组合机床电气控制课程设计说明书样本

第一章设计概述

1.1 组合机床发展史

二十世纪70年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术发展，组合机床加工精度也有所提高。铣削平面平面度可达0.05毫米/1000毫米，表面粗糙度可低达2.5～0.63微米；镗孔精度可达IT7～6级，孔距精度可达O.03～O.02微米。专用机床是随着汽车工业兴起而发展起来。在专用机床中某些部件因重复使用，逐渐发展成为通用部件，因而产生了组合机床。

最早组合机床是19在美国制成，用于加工汽车零件。初期，各机床制造厂均有各自通用部件原则。为了提高不同制造厂通用部件互换性，便于顾客使用和维修，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，拟定了组合机床通用部件原则化原则，即严格规定各部件间联系尺寸，但对部件构造未作规定。

1.2 组合机床方式加工

组合机床普通采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同步加工方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经原则化和系列化，可依照需要灵活配备，能缩短设计和制造周期。因而，组合机床兼有低成本和高效率长处，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以构成自动生产线。

组合机床普通用于加工箱体类或特殊形状零件。加工时，工件普通不旋转，由刀具旋转运动和刀具与工件相对进给运动，来实现钻孔。扩孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转类零件外圆和端面加工。1.3 设计规定

设计两面加工组合机床电气控制线路及其可编程控制器控制系统。

规定如下：

1）能按照本组最后规定合理设计继电器电气原理图，PLC电气原理图，再做成控制板，最后连线实验。

2）规定上交1份设计阐明书，2张图纸，测试成果。

二、组合机床电气控制线路设计

2.1 选取并拟定控制方案

组合机床普通是采用多刀、多面、多工序、多工位同步加工，由通用部件和专用部件构成工序集中高效率专用机床。它电气控制线路是将各个部件组合成一种统一循环系统。在组合机床上可以完毕钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻螺纹、铣削及磨削等工序。组合机床用于大批量生产。

组合机床控制系统大多采用机械、液压或气动、电气相结合控制方式。其中，电气控制又起着中枢连接作用。因而，应注意分析组合机床电气控制系统与机械、液压或气动某些互有关系。

组合机床构成部件不是一成不变，它将随着生产力向前发展而不断更新，因而与其相适应电气控制线路也随着更新换代，当前重要有如下两种：

1、机械动力滑台控制线路

机械动力滑台和液压动力滑台都是完毕进给运动动力部件，两者区别仅在于进给驱动方式不同。动力滑台与动力头相比较，前者配备成组合机床较动力头更

为灵活。在动力头上只能安装多轴箱，而动力滑台还可以安装各种切削头构成动力头，用来构成卧式、立式组合机床，以完毕钻、扩、铰、镗、刮端面、倒角和攻螺纹等工序，安装分级进给装置后，也可用来钻深孔。普通机械动力滑台由滑台、机械滑座及双电动机（迅速电动机和进给电动机）传动装置三某些构成。滑台进给运动自动循环是通过传动装置将动力传递给丝杆来实现。

2、液压动力滑台控制线路

液压动力滑台与机械动力滑台在构造上区别在于：液压动力滑台进给运动借助压力油通过液压缸前腔和后腔来实现。液压动力滑台由滑台、滑座及液压缸三某些构成，液压缸驱动滑台在滑座上移动。液压动力滑台也具备前面机械动力滑台典型自动工作循环过程，它是通过电气控制线路控制液压系统来实现。滑台工进速度是通过调节节流调速阀进行无级调速。电气控制普通采用行程原则、时间原则控制方式及压力控制方式。

组合机床电气控制系统总特点，是它基本电路可依照通用部件典型控制电路和某些基本控制环节构成，再按加工、操作规定以及自动循环过程，不必或只要作少量修改综合而成。

本设计分析对象是由一种液压动力滑台和两个铣削动力头来实现两面加工组合机床电气控制电路。

2.2 拟定机床工作循环

加工时，工件随夹具安装在液压动力滑台上，当发出加工指令后，工作台作迅速进给，工作接近动力头时，工作台改为工作进给速度进给，同步，左铣削动力头启动加工，当进给到一定位置时，右动力头也启动两面同步加工，直至终点时工作进给停止，两动力头停转，经死挡铁停留后，液压动力滑台迅速退回原位并停止，工作循环结束。

2.3 拟定液压动力滑台系统工作过程

液压系统工作过程如下：（元件动作见表2—1）

表2—1 元件动作表

液压泵电动机启动后，按下SB3按钮发出滑台迅速移动信号，KA1吸合，电磁铁YV1得电，三位五通电磁阀向右移，控制油路开通，控制三位五通液控换向阀向右移，接通工作油路，压力通过行程阀进入液压缸大腔，而小腔内回油通过三位五通液控换向阀、单向阀、行程阀再进入大腔，液压缸体、滑台、工件向前迅速移动。

（2）工作进给

滑台迅速移动到工件接近铣削动力头时，滑台上挡铁压下行程阀，切断压力油通路，此时压力油只能通过调速阀进入液压缸大腔，减少进油量，减少滑台移动速度，滑台转为工进进给。此时由于负载增长，工作油路油压升高，顺序阀打开，液压缸小腔回油不再经单向阀流入液压缸大腔，而是经顺序阀流回油箱。

（3）死挡铁停留

液压动力滑台工作进给结束时（铣削加工完毕），滑台撞上死挡铁，停止迈进，但油路仍处在工作进给状态，液压缸大腔内继续进油，至使油压升高，压力继电器KP动作。

（4）迅速退回停于原位

死挡铁停留，压力继电器KP动作，其常闭触点打开，使电磁铁YV1失电，

KP常开触点闭合，电磁铁YV2得电，三位五通电磁阀左移，控制油控制阀左移，工作压力油直接进入液压缸小腔，使液压缸体、滑台、工件迅速退回。同步大腔内回油经单向阀、三位五通液控换向阀无阻挡地流回油箱。工作台迅速退回原位时，压下原位行程开关，电磁铁YV2失电，在弹簧作用下，液控换向阀处在中间状态，切断工作油路，系统中各元件均恢复原位状态，滑台停于原位，一种工作循环结束。

2.4 机床电气传动特点及控制规定

（1）两台铣削动力头分别由两台笼型异步电动机拖动，单向旋转，不必电气变速和停机制动控制，但规定铣刀能进行点动对刀。

（2）液压泵电动机单向旋转，机床完毕一次半自动工作循环后，液压泵电动机不断机，当按下总停机按钮时才停机。

（3）加工到终点，动力头完全停止后，滑台才干迅速退回。

（4）液压动力滑台迈进、后退能点动调节。

（5）电磁铁YV1、YV2采用直流供电。

（6）机床具备照明、保护和调节环节。

2.5 机床电气控制线路设计

（1）电动机控制电路

M为液压泵电动机，操作按钮SB2或SB1，使KM1得电或失电，控制电动1

机启动或停止。机床所有操作都必要在液压泵电动机启动后来进行。SA1为机床半自动工作与调节工作选取开关。SA1开关置于A位置时机床实现半自动工作，左、右铣削动力头电动机M2与M3分别由滑台移动到位，压下行程开关SQ2与SQ3，使KM2、KM3得电并自锁，M2、M3分别启动工作。加工到终点时，滑台压