机电传动课程设计

机
电
传
动
三面铣组合机床机电控
课
制系统设计
程
设
计
三面铣组合机床机电控制系统设计
一、课程设计的目的 1．进一步巩固本课程所学知识； 2．掌握一般生产机械PLC控制系统的设计与调试方法； 3．掌握一般生产机械电气线路的施工设计； 4．培养查阅图书资料、工具书的能力； 5．培养工程绘图、书写技术报告的能力。
主要目录
一、课程设计的目的 二、课程设计的内容概述 （一）三面铣组合机床概述 （二）三面铣组合机床的控制要求 （三）设计的任务及要求 三、具体设计 （一）硬件设计 1、确定输入／输出设备 2、电器元件一览表 3、 PLC输入／输出分配表 4、主电路及ＰＬＣ外部接线图 （二）程序设计 包括工作循环图，功能表图，梯形图
指令表
模拟调试：可用按钮或小开关模拟输入信号，用指示
调试
灯模拟负载，通过各种指示灯的亮灭情况 了解程序运行情况
联机调试：将模拟调试过的程序进一步在线统调
根据根据控制要求确定输入/输出设备 输入设备：系统有单循环自动工作、单铣头自动循环工作、
点动三种工作方式，可以选用转换开关SA进行转换；每个电机
液压系统
工件夹紧、松开由液压系统实现
元件
YV1
YV2
BP1
工序
原位
-
（+）
-
夹紧
+
-
+
快进 （+）
-
+
工进 （+）
-
+
快退 （+）
-
+
松开
-
+
-
3、主要电气参数 左、右2铣削头电动机：JO2-41-4，4.0kw，1440转/分， 380V，8.4A； 立、右1铣削头电动机：JO2-32-4，3.0kw，1430转/分， 380V，6.5A； 液压泵电动机：JO2-22-4，1.5kw，1410转/分，380V， 3.49A； 机械动力滑台的电机：JO2-22-4，1.5kw，1410转/分， 380V，3.49A； 电磁阀：二位四通阀 Z24 DW-25，直流24V，0.6A， 14.4W。
（三）调试过程及模拟调试电路
五、课程设计的心得体会
主要参考资料： 《机电传动与控制》 《可编程控制器原理与应用》
PLC控制系统设计与调试步骤
根据根据控制要求确定输入/输出设备
选择PLC 硬件设计 分配输入/输出点
设计电气线路（被控设备的主电路，PLC输入输 出接线图等）
顺序功能图
软件设计（程序的设计） 梯形图
补充：组合机床的基本知识
组合机床是由一些通用部件及少量专用部件组成的。多轴、 多刀、多工序同时加工。
组合机床控制系统大多采用机械、液压、电气或气动相 结合的控制方式，其中电气控制起着重要的作用。
组合机床上最主要的通用部件是动力头和动力滑台，它们 是完成刀具切削运动和进给运动的部件。

(1) 一次工作进给 快进→工作进给→
体结构图 ；
11.选择电器元件，列出电器元件一览表； 12.编写使用说明书。
封面
“机电传动与控制”课程设计
三面铣组合机床机电控制系统的设计
学部_________ 专业_________ 学号__________ 姓名__________ 指导老师__________ 时间______________
课程设计时间安排
第一周 周次
1
1
1 1 1
星期
星期一 （9.05）
星期二 （9.06)
星期三 (9.07)
星期四 （9.08） 星期五 （9.09）
课程设计具体安排
总体设计介绍； 复习 相关课程内容；设计主 电路与照明电路；确定 控制系统输入/输出设 备，选择PLC型号
编写PLC I/O分配表， 画PLC外部接线图；设 计PLC控制系统的程序 总体结构；设计公用程 序
I/O接线绘制）； 5.设计并绘制单循环自动工作图，功能表图，梯形图； 6.设计并绘制左铣头（或右1铣头）循环图，功能表图，
梯形图；
7.设计并绘制右2铣头（或立铣头）循环图、功 能表图及梯形图；
8.设计并绘制PLC的外接线主电路及照明电路 图；
9.设计并绘制控制面板和液压系统． 10.设计手动程序、回原位程序及 PLC梯形图总
三、三面铣组合机床的控制要求 1）有单循环自动工作、单铣头自动循环工作、点动三种工作 方式； 2）单循环自动工作过程如图1-2所示，油泵电机在自动加工一 个循环后不停机。 3）单铣头自动循环工作包括：左铣头单循环工作、右1铣头单 循环工作、右2铣头单循环工作、立铣头单循环工作。单铣头 自动循环工作时，要考虑各铣头的加工区间。 4）点动工作包括：四台主轴电机均能点动对刀、滑台快速 （快进、快退）点动调整、松紧液压缸的调整（手动松开与手 动夹紧）。 5）主轴电机均为单向旋转，快进电机能够正反转 6）要求有电源、工件夹紧、加工等信号指示。 7）要求有照明电路和必要的联锁环节与保护环节。
的起动停止可以选用按钮SB控制；滑台由快进变为工进，工进
变为快退转换由行程开关SQ实现（如图1-3所示）。
输出设备：工作台的进退和主轴的旋转由电机拖动，电机
由接触器KM控制；工件的松紧由电磁阀YV控制；系统要求有 电源、工件夹紧、加工等信号指示可用信号指示灯HL实现。
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起动按钮
松 开
原位
SQ1 夹 紧 5s
图1-2工件的加工过程
机械动力滑台
机械动力滑台由滑台、滑座和双电机（快速及进给电机） 传动装置三部分组成。快速进给电动机用来拖动滑台快进和 快退运动，工进电动机拖动滑台工作进给运动，在工进时， 只允许工进电机单独工作，快速进给电机由制动器制动。滑 台的自动工作循环是靠传动装置将动力传递给丝杠来实现的。
图1-1 加工工件的示意图
1、基本结构
三面铣组合机床主要由底座、床身、铣削动力头、 机械动力滑台、工件松紧油缸等组成。机床底座上安放 有床身，床身上一头安装有动力滑台，工件及夹紧装置 放于滑台上。床身的两边各安装有一台铣销头，上方有 立铣头。
2、工件的加工过程 三面铣组合机床的加工过程如图1-2所示。 操作者将要加工的零件放在工作台的夹具中，在其他准备 工作就绪后，发出加工指令。工件夹紧后压力继电器动作，动 力滑台（工作台）开始快进，到位转工进，同时起动左和右1 铣头开始加工，加工到某一位置，立铣头开始加工，加工又过 一定位置右1铣头停止，右2铣头开始加工，加工到终点三台电 机同时停止。待电机完全停止后，滑台快退回原位，工件松开 ，一个自动工作循环结束。操作者取下加工好的工件，再放上 未加工的零件，重新发出加工指令重复上述工作过程。
四、设计任务及要求 1）确定输入/输出设备，选择PLC；分析确定系统方案，
设计合理PLC控制系统； 2）绘制PLC外部接线图（含主电路、外部控制电路、 I/O接线图等）； 3）根据三面铣组合机床的控制要求，画出系统的功能表 图 4）编制PLC梯形图程序并调试 5）正确计算选择电器元件，列出电器元件一览表； 6）绘制电气接线图，接线并调试； 7）整理技术资料，编写使用说明书。
M3
立铣头 电动机
M4
右1铣头 电动机
M5
右2铣头 电动机
M6 工进电机
M7 快速电机
FU7 24V
SA 6.3V FU6
EL
KM8 HL
电源指 照明 示灯
启动 快进 SQ2
快退
左铣 工进
停止
SQ5 5s
终点
立铣头 SQ3
右1铣头
右2铣头
SQ4
图1-3 工件加工流程图
主电路
QS FU
FU1 KM5
FU2 KM1
FU3 KM3
FU4 KM2
FU5 KM4
FU8 KM6
FU9 KM7
FR1
FR2
FR3
FR4
FR5
FR6
FR7
M1
液压泵 电机
M2
左铣头 电动机
(2) 双向工作进给 快进→工作进给→反向工作进给→
(3) 二次工作进给 快进→一次工进→二次工进→
(4) 跳跃进给
快进→工进→快进→工进→
(5) 分级进给 工进→快退。
快进→工进→快退→快进→工进→快退…快进→
二、三面铣组合机床概述
三面铣组合机床是用来对Z512W型台式钻床主轴箱的Ф80、 Ф90孔端面及定位面进行铣销加工的一种自动加工设备。加工 工件的示意图如图1-1所示。
设计PLC的自动工作程 序（包含工作循环图、 顺序功能图、梯形图设 计）
设计手动程序，回原位 程序；列写电器元件一 览表
绘制图纸资料
地点 5104
5104 5104 5104 CAD机房
第二周： 实验室调试、 上机（画图、 写设计报 告）、答辩
课程设计的设计图纸资料如下：
1.绘制三面铣组合机床的加工工件示意图； 2.绘制三面铣组合机床的加工过程图；（工作循环图） 3.设计并绘制PLC的I/O分配表； 4.设计并绘制PLC的外接线I/O接线图（按实际PLC的