组合机床电气控制课程设计1

机床电气控制技术课程设计报告指导教师:设计课题：台普通卧式车床的电气控制系统设计绪论卧式车床是机械加工中常用的金属切削机床，电气控制系统是生产机械设备的重要组成部分，保证机械设备生产工艺，它保证机械设备安全可靠工作以及实现操作自动化。

我们主要对其电气系统进行分析与学习。

第一章车床的运动形式1．1 主运动车床的主运动是工件的旋转运动，它是由主轴通过卡盘或顶尖带动工件旋转。

1．2 进给运动车床的进给运动是带动刀具作纵向或横向的直线移动，也就是使切削能连续进行下去的运动。

1．3 辅助运动车床的辅助运动包括刀架的快进与快退，尾架的移动与工件的夹紧与松开等。

第二章电源形式2．1电源形式主电路采用交流380V 电源直接供电，对于比较复杂的控制线路，应采用控制电源变压器，将控制电压由交流380V 或220V 降至110V 或48V、24V 等，这是从安全角度考虑的。

本设计由控制变压器将交流380V 变换成110V、24V、和6V 分别供给控制回路、照明回路和信号回路。

第三章电气元件的选择3.1电器元件的选择 3. 1.1热继电器利用电流的热效原理来工作的保护电器 主要用作：三相异步电动机的过载保护由按钮、接触器、热继电器等组成的异步电动机直接起动控制电路FR屮热继电器的图形和文字符号3. 1. 2交流接触器KM用来频繁的接通和分断交直流主回路和大容量控制电路。

主要控制对象是电 动机，能实现远距离控制，并有欠（零）电压保护功能。

交流接触器图形符号和文字符号3. 3. 3熔断器作用：利用金属的熔化来切断电路，以保护电器，短路保护。

3. 3. 4按钮按钮，是一种常用的控制电器元件，常用来接通或断开控制电路’（其中电流很小），从而达到控制电动机或其他电气设备运行目的的一种开关。

SB SB SB叶a J常开触头常间触头夏式触头3. 3. 5行程开关行程开关，位置开关（又称限位开关）的一种，是一种常用的小电流主令电器。

在电气控制系统中，位置开关的作用是实现顺序控制、定位控制和位置状态的检测。

机械《机床电气控制》教案第一章：绪论1.1 课程介绍解释机床电气控制课程的目标和重要性。

概述机床电气控制的基本概念和历史。

1.2 机床电气控制系统的组成介绍机床电气控制系统的常见组成部分，例如电源、控制器、执行器等。

解释各部分的功能和相互作用。

1.3 机床电气控制技术的发展趋势探讨机床电气控制技术的发展历程。

介绍当前机床电气控制技术的发展趋势和未来展望。

第二章：电气元件2.1 电源介绍机床电气控制系统中电源的作用和类型。

解释不同电源的特点和应用场景。

2.2 控制器讲解控制器的功能和工作原理。

介绍常见的控制器类型，如继电器控制器、PLC控制器等。

2.3 执行器解释执行器的作用和分类。

探讨不同执行器的工作原理和应用领域。

第三章：电气控制原理3.1 控制逻辑介绍电气控制逻辑的基本概念和常用符号。

解释逻辑运算和逻辑门电路的工作原理。

3.2 控制电路设计讲解控制电路设计的基本原则和方法。

探讨如何根据机床需求设计合适的控制电路。

3.3 控制电路实例分析分析具体的机床控制电路实例。

解释电路的工作原理和功能。

第四章：PLC控制系统4.1 PLC基本原理介绍可编程逻辑控制器（PLC）的定义和工作原理。

解释PLC的主要组成部分和功能。

4.2 PLC编程讲解PLC编程的基本语言和指令系统。

探讨如何使用PLC编程实现机床控制功能。

4.3 PLC控制系统设计讲解PLC控制系统设计的基本步骤和方法。

探讨如何根据机床需求设计合适的PLC控制系统。

第五章：机床电气控制系统的维护与故障诊断5.1 机床电气控制系统的维护讲解机床电气控制系统的日常维护和保养方法。

解释如何检查和解决问题以保持系统正常运行。

5.2 故障诊断与维修介绍故障诊断的基本方法和技巧。

探讨如何诊断和修复机床电气控制系统中常见的故障。

第六章：典型机床电气控制系统的分析6.1 数控机床电气控制系统介绍数控机床电气控制系统的组成及特点。

分析数控机床的主轴驱动、进给驱动和辅助装置的控制原理。

机床电气控制技术课程设计报告设计课题: 一台普通卧式车床地PLC控制系统设计姓名:学院:专业:班级:学号:日期指导教师:目录一、设计要求二、普通卧式车床控制简介1． PLC控制线路设计2. 电气控制线路特点三、系统地硬件设计1. 确定电动机2. 控制要求3. 确定I/O设备4. PLC地选择5. 分配I/O6．电器元件选择四、PLC对普通卧式车床地工作原理1. 主电动机正反转控制2. 主电动机电动控制3. 主电动机电动停止和反接制动4. 主电动机反接制动5. 主电路工作电流监视6. 冷却及快速电动机控制五、卧式车床电气控制主回路图六、安装般电器元件平面布置七、控制面板按钮、行程开关平面布置图八、车床控制系统PLC外部接线图九、车床控制系统PLC梯形图十、电器元件一览表十一、参考文献一、设计要求主要参数和拖动控制要求：1、最大车削工件外圆直径为700mm.2、要求主拖动电动机直接起动,点动串电阻,正反转动.3、要求切削时提供冷却液.4、刀架可以有电动机拖动快速移动.5、必要地照明、信号指示.一．普通卧式车床控制简介一、PLC控制线路设计1. 主电路设计根据设计要求,需要使用三个电动机M1、M2、M3.机床地三相电源由电源引入开关Q引入.主电动机M1地过载保护,由热继电器FR1实现,它地短路保护可由机床地前一级配电箱中地熔断器充任.冷却泵电动机M2地过载保护,由热继电器FR4实现.快速移动电动机M3由于是短时工作,不设过载保护.电动机M2、M3设有短路保护熔断器FU5.2. 控制电路设计考虑到操作方便,主电动机M1可在操作板上和刀架上分别设起动和停止按钮SB1、SB2、SB3、SB4进行操纵,接触器与控制按钮组成自锁地起停控制电路.冷却泵电动机M2由SB5、SB6进行起停操作,装在操作板上.快速电动机M3工作时间短,为了操作灵活由按钮SB7与接触器组成点动控制电路.3. 信号指示与照明电路设计可设电源指示灯HL2（绿色）,在电源开关Q接通后,立即发光显示,表示机床电气线路已处于供电状态；设指示灯HL1（红色）表示主电动机运行.这两个指示灯可由接触器地动合和动断两对辅助触点进行切换通电显示.在操作面板上设有交流电流表A,它串联在电动机主回路中,用以指示机床地工作电流.这样可根据电动机工作情况调整切削用量使主电动机尽量满载运行,提高生产率,并能提高电动机功率因数.设照明灯HL为安全照明（36V安全电压）.4. 控制电路电源.考虑安全可靠及满足照明指示灯地要求,控制线路地电压为127V,照明电压为36V,指示灯电压为6.3V..二、电气控制线路地特点（1）主轴正反转用正反向接触器进行控制（2）主电机不经常启动,所以采用直接启动（3）为了对刀和工件进行调整,主轴电动机控制线路设置有电动环节（4）为了调高工作效率,主轴电动机采用反接制动,在反接制动时,为减小制动电流,定子回路串入限流电阻R,在点动时,R叶串入定子回路,防止频繁点动时使主电动机过热（5）未检测主轴电动机定子大电流,通过电流互感器介入电流表.为防止主轴电动机地启动电流以及反接制动电流对电流表造成冲击,在主轴电动机启动和反接制动时,与电流表并联一个时间继电器地通电延时打开地常闭触电（6）加工螺纹时,为了保证工件地旋转速度与刀具地进给速度间地严格传动比关系,刀架地进给运动也由主轴电动机拖动（7）为了减轻工人地劳动强度和节省辅助工时,专门设计了一台2.2kw地电动机拖动溜板箱快速运动（8）加工时为了防止刀具和工件地温度过高,用一台电动机驱动地冷却泵供给切削液实现冷却.冷却泵电动机在主轴电动机开动后方可起动旋转.二.系统硬件设计一确定电动机我国机床制造厂对不同类型机床目前采用地主电动机容量地统计分析公式如下：车床：P = 36.5 D1.54单位为 kW. （4-1）D 车削最大工件直径单位为 m .立式车床： P = 20 D0.88单位为kW. （4-2）D 车削最大工件直径单位为 m .摇臂钻床：P = 0.0646 D1.10单位为 kW. （4-3）D 最大钻孔直径单位为 mm .卧式镗床：P = 0.004 D1.7单位为 kW. （4-4）D 镗杆直径单位为 mm .龙门刨床：P = D1.16/1.66 单位为 kW. （4-5） B 工作台宽度单位为 mm .按上式结果,选用稍大于或等于计算值地标准容量电动机.根据上式4-1和设计要求可算出P=21.07kW.查表得可选电动机P=22kW.对于机床,当主运动和进给运动由同一电动机驱动时,可依主运动电动机功率选择.若进给运动由单独电动机并驱动快速移动时,电动机功率由快速移动来选择,而快速移动所需要地功率,一般由经验数据来选择.下表列出了其经验数据值.机床型号运动部件移动速度值（V/min）所需电动机功率值(kW)D m= 400mm普通车床D m= 600mmD m= 1000mm 溜板6~94~63~40.6~1.00.8~1.23.2根据上表和Y系列三相异步电动机技术表选进给电动机容量P=2.2kW,冷却电动机所需容量很小故选容量1.5kW.二深入了解和分析被控对象地工艺条件和控制要求a．被控对象就是受控地机械、电气设备、生产线或生产过程. b．控制要求主要指控制地基本方式、应完成地动作、自动工作循环地组成、必要地保护和联锁等.对较复杂地控制任务分成几个独立地部分,有利于编成和测试.三确定I/O设备根据被控对象对PLC控制系统地功能要求,确定系统所需地用户输入设备、输出设备.常用地输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等,常用地输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等.四选择合适地PLC类型PLC类型,包括机型容量地选择、I/O模块地选择、电源模块地选择等,从对产品地熟程度及产品本身地可靠性及改造地要求,我们选择三菱系列地产品.（1）输入输出(I/0)点数地估算I/O点数地确定应以控制设备所需地所有输入/输出点数总和为依据.在一般情况下,PLC 地I/O点应该有适当地余量.通常根据统计地输入输出点数,再增加10%～20%地可扩展余量后,作为输入输出点数估算数据.C650车床PLC改造所需地输入点数为：17点；所需地输出点数为7点；所需I/O点数一共需要：24点,所以我们选择地PLC地型号所需地I/O点数至少为：24*（1+10%）=27 点（2）PLc存储器容量地估算程序容量是存储器中用户程序所使用地存储单元地大小,因此存储器容量应大于程序容量.容量地计算大体上是按数字量I/O点数地10～15倍,加上模拟I/O点数地100倍,以此数为内存地总字数(16位为一个字),另外再按此数地25%考虑余量.该PLC有24点且为数字量,则所需地存储容量估算为：24*15*（1+25%）=450 （字）450*16/1024=7.3KB 取整： 8KB（3）LC通讯功能地选择该PLC需要满足地通讯功能没有特殊地要求.（4）电源地选择根据我国地电网用电实用标准,我们选择电源为AC220地PLC（5）PLC机型地选择PLC地类型：PLC按结构分为整体型和模块型两类;整体型PLC地I/0点数较少且相对固定,因此用户选择地余地较小,通常用于小型控制系统.在这里,根据控制系统地要求,与以上分析与计算,我们选择三菱FX2系列地整体型PLC,型号为：FX2N-48MR-001 输入点： 24,24 继电器输出五 分配I/O一般输入点和输入信号,输出点和控制信号是一一对应地.分配好后,按系统分配地通道和接点号,分配给每一个输入输出信号,即进行编号.在个别情况下也有两个信号用一个输入点地那样就应在接入输入点前,岸逻辑关系接好线（如两个接点先串联或并联）,然后在接入输入点.六 选择电气元件1. 电源引入开关Q.Q 主要作为电源隔离开关用,并不用它来直接启停电动机,可按电动机额定电流来选.中、小型机床常用组合开关,选用HZ10-25/3型,额定电流为25A,为三极组合开关.2. 热继电器FR1、FR2.主电动机M1额定电流为23A,FR1应选用JR0~40型热继电器,热元件电流为25A,整定电流调节范围为16~25A,工作时将额定电流调整为23A.同理,FR2应选用JR10-10型热继电器,选用1号元件,整定电流调节范围是0.40~0.64A,整定在0.43A.3. 熔断器FU1、FU2、FU3.FU1是对M1电动机进行保护地熔断器,其熔体电流为2.6770.437.62.5R I A ⨯+≥=可选用RL1-15型熔断器,配10A 地熔体.FU2、FU3、 FU4、FU5选用RL1-15型熔断器,配2A地熔体.4. 接触器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5.接触器KM1、KM2、KM3,根据主电动机1M地额定电流IN=23A,控制回路电源为127V,需主触点三对,动合辅助触点两对,动断辅助触点一对等情况,选用CJ10-40型接触器,电磁线圈电压为127V.由于M2、M3电动机额定电流很小,KM4、KM5可选用JZ7-44型交流中间继电器,其线圈电压为127V,触点电流为5A,可完全满足要求,对小容量地电动机常用中间继电器充任接触器.三. PLC对普通卧式车床地工作原理一、主电动机正反转控制1.正转控制按下主电机正转按钮SB2,第6支路X2闭合,由于X3、M102均未动作,所以M101通电并通过第7支路地M101自锁.引起以下3个结果：①第8支路M101闭合,T1开始0.5S计时；②第12支路M101辅助常闭触头断开,使反转起动辅助继电器M102断电,实现正转与反转地互锁.③第17支路地M101闭合,Y2通电,主电路中KM3吸合,使串电阻R短接.当第8支路T1延时0.5S到达后,导致第9支路T1闭合,因第9支路地Y1处于闭合状态,所以Y0通电；敬第15支路地Y0断开,主电路中主触头KM1闭合.电动机M1正向起动运行.2.T1地延时作用T1延时0.5S确保了主电路中KM3先吸合,使串电阻R短接,然后再接通M1正转控制主触头KM1；否则,接触器KM1、KM3接通地指令几乎同时从PLC控制软件中发出,可能导致KM1先接通、KM3后接通,串电阻R不能先短接.电动机M1起动后,转速上升,当转速升至100r/min时,速度继电器地正转触头KS1闭合,第22支路地X11闭合,为正转反接制动作好准备.3.反转控制及T2延时按下SB3,电动机M1将反向起动运行,通过T2延时0.5S地作用确保主电路中KM3先吸合,使串电阻R短接,然后再接通M1反转主触头KM2.二、主电动机点动控制按下正转点动按钮SB1,第2支路和第5支路地X1均闭合,通过第2支路地X1使第1支路地M103通电,并通过第3支路地M103自锁.同时第22支路地M103也闭合,为T3通电作好准备.车床一旦上电,第5支路地M110立即闭合,此时因本支路中地X1闭合,所以M100通电,使第10支路M100闭合,第9支路Y0通电,第22支路地常闭辅助触头Y0断开.车床电气控制主电路中因第9支路Y0通电,接触器主触头KM1吸合,主电动机M1正转起动升速,转速大于100r/min后,速度继电器地正转触头KS1保持闭合.同时第22支路地X11闭合,为反接制动作好准备.三、点动停止和反接制动1.M1断电降速松开正转点动按钮SB1,第2支路和第5支路地X1均断开,第5支路地M100断电,第10支路地M100随即断开,第9支路Y0断电,第22支路地Y0触头闭合.导致主电路中主触头KM1断开,主电动机M1断电降速运转.2.M1反接制动由于降速初期,速度继电器触头KS1处在闭合状态,所以第22支路中地X11闭合,加之本支路地Y0触头闭合,所以T3通电,开始延时.T3延时到达后,第16支路地T3触头闭合,导致第15支路Y1通电,主电路中主触头KM2吸合,主电动机M1反接制动.3.反接制动结束转速降到低于100r/min时,速度继电器地正转触头KS1断开,第22支路地X11断开,使T3断电,第16支路地T3触头断开,第15支路地Y1随之断电.主电路中KM3主触头断开,反接制动结束,主电动机M1停转.4.T3地延时作用T3延时0.5S地作用是确保先断开KM1,再接通KM2；否则KM2先于KM1断开前接通,将导致主电动机M1绕组烧损.四、主电动机反接制动1.主电动机断电按下停止按钮SB,第4支路X0断开,M110断电,使第5支路地常开触头M110断开,不再执行MC至MCR之间地主控电路,第9支路地Y0因之断电.主电路中KM1断开,主电动机M1断电降速,但只要主电动机M1转速大于100r/min,速度继电器地正转触头KS1仍闭合,而第1支路地M103因自锁而通电.按下停上按钮SB会使第9支路地常闭辅助触头X0断开,Y0断电,电气控制主电路中受Y0控制地主触头KM1将断开.2.进入反接制动状态松开停止按钮SB,使SB由按下状态切换成未按下状态,则第4支路X0恢复闭合,M110通电,第5支路地M110闭合,接通并执行MC至MCR之间地主控电路.第1支路中地常闭辅助触头X0也恢复闭合,所以M103通电,此时第22支路地M103保持闭合.由于主电动机M1转速大于100r/min,KS1处于闭合状态,第22支路地X11保持闭合,导致T3通电,计时开始.当T3计时时间到达后,第16支路地T3闭合,使第15支路地Y1通电,主电路中KM2闭合,电动机M1进入反接制动状态,主电动机M1迅速降速.3.T3延时地作用T3延时0.5S作用体现在电气控制主电路中,KM1主触头先断开,0.5S后KM2主触头再闭合,杜绝了KM1与KM2瞬时地同时接通状态,有助于避免电动机绕组烧损.4.M1停转当主电动机M1降速至100r/min以下时,速度继电器地正转触头KS1断开,使22支路地X11断开,T3失电,导致第16支路地T3断开,Y1断电,主电路中KM2断开,反接制动结束,主电动机M1停转.5.反转停止进入反接制动若起动时按下SB3,主电路中主触头KM3、KM2间隔0.5S先后接通,电动机M1将反向起动运行.之后松开停止按钮SB,将进入反转停止反接制动过程.五、主电路工作电流监视主电动机正反转起动过程中,因辅助继电器M101、M102中必有一个通电,所以第19支路地T5通电,10S计时开始.计时到达后,第21支路地T5闭合,导致Y5通电,主电路中地常闭触头KT 断开,交流电流表A进行工作电流监视,从而使A避开较大地起动工作电流.六、冷却及快速电动机控制冷却泵电动机M2、快速移动电动机M3均为单向运转,控制较为简单.当按下冷却泵电动机起动按钮SB5时,第25支路地X5闭合,Y3通电并自锁,冷却泵电动机M2起动；而按下停止按钮SB4时,第25支路地X4断开,Y3断电,冷却泵电动机M2断电停转.按下限位开关SQ,第27支路地X6闭合,Y4通电,快移电动机M3起动；松开限位开关SQ,快移电动机M3断电停转电器元件一览表参考文献[1]武可庚编著. 机械设备控制技术. 高等教育出版社,2002 ：125-130[2]范永胜,王珉编著.电气控制与PLC应用. 中国电力出版社,2001：76-80[3]方承远编著. 工厂电气控制技术. 机械工业出版社,2003 ：102-120[4]许廖编著. 工厂电气控制设备. 机械工业出版社,2006 ：15-20[5]王炳实编著. 机床电气控制技术. 机械工业出版社,2004：45-60[6]王兆义编著. 可编程序控制器地应用技术. 机械工业出版社,2000：50-70[7]崔亚军编著. 可编程序控制器地原理及程序设计. 电子工业出版社,1996[8]崔亚军编著. 可编程控制器原理与实践. 辽宁科学技术出版社,2002：20-30[9]社彭利标编著. 可编控制器原理及应用. 西安电子科技大学出版,2005[10]陈宇编著. 可编程控制器基础及编程技巧. 广州华南理工大学出版社,1999[11]杨长能,张兴颜编. 可编程序控制器基础及应用. 重庆大学出版社,1998[12]郑瑜平编著. 可编程序控制器. 北京航空大学出版社,2000：230-300[13]王兆义编著. 可编程控制器教程. 北京.机械工业出版社,2001：201-210[14]林小峰编著. 可编程控制器原理及应用. 北京.高等教育出版社,1991：63-56[15]孙同景,徐蹲编著. 可编程序控制器应用基础．山东科学技术出版社,1996[16]洪忠渝编著．可编程序控制器地原理及应用．青岛海洋大学,1988：36-60[17]李道霖编著. 电气控制与PLC原理应用. 北京电子工业出版社,2004：80-100[18]佟为明编著. 低压电器继电器及其控制系统. 哈尔滨工业大学出版社,2000[19]严盈富编著. 监控组态软件与PLC入门. 人民邮政出版社,2006：23-25[20]张进秋,陈永利,张中民编著. 可编程控制器原理及应用实例. 机械工业出版社,2004：150-160[21]郑凤冀,郑丹丹,赵春江编著. 图解PLC控制系统梯形图和语句表. 人民邮政出版社,2006：45-60 FX2用户使用手册卧式车床I/O分配图卧式车床电动控制线路C650车床电气控制原理电路电气接线图。

机床电气控制技术课程设计报告设计课题: 一台平面磨床的PLC控制系统姓名: 寒冰色收学院:专业: 11机制班级:学号:日期 2014年6月16日——2014年6月22日指导教师:安徽农业大学工学院电气工程系1设计要求………………………………………………………………………………………32部件选用 (4)控制电路制定 (5)用PLC代替控制电路 (6)磨床控制电路图 (7)用PLC对电路进行控制 (5)3.3 PLC的I/O端口分配表 (7)3.4 PLC的I/O电气接线图的设计 (8)3.5低压电器的选择 (8)3.6电器位置图和安装接线图的设计 (9)PLC控制电路接线图计 (9)PLC 梯形图程序设计 (10)零件明细表 (11)结论 (12)致谢 (12)参考文献 (13)附录A 梯形图程序 (14)附录B 语句指令表程序 (15)附录 C 元器件明细表 (16)附录D磨床的电器位置图 (16)基于平面磨床的PLC控制系统设计一.摘要：本设计是基于学习任务要求，旨在用PLC控制系统的方式对一台平面磨床进行控制，让我们了解用逻辑电路模仿机床的控制电路对平面磨床进行控制，由于PLC的体积小，操作方便，成本低。

对于控制电路的大体积、高成本所以研究PLC有利于节约机床的生产成本，降低能耗，减小机床的体积有一定的作用。

二.设计要求要求根据机床工作的实际情况，按照安全可靠、经济合理、控制线路简单的基本要求。

选择用户输入设备，输出设备，执行电器；分配I/O点，绘制I/O 接线图；设计控制程序；制定电器元件明细表；最后写出设计报告，绘出设计图样。

三.设计依据主要设计技术参数和拖动控制要求：1.砂轮电动机7.5KW，正转。

2.砂轮可以由电动机拖动上下移动。

3.切削时提供冷却液。

4.要求电磁吸盘起作用。

四.设计任务要求在规定时间内完成下列工作量；1.设计内容包括；（1）.分析控制要求。

（2）.选择用户输入设备，输出设备，执行电器。

目录第一章绪论 (1)第二章设计方案 (3)2.1 左、右两动力头进给电机 (3)2.2电动机控制电路 (3)2.3液压泵电动机 (4)2.4液压动力滑台控制 (4)2.5主电路及照明电路 (6)2.6保护与调整环节 (6)2.7继电器电气原理简图 (8)第三章I/O分配表 (10)第四章组合机床电气控制电路图 (11)第五章课程设计的具体内容 (12)5.1单循环自动工作 (12)5.1.1单循环自动工作循环图 (12)5.1.2单循环自动工作功能表 (12)5.1.3单循环自动工作梯形图 (12)5.2左铣单循环工作 (13)5.2.1左铣单循环功能表 (13)5.2.2左铣单循环梯形图 (13)5.3右铣单循环工作梯形图 (13)5.4公用程序 (13)5.5回原位程序 (14)5.6手动程序 (15)5.7 PLC梯形图总体结构图 (15)5.8面板设计 (16)第六章系统调试 (17)第七章设计心得 (18)第八章参考文献 (19)第一章绪论对于机械—电气结合控制的组合机床，电气控制系统起着重要的神经中枢作用。

传统的组合机床采用的继电器—接触器控制系统，接线复杂、故障率高、调试和维护困难。

随着PLC控制技术日益成熟并得到越来越广泛的应用，利用原有的继电器—接触器控制电路设计PLC控制系统，或直接进行PLC控制系统的设计，都能很好地满足组合机床自动化控制的要求。

本次设计的要求如下：组合机床结构示意图组合机床工作循环图组合机床采用两个动力头从两个侧面分别加工，左、右动力头的电动机均为2.2kw，进给系统和工件夹紧都用液压系统驱动，液压泵电动机的功率为3kw，动力头和夹紧装置的动作由电磁阀控制。

设计要求如下：（1）两台铣削动力头分别由两台笼型异步电动机拖动，单向旋转，无须电气变速和停机制动控制，但要求铣刀能进行点动对刀。

（2）液压泵电动机单向旋转，机床完成一次半自动工作循环后按下总停机按钮时才停机。

组合式机床电气控制设计组合式机床电气控制设计【摘要】本文阐述了组合式机床相关知识和PLC的相关概念，论证了组合式机床电气设计的基本理论和过程，并结合PLC编程程序来进行设计。

【关键字】组合式机床;电气设计;PLC编程1、组合式机床的相关知识1.1组合式机床的概念组合式机床是集机电于一体的、自动化程度较高的成套技术装备，它是由一些通用部件及少量的专用部件组成的自动化或者半自动化的专用机床。

它的特征是高效率、高质量、低成本、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、轻工业等行业。

1.2组合式机床的加工方式组合式机床加工方式一般为多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工，它的生产效率是通用机床的几倍甚至几十倍。

组合式机床一般用来加工箱体类或形状特殊的零件，基本上加工物固定不动，由刀具的各方位的旋转以及刀具与工件的相对运动来实现钻孔、扩孔、铰孔、铣削平面、切削内外螺纹等工序。

随着技术日臻成熟，出现了一种新型的组合式机床，它利用原有的继电接触式控制电路加上PLC控制系统，来完成多位主轴箱、可换主轴箱等的自动更换，达到任意改变工作循环控制和驱动系统的目的。

2、可编程控制器及应用2.1可编程控制器(PLC)概述PLC是一种专门在工业环境下产生的数字运算操作的电子装置。

它采用可以编制程序的存储器，在其内部进行存储和执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字信号或模拟信号来进行输入和输出，从而控制各种类型的机械或生产过程。

PLC还有一些相关的外围设备与其配合，形成一个整体，这样易于功能性的`扩展。

2.2有关组合式机床的电气控制设计的实现方式组合式机床的电气控制，理论上讲，可以采用继电接触式电气控制系统、单片机控制系统和PLC控制系统来实现。

但PLC控制系统是实际工程中比较经济、有效、性能优越的控制方案。

下面做以简单的比较：(1) 控制逻辑继电接触式控制系统采用线路的串联、并联以及串并联的硬接线逻辑，它的连线复杂、体积大、功耗大，不易改革，所以在灵活性和扩展性存在缺陷;而PLC采用逻辑存储，它只有输入端和输出端的外围设备需要线路连线，逻辑控制是由程序来完成并存储在PLC的内存当中，改变程序就可以改变逻辑控制，所以PLC的灵活性和扩展性更强。

plc组合机床课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和功能，掌握其在组合机床控制中的应用。

2. 学生能够掌握组合机床的基本结构和工作原理，了解机床与PLC结合的必要性和优势。

3. 学生能够学会阅读并分析组合机床的电气图纸，理解其中PLC控制逻辑和电路设计。

技能目标：1. 学生能够独立进行PLC编程，设计简单的组合机床控制程序，实现基本的机床运动控制。

2. 学生能够运用所学知识对组合机床控制系统中出现的问题进行诊断和故障排除。

3. 学生通过实际操作，培养动手能力和团队协作能力，提高解决实际工程问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对自动化技术及PLC控制技术的兴趣，激发创新意识和探索精神。

2. 学生在学习过程中，树立正确的工程观念，认识到技术发展对社会生产的重要性。

3. 学生通过小组合作，培养沟通与协作能力，形成良好的团队合作精神和职业素养。

本课程针对高年级学生，在已有电气基础和机床知识的基础上，进一步深化对PLC组合机床控制系统的理解和应用。

课程强调理论与实践相结合，注重培养学生的实际操作能力和问题解决能力，为今后从事相关工作打下坚实基础。

二、教学内容1. PLC基础知识：介绍PLC的基本结构、工作原理、编程语言及常用指令，使学生理解PLC在机床控制中的应用。

- 教材章节：第1章 PLC概述、第2章 PLC硬件与软件结构、第3章 PLC 编程语言及指令系统。

2. 组合机床结构与原理：讲解组合机床的基本结构、功能及其工作原理，分析机床与PLC结合的优势。

- 教材章节：第4章 组合机床概述、第5章 组合机床的结构与原理。

3. PLC在组合机床控制中的应用：分析PLC在组合机床控制中的实际应用，学习机床控制系统的设计方法。

- 教材章节：第6章 PLC在机床控制中的应用、第7章 机床控制系统的设计。

4. PLC编程与操作：学习PLC编程软件的使用，掌握编程技巧，设计简单的组合机床控制程序。

组合机床电气控制课程设计专业：机械设计制造及其自动化班级：学号：姓名：指导老师：湖南工业大学2011年6月11日目录1绪论 (3)2设计方案 (4)2.1 左、右两动力头进给电机 (4)2.2电动机控制电路 (5)2.3液压泵电动机 (5)2.4液压动力滑台控制 (6)2.5主电路及照明电路 (7)2.6保护与调整环节 (8)2.7继电器电气原理简图 (10)4 I/O分配表 (12)5组合机床电气控制电路图 (14)6课程设计的具体内容 (15)6.1单循环自动工作 (15)6.1.1单循环自动工作循环图 (15)6.1.3单循环自动工作梯形图 (16)6.2左铣单循环工作 (18)6.2.1左铣单循环功能表 (18)6.2.2左铣单循环梯形图 (19)6.3右铣单循环工作 (21)6.3.1右铣单循环梯形图 (21)6.4公用程序 (23)6.5回原位程序 (23)6.6手动程序 (24)6.7 PLC梯形图总体结构图 (24)6.8面板设计 (25)7系统调试 (26)8设计心得 (27)9参考文献 (28)1绪论对于机械—电气结合控制的组合机床，电气控制系统起着重要的神经中枢作用。

传统的组合机床采用的继电器—接触器控制系统，接线复杂、故障率高、调试和维护困难。

随着PLC控制技术日益成熟并得到越来越广泛的应用，利用原有的继电器—接触器控制电路设计PLC控制系统，或直接进行PLC控制系统的设计，都能很好地满足组合机床自动化控制的要求。

本次设计的要求如下：组合机床结构示意图组合机床工作循环图组合机床采用两个动力头从两个侧面分别加工，左、右动力头的电动机均为2.2kw，进给系统和工件夹紧都用液压系统驱动，液压泵电动机的功率为3kw ，动力头和夹紧装置的动作由电磁阀控制。

设计要求如下：（1）两台铣削动力头分别由两台笼型异步电动机拖动，单向旋转，无须电气变速和停机制动控制，但要求铣刀能进行点动对刀。

电气控制车床课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握电气控制车床的基本原理和结构组成，理解各部分功能及其相互关系。

2. 使学生了解电气控制车床的常用控制电路及其工作原理，能分析电路图并进行简单故障排除。

3. 帮助学生掌握电气控制车床的操作方法，熟悉安全操作规程。

技能目标：1. 培养学生能正确操作电气控制车床，进行金属切削加工的基本技能。

2. 培养学生具备分析和解决电气控制车床故障的能力，提高实际操作中的问题解决技巧。

3. 提高学生的团队合作能力，学会在小组内协作完成电气控制车床的编程和调试。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电气控制车床操作的兴趣，激发学习热情，提高学习积极性。

2. 增强学生的安全意识，养成严谨、细致的工作态度，注重产品质量。

3. 培养学生的创新意识，鼓励他们在实际操作中勇于尝试，提高解决问题的能力。

课程性质：本课程为实践性较强的专业课，旨在培养学生的动手操作能力和实际问题解决能力。

学生特点：学生已具备一定的电工电子基础和金属加工知识，具有较强的学习兴趣和求知欲。

教学要求：结合课程特点和学生学习需求，注重理论联系实际，强调实践操作，提高学生的综合能力。

在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 电气控制车床概述- 了解电气控制车床的发展历程、分类及适用范围。

- 熟悉电气控制车床的组成部分及其功能。

2. 电气控制车床的原理与结构- 掌握电气控制车床的主轴控制、进给控制、刀架控制等基本原理。

- 学习电气控制车床的主要部件，如电机、变速系统、控制系统等。

3. 常用控制电路及工作原理- 学习并掌握常用的电气控制电路，如点动控制、自锁控制、正反转控制等。

- 分析并理解各电路的工作原理，提高电路分析和故障排除能力。

4. 电气控制车床的操作与编程- 学习电气控制车床的操作方法，包括开关机、工件装夹、刀具选择等。

- 掌握电气控制车床的编程方法，能独立编写简单的加工程序。

目录一、绪论 (1)二、组合机床简介 (1)三、组合机床结构与工作循环 (2)四、液压动力滑台系统 (4)五、设计要求 (5)六、继电器-接触器控制线路的设计 (6)（一）选用控制线路的设计方法 (6)（二）继电器——接触器控制线路 (7)（三）一些低压电器的选择 (9)七、可编程控制器PLC控制系统的设计 (11)八、设计总结 (13)九、参考文献 (13)一、绪论本次设计是对组合机床的电气控制设计，根据设计要求设计电气控制系统及连接，使其能实现自动完成各个工作要求。

设计的主要内容包括对继电器电气原理图的设计及绘制，对PLC电器原理图的设计与绘制，制成控制板并进行连接。

这次设计的目的在于通过完成设计，了解可编程控制器的结构、工作原理、特点和用途，掌握对继电器的选型和各型号继电器的用途和作用，掌握可编程控制器的编程方法和指令系统。

二、组合机床简介组合机床通常是采用多刀、多面、多工序、多工位同时加工，由通用部件和专用部件组成的工序集中的高效率专用机床。

它的电气控制电路时将各个部件的工作组合成一个统一的循环系统。

在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻螺孔、车削、铣削及磨削等工序。

组合机床主要用于大批量生产。

组合机床的通用部件有：动力部件，如动力头和动力滑台；支承部件，如滑座、床身、支柱和中间底座；输送部件，如回转分度工作台、回转鼓轮、自动线回转工作台及零件输送装置；控制部件，如液压元件、控制板、按钮台及电气挡铁；其他部件，如机械手；排屑装置和润滑装置等。

通用部件已标准化、系列化和通用化。

组合车床的控制系统大多采用机械、液压或气动、电气相结合的控制方式。

其中，电气控制又起着中枢连接作用。

因此，应注意分析组合机床电气控制系统与机械、液压或气动部分的相互关系。

组合机床组成部件不是一成不变的，它将随着生产力的向前发展而不断更新，因此与其相适应的电器控制线路也是更新换代，目前主要有两种：机械动力滑动控制路线和液压动力滑动控制路线。

《机床电气控制》教案一、教学目标1. 了解机床电气控制的基本概念、原理和组成。

2. 掌握机床电气控制线路的阅读和分析方法。

3. 熟悉常见机床电气控制系统的故障排除和维护方法。

4. 能够运用所学知识对机床电气控制系统进行设计和改进。

二、教学内容1. 机床电气控制的基本概念和原理机床电气控制系统的组成机床电气控制的基本原理2. 机床电气控制线路的阅读和分析方法电气符号和图形线路图的阅读和分析方法3. 常见机床电气控制系统的故障排除和维护故障排除方法维护和保养方法4. 机床电气控制系统的应用案例案例一：C650车床电气控制系统案例二：M7130平面磨床电气控制系统5. 机床电气控制系统的改造和设计改造和设计的原则和方法改造和设计实例三、教学方法1. 讲授法：讲解机床电气控制的基本概念、原理和组成。

2. 案例分析法：分析常见机床电气控制系统的故障排除和维护方法。

3. 实践操作法：通过实际操作，掌握机床电气控制线路的阅读和分析方法。

4. 小组讨论法：分组讨论机床电气控制系统的应用案例和改造设计。

四、教学资源1. 教材：机床电气控制教材2. 课件：机床电气控制PPT3. 视频资源：机床电气控制系统的工作原理和故障排除方法4. 实践设备：机床电气控制系统实验装置五、教学评价1. 课堂参与度：评估学生在课堂上的发言和提问情况。

2. 作业完成情况：评估学生完成作业的质量和速度。

3. 实践操作能力：评估学生在实践操作中的技能和解决问题的能力。

4. 小组讨论报告：评估学生在小组讨论中的表现和报告质量。

六、教学安排1. 课时：共计40课时，每课时45分钟。

2. 授课计划：课时1-4：机床电气控制的基本概念和原理课时5-8：机床电气控制线路的阅读和分析方法课时9-12：常见机床电气控制系统的故障排除和维护课时13-16：机床电气控制系统的应用案例课时17-20：机床电气控制系统的改造和设计七、教学重点与难点1. 教学重点：机床电气控制的基本概念和原理机床电气控制线路的阅读和分析方法常见机床电气控制系统的故障排除和维护机床电气控制系统的应用案例和改造设计2. 教学难点：机床电气控制线路的阅读和分析方法故障排除和维护方法的运用机床电气控制系统的改造和设计八、教学过程1. 导入：通过引入实际案例，引发学生对机床电气控制的兴趣。

《机床电气控制》教案一、教学目标1. 了解机床电气控制的基本概念、原理和组成。

2. 掌握常用低压电气设备的工作原理和应用。

3. 熟悉机床电气控制线路的识图和分析方法。

4. 能够设计简单的机床电气控制线路，并进行调试和维护。

二、教学内容1. 机床电气控制的基本概念和原理机床电气控制系统的组成机床电气控制的基本环节2. 常用低压电气设备开关、按钮和指示灯接触器、继电器和电磁铁变压器和电动机3. 机床电气控制线路的识图和分析方法电气原理图的识别和解读电气控制线路的功能和特点常用控制电路的基本形式和应用4. 机床电气控制线路的设计和调试设计原则和步骤线路的布局和连接调试方法和注意事项维护方法和周期常见故障类型和原因故障诊断和排除方法三、教学方法1. 采用讲授与实践相结合的教学方式，使学生掌握机床电气控制的基本知识和技能。

2. 通过案例分析和实例讲解，使学生了解机床电气控制线路的设计和应用。

3. 利用实验设备和仿真软件，进行实际操作和调试，提高学生的动手能力。

4. 开展课堂讨论和问题解答，激发学生的思考和创造力。

四、教学条件1. 教室环境：宽敞、明亮，具备多媒体教学设施。

2. 实验设备：机床电气控制实验台、仿真软件等。

3. 教学资料：教材、课件、案例和实验指导书等。

五、教学评价1. 平时成绩：课堂表现、作业和实验报告等。

2. 考试成绩：期末考试、模拟考试和实操考核等。

3. 综合评价：学生的学习态度、创新能力、团队合作精神和实际应用能力等。

六、教学重点与难点教学重点：1. 机床电气控制的基本概念和原理。

2. 常用低压电气设备的工作原理和应用。

4. 机床电气控制线路的设计和调试。

5. 机床电气控制线路的维护和故障处理。

教学难点：1. 机床电气控制线路的的设计和调试。

2. 机床电气控制线路的维护和故障处理。

七、教学进度安排1. 第一周：介绍机床电气控制的基本概念和原理，学习常用低压电气设备。

2. 第二周：学习机床电气控制线路的识图和分析方法。

目录第一章绪论 (1)第二章设计方案 (3)2.1 左、右两动力头进给电机 (3)2.2电动机控制电路 (3)2.3液压泵电动机 (4)2.4液压动力滑台控制 (4)2.5主电路及照明电路 (6)2.6保护与调整环节 (6)2.7继电器电气原理简图 (8)第三章I/O分配表 (10)第四章组合机床电气控制电路图 (11)第五章课程设计的具体内容 (12)5.1单循环自动工作 (12)5.1.1单循环自动工作循环图 (12)5.1.2单循环自动工作功能表 (12)5.1.3单循环自动工作梯形图 (12)5.2左铣单循环工作 (13)5.2.1左铣单循环功能表 (13)5.2.2左铣单循环梯形图 (13)5.3右铣单循环工作梯形图 (13)5.4公用程序 (13)5.5回原位程序 (14)5.6手动程序 (15)5.7 PLC梯形图总体结构图 (15)5.8面板设计 (16)第六章系统调试 (17)第七章设计心得 (18)第八章参考文献 (19)第一章绪论对于机械—电气结合控制的组合机床，电气控制系统起着重要的神经中枢作用。

传统的组合机床采用的继电器—接触器控制系统，接线复杂、故障率高、调试和维护困难。

随着PLC控制技术日益成熟并得到越来越广泛的应用，利用原有的继电器—接触器控制电路设计PLC控制系统，或直接进行PLC控制系统的设计，都能很好地满足组合机床自动化控制的要求。

本次设计的要求如下：组合机床结构示意图组合机床工作循环图组合机床采用两个动力头从两个侧面分别加工，左、右动力头的电动机均为2.2kw，进给系统和工件夹紧都用液压系统驱动，液压泵电动机的功率为3kw，动力头和夹紧装置的动作由电磁阀控制。

设计要求如下：（1）两台铣削动力头分别由两台笼型异步电动机拖动，单向旋转，无须电气变速和停机制动控制，但要求铣刀能进行点动对刀。

（2）液压泵电动机单向旋转，机床完成一次半自动工作循环后按下总停机按钮时才停机。

机床电气控制课程设计 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT机床电气控制技术课程设计设计说明书组合机床电气控制课程设计起止日期： 2012 年 6 月 18 日至 2012 年 6 月 22 日学生姓名秦锴班级机械设计093学号成绩指导教师(签字) 孙晓机械工程学院（部）2012年6月22日目录一、设计概述1 . 1组合机床的发展史二十世纪70年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。

铣削平面的平面度可达0.05毫米/1000毫米，表面粗糙度可低达～微米；镗孔精度可达IT7～6级，孔距精度可达～微米。

专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。

在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。

最早的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车零件。

初期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。

为了提高不同制造厂的通用部件的互换性，便于用户使用和维修，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定各部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。

1 . 2组合机床加工方式组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。

由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。

因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。

组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。

加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔。

扩孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。

有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转类零件的外圆和端面的加工。

《机床电气控制》教案一、教学目标1. 了解机床电气控制的基本概念、原理和组成。

2. 掌握机床电气控制线路的常见故障分析与维修方法。

3. 熟悉典型机床（如车床、铣床、磨床等）的电气控制系统。

4. 能够根据实际需求设计简单的机床电气控制线路。

二、教学内容1. 机床电气控制的基本概念1.1 机床电气控制系统的定义1.2 机床电气控制系统的组成2. 机床电气控制原理2.1 机床电气控制电路的基本环节2.2 机床电气控制电路的逻辑关系3. 机床电气控制线路的常见故障与维修3.1 故障诊断与维修方法3.2 常见故障案例分析4. 典型机床电气控制系统4.1 车床电气控制系统4.2 铣床电气控制系统4.3 磨床电气控制系统5. 机床电气控制线路的设计与调试5.1 设计原则与方法5.2 调试与验收三、教学方法1. 讲授：讲解基本概念、原理、故障分析与维修方法。

2. 案例分析：分析典型机床电气控制线路案例，引导学生学会分析与解决问题。

3. 实验操作：安排实验室实践，让学生动手操作，提高实际操作能力。

4. 小组讨论：分组讨论设计任务，培养学生的团队协作能力。

四、教学资源1. 教材：《机床电气控制》2. 实验室设备：机床电气控制实验台、故障模拟装置等。

3. 网络资源：相关论文、案例、设计软件等。

五、教学评价1. 课堂参与度：考察学生课堂提问、讨论、实验操作等情况。

2. 课后作业：布置相关题目，检验学生对知识的掌握程度。

3. 实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能与问题解决能力。

4. 课程设计：评价学生对机床电气控制线路设计与调试的能力。

六、教学安排1. 课时：共计32课时，包括理论讲授16课时，实验操作10课时，小组讨论4课时，课程设计2课时。

2. 教学计划：第1-8课时：讲解机床电气控制的基本概念、原理和组成。

第9-16课时：学习机床电气控制原理，分析典型机床的电气控制系统。

第17-20课时：学习机床电气控制线路的常见故障与维修方法。