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1、1机 电 传 动控 制 课 程 设 计全自动双面钻的电气控制系统设计专 业：机械设计制造及其自动化班 级： 09 机械 1 班 姓 名： 学 号： 200900606120 指导教师： 2目录一、 任务书3二、 正文71.概述71.1 机电传动控制概述71.2 课程设计82.总体设计82.1 控制要求的分析82.2 液压控制回路中电磁阀被控逻辑表达式93.局部设计93.1 原理图93.1.1 主电路93.1.2 控制电路 10（1） 电机控制回路10（2） 液压控制回路113.1.3 辅助电路（照明显示）123.2 接线图133.3 元件选型13（1） 电动机的选型13（2） 熔断器的选型14
2、（3） 热继电器的选型14（4） 交流接触器、中间继电器与时间继电器的选型14（5） 照明与显示灯的选型15（6） 变压器的选型15（7） 按钮及刀开关的选型15三、 小结16四、 参考文献16五、 附录17附表 1：元器件选型明细表17附图 1：原理图18附图 2：接线图193一 任务书课程设计任务书A、课程设计目的本课程是机械制造及自动化专业的专业必修课。课程设计的目的和任务在于使学生掌握机械设备电器控制的基本知识、基本原理和基本方法,以培养学生对电气控制系统的分析和设计的基本能力。加深学生对课程内容的理解，验证理论和巩固、扩大所学的基本理论知识。B、课程设计内容（含技术指标）(一) 机床
3、概况：本机为专用千斤顶油缸两端面钻孔加工的组合机床，采用装在动力滑台上的左、右两个动力头（电机均为 1.5KW）同时进行切削。动力头的快进、工进及快退均由液压油缸驱动。液压系统采用两位四通电磁阀进行控制，并用死挡铁方法实现位置控制。动作程序如下：（1） 零件定位。人工将零件装入夹具后，采用定位油缸动力定位以保证零件的加工尺寸；（2） 零件夹紧。零件定位后，夹紧油缸动作使零件固定在夹具内，同时定位油缸退出以保证滑台入位；（3） 滑台入位。滑台带动夹具一起快速进入加工位置；（4） 加工零件。左右动力头进行两端面切削加工，动力头到达加工终点，即停止工进，快速退回原位，动力头停转并能耗制动；（5） 滑
4、台复位。左右动力头退回原位后滑台复位；（6） 夹具松开。当滑台复位后夹具松开，取出零件。液压系统的油泵电机 370W，由电磁阀（YV1-YV5）控制，其动作表如下：YV1 YV2 YV3 YV4 YV5定位（SB1） + - - - -夹紧（YJ1） + + - - -入位（YJ2） - + + - -4全自动双面 钻工作原理全自动双面钻液压系统图(二) 设计要求：1. 动力头为单向运转，停车采用能耗制动；2. 只有在油泵工作，油压达到一定的压力后（由油压继电器控制）才能进行其它控制；3. 专用机床能进行半自动循环，又能对各个动作单独进行调整；4. 需要一套局部照明装置以及工作状态指示灯；5.
5、 有必要的过电流保护和联锁；6. 钻孔过程中需用冷却泵进行冷却，冷却泵电动机功率为 0.125kw；7. 绘制电气原理图 (A3)；8. 列出元件明细表；9. 绘制电气接线图(A3) ；(三) 设计步骤1. 电动机的选择：根据设计要求需配备 4 台电动机，油泵电机 M1，冷却泵电动机 M2，动力头电动机M3、M4。根据设计要求查阅相关手册选择电机型号，注明所查阅的手册的名称、页码。2. 绘制工步循环图：根据系统的动作状态表绘制工步循环图。3. 电气原理图的设计（要求有详细的分析过程）：（1） 主电路设计（2） 控制电源的设计（3） 控制电路的设计（根据设计要求列出各执行电器的逻辑表达式）（4）
6、 局部照明与信号指示电路的设计（5） 机床工作原理分析工进（SQ1SQ5） - + + + -退位（SQ2SQ4） - + - - +复位（SQ3SQ6） - - - - -54. 电气元件型号的选择：（1） 电源开关的选择（2） 热继电器的选择（3） 接触器的选择（4） 继电器的选择（5） 行程开关的选择（6） 熔断器的选择（7） 按钮的选择（8） 照明灯及灯开关的选择（9） 指示灯的选择（10） 控制变压器的选择5. 电气接线图的绘制：（1） 电器元件按外形绘制，并与布置图一致，偏差不要太大（2） 所有电器元件及其引线应标注与电气原理图相一致的文字符号及接线回路标号（3） 接线图中应标出配
7、线用的各种导线的型号、规格、截面积及颜色等。C、进度安排周一 熟悉课程设计任务、计划周二 构思设计方案、逻辑设计法原理介绍周三 电机控制原理分析，主电路原理图设计周四 电气工作过程表、中间继电器、执行电器逻辑表达式周五 控制电路原理图设计第 2 周周一 线路图元件选用说明及元件明细表说明、元件布置设计周二 面板及控制柜接线图设计周三 接线总图设计周四 设计说明书编写及课程设计小结周五 课程设计答辩D、基本要求通过本课程设计的实验教学有计划的培养和训练，应达到以下诸方面的要求。1. 培养学生具有一定的实践技能，树立实事求是的思想和严谨的科学作风。2. 3. 能正确设计电气控制线路原理图。64.5
8、. 能正确选择常用低压电气元件。6.7. 掌握可编程控制系统的设计方法。8.9. 能独立的完成课程设计，提高分析问题和解决问题的能力。二 正文1.概述1.1 机电传动控制概述机电传动（又称电力传动或电力拖动）是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统之总称。它的目的是将电能转变为机械能，实现生产机械的启动、停止以及速度调节，满足各种生产工艺过程的要求，保证生产过程正常运行。在现代工业中，为了实现生产过程自动化的要求，机电传动不仅包括拖动7生产机械的电动机，而且包括控制电动机的一整套控制系统。也就是说，现代机电传动是和由各种控制元件组成的自动控制系统紧密地联系在一起的，所以，本课程被命名为机电传动控
9、制 （也称为机械电气控制 ） 。从现代化生产的要求出发，机电传动控制系统所要完成的任务，从广义上讲，就是要使生产机械设备、生产线、车间甚至整个工厂都实现自动化；从狭义上讲，则专指控制电机驱动生产机械，实现产品数量的增加、产品质量的提高、生产成本的降低工人劳动条件的改善以及能源的合理利用。例如，一些精密机床要求加工精度达百分之几毫米，甚至几微米；重型镗床为保证加工精度和控制表面粗糙度，要求能在极慢的稳速下进给，即要求能在很宽的范围内调速；轧钢车间的可逆式轧机及其辅助操作频繁，要求在不到一秒的时间内疚能完成从正转到反转的过程，即要求能迅速地启动、制动和反转；对于电梯和提升机，要求启动和制动平稳，能
10、并能准确地停止在给定的位置上；对于冷、热连轧机以及造纸机的各机架或各部分，要求它们的转速保持一定的比例关系，以便进行协调运转；为了提高效率，要求对由数台或数十台设别组成的生产自动线实行统一控制和管理。诸如此类要求，都是靠电动机及其控制系统和机械传动装置来实现的。在近代机械工业的发展过程中，机电传动的发展，经历了一个复杂的过程：（1） 电机的拖动的发展过程如下：成组拖动 多电机拖动（不同机构由单独电机拖动）单电机拖动（2） 控制系统的发展过程如下：继电器控制 接触器控制 电机放大机控制磁放大器控制电力功率晶体管控制计算机数字控制（PLC）由整个发展过程，不难看出，随着机械加工要求不断提高，机电传
11、动控制系统的复杂度也在不断增加。本课程的重点在与控制部分，如何利用电气元件或计算机控制电气来拖动机械实现所要求的功能。在设计控制系统时，就要求设计人员对执行元件（电动机） 、控制元件的熟练掌握与运用，同时也要求对控要求进行了解。1.2 课程设计在本次课程设计中，我们完成的是“全自动双面钻床控制系统”的设计任务。此次课程设计的目的旨在学会利用电气元件（继电器接触器）的控制方法，故在整个设计过程中，要求使用的元件为传统控制系统中的继电器、接8触器来实现钻床的全自动工作过程。另外，在本次课程设计中，我们还应学会如何设计主回路、控制回路以及辅助回路（照明与显示） 。同时，在回路的总体连接上，要熟悉设计
12、的技巧；在液压控制回路的设计中，要学会利用“起保停”电路来实现液压系统的控制。通过本次课程设计，除了复习掌握已学过的电气知识外，还应熟悉控制系统的设计流程与设计方法，从而增加自己的阅历，提高自己的工作能力。2.总体设计2.1 控制要求的分析任务书中的控制要求有以下几点：（1） 动力头位单向运转，停车采用能耗制动；（2） 只有在油泵工作，油压达到一定压力后（由油压继电器控制）才能进行其他的控制；（3） 专业机床能进行半自动循环，又能各个动作单独进行调整；（4） 需要一套局部照明装置以及工作状态指示灯；（5） 有必要地过电流保护和连锁；（6） 钻孔过程中需用冷却泵进行冷却，冷却泵电动机功率为 0.
13、125kW。由上述控制要求，可分析出以下几点：（1） 在主回路中仅需对电机的启停进行控制和对动力头电机进行能耗制动的设计，不需控制正反转；（2） 在液压回路的液压泵附近处应添加压力继电器，并在液压控制回路的首端加入该压力继电器的常开触点，以实现满足油压后才能进行其他控制的要求；（3） 对于机床的半自动循环，可以采用起保停电路来实现，而对于各个动作的单独调整则可在控制首端加入万能转换开关，并对各个动作设置手动按钮来实现该控制要求；（4） 控制回路中可添加辅助回路，以控制照明和显示功能；（5） 在每个电动机的连接处，均接入一个适合的热继电器，以实现过热保护，在主回路中各个支路与主电源相连接处均接入一个适合的熔断器，以实现过流保护（短路保护） ，而在控制回路与变压器相连处也应接入适合的熔断器，同样实现过流保护；（6） 增选一个冷却泵，并接入主回路，在控制回路中加设一支路，通过按钮控制冷却泵的启停。2.2 液压控制回路中电磁阀被控逻辑表达式据分析，电磁阀被控逻辑表达式如下：9YV1=(KA+SB1)YJ2(Q3+A6)3(J2)44=+S152SYV5(KA)36:3.局部设计在局部设计中，我们主要完成三部分内容：原理图、设计元器件选型、接线图的设计。这三部分内容是整个设计的核心部分，通过这部分，我们得出了整个设计的结果：两张 A3
