磨床电气控制课程设计

课程设计任务书

2011 —2012 学年第二学期

机械工程学院（系、部）机械设计制造及自动化专业班级课程名称：机床电气控制技术

设计题目：磨床电气控制课程设计

完成期限：自2012年6月18日至2012年6月24日共1周

内

容

及

任

务

指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）: 年月日

2)

3)

1.

2.

目录

设计任务平面磨床的设

平面磨床的主要结

3) 平面磨床的电力拖动及控制要求

线路

3) 分

------ （ 5）

1 控制电路

5)

2 ．电磁吸盘控制电路

5）

3 ．保护及其他环节

-（7）

三．平面磨床电气控制电路的设计

-------------------------------------- ---- （7）

1 、控制线路的改造及 PLC 的选用

----------------------------------------- （ 7）

2 、 PLC 的外部接线

--- （ 8）

3 、流程图设计

----- （ 9）

4 、梯形图的设计

--- （ 9）

四．设计总结

--------- （11）

五、参考文献

.平面磨床的设计要求

1. 平面磨床的主要结构和运动形式

1-立柱2-滑座3-砂轮箱4-电磁吸盘5-工作台6- 床身

图1

M7130型平面磨床主要由床身、工作台、电磁吸盘、砂轮架、滑座、立柱等部分组成。

在床身上装有液压传动装置，以便工作台在床身导轨上通过压力油推动活塞作往复直线运动，实现水平方向进给运动。工作台面上有T形槽，用以安装电磁吸盘或直接安装大型工件。

床身上固定有立柱，滑座安装在立柱的垂直导轨上，实现垂直方向进给。在滑座的水平导轨上安装砂轮架，砂轮架由装入式电动机直接拖动，通过滑座内部

的液压传动机构实现横向进给。

平面磨床砂轮的旋转运动为主运动，工作台完成一次往复运动时，砂轮架作一次间断性的横向进给，直至完成整个平面的磨削，然后砂轮架连同滑座沿垂直导轨作间断性的垂直进给，直至达到工件加工尺寸。

平面磨床的辅助运动，如砂轮架在滑座的水平导轨上作快速横向移动，滑座在立柱的垂直导轨上作快速垂直移动，以及工作台往复运动速度的调整等。

2. 平面磨床的电力拖动及控制要求

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）平面磨床是一种精密加工机床，为了保证其加工精度要求，机床运行时要求平稳。工作台往复运动在换向时要求惯性要小，无冲击力，因此，工作台的往复运动采用液压传动。由电动机拖动液压泵，供应压力油，通过液压传动装置实现工作台的纵向进给运动，并通过工作台上的撞块操纵床身上的液压换向阀（开关），改变压力油的流向，实现工作台的换向和自动往复运动。

2）为了简化磨床的机械传动机构，采用多电动机单独拖动。M7130型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。液压泵由液压泵电动机拖动，经液压传动装置完成工作台的往复（纵向进给）运动，砂轮架的横向进给运动，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动。为了提高调整运转的砂轮主轴的风度，采用装入式电动机拖动，电动机与砂轮主轴同轴，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。

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，对M7130型平面磨床的电力拖动控

制系统提出以下几点要求：

1）砂轮、液压泵、冷却泵三台电动机都只要示单方向旋转。

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

判断冷却泵电动机。

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．线路分析

图2为M7130平面磨床电气控制电路图。其电气设备安装在床身后部的壁盒内，控制按钮安装在床身左前部的电气操纵盒上。

图2中M为砂轮电动机，M为冷却泵电动机，都由KM的主触点控制，再经X插销向M 实现单独判断控制供电。M为液压泵电动机，由KM的主触点控制。1．控制电路合上电源开关QS若转换开关SA处于工作位置，当电源电压正常时，欠电流继电器KA触点（3-4）+，若SA处于去磁位置，SA（3-4）+，便可进行操作。

（1）砂轮电动机M1的控制。启动过程为：按下SB1, SB1（4-5）±—— KM1 + 自——M1+启动；停止过程为：按下SB2 SB2（5-6）±—— KM1-M1-停止。

（2）冷却泵电动机M2的控制。M2由于通过插座X1与KM1主触点相连，因此M2与砂轮电动机M1连锁控制，都由SB1和SB2操作。若运行中M1或M2过载，触点FR1 （1-2）-动作，FR1起保护作用。

（3）液压泵电动机M3的控制。启动过程为：按下SB3 SB3（4-8）±――

KM2M3+启动；停止过程为：按下SB4 SB4（8-9）±——KM2-——M3-停止。

过载时：FR2( 2-3)- —— KM2——M3-停止，FR2起保护作用。

2．电磁吸盘控制电路

( 1)电磁吸盘结构原理。电磁吸盘与机械夹紧装置相比，具有夹紧迅速，不损伤工件，工作效率高，能同时吸持多个小工件，加工过程中工件发热可以自由伸延，加工精度高等优点。但也有夹紧力不如机械夹得紧，调节不便，需用直流电源供电，不能吸持非