机床电气控制课程设计---普通卧式车床的电气控制系统设计

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第一章引言随着社会生产力的发展，传统的继电器控制系统已经不能满足当今迅猛发展的社会的现代化生产要求，于是我们在选毕业设计课题之际，一切从实际出发，选定了毕业设计课题——车床PLC控制系统设计。

我们选定了C650车床为改造对象，进行传统控制系统的改造，以PLC控制系统取代之前的传统控制系统。

改由PLC控制后，其控制系统大大的简单化，并且维修方便，易于检查，节省了大量空间，机床的各项性能有了很大的改善，工作效率有了明显提高。

1.1 C650型普通卧式车床简介C650卧式车床属于中型车床，可加工的最大工件回转直径为1020mm，最大工件长度为30000mm。

它主要由床身、光杆、丝杆、尾座、刀架、主轴变速箱、进给箱、和溜板箱等组成，如图1-1。

图1-1 C650卧式车床结构图工艺过程：为了加工各种旋转表面，车床具有切削运动(主运动和进给运动)和辅助运动。

主运动是主轴通过卡盘或顶尖带动工件作旋转运动。

进给运动是溜板带动刀架的纵向和横向的直线运动。

辅助运动是指刀架的快速移动及工件的加紧与放松。

C650型卧式车床由主轴运动和刀具进给运动完成切削加工，车┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊床的主轴、冷却泵、刀架快速移动均由三相异步电动机拖动。

车床有三种运动形式：车削加工的主运动是主轴通过卡盘或者鸡心夹头带动工件的旋转运动，它承受车削加工时的主要切削功率；进给运动是溜板带动刀架的纵向或横向运动；辅助运动为溜板箱的快速移动，尾座的移动和工件的夹紧与放松。

主轴的旋转运动由主电动机，经传动机构实现。

机床车削加工时，要求车床主轴能在较大范围内变速。

通常根据被加工零件的材料性能、零件尺寸精度要求、车刀材料、冷却条件及加工方式等来选择切削速度，采用机械变速方法。

车床纵、横两个方向的进给运动由主轴变速箱的输出轴，经挂轮箱、进给箱、光杆传入溜板箱而获得1.2 C650卧式车床改造主要内容（1）主电动机M1采用全压空载直接启动。

一、C650卧式车床PLC控制系统设计目的与要求车床是一种应用极为广泛的金属切削机床,它的主运动为主轴回转运动,刀架的移动为进给运动,车削加工一般不要求反转,但加工螺纹时,为避免乱扣,需要反转退刀,并保证工件的转速与刀具的移动速度之间具有严格的比例关系,溜板箱与主轴箱之间通过齿轮传动系统连接，用它能车削外圆、内孔端面螺纹定型表面等，并可装上钻头绞刀等工具进行孔加工。

C650卧式车床是其中较为常见的一种,其原控制电路为继电器控制,接触触点多，故障多。

其属于中型车床，功率为30KW，车身的最大回转半径为1020mm，最大工件长度为3000mm。

操作人员维修任务较大.针对这种情况，我们用PLC控制其继电器控制电路，采用了反接制动，为了减小制动电流，定字回路串入限流电阻R,为减轻工人劳动的劳动强度和节省辅助工作时间，专门设置了一台2.2KW的拖动溜板箱的快速移动电动机。

这些功能克服了以上缺点，降低了设备故障率，提高了设备使用效率,运行效果良好。

(1)主要控制电器为三台电机：主电动机、冷却泵电机、快速移动电动机。

三台电机都要有短路保护措施；(2) 主电动机和冷却泵电动机采用热继电器进行过载保护；(3) 主电动机要采用减压起动方式起；动(4) 主电动机要求能够正反转控制，并且有点动调整控制和长动控制，采用反接制动；(5)主回路负载的电流大小能够监视，但要防止起动电流对电流表产生冲击。

二、设计过程及原理2.1 车床电气控制主电路车床控制主电路图如图1车床的主电路，配置三台电动机M1、M2、M3。

主电动机M1由停止按钮SB3、点动按钮SB4、正转按钮SB1、反转按钮SB2、热继电器常闭触头FR1、速度继电器正转触头KS1、速度继电器反转触头KS2、正转接触器主触头KM1、反转接触器主触头KM2、制动接触器主触头KM3等控制。

冷却泵电动机M2由停止按钮SB6、起动按钮SB5、热继电器常闭触头FR2、接触器主触头KM4等控制；快移电动机M3由限位开关 SQ、接触器主触头KM5控制；，电流表 PA 用来监视主电动机的绕组电流，由于主电动机功率很大，故 PA 接入电流互感器 TA 回路。

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。

卧式车床电气控制系统一、任务书1、设备简介车床是机床中应用最广泛的一种，它可以用于切削各种工件的外圆、内孔、端面及螺纹。

车床在加工工件时，随着工件材料和材质的不同，应选择合适的主轴转速及进给速度。

但目前中小型车床多采用不变速的异步电动机拖动，它的变速是靠齿轮箱的有级调速来实现的，所以它的控制电路比较简单。

为满足加工的需要，主轴的旋转运动有时需要正转或反转，这个要求一般是通过改变主轴电动机的转向或采用离合器来实现的。

进给运动多半是把主轴运动分出一部分动力，通过挂轮箱传给进给箱来实现刀具的进给。

有的为了提高效率，刀架的快速运动由一台进给电动机单独拖动。

车床一般都设有交流电动机拖动的冷却泵，来实现刀具切削时冷却。

有的还专设一台润滑泵对系统进行润滑。

2．控制要求(1) 主要控制电器为三台电机：主电动机、冷却泵电机、快速移动电机。

三台电机都要有短路保护措施。

主电动机和冷却泵电机采用热继电器进行过载保护主电动机要采用降压起动方式起动主电动机要求能够正反转控制，并且有点动调整控制和长动控制，采用反接制动主回路负载的电流大小能够监控，但要防止启动电流对电流表产生冲击。

机床要有照明设施表 1 车床控制系统信号说明符号名称及用途符号名称及用途QF 断路器作电源引入及短路保护用FR1 热继电器，主电动机过载保护用FU1～FU2 熔断器作短路保护FR2 热继电器，冷却泵电动机过载保护用M l 主电动机KM3 接触器，主电动机正向起动、停止用M2 冷却泵电动机KM4 接触器，主电动机反向起动、停止用M3 快速电动机KM△接触器，主电动机△型连接，降压启动用SBl～SB4 主电动机起、停、点动按钮KMY 接触器，主电动机丫型连接，降压启动用SB5～SB6 冷却泵电动机起停按钮KM1 接触器，冷却泵电动机起动、停止用SQ 限位开关，快速移动电动机控制KM2 接触器，快速电动机起动、停止用HLl 主电动机起停指示灯TC 控制与照明变压器HL2 电源接通指示灯SA 机床照明灯开关HL 机床照明灯3．设计任务1) 根据控制要求，进行卧式车床电气控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。

普通卧式车床电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解普通卧式车床电路的基本组成，掌握其主要电气元件的作用及相互关系。

2. 学生能掌握普通卧式车床电路的原理图绘制方法，了解电路的工作原理。

3. 学生能了解普通卧式车床电路的安全操作规程，掌握常见故障的排查方法。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，正确操作普通卧式车床，进行简单的加工操作。

2. 学生能够分析普通卧式车床电路故障，提出合理的解决方案，并具备一定的维修能力。

3. 学生能够通过团队合作，完成普通卧式车床电路的设计与搭建，提高实践操作能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电工电子技术的兴趣，激发学习热情，增强自信心。

2. 培养学生严谨、认真、负责的学习态度，提高自主学习能力。

3. 增强学生的安全意识，培养良好的操作习惯，使其具备一定的职业道德。

本课程针对中职或技校年级学生，结合学科特点，注重实践操作能力的培养。

课程内容紧密联系实际，以普通卧式车床电路为载体，培养学生的电路分析、设计、维修能力。

通过课程学习，使学生能够适应未来工作岗位的需求，为我国制造业的发展贡献自己的力量。

二、教学内容1. 普通卧式车床电路的组成及功能- 介绍车床电路的主要电气元件，如电源、开关、电动机、控制电器等。

- 分析各电气元件在电路中的作用及相互关系。

2. 普通卧式车床电路原理图绘制- 教学电路原理图的绘制方法，包括符号、线路连接等。

- 结合实例，指导学生绘制普通卧式车床电路原理图。

3. 普通卧式车床电路工作原理- 讲解车床电路的工作原理，包括启动、运行、停止等过程。

- 分析电路中的保护措施，如短路保护、过载保护等。

4. 普通卧式车床安全操作规程及故障排查- 介绍车床的安全操作规程，强调安全意识。

- 分析常见故障现象，教授排查方法及维修技巧。

5. 实践操作与电路搭建- 安排学生进行普通卧式车床的实操训练，掌握基本操作方法。

- 指导学生进行电路搭建，培养动手能力和团队协作能力。

《电气控制技术课程设计》课题任务书目录一概述 (6)二通用卧式车床电气控制要求 (6)三电气原理图设计 (6)四电器元件选择 (8)五面板布置图及接线图设计 (9)六设备使用及注意事项 (10)七设计心得..................,. (10)八参考文献 (10)一、概述车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。

铣床和钻床等旋转加工的机械都是从车床引伸出来的。

普通车床主要组成部件有：主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。

主轴箱：又称床头箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。

主轴箱中等主轴是车床的关键零件。

主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值就会降低。

进给箱：又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的变速机构，调整其变速机构，可得到所需的进给量或螺距，通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。

丝杠与光杠：用以联接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。

丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进行工件的其他表面车削时，只用光杠，不用丝杠。

同学们要结合溜板箱的内容区分光杠与丝杠的区别。

溜板箱：是车床进给运动的操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构，通过光杠传动实现刀架的纵向进给运动、横向进给运动和快速移动，通过丝杠带动刀架作纵向直线运动，以便车削螺纹。

二、通用卧式车床电气控制要求1．机床主运动和进给运动共用一台三相异步电动机传动，主轴正反转通过改变电动机电源相序实现。

2．主轴停车采用电气制动，制动时要有限流措施。

3．为减小电动机起动电流对电网的冲击，主电机采用Y－Δ降压起动。

4．主电机有工作电流指示，电流表有防冲击措施。

5．为减轻劳动强度和节省辅助工作时间，由专门的快移电机拖动刀架快速移动。

卧式车床电气控制系统的plc改造课程设计以卧式车床电气控制系统的plc改造课程设计为标题，本文将探讨如何进行卧式车床电气控制系统的plc改造，以提高其自动化程度和生产效率。

一、卧式车床电气控制系统的现状卧式车床电气控制系统是卧式车床的核心组成部分，其控制卧式车床的各项动作，如主轴转速、进给速度、切削深度等。

目前，许多卧式车床电气控制系统存在以下问题：1. 机器人性能不佳，自动化程度不高，需要人工干预；2. 控制系统稳定性差，易出现故障；3. 控制方式单一，难以适应不同工件的加工要求；4. 功能不够完善，无法满足高精度加工的需要。

二、卧式车床电气控制系统的plc改造方案为了解决上述问题，我们提出了卧式车床电气控制系统的plc改造方案。

具体措施如下：1. 优化机器人性能，提高自动化程度。

我们将卧式车床的控制系统升级为具有高性能的plc系统，增加机器人的自动化程度。

采用高精度传感器和控制器，实现各项动作的精确控制，减少人工干预，提高生产效率。

2. 提高控制系统的稳定性，防止故障。

我们将采用模块化设计，将控制系统分为多个模块，每个模块都具有完整的功能，可以独立工作，不会影响整个系统的运行。

同时，我们将加强系统的故障诊断和排除能力，及时处理系统故障，保证生产的连续性。

3. 提供多种控制方式，适应不同工件的加工要求。

我们将根据不同工件的加工要求，提供多种控制方式，如手动控制、自动控制、半自动控制等，以满足不同客户的需求。

4. 增加功能，提高加工精度。

我们将增加卧式车床的功能，如自动刀具长度测量、自动刀具磨损检测、自动刀补偿等，以提高加工的精度和质量。

三、卧式车床电气控制系统的plc改造效果经过plc改造后，卧式车床电气控制系统的性能和稳定性得到了大幅提升，机器人的自动化程度显著提高，可以实现自动化生产，大大提高了生产效率。

同时，增加了多种控制方式和功能，使卧式车床可以满足不同客户的需求，并提高了加工的精度和质量。

「卧式车床电气控制系统设计」卧式车床电气控制系统设计在机械加工中起着至关重要的作用，能够有效控制车床的运行、保证加工质量和提高生产效率。

本文将对卧式车床电气控制系统的设计进行详细阐述。

首先，卧式车床电气控制系统的设计需要考虑到车床的运行方式和控制要求。

卧式车床一般由主轴、进给机构、切削刀具等部件组成，其运行可通过控制系统实现。

设计者需要根据车床的具体需求，确定控制系统的运行模式和功能。

其次，卧式车床电气控制系统设计需要明确主要电气元件的选型。

主要电气元件包括电机、电源、传感器、开关和电控箱等。

设计者需要根据车床的需求和选用元件的性能参数，选择合适的电气元件。

在电机选型上，需要考虑到车床的负载和转速要求，选择合适功率和转速范围的电机。

对于进给机构，设计者需要根据车床的进给速度、位置控制要求，确定适合的传感器和控制算法。

在选用开关和电控箱时，应考虑其功能、可靠性和安全性。

另外，卧式车床电气控制系统设计还需要考虑安全和故障保护。

设计者需要添加合适的安全开关和故障保护装置，以确保操作人员的安全和设备的可靠运行。

例如，可以添加急停开关、安全门开关和过载保护装置等。

在控制系统的软件设计上，设计者需要编写适合的程序和算法，实现车床的运行和控制功能。

软件设计需要考虑到车床的各项运动特性、工件加工要求和用户交互界面等。

最后，卧式车床电气控制系统的设计需要进行验证和测试。

设计者需要对控制系统进行综合测试，确保其满足设计要求和性能指标。

通过实际运行和调试，发现并解决潜在的问题和缺陷。

总结起来，卧式车床电气控制系统设计涉及到运行模式和功能确定、主要电气元件选型、安全和故障保护、软件算法编写和系统验证等多个方面。

在设计过程中需密切关注车床的运行需求和安全要求，以确保控制系统的稳定性和可靠性。

同时也需要不断关注新技术的发展，为卧式车床电气控制系统的设计和改进提供更多可能性。

机床电气控制技术课程设计报告设计课题:一台普通卧式车床的电气控制系统设计姓名:学院:专业:班级:学号:日期指导教师:绪论车床是机械加工中最广泛的金属切削机床，它可以用于切削各种工件的外圆、内孔、端面、螺纹、螺杆及车削定型表面等。

现代生产机械多采用机械、电气、液压、气动结合的控制技术。

其中电气控制技术起联接中枢作用，应用最为广泛。

电气控制系统是生产机械设备的重要组成部分，是保证J机械设备按生产工艺要求，完成各种运动状态与协调工作，并保证机械设备安全可靠工作以及实现操作自动化。

本设计的主要任务是根据车床的工作情况确定电气设计的技术条件、电力拖动形式的选择、电动机的选择及其他电器元件、电气控制原理图，绘制机电设备的位置图和接线图，最后按要求写出设计报告，绘出设计图样。

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。

电动机的动力通过主轴箱传给主轴，主轴一般只要单方向的旋转运动，只有在车螺纹时才需要用反转来退刀。

1．2进给运动车床的进给运动是溜板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。

所谓纵向运动是指相对于操作者的左右运动，横向运动是指相对于操作者的前后运动。

车螺纹时要求主轴的旋转速度和进给的移动距离之间保持一定的比例，所以主运动和进给运动要由同一台电动机拖动，主轴箱和车床的溜板箱之间通过齿轮传动来联接，刀架再由溜板箱带动，沿着床身导轨作直线走刀运动。

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。

第二章电力拖动的特点及控制要求2．1电力拖动的特点（1）采用传统的继电器接触器控制系统。

（2）传动方式采用多电动机拖动，即一台设备由多台电动机分别驱动各个工作机构。

这种拖动方式不仅大大简化了生产机械的传动机构，而且控制灵活，为生产机械的自动化提供了有利的条件，现代化机电传动基本上均采用这种拖动形式。

（3）机床主运动和进给运动由主轴电动机M1集中传动，主轴电动机选用三相笼式异步电动机，不进行电气调速，主轴采用齿轮箱进行机械有级调速，由车床主轴箱通过变速箱与主轴电动机的连接来完成（为减小振动，主拖动电动机通过几条传动皮带将动力传递到主轴箱）；刀架的给进运动方式有手动和自动两种，在进行螺纹加工时，工作的旋转与刀架的进给速度之间应有严格的比例关系，因此，车床刀架的纵向或横向两个方向进给运动是由主轴箱输出轴依次经挂轮箱、进给箱、光杠传入溜板箱而获得的。

《课程设计》论文课程名称《机电传动与控制》课程设计项目名称 CA6140卧式车床电气控制班级姓名指导老师2011年下半年目录一．CA6140卧式车床的主要功能，结构，电力拖动与电气控制要求.2 1.1主要功能 (2)1.2主要结构 (2)1.3电力拖动与电气控制要求 (2)二．CA6140卧式车床的主要运动形式及控制要求 (3)2.1主运动 (3)2.2进给运动 (3)2.3辅助运动 (4)三．CA6140卧式车床系统的控制原理图及电气元件目录明细表 (4)3.1系统控制原理图 (5)3.2电气元件目录明细表 (6)四．．CA6140卧式车床系统的控制原理分析 (7)4.1主电路分析 (7)4.11主轴电动机的控制 (7)4.12冷去泵电动机的控制 (7)4.13快速电动机的控制 (8)4.14信号指示与照明电路 (8)五．CA6140卧式车床系统操作方法及工作过程分析 (9)六．保护环节及故障分析，说明 (10)七。

参考文献 (13)第1页一．CA6140卧式车床的主要功能，结构，电力拖动与电气控制要求1.1主要功能：CA6140卧式车床是一种应用及其广泛的金属切削机床，能够车削外圆，内圆断面，螺纹，切断及割槽等，并可以装上钻头或铰刀进行钻孔和铰孔等1.2主要结构：CA6140卧式车床主要由床身，主轴箱，挂轮箱，溜板箱，刀架，尾座，光杆和丝杆等部分组成1.3电力拖动与电气控制要求：根据车床的加工工艺要求，电力拖动及控制应满足以下要求：1.为保证主运动与进给运动的严格比例关系，两者采用一台电动机拖动，而且从经济性，可靠性出发，主拖动电动机选用笼型异步电动机2.为满足调速的要求，采用机械调速。

主拖动电动机与主轴之间用齿轮箱连接。

有的车床采用机电联合调速，即然采用多速笼型异步电动机与变速箱结合进行调速。

对于重型或超重型车床，为实现无级变速，主轴往往采用直流电动机拖动3.为车削螺纹，主轴要求正反转。

有的车床采用机械方法实现。

某某职业技术学院2011届毕业设计材料目录姓名某某专业机电一体化指导教师某某辅导员某某毕业设计任务书毕业设计指导记录册毕业设计毕业设计成绩评定表毕业实习报告2011年4月1日某某职业技术学院毕业论文（设计）任务书题目：C650卧式车床电气控制系统设计姓名：某某学号：----------------系别：机电工程系专业：机电一体化班级：08机电（2）班指导教师：某某2011年2月10日某某职业技术学院毕业论文（设计）指导记录册题目：C650卧式车床电气控制系统设计姓名：某某学号：-----------系别：机电工程系专业：机电一体化班级：08机电（2）班指导教师：某某2011年4 月1日某某职业技术学院（2011 ）届毕业论文（设计）题目：C650卧式车床电气控制系统设计姓名：某某学号：----------------班级：08机电（2）班所在系别：机电工程系所在专业：机电一体化完成时间：2010年4月1日指导教师：某某C650卧式车床电气控制线路是电气控制课程设计的应用。

该课程不但有较高的理论基础要求，而且工程实践性很强，卧式车床是一种应用极为广泛的金属切削加工机床，主要用来加工各种回转表面、螺纹和端面，并可通过尾架进行钻孔，绞孔和攻螺纹等切削加工。

卧式车床通常由一台主电机拖动，经由机械传动链，实现切削主运动和刀具进行给运动的输出，其运动速度由变速齿轮箱通过手柄操作进行切换。

刀具的快速移动，冷却泵和液压泵等常采用单独的电动机的驱动。

关键词：正反转点动反接制动自锁延时启动引言 (14)一C650卧式车床简介 (15) (15) (15)二电气控制系统设计 (17)......................... . . ..17 . (17) (17) (17)三电气线路的故障与维修 (19)四结束语 (21)参考文献 (22)生产中广泛使用的机床设备有普通机床、数控机床和加工中心等类别。

普通机床的电气控制广泛应用于企业生产、学习和掌握电气控制系统的原理和分析方法有十分重要的意义。

机床电气控制课程设计设计目的本课程设计旨在通过对机床电气控制系统的设计，使学生深入了解机床电气控制的基本原理和设计方法，掌握机床电气控制系统的构成和调试方法，提高学生的机电一体化及跨学科应用能力。

背景介绍机床电气控制系统是机床加工过程中的重要组成部分，其主要功能是实现对加工过程中各种运动、动力、气压、冷却、润滑等工艺参数的控制。

因此，电气控制系统的设计质量直接影响机床加工质量和生产效率的提高。

设计内容本课程设计主要包括以下内容：1. 机床电气控制系统构成和基本原理介绍机床电气控制系统的基本构成，包括传感器、执行机构、控制器、电源等元件的连接方式和基本原理，并通过实例详细介绍机床电气控制系统的各个组成部分的功能和作用。

2. 机床电气控制系统的设计方案讲解机床电气控制系统的设计方案，包括电气线路设计、控制逻辑设计、程序设计、信号处理等方面，并介绍相应的软件工具和设计流程。

3. 机床电气控制系统调试方法介绍机床电气控制系统调试方法，包括硬件调试和软件调试，以帮助学生理解控制系统调试过程中可能出现的问题及其解决方法。

4. 机床电气控制系统实现通过实际的机床电气控制系统实现项目，帮助学生巩固所学知识，提升实践操作能力。

设计要求本课程设计要求学生掌握机床电气控制系统的基本构成、工作原理和控制方法，独立完成机床电气控制系统的设计和调试，能够应用所学知识解决实际生产中的问题。

参考文献1.《机床电气控制系统设计》2.《数控机床电气控制系统设计与维护》3.《PLC控制系统设计与应用》结束语机床电气控制系统是机械制造行业中的重要技术领域，掌握相关的知识和技能，将有助于提升学生的综合素质和职业发展。

希望通过本课程设计，学生们能够深入了解机床电气控制系统的原理和实现方式，有更深刻的认识和理解。

河南科技大学课程设计说明书课程名称电气控制与PLC应用技术题目 C650普通车床PLC控制系统设计学院车辆与动力工程学院班级农电101 学生姓名指导教师日期2013年7月5日C650普通车床PLC控制系统设计摘要本次设计介绍了C650卧式车床电气控制系统的工作原理及其运动形式，编写了PLC控制梯形图程序和指令表程序。

利用PLC控制系统，实现了车床启动、正转反转、反接制动、刀架快速移动、冷却泵工作等一些列功能，改由PLC控制后，其控制系统大大的简单化,并且维修方便,易于检查，节省大量的继电器元件,机床的各项性能有了很大的改善，工作效率有了明显提高。

另外，本设计具有性能可靠，外围电路简单等优点，设计思路清晰，程序简单明了。

C650车床控制系统利用了西门子STC-200系列PLC的特点，对按扭、开关等其他一些输入/输出点进行控制，实现了车床过程的自动化。

此外PLC 可以重复使用，降低了测试经费。

它的灵活性、操作方便性也方便测试者随时输入、调试和修改控制程序。

PLC 又设有串行接口，方便地与计算机进行连接，组成测控系统，给系统的维护和使用带来了很大方便。

关键词：卧式车床；PLC控制；目录第一章绪论 (1)1.1 C650型卧式车床简介 (1)1.2 PLC在电气控制系统中的应用 (3)1.3 C650型卧式车床发展趋势 (4)第二章系统总体方案设计 (6)2.1 C650卧式车床控制要求 (6)2.2 C650卧式车床控制原理分析 (6)2.2.1主电路分析 (6)2.2.2主电动机点动控制分析 (7)2.2.3主电动机的正反转控制分析 (7)2.2.4主电动机反接制动分析 (8)2.2.5快速电动机与冷却泵电动机控制分析 (8)2.3 辅助电路分析 (9)2.3.1照明电路和控制电源分析 (9)2.3.2电流表保护电路 (10)第三章PLC控制系统的设计 (11)3.1 PLC的选型 (11)3.2 I/O地址的分配 (12)3.3 I/O接线图 (13)3.4 PLC控制原理图 (14)3.5 元器件清单 (15)第四章系统软件设计 (16)4.1 控制系统的梯形图程序设计 (16)4.2 PLC控制程序流程图如下 (18)第五章系统调试 (19)5.1 硬件检查 (19)5.2 系统综合调试 (19)第六章结论 (21)参考文献 (22)第一章绪论本设计采用可编程控制器代替继电器对机床进行控制，因为可编程控制器组成的控制系统在设计、安装、调试和维修等方面，不仅减少了工作量，而且减少了开支，缩减了成本，效益更高。

卧式车床电气控制电气工程学院课程设计说明书设计题目：卧式车床电气控制系统系别：电气工程学院年级专业：学号：学生姓名：指导教师：燕山大学课程设计说明书电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：电气控制与PLC课程设计基层教学单位：电气工程及自动化系指导教师：郭忠南等学号学生姓名班级设计题目卧式车床电气控制系统设计技术参数主要控制电器为三台电机：主电动机、冷却泵电机、快速移动电机。

三台电机都要有短路保护措施。

主电动机和冷却泵电机采用热继电器进行过载保护主电动机要采用降压起动方式起动主电动机要求能够正反转控制，并且有点动调整控制和长动控制，采用反接制动主回路负载的电流大小能够监控，但要防止启动电流对电流表产生冲击。

机床要有照明设施1) 根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，包括主电路和PLC硬件配置电路。

2) 根据控制要求，编制卧式车床PLC电气控制程序。

3) 按要求编写设计说明书并绘制A1幅面图纸一张。

设计要求参考资料周次应完成内容指导教师签字1、《PLC 电气控制技术》漆汉宏主编机械工业出版社2008 2、图书馆各类期刊文献相关数据库3、相关电气设计手册第一周第二周完成全部方案设计：周一、二：完成设计说明书周一、二：查、阅相关参考资料周三、四：绘制A1设计图纸周二至周五：方案设计周五：答辩考核周六、日：设计方案完善基层教学单位主任签字说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。

2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。

燕山大学课程设计说明书目录摘要第一章绪论??????????????????????????????1卧式车床简介????????????????????????1PLC 在控制系统中的应用???????????????????2 第二章硬件系统设计??????????????????????????4控制系统的设计要求?????????????????????4元器件的选择????????????????????????4卧式车床主电路电气原理图??????????????????7PLC控制电路图???????????????????????9 主电动机控制流程图????????????????????11I/O口分配列表???????????????????????12 第三章软件系统设计?????????????????????????13 PLC控制梯形图??????????????????????13梯形图说明????????????????????????14PLC指令表????????????????????????17 PLC逻辑功能测试?????????????????????18 心得体会???????????????????????????????22 致谢?????????????????????????????????23燕山大学课程设计说明书制主轴电机的KM1、KM2、KM3，选取交流接触器型号为：CDC1-105，线圈电压为220v的交流接触器。