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1、毕业设计说明书专业机电一体化年级67班级07541姓名宋立创学号0754167摘要在社会是时代的现代化进程中，技术的发展和进步已经成为主导的要素 ，而 在机械加工 设备中由于零件越来越 复杂加工起来越显困难且费时费力导致效率的 降低，而现 代化生产是要求效率和 质量的。这就要求在工艺加工过程中在尽可能 少的转换中 加工尽可能多的工序， 这也就导致了复合机床的复合机床是当前世界 机床技术发 展的潮流。复合加工在 保持工序集中和消除（或减少）工件重新安装 定位的总的 发展趋势中，使更多的 不同加工过程复合在一台机床上，从而达到减 少机床和夹 具，免去工序间的搬运 和储存，提高工件加工精度，缩短加工
2、周期和 节约作业面积 的目的。这不仅能够满足用户在减少占地面积，减少零件传送和库存，保证 加工 精度等方面 的需求，而且也适应了 现代社会的节能减排要求。目前越来越多的复 杂零件采用 复合机床进行综合加工 ，复合机床成为各国机床制造商开发的热门产 品，磨铣机床 便是磨床和铣床的符合机床。磨床是利用磨 具对工件表面进行磨削加工的机 床。 大多数的磨 床是使用高速 旋转的砂轮进 行磨削加工，少数的是使用油石 、砂带等其他磨具和游离磨料 进行 加工， 磨床能加工硬度较高的 材料，如淬硬钢、硬质合金等 ；也能加工脆性材料 如玻璃、花岗 石。磨床能作高精度和表面粗糙 度很小的磨削，也能进行高效 率的 磨
3、削，如强力 磨削等。而铣床系则是 主要用铣刀在工件上加工各种表 面的机床。通常铣刀旋转运动为主运动，工 件（和 ）铣刀的移动为进给运动。 它可以加工平面、沟槽，也可 以加工各种曲面、 齿轮等。铣床除能铣削平面、沟 槽、轮齿、螺纹和花键轴外， 还能加工比较复杂 的型面，效率较刨床高，在机械 制造和修理部门得到广泛应用 。而 磨铣机 床则是磨 床和铣 床结合 而产生 的复合机 床，它 同时具 有磨合铣 的功 能和特性， 其中进行铣削是它用铣 头进行加工，除了要考虑到磨铣兼顾要用到风 度盘作为工 作台外，具有铣床的所 有特性和功能。当进行磨削时则换用磨头砂轮 用来加工工 件，同时也具有磨床的 特性和
4、功能，但 考虑到磨和铣的复合本机床主 要进行平面和 内圆磨，而不主要进行外圆磨。目 录第一章 绪论1.1 磨铣机床的的背景 31.2 磨铣机床的意义 31.3 磨铣机床的应用3 第二章 磨铣机床电气控制系统设计任务书2.1 设备概况介绍 42.2 控制系统设计要求 4第三章 分度盘磨铣机床 PLC 控制系统总体设计过程3.1 总体方案说明 53.2 分度盘磨铣机床 PLC 电气控制原理图设计 53.3 控制系统的 I/O 点及地址分配 83.4 制定电气元件目录表103.5 PLC 系统选型11 第四章 机床 PLC 设定4.1 绘制 PLC 控制接线图 124.2 PLC 控制程序设计 15
5、4.3 PLC 控制流程图 164.4 PLC 梯形图 174.5 主程序 18 第五章 结论19 第六章 参考文献20 第七章 致谢21第一章 绪论1.1 磨铣机床的的背景复合机 床是当前世界机床技 术发展的潮流。复 合加工在保持工序 集中和消除 （或减少） 工件重新安装定位的总 的发展趋势中， 使更多的不同加 工过程复合在 一台机床上 ，从而达到减少机床和 夹具，免去工序 间的搬运和储存 ，提高工件加 工精度，缩短 加工周期和节约作业面积的目的 。这不仅能够满 足用户在减少占地面积 ，减少零件传送和库存，保证加工精度等 方面的需求 ，而且也适应了现代社 会的节能减排要 求。目前越来越 多的
6、复杂零件 采用复合机床 进行综合加工，复合机床成为各 国机床制造商开发的热门产品 。而复合机床又 分为三类： 第一类是以 车削为主体的复合加工机床 ，如车铣复合 中心、小型 五轴车铣复合中心、车 铣复合加工单元 等；第二类是以 铣削为主体的 复合加工机 床，如五轴棒料加工中 心；第三类为车 磨复合加工机和 倒置式车磨复 合中心。而 磨铣复合机床则很少有 ，我们的分度盘 磨铣专用机床就 是在这样的背 景下开始被发 展的。1.2 磨铣机床的意义磨铣机床填补了复合机床中磨铣结合的空白，为机械加工提供了更丰富多样的选 择，同时他对复合机床的发展也起到了承前继后的作用，对更多的优良复合机床的诞生 起到了
7、推动的作用。1.3 磨铣机床的应用磨铣机床主要用与平面和孔的铣磨加工，如铣平面，铣孔，磨平面，磨孔等第二章 磨铣机床电气控制系统设计任务书2.1 设备概况介绍分度盘磨铣机床是一种磨铣兼并的组合机床，用于各种特殊要求型面孔面的铣削磨削加工，具 有立式铣床和立式磨床的所有特点及功能。当进行磨削加工时在主动力输出轴上换用砂轮，工件将 由电磁吸盘吸附固定，磨削过程中砂轮架不动，砂轮高速旋转，工作台左右运动同时分度盘以与砂 轮旋转方向相反的方向低速旋转进行磨削加工，加工完毕后退磁取下工件；当进行铣削加工时在输 出主动力轴上安装铣头进行铣削加工，工件将利用分度盘上的 T 型槽使用拉杆进行拉压固定，由铣 头
8、旋转来铣削加工零件达到需要的尺寸及形状。机床有四台电动机拖动，主轴电动机拖动铣头和砂轮高速旋转；分度盘拖动电动机带动分度盘 旋转以及上下左右前后移动；磨铣头电动机带动磨铣头上下移动；油泵电动机为冷却油系统提供动 力。2.2 控制系统设计要求1）应该有专门的开关区分磨和铣两个状态，在磨削时时分度盘上下运动将被锁死，在铣削时分 度盘旋转将被锁死，而且电磁装置一直处于停车状态。1）为调整铣头和砂轮位置，磨铣头升降采用点动控制。为了停位准确，应有制动控制（采用能 耗制动）。上下极限位置应有位置保护。在铣削和磨削加工中应保证磨铣头刀架不能升降移动。2）在磨削时磨头砂轮运转与电磁吸盘之间，应有电气连锁环节
9、，其要求是：只有在电磁吸盘通 电并处于充磁吸着工件时，才能启动砂轮电动机。磨削中，一旦发生失磁，砂轮电动机应自动停止 运转，以确保安全。为了修整砂轮，在吸盘不通电时，应能单独启动砂轮电动机。3）在铣削时应确保各个方向的互锁，保证不出现多向走刀的现象。4）要有照明和必要的灯光显示。5）设置必要电气保护限位与联锁。第三章 分度盘磨铣机床 PLC 控制系统总体设计过程3.1 总体方案说明1) 油泵电动机、磨铣头旋转电动机、磨铣头升降电动机、分度盘旋转和工进位移电动机由电动 机 MA1 、 MA2 、 MA3 、 MA4 拖动。2) 砂轮和铣刀位置调整，磨铣头升降采用点动控制。为了停位准确，应有采用能
10、耗制动。3) 磨铣头上下极限位置应有位置保护,在磨削加工中应保证其不能升降移动。4) 采用热继电器实现过载保护，用以完成各个电动机系统的过载保护。5) 分度盘上下前后左右移动也应该设有限位装置，防止超程造成机床损坏。6) 在铣削时分度盘旋转将被锁死，各个方向互为联锁，保证分度盘单向运动。7) 主电路用断路器，各负载回路和控制回路以及PLC控制回路采用熔断器，实现短路保护。8) 电控箱设置在控制室内。控制面板与电控箱内的电器板用 BVR 型铜导线连接，电控箱与执行装 置之间采用端子板连接。9) PLC 选用继电器输出型。10) PLC自身配有24V直流电源，外接负载时考虑其供电容量。PLC接地提
11、高抗干扰能力。3.2分度盘磨铁机床PLC电气控制原理图设计(1) 主电路设计磨铣机床电气控制系统主电路如图 1-1 所示。图 1-1 磨铣机床电气控制系统主电路主軸转册拎却泵蟹压找 熙明正转12156T图 1-2 磨铣机床电气控制原理图帝总11童转前下右用上左1) 主回路中交流接触器KM1、KM2、分别控制油泵电动机Ml、磨铳头电动机M2和分度盘旋转工 进电动机M3；交流接触器KM3、KM4控制、磨头电动机M4升降。2) 电动机Ml、M2、M3、M4由热继电器FR1、FR2、FR3、FR4实现过载保护。3) QG 为电源总开关，既可完成主电路的短路保护，又起到分断三相交流电源的作用，使用和 维
12、修方便。4) 熔断器 FUl、 FU2、 FU3 分别实现各负载回路的短路保护。 FU4、 FU5 分别完成交流控制回路和 PLC 控制回路的短路保护。(2) 主要参数计算1) 断路器 QG 为供电系统电源开关，其主回路控制对象为电感性负载交流电动机，断路器过电 流脱扣值按电动机起动电流的 1.7 倍整定。磨铣机床有 0.8kW 负载电动机一台，起动电流较大，其 余三台为0.6kW,起动电流较小，而且工艺要求4台电动机单独起动运行，因此可根据0.8kW电动 机选择自动开关QG脱扣电流I :QGI =1.71，选用I的断路器。QGNQG2) 熔断器FU熔体额定电流I。FU3) 热继电器的选负载额
13、定电流的 1.2 倍。4) 能耗制动参数计算制动电流I =1.5IDN直流电压U =RIDD整流变压器二次侧交流电流I =I /0.92D电压 U =U /0.92D整流变压器容量 S= I U223.3控制系统的I/O点及地址分配表1-1和表1-2分别为磨铳机床电气控制系统PLC输入和输出接口功能表。表1-1磨铳机床电气控制系统PLC输入接口功能表序 号名称文字符号输入口1油泵电动机启动按钮SB1X02油泵电动机停止按钮SB2X13磨铳头电动机启动按钮SB3X24修整砂轮铳刀启动按钮SB4X35磨铳头电动机停止按钮SB5X46磨铳头上升点动按钮SB6X57磨铳头下降点动按钮SB7X68分度盘上升按钮SB8X79分度盘下降按钮SB9X810分度盘向左运动按钮、SB10X911分度盘向右运动按钮SB11X1012分度盘纵向前进按钮SB12X1113分度盘纵向后退按钮SB13X1214磨铳头上升极限位置行程开关SQ1X1315磨铳头下降极限位置行程开关SQ2X1416分度盘上升极限位置行程开关S
