何智杰-全自动双面钻的电气控制系统设计.doc
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一、课程设计目的
本课程是电气系统及其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。
二、课程设计内容（含技术指标）
机床概况：
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：
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；
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；
滑台入位。滑台带动夹具一起快速进入加工位置；
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；
滑台复位。左右动力头退回原位后滑台复位；
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)
-
+
+
-
-
工进(SQ1\SQ5)
-
+
+
+
-
退位(SQ2\SQ4)
-
+
-
-
+
复位(SQ3\SQ6)
-
-
-
-
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表1液压系统的油泵电机动作表
表1液压系统的油泵电机动作表
图2全自动双面钻液压系统图图1全自动双面钻工作原理
图2全自动双面钻液压系统图
图1全自动双面钻工作原理
设计要求：
动力头为单向运转，停车采用能耗制动；
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；
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；
需要一套局部照明装置以及工作状态指示灯；
有必要的过电流保护和联锁；
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；
绘制电气原理图(A3)；
列出元件明细表；
绘制电气接线图(A3)；
完成控制系统的可编程控制器设计方案，包括可编程控制器的选型、控制系统的PLC外部接线图(A3，注明元件明细表)，编写控制系统的梯形图和指令表(A3)。
设计步骤
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。
绘制工步循环图：
根据系统的动作状态表绘制工步循环图。
电气原理图的设计（要求有详细的分析过程）：
主电路设计
控制电源的设计
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）
局部照明与信号指示电路的设计
机床工作原理分析
电气元件型号的选择：
电源开关的选择
热继电器的选择
接触器的选择
继电器的选择
行程开关的选择
熔断器的选择
按钮的选择
照明灯及灯开关的选择
指示灯的选择
控制变压器的选择
电气接线图的绘制：
电器元件按外形绘制，并与布置图一致，偏差不要太大
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
接线图中应标出配线用的各种导线的型号、规格、截面积及颜色等。
控制系统的可编程控制器设计方案：
可编程控制器的选型
设计控制系统的PLC外部接线图
编写控制系统的梯形图和指令表
三、电动机的选择
1.油泵电机M1选型：
由题目给定的要求油泵电机1台0.37KW，故选YS7112，参数为：电流：0.95A、电压：380V、额定功率：370W、效率：73.5﹪、额定转速：2800r/min、功率因数：0.80、频率：50Hz、额定转矩：2.2n*m。
2.冷却泵电机M2选型：
由题目给定的要求油泵电机1台0.125KW，故选Y2-801-8,参数为:满载时电流0.88A转速640r/min、效率65%、额定电流3.3A、额定转矩1.8n*m、最大转矩1.9n*m、电压380V、额定功率250W。
3.动力头电动机M3、M4选型：
（1）由液压组合机床对电机起动转矩高而起动电流小及需要小范围调速、铁屑飞溅多、灰尘多、而性能要求不很严故选YR系列（IP44）电机；
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