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1、西南大学机电一体化系统设计课程设计（论文）题 目： 钻削加工电气控制系统设计 学生姓名： 付西 专 业： 机电一体化 学 号： 952010230531012 班 级： 机电一班 指导教师： 蒋猛 成 绩： 工程技术学院20 11 年 11 月 5 日目 录 摘要.1 1引言.2 2设计任务.2 2.1 设计目的.2 2.2 设计要求.2 3总体设计方案. 3 3.1 钻削加工的过程流.3 3.2 继电器控制的电器原理.5 3.2.1继电器控制的电气原理图.5 3.2.2电气原理图的符号意义.5 3.2.3 电磁阀选择.6 3.3 电气控制系统设计功能树.7 3.4 系统负载速度图.7 3.5
2、 PLC控制电路.7 3.6 PLC控制钻削加工的梯形图.8 3.7 PLC控制钻削加工的指令表.9 4机械传动设计. 11 4.1 限位开关SQ1 的设计.11 4.2 限位开关SQ3 的设计.11 4.3 限位开关SQ2 的设计.12 4.3.1 滚珠丝杠的介绍、选择及计算说明.12 4.3.2 步进电机的选用.15 4.3.3 蜗杆与滚珠丝杠配合.18 4.3.4 钻削深度计算.19 5软件调试及注意事项.19 5.1 软件调试.19 5.2 注意事项.20 6致谢.21 参考文献.22摘 要 针对某生产线钻削加工工序的动作要求， 设计了采用可编程控制器改造原继电器控制电路的方案，并提出
3、了设计中需要注意的问题，该设计方法一般不需要改变控制面板，保持了系统原有的外部特性，工作人员不用改变长期形成的操作习惯，某生产线钻削加工设备采用可编程控制器改造原继电器控制电路效果显著。 关键词：机械制造自动化；可编程控制器；设计；梯型图；控制系统 Abstract：Aiming at the demanding of one production lines working procedure of Drilling and Paring Processing, we designed of a project that used programmable controller to reb
4、uild the control circuit of the former relay. And we also indicated some problems that should be paid attention to.Key words：automation of machinery manufacture; PLC; design; ladder diagram; control system钻削加工电气控制系统设计姓名：付西西南大学工程技术学院，重庆 400716 1引言 数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。 基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到
5、一个国家的战略地位。在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。特别是在通用微机数控领域，以 PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。但是我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题， 特别是在技术创新能力等方面情况尤为突出。如何有效解决这些问题，使我国数控领域沿着可持续发展的道路，从整体上全面迈入世界先进行列，使我们在国际竞争中有举足轻重的地位，将是数控研究开发部门所面临的重要任务。 2设计任务 2.1 设计目的 用PLC控制一条多工位加工线，其中第三工位的头道工序为钻孔。此工序的动作要求如下：起动后，夹紧装置动作。为确保可靠夹紧，钻头向工件方向快进，
6、当接近工件时，限位开关SQ1动作，延时5s钟。同时，控制冷却油的电磁阀吸合，钻头变为慢进，开始钻削。达到预定深度，限位开关 SQ2动作，延时10s钟,钻头快速退回。回到原始位置，限位开关SQ3 动作，钻头停止移动，钻削工序结束。2.2 设计要求 1）画出加工过程流程图 2）画出继电器控制的电气原理图 3）画出PLC控制的输入输出接线图 4）设计PLC控制钻削加工的梯形图 5）完成加工程序设计 6）整理设计说明书，答辩3总体设计方案 可编程控制器 PLC 的使用与继电器有极为相似的梯形图语言，用 PLC 改造继电器控制系统时，根据继电器电路来设计梯形图是一条捷径，因为原有的继电器控制系统经过长期
7、的使用和考验已经被证明能完成系统要求的控制功能， 因此可以将继电器电路图转换成梯形图，即用 PLC 的外部硬件接线图和梯形图来实现继电器系统的功能。 3.1 多工位加工线上钻削加工的过程流钻削加工工序的动作要求如下：用PLC控制一条多工位加工线，其中第三工位的头道工序为钻孔。此工序的动作要求如下：起动后，夹紧装置动作。为确保可靠夹紧，钻头向工件方向快进，当接近工件时，限位开关SQ1动作，延时5s钟。同时，控制冷却油的电磁阀吸合，钻头变为慢进，开始钻削。达到预定深度，限位开关 SQ2动作，延时10s钟,钻头快速退回。回到原始位置，限位开关SQ3 动作，钻头停止移动，钻削工序结束。其加工过程流程图
8、如图1： 图 1 加工过程流程图3.2 继电器控制的电器原理 3.2.1 继电器控制的电气原理图 图 2 继电器控制的电器原理图3.2.2 电气原理图的符号意义3.2.3 电磁阀选择 电磁阀是用来控制流体的自动化基础元件， 属于执行器； 并不限于液压，气动.电磁阀用于控制液压流动方向，工厂的机械装置一般都由液压钢控制，所以就会用到电磁阀。 1）电磁阀的工作原理：电磁阀里有密闭的腔，在的不同位置开有通孔，每个孔都通向不同的油管，腔中间是阀，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来档住或漏出不同的排油的孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过
9、油的压力来推动油刚的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞竿带动机械装置动。这样通过控制电磁铁的电流就控制了机械运动。 2）电磁阀的选型依据： 一、根据管道参数选择电磁阀的：通径规格(即DN)、接口方式 1、按照现场管道内径尺寸或流量要求来确定通径(DN)尺寸。 2、接口方式，一般DN50 要选择法兰接口，DN50则可根据用户需要自由选择。 二、根据流体参数选择电磁阀的：材质、温度组 1、腐蚀性流体：宜选用耐腐蚀电磁阀和全不锈钢；食用超净流体：宜选用食品级不锈钢材质电磁阀。 2、 高温流体： 要选择采用耐高温的电工材料和密封材料制造的电磁阀，而且要选择活塞式结构类型的。 3、流体状态：大至有气态，液态或
10、混合状态，特别是口径大于 DN25订货时一定要区分开来。 4、流体粘度：通常在 50cSt以下可任意选择，若超过此值，则要选用高粘度电磁阀。 三、根据压力参数选择电磁阀的：原理和结构品种 1、公称压力：这个参数与其它通用阀门的含义是一样的，是根据管道公称压力来定。 2、工作压力：如果工作压力低则必须选用直动或分步直动式原理；最低工作压差在0.04Mpa 以上时直动式、分步直动式、先导式均可选用。 四、电气选择：电压规格应尽量优先选用 AC220V、DC24 较为方便。 五、根据持续工作时间长短来选择：常闭、常开、或可持续通电 1、当电磁阀需要长时间开启，并且持续的时间多余关闭的时间应选常开型。 2、要是开启的时间短或开和关的时间不多时，则选常闭型。 3、但是有些用于安全保护的工况，如炉、窑火焰监测，则不能选常开的，应选可长期通
