成型磨床电气控制系统设计

电气控制课程设计

谢泳华30号

目录

一、磨床电气控制系统设计任务书 (2)

1．设备概况介绍 (2)

2．控制系统设计要求 (3)

二、磨床PLC电气控制系统总体设计过程 (4)

1．总体方案说明 (4)

2、电气原理图 (4)

3主电路设计……………………………………………（６）4制电路分析……………………………………………（７）

5、主要参数计算 (15)

6、制定电气元件目录表 (15)

7、成型磨床控制顺序转移图…………………………

（21）

8、成型磨床电路故障现象 (22)

三．成型磨床电气控制工艺设计 (25)

四．课程设计小结 (34)

五．设计参考资料 (36)

成型磨床PLC控制系统设计

一、磨床电气控制系统设计任务书

1．设备概况介绍

本机床用于各种特殊要求型面的磨削加工，机床有四台电动机拖动，及磨头电动机拖动砂轮高速旋转，采用JW11—4(0.6kw),单向连续工作。油泵电动机拖动油泵向液压系统供油，采用JO2—14—4(0.8kw) 单向连续工作。磨头升降电动机带动砂轮架上下移动，采用

JW11—4正反转工作。吸尘电动机供磨削加工中吸尘用，采用JW11—4驱动。

加工时，工件置于电磁吸盘（36V/1.2A）上，加工完毕退磁取下工件。

、

成型磨床

2．控制系统设计要求

1) 为调整砂轮位置，磨头升降采用点动控制。为了停位准确，应有制动控制（采用能耗制动）。上下极限位置应有位置保护。在磨削加工中应保证砂轮架不能升降移动。

2)磨头砂轮运转与电磁吸盘之间，应有电气连锁环节，其要求是：只有在电磁吸盘通电并处于充磁吸着工件时，才能启动砂轮电动机。磨削中，一旦发生失磁，砂轮

电动机应自动停止运转，以确保安全。为了修整砂轮，在吸盘不通电时，应能单独启动砂轮电动机。

3)要有照明和必要的灯光显示。

4) 设置必要电气保护与联锁。

磨床的发展历程

十八世纪30年代，为了适应钟表、自行车、缝纫机和枪械等零件淬硬后的加工，英国

磨床

、德国和美国分别研制出使用天然磨料砂轮的磨床。这些磨床是在当时现成的机床如车床、刨床等上面加装磨头改制而成的，它们结构简单，刚度低，磨削时易产生振动，要求操作工人要有很高的技艺才能磨出精密的工件。

1876年在巴黎博览会展出的美国布朗-夏普公司制造的万能外圆磨床，是首次具有现代磨床基本特征的机械。它的工件头架和尾座安装在往复移动的工作台上，箱形床身提高了机床刚度，并带有内圆磨削附件。1883年，这家公司

制成磨头装在立柱上、工作台作往复移动的

平面磨床。

1900年前后，人造磨料的发展和液压传动的应用，对磨床的发展有很大的推动作用。随着近代工业特别是汽车工业的发展，各种不同类型的磨床相继问世。例如20世纪初，先后研制出加工气缸体的行星内圆磨床、曲轴磨床、凸轮轴磨床和带电磁吸盘的活塞环磨床等。

自动测量装置于1908年开始应用到磨床上。到了1920年前后，无心磨床、双端面磨床、轧辊磨床、导轨磨床，珩磨机和超精加工机床等相继制成使用；50年代又出现了可作镜面磨削的高精度外圆磨床；60年代末又出现了砂轮线速度达60～80米/秒的高速磨床和大切深、缓进给磨削平面磨床；70年代，采用微处理机的数字控制和适应控制等技术在磨床上得到了广泛的应用。

二、磨床PLC电气控制系统总体设计过程

1．总体方案说明

1) 油泵电动机、磨头电动机、磨头升降电动机、吸尘电动机分别由电动机MA1、MA2、MA3、MA4拖动。

2)砂轮位置调整，磨头升降采用点动控制。为了停位准确，应有采用能耗制动。

3) 上下极限位置应有位置保护。在磨削加工中应保证砂轮架不能升降移动。

4)采用热继电器实现过载保护，用以完成各个电动机系统的过载保护。

5) 主电路用断路器，各负载回路和控制回路以及PLC控制回路采用熔断器，实现短路保护。

6) 电控箱设置在控制室内。控制面板与电控箱内的电器板用BVR型铜导线连接，电控箱与执行装置之间采用端子板连接。

7）使用说明书

8）设计小结

9）参考资料目录

2、电气原理图

(1) 主电路设计

图1-2 成型磨床电气控制系统主电路

1) 主回路中交流接触器KM1、KM2、分别控制油泵电动机M1、砂轮电动机M2和吸尘电动机M3；交流接触器KM3、KM4控制、磨头电动机M4升降。

2) 电动机M1、M2、M3、M4由热继电器FR1、FR2、FR3、

FR4实现过载保护。

3) QG为电源总开关，既可完成主电路的短路保护，又起到分断三相交流电源的作用，使用和维修方便。

4) 熔断器FU1、FU2、FU3分别实现各负载回路的短路保护。FU4、FU5分别完成交流控制回路和PLC控制回路的短路保护。

（2）控制电路分析

（1）工作台往返电动机M1的控制

合上总开关QS1后，整流变压器一个副边输出130伏交流电压，经桥式整流器VC整流后得到直流电压，使电压继电器KA获电动作，其常开触头（7区）闭合，为启动电机做好准备。如果KA不能可靠动作，各电机均无法运行。因为平面磨床的工件靠直流电磁吸盘的吸力将工件吸牢在工作台上，只有具备可靠的直流电压后，才允许启动砂轮和液压系统，以保证安全。

当KA吸合后，按下启动按钮SB3，接触器KM1通电吸合并自锁，工作台电机M1启动自动往返运转，HL2灯亮。若按下停止按钮SB2,接触器KM1线圈断电释放，电动机M1断电停转。

（2）砂轮电动机M2及吸尘电机M3的控制

按下启动按钮SB7，接触器KM3线圈获电动作，砂轮电动机M2启动运转。由于吸尘电动机M3与M2联动控制，所以M3与M2同时启动运转。按下停止按钮SB6时，接触器KM3线圈断电释放，M2与M3同时断电停转。

两台电动机的热断电器FR2和FR3的常闭触头都串联在KM3中，只要有一台电动机过载，就使KM3失电。因冷却液循环使用，经常混有污垢杂质，很容易引起电动机M3过载，故使热继电器FR3进行过载保护。