M7475B型平面磨床课程设计报告

《电气控制与PLC应用》课程设计报告书

班级：XXXXX

学号：XXXXXXXXX

姓名：XXXXXXX

指导老师：XXXXXXXXXX

设计时间：2012.XXXX

机电学院

M7475B型平面磨床PLC课程设计报告

一、课程设计的目地

通过本次课程设计，使学生能够运用电气控制与PLC课程中的基本理论和实践知识，充分了解设计题目的技术要求和系统控制流程，在此基础上，通过查阅资料，拟定设计方案，自行设计硬件接线图和控制程序设计，并且在相关实验设备上进行调试修改，指导控制程序能成功运行。通过课程设计，使学生能够将理论知识与实践相结合，提高分析能力和设计能力。

二、平面磨床主要结构及运动形式

1、主要结构及运动形式

磨床是用砂轮对工件的表面进行磨削加工的一种精密机床。其结构主要由床身、圆工作台、电磁吸盘、砂轮架、滑座和立柱等部分组成。它采用立式磨头，用砂轮的端面进行磨削加工，用电磁吸盘固定工件。其结构简图如下图所示。

图1 M7475B结构简图

它的运动形式有以下几种：

（1）主运动：砂轮电动机M1带动砂轮的旋转运动。

（2）进给运动：工作台转动电动机M2拖动圆工作台转动。

（3）辅助运动：工作台移动电动机M3带动工作台的左右移动和磨头升降电动机M4带动砂轮架在立柱导轨的上下移动。

2、平面磨床的拖动系统

一般而言，平面磨床的拖动系统有着以下特点：

（1）磨床的砂轮和工作台分别由单独的电动机拖动，5台电动机都选用交流异步电动机，并用继电器、接触器控制，属于纯电气控制。

（2）砂轮电动机M1只要求单方向旋转。由于容量较大，采用Y—△降压启动以限制启动电流。

（3）工作台转动电动机M2选用双速异步电动机来实现工作台的高速与低速成旋转。以简化传动机构。工作台低速转动时，电动机定子绕组接成Y形；工作台高速旋转时，电动机定子绕组接成YY形。其中接触器KM4选用的是有5个主触点的CJ10-10。

（4）电磁吸盘的励磁、退磁采用电子线路控制。其充、退磁由SB9、SB10控制。（励磁、退磁控制电路省去）

（5）为保证磨床安全和电源不会被短路，该磨床在工作台转动与磨头升降、工作台快转与慢转、工作台左移与右移、磨头上升与下降的控制线路中都设有电气联锁。

基于平面磨床的工作性质和加工精度的要求，一般都会对电力拖动系统的控制方案有着以下几点要求：

（1）平面磨床是一种精密加工型的机床，为保证其加工精度的要求，机床运行时要求其机身平稳。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态传动。

（2）为了提高磨削质量，要求砂轮的转速较高，通常采用两级的笼型异步电动机拖动。（3）平面磨削加工中，由于磨削时温度较高，为了减少工件的热变形，必须使工件得到充分的冷却，同时冷却液也要冲走磨屑和沙砾，以保证磨削精度。

三、电气控制线路分析

1、主电路分析

图2 主电路图

图3 砂轮电机和工作台转动电机图砂轮电动机M1:KM1、KM2实现Y-△降压启动

工作台转动电动机M2:KM3、KM4控制低速和高速运转

图4 双速电机绕组连接示意图

图5 工作台移动电机、磨头升降电机和冷却泵电机图工作台移动电动机M3：KM5、KM6控制其正反转。

磨头升降电动机M4：KM7、KM8控制其正反转。

冷却泵电动机M5：KM9控制

2、控制电路分析

图6 零压保护和砂轮电机控制原理图

（2）零压保护：

M2和M5的启动和停止采用无自动复位功能的开关操作，当电源电压消失后开关仍保持原状。为了防止电压恢复时M2、M5自行启动，线路中设置了零压保护环节。在启动各电动机之前必须先按下SB2，零压保护继电器KA1得电自锁，其自锁常开触头接通控制电路电源。电路断电时，KA1释放；当再恢复供电时，KA1不会自行得电，从而实现零压保护。

（3）砂轮电动机M1的控制：

按下SB3，KT、KM1得电，电动机Y形启动；延时后，KM1失电，KM2得电自锁，KM1重新得电，电动机△正常运行；停车时，按下SB4，M1失电停转。

图7 工作台转动、移动、磨头升降、冷却泵电机和充退磁控制原理图

（4）工作台转动电动机M2的控制：

SA1扳到低速，KM3得电，M2△形低速运转；SA1扳到高速，KM4得电，M2Y形高速运转；

SA1扳到零位，KM3和 KM4均失电，M2停止运转。

（5）工作台移动电动机M3的控制：

SB5、SB6点动控制；SQ1、SQ2为左移、右移限位保护。

（6）磨头升降电动机M4的控制：

SB7、SB8点动控制；上升限位由SQ3实现，下降过程中不允许工作台转动。

（7）冷却泵电动机M5的控制：

SA2控制。

（8）充、退磁控制：

按下SB9，KA2得电；按下SB10，KA2失电。

四、 M7475B型平面磨床正常启动操作

1、操作前准备

将SA1置“停止”位置，SA2、SA3置“关”位置，将SQ1、SQ2、SQ3置“正常”位置。

2、照明灯的控制

将照明灯控制开关SA3旋到“开”位置，“照明”指示灯亮，将开关旋到“关”位置，指示灯灭。

3、总启

按下按钮SB2，KA1吸合，“总启”指示灯亮，为以后操作做好准备。

4、砂轮电动机M1的控制

启动：按下启动按钮SB3，KM1吸合并自锁，同时KT得电，砂轮电动机M1“Y”接法启动，“砂轮启动”指示灯亮。KT延时到后，KM2吸合，电动机“△”接法运行。

停止：按下停止按钮SB4，KM1、KM2释放，“砂轮停止”指示灯亮，砂轮电动机M1停止。

5、工作台转动电动机M2的控制

低速：将开关SA1旋到“低速”位置，KM3吸合，同时工作台转动电动机M2低速运行。将开关SA1旋到中间位置，KM3释放， M2停止。

高速：将开关SA1旋到“高速”位置，KM4吸合，同时工作台转动电动机M2高速运行。将开关SA1旋到中间位置，KM4释放，M2停止。

6、工作台移动电动机M3的控制