【正文】 1 論文題目 ： 教學(xué)型數(shù)控車床電氣設(shè)計 學(xué)校名稱： 呼和浩特市廣播電視大學(xué) “中央廣播電視大學(xué)人才培養(yǎng)模式改革和開放教育”機(jī)電一體化專業(yè)?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計） 2 呼和浩特市廣播電視大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告表 課題名稱 教學(xué)型數(shù)控車床電氣設(shè)計 課題來源 現(xiàn)場 課題類型 導(dǎo) 師 學(xué)生姓名 學(xué) 號 專 業(yè) 機(jī)電一體化 一 .選題背景及意義 數(shù)控技術(shù)是以數(shù)字量編程實現(xiàn)控制機(jī)械或其他設(shè)備自動工作的技術(shù)。如果一種設(shè)備的控制過程是以數(shù)字形式來描述的，其工作過程是可編程序的并能在程序控制下自動進(jìn)行，那么這種 設(shè)備就稱為數(shù)控設(shè)備。作者根據(jù)數(shù)控工作要求編制數(shù)控程序，并將數(shù)控程序記錄在控制介質(zhì)上。數(shù)控程序經(jīng)數(shù)控設(shè)備的輸入接口輸入數(shù)字控設(shè)備，控制系統(tǒng)按程序控制設(shè)備完成工作任務(wù)。數(shù)控機(jī)床是典型的數(shù)控設(shè)備，它的生產(chǎn)和發(fā)展是數(shù)控技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展的重要標(biāo)志。 數(shù)控技術(shù)是以數(shù)字量編程實現(xiàn)控制機(jī)械或其他設(shè)備自動工作的技術(shù)。當(dāng)前，社會經(jīng)濟(jì)也科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與競爭，使機(jī)械產(chǎn)品趨精密、復(fù)雜，而且產(chǎn)品的生命周期縮短，改型頻繁。這不僅對機(jī)床設(shè)備提出精度與效率的要求，也提出了通用性與靈活性的要求。特別是航空、造船、武器、模具生產(chǎn)等工業(yè)部門 ，所加工零件具有精度高、形狀復(fù)雜、經(jīng)常變動的特點。使用普通機(jī)床加工這類零件，不僅勞動強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低，而且還難以保證精度，有些零件甚至無法加工。 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的出現(xiàn)較好的解決了復(fù)雜、精密、多變的零件加工問題，它是機(jī)床控制技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。隨著電子、自動化、計算機(jī)、精密機(jī)械、測量及人工智能技術(shù)的發(fā)展，機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)也在迅速發(fā)展和演變，以適應(yīng)社會生產(chǎn)的需要。 二 .設(shè)計目的 本方案用于實驗所需的數(shù)控機(jī)床。主要用于學(xué)校、工廠、以及科研所用，可用于數(shù)控機(jī)床，數(shù)控編程，數(shù)控原理實驗與培訓(xùn)。本課 題是要求在指導(dǎo)的情況下通過查閱相關(guān)的內(nèi)容的資料并進(jìn)行總體方案的設(shè)計（包括機(jī)械總體結(jié)構(gòu)，電氣控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和控制軟件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計）進(jìn)而最終完成適合實驗使用的數(shù)控機(jī)床。 三 .基本要求 1．掌握數(shù)控車床的設(shè)計方法； 2．掌握裝配圖的畫法； 3．了解數(shù)控機(jī)床的基本工作原理； 4．掌握各種元器件的選用方法； 5. 熟悉機(jī)床常用控制電路的結(jié)構(gòu)、工作原理及用途，并能正確選用； 6. 熟悉機(jī)床控制電路的基本環(huán)節(jié)及其應(yīng)用和分析方法。 四 .設(shè)計內(nèi)容 教學(xué)型數(shù)控車床是針對數(shù)控技術(shù)課程實驗和數(shù)控加工實訓(xùn)所開發(fā)研制的，本課題要求設(shè) 計教學(xué)型數(shù)控車床；本文要求完成教學(xué)型數(shù)控車床的電氣部分的設(shè)計。 1．確定電力設(shè)備的拖動方案并選擇電動機(jī)； 2．設(shè)計電氣控制電路； 3．選擇各種控制電器； 4．施工設(shè)計 —— 確定電氣設(shè)備的布局，繪制安裝接線圖等。 五 .技術(shù)路線及方法 1. 完成原理分析與設(shè)計說明書； 2. 完成電氣原理圖； 3. 完成主要電器元件組裝圖； 4. 元件明細(xì)表； 六 .主要內(nèi)容細(xì)化 (1)接觸器的選擇 (a)接觸器按其主觸點通過電流的種類不同，分為直流、交流兩種，機(jī)床上應(yīng)用最多的是交 3 流接觸器。 (b)根據(jù)接觸器所控制負(fù)載的為一般任務(wù)（控制中小功率籠型電動機(jī)等），選用 AC3類接觸器。 (c)交流接觸器的額定電壓一般為 500V或 380V兩種，應(yīng)大于或等于負(fù)載電路的電壓。 (d)根據(jù)電動機(jī)的功率和操作情況來確定接觸器主觸點的電流等級。 (e)接觸器線圈的電流種類和電壓等級應(yīng)與控制電路相同。 (f)觸電數(shù)量和種類應(yīng)滿足電路和控制電路的要求。 (2)繼電器的選擇 (a)在機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中，用得較多的電流繼電器有 JL1 JL1 JL3等型號，主要根據(jù)主電路內(nèi)的電流種類和額定電流 來選擇。 (b)在機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中，常用的有 JT JT4型號的電壓繼電器。 (c)中間繼電器主要依據(jù)被控制電路的電壓等級，觸電數(shù)量、種類及容量來選用。 (3)直流穩(wěn)壓電源的選擇 選擇電源時需要考慮的問題主要有：電源的輸出功率輸出路數(shù)；電源的尺寸；電源安裝方式和安裝孔位；電源的冷卻方式；電源在系統(tǒng)中的位置及走線；環(huán)境溫度；絕緣強(qiáng)度；電磁兼容性；環(huán)境條件。 (4)控制變壓器的選擇 (a)在選用控制變壓器時，首先應(yīng)滿足副 邊線圈的個數(shù)和電壓值以及原邊電源電壓的數(shù)值。 (b)在繼電器 — 接觸器控制電路中，控制變壓器的負(fù)載，主要是交流接觸器和繼電器的吸引線圈 ,它們的啟動電流一般要比吸持電流大幾倍，一般情況下，可將副邊連續(xù)負(fù)載的總量，乘以 ～ ，選用額定容量大于或等于這個數(shù)值的控制變壓器即可。 電氣控制電路一般由主電路、控制電路和輔助電路等部分組成。了解電氣控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、電動機(jī)和電氣元件的分布狀況及控制要求等內(nèi)容之后，便可以閱讀分析電氣原理圖。 （ 1）分析主回路。從主回路入手 ，要根據(jù)伺服電動機(jī)、輔助機(jī)構(gòu)電動機(jī)和電磁閥等執(zhí)行電器的控制要求，分析它們的控制內(nèi)容，控制內(nèi)容包括啟動、方向控制、調(diào)速和制動。 （ 2）分析控制電路。根據(jù)主回路中各伺服電動機(jī)、輔助機(jī)構(gòu)電動機(jī)和電磁閥等執(zhí)行電器的控制要求，逐一找出控制電路中的控制環(huán)節(jié)，按功能不同劃分成若干個局部控制線路來進(jìn)行分析而分析控制電路的最基本方法是查線讀圖法。 （ 3）分析輔助電路。輔助電路包括電源顯示、工作狀態(tài)顯示、照明和故障報警等部分，它們大多由控制電路中的元件來控制的，所以在分析時，還要回頭來對照控制電路進(jìn)行分析。 （ 4）分析互 鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)。機(jī)床對于安全性和可靠性有很高的要求，實現(xiàn)這些要求，除了合理地選擇元件和控制方案外，在控制線路中還設(shè)置了一系列電氣保護(hù)和必要的電氣互鎖。 (5)總體檢查。經(jīng)過“化整為零”，逐步分析了每一個局部電路的工作原理以及各部分之間的控制關(guān)系之后，還必須用“集零為整”的方法，檢查整個控制線路，看是否存在遺漏，特別要從整體的角度去進(jìn)一步檢查和理解各控制環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，理解電路中每個元器件所起的作用。 七 .重點研究問題 八 .條件因素 認(rèn)真做好畢業(yè)設(shè)計，必須按計劃執(zhí)行，必須按老師要求去做，按時出勤，面對困難要積極應(yīng)對，向老師積極答辯。 指 導(dǎo)教 師意 見 簽名： 年 月 日 4 論 文 目 錄 一、 緒論 ................................................. 5 （一） 機(jī)床電氣自動控制系統(tǒng) .............................. 6 1．電氣控制系統(tǒng)的組成 ................................. 6 2．機(jī)床電力拖動自動控制系統(tǒng) ............................ 6 （二 ） 機(jī)床電氣自動控制系統(tǒng)的作用及發(fā)展趨勢 ............... 6 1．機(jī)床電氣自動控制系統(tǒng)的作用 .......................... 7 2．機(jī)床電氣自動控制系統(tǒng)的發(fā)展 .......................... 7 二、 車 床電氣設(shè)計的一般原則 ................................. 8 （一） 機(jī)床電氣設(shè)計的基本內(nèi)容 ............................ 8 （二） 機(jī)床電氣設(shè)計的基本要求 ............................ 8 （三） 電氣設(shè)計的技術(shù)條 件 ............................... 9 （四） 電氣控制電路的設(shè)計原則 ............................ 9 三、 電氣傳動形式與控制方案的確定 ........................... 9 （一） 電氣傳動形式的確定 ............................... 9 1．傳動方式 .......................................... 10 2．調(diào)速性能 .......................................... 10 3．負(fù)載特性 .......................................... 10 4．起動、制動和反向要求 .............................. 10 5．結(jié)構(gòu)要求 .......................................... 11 （二） 控制方案的確定 .................................. 11 1．控制方案的選擇原則 ................................ 11 2．控制方案的確定 .................................... 12 四、 電動機(jī)和驅(qū)動裝置的選擇 ............................... 13 （一） 電動機(jī)的選擇 .................................... 13 1．電動機(jī)容量的選擇 .................................. 13 2．電動機(jī)的種類、電壓、轉(zhuǎn)速和結(jié)構(gòu)形式的種類 ............ 14 （二） 驅(qū)動裝置的選擇 .................................. 16 1．進(jìn)給驅(qū)動裝置的選型 ................................ 16 2．主軸驅(qū)動裝置的選型 ................................ 16 五、 電氣控制原理圖 ....................................... 17 （一） 電氣原理圖繪制的基本規(guī)則 ......................... 17 （二） 控制線路電源的選擇 .............................. 17 （三） 主電路的設(shè)計 .................................... 18 （四） 主電路的設(shè)計分析 ................................ 19 5 （五） 控制線路的經(jīng)驗設(shè)計法 ............................. 19 （六） 控制線路的邏輯設(shè)計法 ............................. 20 1．邏輯設(shè)計法基本概念 ................................ 20 2．邏輯設(shè)計法的一般步驟 .............................. 20 （七） 控制電路的設(shè)計分析 .............................. 21 （八） 車床電源線路 .................................... 23 六、 電氣元件的選擇 ....................................... 24 （一） 低壓電器元件選擇的基本原則 ....................... 24 （二） 低壓斷 路器（ QF）的選擇 .......................... 24 （三） 熔斷器（ FU）的選擇 .............................. 25 1．熔斷器的基本結(jié)構(gòu) .................................. 25 2．選擇方法 .......................................... 26 （四） 接觸器（ KM）的選擇 ............................. 27 （五） 繼電器（ KA）的選擇 .............................. 29 （六） 變壓器（ TC）的選擇 .............................. 30 （七） 開關(guān)電器的選擇 .................................. 31 1．行程開關(guān)（ SQ）的選擇 .............................. 31 2．按鈕的選擇 ........................................ 31 3．指示燈的選擇 ...................................... 31 4．導(dǎo)線和電纜 ........................................ 32 結(jié) 論 ............................