【正文】 目 錄 一 、概述???????????????? 3 二 、設(shè)計(jì)任務(wù)?????????????? 4 三 、設(shè)計(jì)條件?????????????? 5 四、設(shè)計(jì)要求 ?????????????? 7 五 、設(shè)計(jì)思想 及步驟 ??????????? 8 六 、主電路設(shè)計(jì) ????????????? 9 七 、變壓器設(shè)計(jì) ?????????? ??? 11 八 、 控制電路設(shè)計(jì) ????????? ? ?? 12 九 、液壓回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的控制電路設(shè)計(jì)???? 15 十 、液壓動(dòng)力頭控制電路設(shè)計(jì)??????? 18 十一 、指示燈電路設(shè)計(jì)?????????? 23 十 二 、總 電路設(shè)計(jì)???????????? 24 十 三 、 PLC 控制設(shè)計(jì)??????????? 24 十 四 、電路元件選擇??????????? 36 十 五 、明細(xì)表?????????????? 40 十 六 、參考文獻(xiàn)????????????? 41 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 2 十 七 、設(shè)計(jì)小結(jié)???????????? ? 41 一 、 概述 四工位組合機(jī)床的對(duì)某種特定工件進(jìn)行特定加工的一種高效率、自動(dòng)化的專(zhuān)用設(shè)備。 這種機(jī)床是具有自動(dòng)工作循環(huán)并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整的加工設(shè)備，它能夠用十幾把刀甚至幾十把刀具同時(shí)進(jìn)行加工。 本組合機(jī)床是由通用部件組合而成，其控制系統(tǒng)是采用電氣、液 壓、機(jī)械組合的控制方式。 該組合機(jī)床由液壓動(dòng)力頭和液壓回轉(zhuǎn)工作臺(tái)兩大部分組合而成，它用來(lái)加工一種輪轂工件上十二個(gè)孔所用的專(zhuān)用機(jī)床，立式動(dòng)力頭上裝有 36 把刀具，其中 12把鉆頭， 12 把擴(kuò)鉆頭和 12 把鉸刀 。加工位共有四個(gè)：第一是裝卸工件；第二個(gè)是鉆孔工序；第三個(gè)是擴(kuò)孔工序；第四個(gè)是鉸孔工序。加工工位布置圖見(jiàn)下圖所示。 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 3 圖22 2 四工 位組合機(jī)床示意圖 一工 位（裝卸） 四工 位（鉸孔） 三工 位 （擴(kuò) 孔） 二工位（鉆孔）二 、 設(shè)計(jì)任務(wù) 1：根據(jù)條件與要求設(shè)計(jì)出 KAKM 電路。 2：根據(jù)設(shè)計(jì)的 KAKM 電路做一張 JC 電路圖。 3：根據(jù) KAKM 列出輸入狀態(tài) 表。 4：根據(jù) KAKM 列出輸出狀態(tài)表。 5：根據(jù) KAKM 列出中間元件狀態(tài)表。 6：根據(jù) KAKM 列出定時(shí)器 狀態(tài)表。 7：根據(jù)上表繪制梯形圖。 8：根據(jù)梯形圖編制程序。 9：作出現(xiàn)場(chǎng)接線(xiàn)圖。 10：編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 4 三 、 設(shè)計(jì)條件 （一）組合機(jī)床的啟動(dòng)工作狀態(tài) 回轉(zhuǎn)臺(tái)抬起→回轉(zhuǎn)抬回轉(zhuǎn)→回轉(zhuǎn)臺(tái)反靠→回轉(zhuǎn)臺(tái)夾緊→動(dòng)力頭快進(jìn)→動(dòng)力頭工進(jìn)→延時(shí)停留→動(dòng)力頭快退。 （ 二）液壓回轉(zhuǎn)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)控制狀態(tài) 液壓回轉(zhuǎn)工作臺(tái)是靠控制液壓系統(tǒng)的油路來(lái)實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)位動(dòng)作，而液壓系統(tǒng)的動(dòng)作循環(huán)是靠電氣電路控制。 1：回轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)臺(tái)動(dòng)作。自 鎖銷(xiāo)脫開(kāi)及回轉(zhuǎn)臺(tái)抬起→回轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)及緩沖→回轉(zhuǎn)工作臺(tái)反靠→回轉(zhuǎn)工作臺(tái)夾緊。 2：液壓回轉(zhuǎn)工作臺(tái)控制電路采用低壓直流信號(hào)控制。 （三）液壓動(dòng)力頭控制狀態(tài) 動(dòng)力頭是既能完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，又能同時(shí)完成刀具切削與動(dòng)的動(dòng)力 部件。 1：液壓動(dòng)力頭的自動(dòng)工作循環(huán) 動(dòng)力頭快進(jìn)→力頭工進(jìn)→延時(shí)停留→快速退回原位。 2：工作狀態(tài)圖 四工位組合機(jī)床動(dòng)力頭的工作狀態(tài)示意圖如下圖所示。 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 5 圖 224 動(dòng)力頭工作示意圖 3：動(dòng)力頭工 作要求 本組合機(jī)床有三個(gè)動(dòng)力頭 ，分別控制鉆頭、擴(kuò)孔、鉸孔工作，這三個(gè)動(dòng)力頭是同步實(shí)現(xiàn)。鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔的工藝分別是根據(jù)距離的不同由機(jī)械來(lái)保證，故在此我只作出一個(gè)動(dòng)力頭的電氣控制原理圖。 ① 動(dòng)力頭必須在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)夾緊后才能移動(dòng)。 ② 要求動(dòng)力頭能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)調(diào)整控制。 ③ 要求動(dòng)力頭在任意時(shí)刻實(shí)現(xiàn)快退控制。 快 退 工進(jìn) SQ2 SQ3 快 進(jìn) SQ1 起動(dòng) 復(fù) 位 停留 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 6 四 、 設(shè)計(jì)要求 ① 機(jī)床的主電路由三臺(tái)三相交流異步電動(dòng)機(jī)及、及其附屬電氣元件組成，由于各電動(dòng)機(jī) 容量不大，可采用直接起動(dòng)控制。 ② M1 是主電動(dòng)機(jī)，只需單方向起動(dòng)，要求有短路及過(guò)載保護(hù)。 ③ M2 是液壓泵電動(dòng)機(jī)，也只需單方向起動(dòng)，要求有短路及過(guò)載保護(hù)。 ④ M3 是冷卻泵電動(dòng)機(jī)，功率較小，單方向運(yùn)轉(zhuǎn)，要求有短路及過(guò)載保護(hù)。 ⑤ M1 和 M2 可以同時(shí)起停，也可單獨(dú)起停。 ⑥ 要求在動(dòng)力頭工作時(shí)， M3 才接通，但也可以隨時(shí)調(diào)整。 ⑦ 主電路供電電 壓為 380V；控制電路電壓為 220V；直流控制電路電壓 24V，由橋式全波整流電路供給（整流之前為交流 28V），指示燈電路為 。 ⑧ 要求各工作狀態(tài)有指示燈顯示，以便說(shuō)明機(jī)床工作在什么狀態(tài)。 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 7 ⑨ 電路中設(shè)置必要的各種保護(hù)，聯(lián)鎖控制。 五 、設(shè)計(jì)思想及步驟 由于四工位組合機(jī)床是由一些電氣控制基本環(huán)節(jié)組成。我們可以利用這些基本環(huán)節(jié)的組合機(jī)床進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后將各部分聯(lián)系起來(lái)，再根據(jù)要求對(duì)整體電路進(jìn)行分析，進(jìn)行修正，直至達(dá)到控制要求，作出繼電接觸器 原理圖。 ㈠ 電力拖動(dòng)方案確定和電動(dòng)機(jī)選擇 ① 機(jī)床的主電路由三臺(tái)三相交流籠型異步電動(dòng)機(jī)及其附屬電氣元件組成，由于電動(dòng)機(jī)容量都不大，故可采用直接起動(dòng)控制。 ② 根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的技術(shù)要求，選擇電動(dòng)機(jī)。 主軸電動(dòng)機(jī)為立式、防護(hù)式、斷續(xù)周期性工作制，額定電壓為 380V。 液壓泵電動(dòng)機(jī)為臥式、封閉式、連續(xù)工作制，額定電壓為 380V 的交流異步電動(dòng)機(jī)。 ㈡ 繼電 接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案確定 ① 為滿(mǎn)足生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求，應(yīng)充分了解工作性能、河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 8 結(jié)構(gòu)性能、運(yùn)動(dòng)情況、加工工藝及加工情況。考慮控制方案時(shí)，采用必要的聯(lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)，保證生產(chǎn)工藝要求。 ② 為滿(mǎn)足控制電路的電壓值要求，采用降壓變壓器，二次電壓為 、 28V、 220V 三種電壓再經(jīng)橋式全波整流為 24V 直流輸出供給電磁閥電路。 ③ 為保證控制電路工作的可靠性，對(duì)電器元件的聯(lián)接要求需考慮，應(yīng)盡量減少觸點(diǎn)數(shù)和聯(lián)接導(dǎo)線(xiàn)數(shù)，防止出現(xiàn)寄生電路。各種指示燈與控制電路分開(kāi)供電。 ④ 為了保證操作人員、電器設(shè)備、生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備的安全，并能有效地控制事故的擴(kuò)大，在電器控制電路中，采取了一定的保護(hù)措施，有短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、失電壓、欠電壓、零電壓保護(hù)、聯(lián)鎖保護(hù)、限位保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)等。 六 主電路設(shè)計(jì) ① 主軸電動(dòng)機(jī)單方向起動(dòng)，要求有過(guò)載及短路保護(hù)。 ② 液壓泵電動(dòng)機(jī)單方向起動(dòng)，過(guò)載及短路保護(hù)。 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 9 ③ 冷卻泵電動(dòng)機(jī)單向工作，過(guò)載及短路保護(hù)。 根據(jù) 上面要求，要選用三臺(tái)電動(dòng)機(jī)： M1—— 控制主軸的電動(dòng)機(jī)； M2—— 控制液壓泵的電動(dòng)機(jī)； M3—— 控制冷卻泵的電動(dòng)機(jī)。 再根據(jù)電動(dòng)機(jī)的控制要求選擇元件： QF—— 控制 總電源的斷路器，實(shí)現(xiàn)短路和過(guò)載保護(hù)； FU1～ FU3—— 控制各電動(dòng)機(jī)短路保護(hù)； KM1—— 控制主軸電動(dòng)機(jī)單向工作； KM2—— 控制液壓泵電動(dòng)機(jī)工作； KM3—— 控制冷卻泵電動(dòng)機(jī)工作； FR1～ FR3—— 用與各電動(dòng)機(jī)