卧式铣床电气控制系统设计.doc

课 程 设 计
设计题目：机电传动课程设计
系 别 班级
学生姓名 学号
指导教师 职称
机电传动课程设计成绩评定表
系（部）： 班级： 学生姓名：
指 导 教 师 评 审 意 见
评价
内容
具 体 要 求
权重
评 分
加权分
调研
论证
能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案与日程安排。
0、1
5
4
3
2

工作能力
态度
工作态度认真，遵守纪律，出勤情况就是否良好，能够独立完成设计工作，
0、2
5
4
3
2

工作量
按期圆满完成规定得设计任务，工作量饱满，难度适宜。
0、2
5
4
3
2

说明书得质量
说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。
0、5
5
4
3
2

指导教师评审成绩
（加权分合计乘以12）
分
加权分合计

指 导 教 师 签 名：
年 月 日
评 阅 教 师 评 审 意 见
评价
内容
具 体 要 求
权重
评 分
加权分
查阅
文献
查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料得能力
0、2
5
4
3
2

工作量
工作量饱满，难度适中。
0、5
5
4
3
2

说明书得质量
说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。
0、3
5
4
3
2

评阅教师评审成绩
（加权分合计乘以8）
分
加权分合计

评 阅 教 师 签 名：
年 月 日
课 程 设 计 总 评 成 绩
分
题目6 设计一台卧式铣床得电气控制系统
主要技术参数与拖动控制要求：
1、工作台工作面(宽度×长度)(mm) 400×1600；
2、要求主轴电动机直接起动，具有制动功能；
3、工作台空行程时快速移动；
4、要求切削时提供切削液；
5、变速时要求点动方式，变速冲动以便齿轮啮合；
6、必要得照明、信号显示。
7、各电动机参考功率：主轴电动机，11KW；进给电动机，3 KW，冷却泵电动机，0、125 KW。
目 录
第1章 课程设计目得 5
第2章 课程设计主要内容 5
第3章 课程设计题目描述与要求 6
第4章 万能卧式铣床电气控制系统设计 6
第5章 课程设计总结 16
附录一 万能铣床电气原理图 17
附录二 万能铣床零件清单 18
第1章 课程设计目得
1、1 具备机械、电气知识得综合运用能力；
1、2 具备分析机电传动控制系统得组成及原理得能力；
1、3具备设计机电传动控制系统得基本电气原理图得能力；
1、4具备编写设计说明书能力。
第2章 课程设计主要内容
2、1分析对象： 熟悉被控对象得组成、电力拖动得要求及控制得具体要求。
2、2电路图设计：根据任务要求，设计主电路及其保护电路，根据任务得控制关系设计控电路及其保护电路，设计开关面板图，选定所需得电气元件，列出清单，修改图纸，定稿。
2、3撰写说明书：编写电气原理说明书与操作说明书。
2、4课程设计总结
第3章 课程设计题目描述与要求
题目：卧式铣床电气控制系统设计。万能铣床就是一种通用得多用途机床，它可以进行平面、斜面、螺旋面及成型表面得加工，它采用继电接触器电路实现电气控制。电气原理图就是由主电路、控制电路与照明电路三部分组成。
主轴电动机拖动主轴带动铣刀进行铣削加工，通过组合开关来实现正反转；进给电动机通过操纵手柄与机械离合器得配合拖动工作台前后、左右、上下6个方向得进给运动与快速移动，其正反转由接触器来实现；冷却泵电动机供应切削液，且当主轴电动机启动后，用手动开关控制；3台电动机共用熔断器作短路保护，3台电动机分别用热继电器作过载保护。冷却泵由电动机M3拖动，只需要单向旋转。。
第4章 万能卧式铣床电气控制系统设计
4、1电动机得选择
参照网上资料选取电机
表1卧式铣床得电机参数参照表
符号
名称
型号
规格
件数
作用
M1
主轴电动机
Y160L-4
11KW，380V，1450r/min
1
主轴传动
M2
进给电动机
YEJ100L-4
3KW, 380V, 1400r/min
1
进给传动
M3
冷却泵电动机
JCB—22
0、125KW, 380V, 2790r/min
1
冷却泵传动
4、2电器控制线路设计
4、2、1 主电路设计（含设计思路说明，各部分设计原理图）
下图卧式万能铣床主电气控制线路图。图中M1为主轴电动机，M2为工作台进给电动机，M3为冷却泵电动机。

主电路分析 
  M1就是主轴电动机，拖动主轴带动铣刀进行铣削加工，因为主轴电动机正反转不频繁，所以用SA5控制相序转换。进给电动机M2 得正、反转频繁，因此需要用接触器KM3与KM4进行倒相。熔断器FU1、FU2作短路保护。每台电动机均由热继电器作过载保护。 
4、2、2 控制电路设计（含设计思路说明，各部分设计原理图）

控制电路分析 
（1） 主轴电动机M1得控制 
  主轴电动机由接触器KM1控制，M1旋转方向由组合开关SA5预先选择。M1得起动、停止采用两地控制得方式，控制按钮一组安装在工作台上，一组安装在床身上，可在此两处进行操作。 
①、M1得起动与停转
  下图就是主轴电动机电气控制线路图，先将换相开关SA5扳到所需要得位置（正转或反转）。

  起动控制：按下SB1（或SB2），接触器KM1线圈得电，KM1主触头闭合，M1起动运行，KM1辅助触头闭合，进给控制电路接通。 
  停转控制：按下SB3（或SB4），KM1线圈断电。此时速度继电器KV正转动合触头闭合，KM2通电，电动机M1串入电阻R实现反接制动。当n≈0时，速度继电器KV动合触头复位，KM2线圈断电，M1停转，进给控制电路电源切断，反接制动结束。 
②、主轴得变速冲动 
  主轴变速可在主轴不动时进行；也可在主轴旋转时进行，无需先按停止按钮，利用变速手柄与限位开关SQ7组成得联动机构进行控制。变速时，先把变速手柄下压，使它从第一道槽内拔出，再转动变速盘，选择所需要速度，然后慢慢拉向第二道槽，通过手柄压下开关SQ7，其动断触头先断开，KM1线圈断电，M1失电；同时其动合触头闭合，KM2通电，M1反向冲动。然后将变速手柄迅速推回原位，使限位开关SQ7复位，接触器KM2断电，电动机M1停转，变速冲动过程结束。 
变速完成后，需再次起动电动机M1，主轴将在新得转速下旋转。 
（2）进给电动机M得控制 
  工作台进给方向有左、右得纵向运动，前后得横向运动与上、下得垂直运动，就是依靠进给电动机M2得正反转来实现得，正反转接触器KM3、KM4就是由两个机械操作手柄控制得。其中一个就是纵向机械操作手柄，另一个就是垂直与横向机械操作手柄。这两个手柄各有两套，分别设在铣床得工作台正面与侧面，实现两地操作。 
  下图为进给拖动电气控制线路图。图中SQ1、SQ2为纵向行程开关，SQ3、SQ4为垂直与横向行程开关。SA1为圆工作台选择开关，设有“接通”与“断开”两个位置。当不需要圆工作台运动时，将SA1置于“断开”位置，此时，触点SA1-1、SA1-3闭合，SA1-2断开。然后起动主轴电动机，KM1通电并自锁，为进给电动机起动做准备。下面对各种进给运动得电气控制电路进行简要分析。

①、工作台纵向左右运动 
  工作台左右运动由工作台纵向操作手柄控制，有三个位置：左、中、右。当操作手柄扳向右位置时，通过其联动机构将纵向进给机械离合器挂上，同时压下向右进给得行程开关SQ1-1→接触器KM3通电→进给电动机→M2正转→工作台向右进给。 
向左进给时将手柄扳向左→压下SQ2-1→KM4通电吸合→M2反转→工作台向左进给。当需停止时，将手柄扳回中间位置，纵向进给结束，工作台停止运动。 
②、工作台垂直上下运动与横向前后运动得控制 
向上进给时将手柄向上→挂上垂直运动得离合器→压下SQ4，SQ4-1闭合→KM4通电吸合→M2反转→工作台向上进给。 
向下进给时将手柄扳向下→压下SQ3，SQ3-1闭合，SQ3-2断开→KM3通电吸合→M2正转→工作台向下进给。 
向前进给时将手柄扳向前→挂上横向运动得离合器→压下SQ3，SQ3-1闭合，SQ3-2断开→KM3通电→M2正转→工作台向前进给。 
向后进给时将手柄扳向后→压下SQ4，SQ4-2断开，SQ4-1闭合→KM4通电吸合→M2反转→工作台向后进给。 
③、工作台得快速移动 
工作台三个方向得快速移动也就是由进给电动机拖动得，当工作台已经进行工作时，如再按下快速按钮SB5或SB6使KM5通电，接通快速移动电磁铁YA，衔铁吸上，经杠杆将进给传动链中得摩擦离合器合上，使工作台按原运动方向实现快速移动。SB5或SB6松开时，KM5、YA相继断电，衔铁释放，摩擦离合器脱开，快速移动结束，工作台按原进给速度运动 
在进给变速时，为使齿轮易于啮合，电路中也设有变速“冲动”控制环节。进给变速冲动就是由进给变速手柄配合进给变速冲动开关SQ6实现得。 
压合SQ触点SQ6-2先断开SQ6-1后闭合→电流经SA1-3、SQ2-2、SQ1-2→SQ3-2、SQ4-2→SQ6-1→KM3通电→M2正转→完成变速“冲动”。 
（3）圆工作台进给控制 
圆工作台得回转不需要调速，也不要求反转，因此仅由KM3控制即可。操作时，首先将SA1扳到“接通”位置，这时触点 SA1-2闭合，SA1-3断开，按下主轴起动按钮SB1或SB2，主轴电动机M1起动后KM3即通电吸合，于就是M2拖动圆工作台做单向旋转运动。 
4、2、3信号指示及照明电路
照明电路控制通过按钮SA4来控制，SA1通过控制KM6来控制冷却泵电机得转动。
4、3电器元件得选择
4、3、1 热继电器
利用电流得热效原理来工作得保护电器
主要用作：三相异步电动机得过载保护
由按钮、接触器、热继电器等组成得异步电动机直接起动控制电路

热继电器得图形与文字符号
4．3．2 交流接触器KM
用来频繁得接通与分断交直流主回路与大容量控制电路。主要控制对象就是电动机，能实现远距离控制，并有欠（零）电压保护功能。

交流接触器图形符号与文字符号
4．3．3 熔断器
作用：利用金属得熔化来切断电路，以保护电器，短路保护。
结构：熔体（保险丝）与熔座（安装熔体）
形状：片状、丝状、与笼状
型号：常用得熔断器有瓷插式RCIA系列、封闭管式及螺旋式RL1系列等多种。

熔断器图形符号与文字符号
4．3．4 按钮
按钮，就是一种常用得控制电器元件，常用来接通或断开‘控制电路’（其中电流很小），从而达到控制电动机或其她电气设备运行目得得一种开关。

4．3．5 行程开关
行程开关，位置开关（又称限位开关）得一种，就是一种常用得小电流主令电器。
在电气控制系统中，位置开关得作用就是实现顺序控制、定位控制与位置状态得检测。用于控制机械设备得行程及限位保护。

位置开关得图形符号及文字符号
4．3．6 机床照明灯EL。
型号：K-1，螺口 规格：40W36V 作用：机床局部照明
因为在经过电源变压后变为36V得电源电压，所以用36V得K-1型得照明灯。
4、4 制定电气元件明细表
见附录二
第5章 课程设计总结
这次课程设计通过组员得共同努力完成了设计任务，学到了很多也意识到了许多不足。
首先通过组员得分工合作，提高了效率，让我们认识到了团结得力量与集体合作得重要性。
通过这次设计，我们了解了铣床得构造与原理，复习了各个电气元件得功能，符号与工作原理，以及电机得专业知识，把所学得知识学以致用，在实践中总结经验，通过交流达到壹加壹大于二得效果，
在设计过程中，老师得解惑也就是大有裨益，很多不懂得地方经过老师得指点后茅舍顿开，才能把整体联系起来，达到系统瞧问题得目得，在此万分感谢指导老师。
在设计得过程中也意识到许多得不足，比如绘图软件不会用，电气元件选择经验缺失，对现实状况得不了解，以至于很多元器件得选择毫无概念等一系列问题，我们将针对出现得问题作出改进，增强自身得能力。
附录一 卧式铣床电气原理图

附录二 卧式铣床零件请单
符号
名称
型号
规格
件数
作用
KM1
接触器
CJO—20
20A,110V
1
主轴启动
KM2
接触器
CJO—10
10A,110V
1
主轴停转
KM3
接触器
CJO—10
10A,110V
1
M2正转
KM4
接触器
CJO—10
10A,110V
1
M2反转
KM5
接触器
CJO—10
10A,110V
1
快速进给
KM6
接触器
CJO—10
10A,110V
1
M3转动
KS
速度继电器
JY1
2A
1
反接制动
SB3、4
按钮
LA2
绿色
2
主轴启动按钮
SB5、6
按钮
LA2
黑色
2
快速进给按钮
SB1、2
按钮
LA2
红色
2
停止按钮
SA1
转换开关
HZ1—10/E16
三极
1
冷却泵电机启动
SA2
转换开关
HZ1—10/E16
三极
１
换刀开关
SA3
转换开关
HZ1—10/E16
三极
１
圆工作台转换
SA4
转换开关
HZ1—10/E16
三极
1
照明电路启动
SA5
转换开关
HZ1—10/E16
三极
1
M1换向开关
SQ1
限位开关
LX1—11K
开启式
1
向右进给
SQ2
限位开关
LX1—11K
开启式
1
向左进给
SQ3
限位开关
LX2—131
单轮，自动复位
1
向前、向下进给
SQ4
限位开关
LX2—131
单轮，自动复位
1
向后、向上进给
SQ5
限位开关
LX3—11K
开启式
1
快速与进给转换
SQ6
限位开关
LX3—11K
开启式
1
主轴变速冲动
SQ7
限位开关
LX3—11K
开启式
1
进给变速冲动
QS1
转换开关
HZ1—60/E26
三极
1
电源总开关
QS2
转换开关
HZ1—60/E26
三极
1
冷却泵开关
FR1
热继电器
JRQ—40
11A、3A
1
M1过载保护
FR2
热继电器
JR10—10
3A、5A
1
M2过载保护
FR3
热继电器
JR10—10
0、415A
1
M3过载保护
FU1
熔断器
RL1
30A
3
总电源短路保护
FU2
熔断器
RL1
10A
3
进给短路保护
EL1
机床照明灯
K-1
40W36V
1
提供照明
EL2
机床信号灯
K-2
10W6V
1
供电指示灯
FU3、FU6
熔断器
RL1
6A
2
控制电路短路保护
FU4、FU5
熔断器
RL1
4A
2
照明电源短路保护
R
电阻
ZB2
1 、45W、15、4A
2
限制制动电阻