專用機(jī)床的電氣自動(dòng)控制設(shè)計(jì)

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【摘 要】車床主要運(yùn)用在工廠的加工工件和小型作坊的工件制作。本文對(duì)一臺(tái)加工零件的孔和倒角的專用車床的電氣自動(dòng)控制線路進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)機(jī)床主電機(jī)加工，工進(jìn)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)送工件，同時(shí)設(shè)計(jì)有快速電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的快送快退來(lái)有效的完成對(duì)工件的加工。系統(tǒng)具有較好的可靠性和抗干擾性。

【關(guān)鍵詞】專用車床；電氣自動(dòng)控制；設(shè)計(jì)

0.概述

為了保證一次設(shè)備運(yùn)行的可靠與安全，需要有許多輔助電氣設(shè)備為之服務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)某項(xiàng)控制功能的若干個(gè)電器組件的組合，稱為控制回路或二次回路。在設(shè)備操作與監(jiān)視當(dāng)中，傳統(tǒng)的操作組件、控制電器、儀表和信號(hào)等設(shè)備大多可被電腦控制系統(tǒng)及電子組件所取代，但在小型設(shè)備和就地局部控制的電路中仍有一定的應(yīng)用范圍，這也都是電路實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的基礎(chǔ)。

1.設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求

本機(jī)床采用鉆孔—倒角組合刀具加工零件的孔和倒角。加工工藝如下：快進(jìn)→工進(jìn)→停留刀光（3S）→快退→停車。工作臺(tái)工進(jìn)至終點(diǎn)或返回到原點(diǎn)，均由限位開(kāi)關(guān)使其自動(dòng)停止，并有限位保護(hù)。為保證位移準(zhǔn)確定位，要求采用制動(dòng)措施；快速電動(dòng)機(jī)可進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)調(diào)整，但在工進(jìn)是無(wú)效；設(shè)有緊急停止按鈕；應(yīng)有短路和過(guò)載保護(hù)。

2.電動(dòng)機(jī)的選擇和所用電動(dòng)機(jī)的功能

2.1電動(dòng)機(jī)的選擇

正確的選擇電機(jī)具有重要意義，合理的選擇電機(jī)是從驅(qū)動(dòng)機(jī)床的具體對(duì)象、合理加工規(guī)范，也就是要從車床的使用條件出發(fā)、經(jīng)濟(jì)、合理、安全等多方面考慮，使電機(jī)能夠安全可靠運(yùn)行。

目前我國(guó)車床設(shè)計(jì)制造部門(mén)一般都是通過(guò)對(duì)車床主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)試、分析，找出電動(dòng)機(jī)容量與車床主要數(shù)據(jù)的關(guān)系，根據(jù)這種關(guān)系作為選擇電動(dòng)機(jī)容量的分析。

因此，本設(shè)計(jì)中專用機(jī)床采用三臺(tái)電動(dòng)機(jī)，其中M1為主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，采用Y112M-4容量為4KW；M2為工進(jìn)電動(dòng)機(jī)，采用Y90L-4，采用Y90L-4，容量為1.5KW；M3為快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)，采用Y801-2，容量為0.75KW。

2.2主電路的設(shè)計(jì)

主電路共有三臺(tái)電動(dòng)機(jī)。如圖1所示，M1為主電動(dòng)機(jī)，主要作用是帶動(dòng)主軸旋，作單方向旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)鉆床的鉆孔、切削等一系列的工藝。M2是工進(jìn)電動(dòng)機(jī)，主要作用是運(yùn)送工件到達(dá)指定的位置，它具有正反轉(zhuǎn)和制動(dòng)的功能。M3是快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)，主要作用是實(shí)現(xiàn)工件的快速移動(dòng)，也具有正反轉(zhuǎn)功能，但是沒(méi)有制動(dòng)功能。三相交流電源通過(guò)開(kāi)關(guān)QS引入，接觸器KM1的主觸點(diǎn)是控制M1的啟動(dòng)和停止。接觸器KM2和KM3的主觸點(diǎn)是控制M2的啟動(dòng)停止和正反轉(zhuǎn)，接觸器KM4和電阻R是控制M2的降壓?jiǎn)?dòng)和制動(dòng)所用。接觸器KM5和KM6的主觸點(diǎn)是控制M3的啟動(dòng)停止和正反轉(zhuǎn)。速度繼電器KS用來(lái)測(cè)速，在制動(dòng)的時(shí)候所用。

2.3控制電路的設(shè)計(jì)

控制回路的電源是用220V電壓輸入，如圖1所示。

主電動(dòng)機(jī)M1的控制：按下啟動(dòng)按鈕SB3，接觸器KM1的線圈得電，接觸器KM1輔助常閉閉合形成自鎖，接觸器KM1主觸點(diǎn)閉合，主電機(jī)M1啟動(dòng)。按下停止按鈕SB2，接觸器KM1失電，電動(dòng)機(jī)M1停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

工進(jìn)電動(dòng)機(jī)M2的控制：按下按鈕SB6，中間繼電器KA3線圈得電，則中間繼電器KA3的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，形成自鎖，使得接觸器KM2的線圈得電，接觸器KM2動(dòng)作，主觸點(diǎn)輔助觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)M2進(jìn)行降壓?jiǎn)?dòng)，進(jìn)行正轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)到一定的速度的時(shí)候KS-1和KS-2閉合，中間繼電器KA1線圈得電，但中間繼電器KA2線圈不得電，KA1的觸點(diǎn)動(dòng)作并形成自鎖，由于中間繼電器KA1和KA3都得電動(dòng)作，所以KM4的線圈也得電，接觸器KM4動(dòng)作把電阻R短路，使得電動(dòng)機(jī)M2變成全壓運(yùn)行；當(dāng)按下轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SB8，時(shí)間繼電器通電開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)達(dá)到一定的時(shí)間，KT的常閉斷開(kāi)，中間繼電器KA3和接觸器KM2失電，M2斷電，然后到KM3得電，使M2進(jìn)行反轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)到一定的時(shí)間的時(shí)候速度小于速度繼電器計(jì)時(shí)的速度時(shí)KS-1和KS-2都斷開(kāi)，則工進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行完全的制動(dòng)；當(dāng)SB8沒(méi)有斷開(kāi)的的時(shí)候工進(jìn)電動(dòng)機(jī)不能再一次動(dòng)作，SB5的功能也是用來(lái)停止，但是用SB5停止完成后，工進(jìn)電動(dòng)機(jī)還能再一次進(jìn)行動(dòng)作。在正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的電路中都接有KM5和KM6的常閉觸點(diǎn)，起到電器互鎖的作用，當(dāng)快速電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的時(shí)候，工進(jìn)電動(dòng)機(jī)就能動(dòng)作，而且在正反轉(zhuǎn)的電路上也互接了KM2和KM3的常閉，使得正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)不能同時(shí)進(jìn)行。依此類推電動(dòng)機(jī)M2的反轉(zhuǎn)的啟動(dòng)和停止的過(guò)程都是一樣的，就不再進(jìn)一步說(shuō)明。

快速電動(dòng)機(jī)M3的控制：快速電動(dòng)機(jī)M3采用的是點(diǎn)動(dòng)控制的方式完成，由SB4（正轉(zhuǎn)）和SB9（反轉(zhuǎn)）來(lái)控制，同時(shí)SB4和SB9不能同時(shí)按下，否則會(huì)導(dǎo)致短路。

2.4保護(hù)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

熱繼電器FR1、FR2和FR3分別對(duì)電動(dòng)機(jī)M1、M2和M3進(jìn)行過(guò)載保護(hù)，熔斷器FU1和FU2分別是對(duì)主電路和控制電路實(shí)行短路保護(hù)，電源指示燈時(shí)候用來(lái)提示工作者機(jī)器是否通電。

2.5限位保護(hù)設(shè)計(jì)

在工件前進(jìn)和后退的兩個(gè)截止位置分別設(shè)置兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)SQ4/SQ2和SQ1/SQ3。開(kāi)關(guān)當(dāng)工進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正轉(zhuǎn)的時(shí)候，工件開(kāi)始運(yùn)行進(jìn)行加工，當(dāng)加工完的時(shí)候會(huì)慢慢的退出，工件就會(huì)撞到SQ2，SQ2是一個(gè)行程開(kāi)關(guān)，它初始位置是常閉的，當(dāng)工件撞上去的時(shí)候就會(huì)變成開(kāi)路，電動(dòng)機(jī)就會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，SQ4是起到保護(hù)的作用，當(dāng)SQ2壞了或者出現(xiàn)差錯(cuò)的時(shí)候SQ4就起作用了。

當(dāng)工進(jìn)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行的時(shí)候，它的限位開(kāi)關(guān)就是SQ1和SQ3過(guò)程也是相似的。

3.結(jié)束語(yǔ)

對(duì)比分析可知，該專用車床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)硬件電路及接線簡(jiǎn)單使用、系統(tǒng)可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)，具有良好的性價(jià)比等有點(diǎn)，其設(shè)計(jì)思路可供機(jī)械加工企業(yè)的相關(guān)車床設(shè)計(jì)改造借鑒。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]http：//wenku.baidu.com/view/f512400f52ea551810a68708.html.