卧式镗床电气控制电路设计

题目： T617型卧式镗床电气控制电路设计

目录

第1章绪论 (1)

第2章 T617机床的用途、主要结构和运动 (2)

2.1 T617机床的基本组成 (2)

2.2 T617卧式镗床加工时运动 (2)

第3章 T617卧式镗床的改造原则和流程 (3)

3.1 T617卧式镗床改造原则 (3)

3.2 T617卧式镗床改造流程 (3)

3.3 T617卧式镗床，采用PLC改造其电控系统的具体过程 (4)

第4章设计控制电路 (6)

4.1控制电路的分析 (6)

4.2联锁保护环节分析 (8)

4.3辅助电路分析 (9)

4.4T617型卧式镗床电气图 (9)

第5 章调试过程 (10)

5.1主电动机的启动与停止控制 (10)

5.2主电动机的反接制动控制 (11)

5.3主轴变速或进给变速时主电动机的缓转控制 (12)

5.4主轴箱、工作台的快速移动控制 (13)

第6章课程设计总结 (14)

参考文献 (15)

第一章绪论

目前，部分中小型企业及高校仍广泛使用传统的继电器控制机床，这些机床经历了比较长的历史，虽然它能在一定范围内满足单机和自动生产线的需要，但由于它的电控系统是以继电器、接触器的硬连接为基础的，技术上比较落后，特别是其触点的可靠性问题，直接影响了产品质量和生产效率。而用PLC对它进行技术改造，便能取得很好的效果。

对T617镗床的电气控制线路进行了分析与研究后,T617镗床具有主轴转速高、调速范围宽等功能外；T61镗床的电气控制系统,还存在控制线路上一些复杂性、故障率高、维护工作量大、可靠性差、灵活性差等缺点;给生产与维护带来诸多不便，严重地影响生产。采用可编程序控制器(PLC)对T617镗床传统的电气控制系统进行改造,在实际生产线上有着明显的效率，这也使整个生产系统带来推动的力量。PLC对T617镗床控制改造的设计梯形图,提高了T617镗床电气控制系统的可靠性和抗干扰能力；然而PLC对T617

镗床的继电器接触式控制系统进行技术改造,从而保证了电控系统的快速性、准确性、合理性,更好地满足了实际生产的需要,提高了经济效益。使用PLC改造该机床电气系统后，去掉了原机床的5只中间继电器，中间硬件环节的减少使线路简化，电气故障减少，生产效率得到明显提高。

第二章 T617机床的用途、主要结构和运动

目前采用继电器控制的旧式普通机床设备仍在企业中广泛使用，特别是在一些工业欠发达地区，这些设备的使用率还比较高，在企业中仍然起着较大的作用。

卧式镗床应用较多，它可以进行钻孔、镗孔、扩孔、铰孔及加工端平面等，使用一些附件后，还可以车削圆柱表面、螺纹，装上铣刀可以进行铣削。镗床在加工时，一般是将工件固定在工作台上，由镗杆或平旋盘（花盘）上固定的刀具进行加工。

2.1 T617机床的基本组成

1）床身：机床上用于支承和连接若干部件，并带有导轨的基础零件。

2) 前立柱：固定地安装在床身的右端，在它的垂直导轨上装有可上下移动的主轴箱。

3) 主轴箱：其中装有主轴部件，主运动和进给运动变速传动机构以及操纵机构。

4) 后立柱：可沿着床身导轨横向移动，调整位置，它上面的镗杆支架可与主轴箱同步垂直移动。如有需要，可将其从床身上卸下。

5) 工作台：由下溜板，上溜板和回转工作台三层组成。下溜板可沿床身顶面上的水平导轨作纵向移动，上溜板可沿下溜板顶部的导轨作横向移动，回转工作台可以上溜板的环形导轨上绕垂直轴线转位，能使要件在水平面内调整至一定角度位置，以便在一次安装中对互相平等或成一角度的孔与平面进行加工。

2.2 T617卧式镗床加工时运动

1) 主运动：主轴的旋转与平旋盘的旋转运动。

2) 进给运动：主轴在主轴箱中的进出进给；平旋盘上刀具的径向进给；主轴箱的升降，即垂直进给；工作台的横向和纵向进给。以上运动合用一台三相异步电动机拖动，用齿轮调速。

3) 辅助运动：回转工作台的转动；主轴箱、工作台等的进给运动上的快速调位移动；后立柱的纵向调位移动；尾座的垂直调位移动。

第三章 T617机床的改造原则和流程

3.1 T617卧式镗床改造的原则

1）应最大限度地满足被控设备或生产过程的控制要求。

2）在满足要求的前提下，力求系统简单经济、操作方便。

3.2 T617卧式镗床改造的流程

1）确定控制对象，明确控制任务和设计要求，要了解工艺过程和机械运动与电气执行元件之间的关系和对电控系统的控制要求，拟定控制系统设计的技术条件。

2）制定控制方案，进行PLC选型。根据生产工艺和机械运动的控制要求，确定电控系统的工作方式。通过研究工艺过程和机械运动的各个步骤和状态，来确定哪些信号需要输入PLC，哪些信号要由PLC输出，哪些负载要由PLC驱动，分门别类统计出各输入输出点。

3）设计I/O连接。编制I/O分配表、绘制I/O接线图。同类型的输入或输出点尽量集中在一起，连续分配，这样有利于程序编写和阅读。

3.3 T617卧式镗床，采用PLC改造其电控系统的具体过程

1）首先必须对原始资料进行详细的了解，明确机床的各控制过程后确定改造方案。

2）通过了解电力拖动控制要求与控制特点，进而详细分析了原有电力拖动控制线路3）编制I/O分配表，绘制I/O接线图。各个输入、输出点的PLC I/O地址分配如表1所示，I/O接线图如图2所示。

表1 各个输入/输出点的PLC I/O地址分配

图2 I/O接线图

第四章设计控制电路

4.1 控制电路的分析

(1) M1主电动机的点动控制。由主电动机正反转接触器KM1、KM2、正反转电动按钮SB3、SB4组成M1电动机正反转控制电路。点动时，M1三相绕组接成三角形且串入电阻R实现低速点动。以正向点动为例，合上电源开关QS，按下SB3按钮，KM1线圈通电，主触头接通三相正相序电源，KM1(4-14)闭合，KM6线圈通电，电动机M1三相绕组结成三角形，串入电阻R低速启动。由于KM1、KM6此时都不能自锁故为点动，当松开SB3按钮时，KM1、KM6相继断电，M1断电而停车。反向点动，由SB4、KM2和KM6控制。其原理与正向点的相似。

(2) M1电动机正反转控制。M1电动机正反转由正反转启动按钮SB1、SB2操作，由中间继电器KA1、KA2及正反转接触器KM1、KM2，并配合接触器KM3、KM6、KM7、KM8来完成M1电动机的可逆运行控制。M1电动机启动前主轴变速，进给变速均已完成，即主轴与进给变速手柄置于推合位置，此时行程开关SQ1、SQ3被压下，触头SQ1(10-11),SQ3(5-10)闭合。当选择M1低速运转时，将主轴速度选择手柄置于“低速”档位，此时经速度选择手柄联动机构使高低速行程开关SQ处于释放状态，其触头SQ （12-13）断开。按下SB1、KA1通电并自锁，触头KA1(11-12)闭合，使KM3通电吸合；触头KM3（5-18）闭合与KA1(15-18)闭合，使KM1线圈通电吸合，触头KM1(4-14)闭合又使KM6线圈通电。于是，M1电动机定子绕组接成三角形，接入正相序三相交流电源全压起动低速正向运行。反向低速起动运行是由SB2、KA2、KM3、KM2和KM6控制的，其控制过程与正向低速运行相类似，此处不再复述。

(3)M1电动机高低速的转换控制。行程开关SQ是高低速的转换开关，即SQ的状

态决定M1是在三角形接线下运行还是在双星形接线下运行。SQ的状态是由主轴孔盘变速机构机械控制，高速时SQ被压动，低速时SQ不被压动。以正向高速起动为例，来说明高低速转换控制过程。将主轴速度选择手柄置于“高速”档，SQ被压动，触头SQ （12-13）闭合。按下SB1按钮，KA1线圈通电并自锁，相继使KM3、KM1和KM6通电吸合，控制M1电动机低速正向起动运行；在KM3线圈断电的同时KT线圈通电吸合，待KT 延时时间到，触头KT(14-21)断开使KM6线圈断电释放，触头KT（14-23）闭合使KM7、KM8线圈通电吸合，这样，使M1定子绕组由三角形接法自动换接成双