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三面铣组合机床机电控制系统设计

三面铣组合机床机电控制系统的设计

学 部：机 电 学 部
专 业：
学 号：
姓 名：
指导老师：
时 间： 2009年3月

目录
一、课程设计的目的
二、课程设计内容概述
1三面铣组合机床概述
⑴基本结构
⑵液压系统
⑶加工过程
⑷主要电器参数
2三面铣组合机床的控制要求
三、课程设计的任务和要求
四、课程设计的具体内容
⑴机械动力滑台的设计
⑵分配表
⑶单循环自动工作
ⅰ单循环自动工作循环图
ⅱ单循环自动工作功能表
ⅲ单循环自动工作梯形图
⑷左铣单循环工作
ⅰ左铣单循环功能表
ⅱ左铣单循环梯形图
⑸右2铣单循环工作
ⅰ右2铣单循环功能表
ⅱ右2铣单循环梯形图
⑹公用程序
⑺回原位程序
⑻手动程序
⑼梯形图总体结构图
⑽电气接线图
⑾主电路与照明电路
⑿面板设计
五、实验调试与体会
六、课程设计小结

一、 课程设计的目的
进一步巩固本课程所学知识。
掌握一般生产机械控制系统的设计与调试方法。
掌握一般生产机械电气线路的施工设计。
培养查阅图书资料、工具书的能力。
培养工程绘图、书写技术报告的能力。
二、 课程设计内容概述
1三面铣组合机床概述
三面铣组合机床是用来对Z512W型台式钻床主轴箱的Φ80、Φ90孔端面与定位面进行铣削加工的一种自动加工设备。下图1为加工工件的示意图。

⑴基本结构机床主要由底座、床身、铣削动力头、液压动力滑台、液压站、工作台、工件夹紧液压缸等组成。机床底座上安放有床身，床身上安装有液压动力滑台，工件与夹紧装置放于滑台上。床身的两边各安装有一台铣削头，上方有立铣头、液压站在机床附近。

⑵液压系统三面铣组合机床中工件松紧是由液压系统实现的。下图2为液压系统的原理图。
图2液压系统原理图

⑶加工过程三面铣组合机床的加工过程如图3所示。

ⅰ操作者将要加工的零件放在工件台的夹具中，在其它准备工作就绪后，发出加工指令。
ⅱ工件夹紧后压力继电器动作，液压动力滑台开始快进，到位转工进，同时启动左和右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，加工到终点三台电动机同时停止。
ⅲ待加工完全停止后，滑台快退回原位，工件松开，一个自动工作循环结束。
ⅳ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加工过程。

⑷主要电器参数电机、滑台、电磁阀参数如下：
ⅰ左、右2铣削头电动机：J02-41-4,4,1440,380V,8.4A;
ⅱ立、右1铣削头电动机：J02-32-4,3,1430,380V,6.5A;
ⅲ液压泵电动机：J02-22-4,1.5,1410,380V,3.49A;
ⅳ电磁阀:二位二通阀Z22 25,直流24V,0.6A,14.4W;二位四通阀Z24 25,直流24V,0.6A,14.4W；二位二通阀Z22 25,直流24V,0.6A,14.4W。

2三面铣组合机床的控制要求
ⅰ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。
ⅱ单循环自动工作过程如图3所示，油泵电机在自动工作一个循环后不停机。
ⅲ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。
ⅳ点动工作包括：四台主轴电动机均能点动对刀、滑台快速点动调整、松紧液压缸的调整。
ⅴ五台电动机均能单向旋转。
ⅵ要求有电源、液压泵工作、工件夹紧、加工等信号指示。
ⅶ要求有照明电路和必要的连锁环节与保护环节。

三、 课程设计的任务和要求
⑴根据要求，画出工作循环图、工作流程图；
⑵确定可编程控制器机型，画出输入/ 输出分配表；
⑶绘制控制线路（主电路、控制电路、照明电路）；
⑷编制梯形图（总体结构图、各功能表图、梯形图程序）；
⑸正确选择电器元件，列出电器元件、设备清单；
⑹绘制操作面板、电气接线图；
⑺整理技术资料，编写使用说明书。

四、 课程设计的具体内容
⑴机械动力滑台的设计
ⅰ机械动力滑台由滑台、滑座和双电机（快速与进给电机）传动装置三部分组成。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。
ⅱ机械滑台具有两台进给电动机，一台为快速进给电动机，用来拖动滑台快进和快退运动，由接触器控制快进和快退；
ⅲ另一台为工进电动机，拖动滑台工作进给运动，由接触器控制接通。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。

⑵分配表
编号
功能
符号
X00
自动
1-1
X01
手动
1-2
X02
单循环启动
2-1
X03
左铣头单循环
2-2
X04
右1铣头单循环
2-3
X05
右2铣头单循环
2-4
X06
立铣头单循环
2-5
X07
启动
3
X10
工件夹紧
4
X11
原位
1
X12
左、右1铣/工进
2
X13
立铣头电动机启动
3
X14
右1铣停/右2铣启
4
X15
终点
5
X16
松开工件
5
X17
滑台快进
6
X20
滑台快退
7
X21
停止
8
X22
液压泵启动
9
X23
回原位
10
X24
左铣头点动
11
X25
右1铣头点动
12
X26
立铣头点动
13
X27
右2铣头点动
14
Y00
夹紧工件
1
1
松开工件
2
2
滑台快进
7
Y03
滑台工进
6
Y04
滑台快退
8
Y05
左铣头工作
1
Y06
右1铣头工作
2
Y07
立铣头工作
3
Y10
右2铣头工作
4
Y11
原位指示灯
1
Y12
液压泵工作信号灯
2
Y13
工件夹紧指示灯
3
Y14
加工工件指示灯
4
Y15
终点指示
5
Y16
液压泵工作
5

⑶单循环自动工作
ⅰ单循环自动工作循环图

ⅱ单循环自动工作功能表

ⅲ单循环自动工作梯形图
⑷左铣单循环工作
ⅰ左铣单循环功能表

ⅱ左铣单循环梯形图
⑸右2铣单循环工作
ⅰ右2铣单循环功能表
ⅱ右2铣单循环梯形图

⑹公用程序

⑺回原位程序

⑻手动程序

⑼梯形图总体结构图

⑽电气接线图

⑾主电路与照明电路

⑿面板设计
五、实验调试与体会
本次试验调试了左铣单循环的试验。
通过这次试验，我复习巩固了软件的控制使用，对机械手操作面板的构造与连线了解加深，对三面铣组合机床的慨况有了更确切的理解，实际感受到在机电控制中起到了重要的作用。
六、课程设计小结
1复习巩固了机电传动控制的各方面内容，对设计的流程有了一定的了解。
2对的应用有了进一步的认识，把与实际生活的事物可以联系起来。
3本次设计内容需要在图书馆内查阅有关的知识，来丰富与完善自己的设计，并提高了书写报告的能力。
4各种试验的图表都是用专业制图软件完成其基本结构，巩固了自身的实际应用水平。
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