮做切削运动，砂轮架可以做纵向进给运动工作台可以做横向左右前后进给运动，切削时会产生大量的热需要释放出来，故需要一个冷却泵提供冷却液为了使工件紧密的固定在工作台上故需要一个电磁吸盘来固定工件

基于上述磨床的工作性质和加工精度要求，对电力拖动控制方案提出如下要求：

1），为保证精度磨床的横纵向进给及上下进给需要有一个电动机直接拖动由于平面磨床的要求精度很高，故磨床的进给量需要严格的控制，因此电动机必须要装有制动及正反控制，以此来实现工作台的横纵向进给和左右往复运动

2）为了简化磨床的机械传动机构，采用多电动机单独拖动。平面磨床采用三台电动机拖动，砂轮的旋转运动由装入式电动机直接拖动。进给电动机由一个电动机单独拖动，以实现工作台的进给，为避免超程现象电动机要求小功率小转数的电动机，砂轮架的快速横向移动以及工作台导轨的润滑等。拖动冷却泵的电动机为磨削加工提供冷却液。

3）为了提高磨削质量，要求砂轮有较高转速，通常采用两极（理想空载转速为3000r/min50Hz）的笼型异步电动机拖,从而提高了磨床的加工精度。

4）平面磨削加工中，由于磨削温度高，为减少工件的热变形，必须使工件得到充分的冷却，同时冷却液能冲走磨屑和砂粒，以保证磨削精度,所以需提供一个冷却泵电动机。

5）平面磨床常用电磁吸盘，利用电磁吸力很方便地安装和加工小工件，且工件在加工过程中由于发热变形，电磁吸盘允许工件有自由伸缩余地，从而保证加工精度。

为了满足上述电力拖动控制方案的要求，平面磨床的电力拖动控制系统提出以下几点要求：

1）砂轮电动机、进给电动机·、冷却泵电动机三台电动机。

2）冷却泵电动机应随砂轮电动机的开动而开动，若加工中不需要冷却液时，可单独断开冷却泵电动机。

3）在正常加工中，若电磁吸盘吸力不足或消失时，砂轮电动机与液压泵电动机应立即停止工作，以防止工件被砂轮切身力打飞而发生人身和设备事故。不加工时，即电磁吸盘不工作的情况下，允许砂轮电动机与液压泵电动机开支，机床作调整运动。

4）电磁吸盘励磁线圈具有吸牢工件的正向励磁、松开工件的断开励磁、以及为抵消剩磁便于取下工件的反励磁控制环节。

5）具有完善的保护环节。各电路的短路保护，各电动机的长期过载保护，零压、欠压保护，电磁吸力不足的欠电流保护，以及线圈断开时产生高电压，而危及电路中其它电器设备的过压保护等等。

6）机床照明电路与工件去磁的控制环节。

二.平面磨床电气控制电路的确定

（1）电动机控制电路

1.主电路由电源引入开关QS控制整机电源的接通与断开。主电机要求单向旋转，M1主电机即砂轮电动机，由KM1控制。M2进给电动机由于要控制往复进给故需要正反转，同时由接触器KM2和KM4控制，M3液压泵电动机由接触器KM3控制。此外电动机需要有FU1、FU2、FU3三个熔断器作短路保护，和FR1、FR2、FR3三个热继电器作过载保护。

2.控制电路有电源的一条引入交流电在FU短路保护的情况下，通入交流电由条件知知道主电动机作单向正转，进给电动机具有换向作用，所以进给电动机作双向转动，故需要KM2和KM4控制，为防止过载故需要用热继电器FR2来保护电动机，冷却泵电动机的负载最小，由于冷却泵的泵出的冷却液是单方向的故需要电动机单向运转，及需要一个过载保护；为防止电动机，线路等因一些意外原因导致短路，对电动机等造成损害因此需要一个短路保护FU1，FU2，FU3，控制电路的逻辑顺序如图所示（其中SQ是转换开关，电路的另一端接地）：