【正文】 目 錄 一 、概述???????????????? 3 二 、設(shè)計任務(wù)?????????????? 4 三 、設(shè)計條件?????????????? 5 四、設(shè)計要求 ?????????????? 7 五 、設(shè)計思想 及步驟 ??????????? 8 六 、主電路設(shè)計 ????????????? 9 七 、變壓器設(shè)計 ?????????? ??? 11 八 、 控制電路設(shè)計 ????????? ? ?? 12 九 、液壓回轉(zhuǎn)工作臺的控制電路設(shè)計???? 15 十 、液壓動力頭控制電路設(shè)計??????? 18 十一 、指示燈電路設(shè)計?????????? 23 十 二 、總 電路設(shè)計???????????? 24 十 三 、 PLC 控制設(shè)計??????????? 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 2 十 七 、設(shè)計小結(jié)???????????? ? 41 一 、 概述 四工位組合機(jī)床的對某種特定工件進(jìn)行特定加工的一種高效率、自動化的專用設(shè)備。 這種機(jī)床是具有自動工作循環(huán)并能實現(xiàn)自動調(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)床由液壓動力頭和液壓回轉(zhuǎn)工作臺兩大部分組合而成，它用來加工一種輪轂工件上十二個孔所用的專用機(jī)床，立式動力頭上裝有 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：第一是裝卸工件；第二個是鉆孔工序；第三個是擴(kuò)孔工序；第四個是鉸孔工序。加工工位布置圖見下圖所示。 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 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)計任務(wù) 1：根據(jù)條件與要求設(shè)計出 KAKM 電路。 2：根據(jù)設(shè)計的 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)場接線圖。 10：編寫說明書。 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 4 三 、 設(shè)計條件 （一）組合機(jī)床的啟動工作狀態(tài) 回轉(zhuǎn)臺抬起→回轉(zhuǎn)抬回轉(zhuǎn)→回轉(zhuǎn)臺反靠→回轉(zhuǎn)臺夾緊→動力頭快進(jìn)→動力頭工進(jìn)→延時停留→動力頭快退。 （ 二）液壓回轉(zhuǎn)工作臺回轉(zhuǎn)控制狀態(tài) 液壓回轉(zhuǎn)工作臺是靠控制液壓系統(tǒng)的油路來實現(xiàn)工作臺轉(zhuǎn)位動作，而液壓系統(tǒng)的動作循環(huán)是靠電氣電路控制。 1：回轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)臺動作。自 鎖銷脫開及回轉(zhuǎn)臺抬起→回轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)及緩沖→回轉(zhuǎn)工作臺反靠→回轉(zhuǎn)工作臺夾緊。 2：液壓回轉(zhuǎn)工作臺控制電路采用低壓直流信號控制。 （三）液壓動力頭控制狀態(tài) 動力頭是既能完成進(jìn)給運(yùn)動，又能同時完成刀具切削與動的動力 部件。 1：液壓動力頭的自動工作循環(huán) 動力頭快進(jìn)→力頭工進(jìn)→延時停留→快速退回原位。 2：工作狀態(tài)圖 四工位組合機(jī)床動力頭的工作狀態(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 5 圖 224 動力頭工作示意圖 3：動力頭工 作要求 本組合機(jī)床有三個動力頭 ，分別控制鉆頭、擴(kuò)孔、鉸孔工作，這三個動力頭是同步實現(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)械來保證，故在此我只作出一個動力頭的電氣控制原理圖。 ① 動力頭必須在回轉(zhuǎn)工作臺夾緊后才能移動。 ② 要求動力頭能實現(xiàn)點(diǎn)動調(diào)整控制。 ③ 要求動力頭在任意時刻實現(xiàn)快退控制。 快 退 工進(jìn) SQ2 SQ3 快 進(jìn) SQ1 起動 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 6 四 、 設(shè)計要求 ① 機(jī)床的主電路由三臺三相交流異步電動機(jī)及、及其附屬電氣元件組成，由于各電動機(jī) 容量不大，可采用直接起動控制。 ② M1 是主電動機(jī)，只需單方向起動，要求有短路及過載保護(hù)。 ③ M2 是液壓泵電動機(jī)，也只需單方向起動，要求有短路及過載保護(hù)。 ④ M3 是冷卻泵電動機(jī)，功率較小，單方向運(yùn)轉(zhuǎn)，要求有短路及過載保護(hù)。 ⑤ M1 和 M2 可以同時起停，也可單獨(dú)起停。 ⑥ 要求在動力頭工作時， M3 才接通，但也可以隨時調(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 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，然后將各部分聯(lián)系起來，再根據(jù)要求對整體電路進(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 電力拖動方案確定和電動機(jī)選擇 ① 機(jī)床的主電路由三臺三相交流籠型異步電動機(jī)及其附屬電氣元件組成，由于電動機(jī)容量都不大，故可采用直接起動控制。 ② 根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的技術(shù)要求，選擇電動機(jī)。 主軸電動機(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 的交流異步電動機(jī)。 ㈡ 繼電 接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計方案確定 ① 為滿足生產(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 8 結(jié)構(gòu)性能、運(yùn)動情況、加工工藝及加工情況?？紤]控制方案時，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)線數(shù)，防止出現(xiàn)寄生電路。各種指示燈與控制電路分開供電。 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)、過電流保護(hù)等。 六 主電路設(shè)計 ① 主軸電動機(jī)單方向起動，要求有過載及短路保護(hù)。 ② 液壓泵電動機(jī)單方向起動，過載及短路保護(hù)。 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 9 ③ 冷卻泵電動機(jī)單向工作，過載及短路保護(hù)。 根據(jù) 上面要求，要選用三臺電動機(jī)： M1—— 控制主軸的電動機(jī)； M2—— 控制液壓泵的電動機(jī)； M3—— 控制冷卻泵的電動機(jī)。 再根據(jù)電動機(jī)的控制要求選擇元件： QF—— 控制 總電源的斷路器，實現(xiàn)短路和過載保護(hù)； FU1～ FU3—— 控制各電動機(jī)短路保護(hù)； KM1—— 控制主軸電動機(jī)單向工作； KM2—— 控制液壓泵電動機(jī)工作； KM3—— 控制冷卻泵電動機(jī)工作； FR1～ FR3—— 用與各電動機(jī)