湖南工业大学
课程设计
资料袋
机械工程学院（系、部）2013 ~ 2014 学年第二学期
课程名称机电控制技术指导教师职称
学生姓名专业班级学号
题目铣床电气控制课程设计
成绩起止日期2014 年6 月18 日～2014 年 6 月23 日
目录清单
湖南工业大学
课程设计任务书
2013—2014学年第二学期
机械工程学院（系、部）专业班级
课程名称：机电控制技术
设计题目：铣床电气控制课程设计
完成期限：自2014 年 6 月18 日至2014 年 6 月23 日共1 周
指导教师（签字）：2014年6月25 日系（教研室）主任（签字）：2014年6月28 日
机电控制技术课程设计
设计说明书
（题目）
铣床电气控制课程设计
起止日期：2014 年6 月18 日至2014 年6 月23 日
学生姓名
班级
学号
成绩
指导教师(签字)
机械工程学院（部）
2014年6月18日
目录
1、引言 (1)
2、设计任务 (1)
3、电机功率和转速 (1)
4、铣床的电气控制线路设计 (2)
4.1 确定机床的工作过程 (2)
4.2 机床电气传动的特点及控制要求 (3)
4.3 控制电路图设计 (5)
4.4 选择电器元件 (11)
4.5 制定电动机和电气元件明细表 (15)
5、铣床的可编程控制器控制系统的设计 (16)
5.1 主电路接线图 (16)
5.2 I/O分配表 (16)
5.3 PLC接线图 (17)
5.4 PLC梯形图和指令表语句 (18)
6、设计总结 (21)
7、参考文献 (22)
1、引言
我国传统的铣床控制系统都是采用继电器、接触器等硬件逻辑控制电路，不但接线复杂，而且经常出现故障，可靠性比较差。与传统的继电器控制相比，PLC控制具有可靠性高、柔性好、开发周期短以及故障自诊断等特点，特别适合应用于铣床的控制和故障诊断系统，可以减少强电元件数目，提高电气控制系统的稳定性和可靠性，从而提高产品的品质和生产效率。
故在PLC广泛应用的控制时代，本设计系统的思想就是采用PLC控制铣床。以达到预定控制系统的简洁性、经济性，减少了成本，也使得维修变的简单。由于PLC的模块化、易扩展性，可根据控制要求及规模的变化进行方便的系统重组及功能的扩展。以及PLC的通信功能甚至可进行远程控制。
2、设计任务
⑴主要控制电器为三台电机：主电动机M1，冷却泵电机M3，快速移动电机M2.三台电机都要有短路保护措施。
⑵主电动机M1能完成主轴主运动和流板箱进给运动的驱动，采用降压启动的方法启动，可以正反两个方向旋转，并且可以正反两个旋转方向的反接制动，为加工方便，还应具有点动控制空能。
⑶电动机M3拖动冷却泵，在加工时提供切削液，采用直接启动及停止方式，并且为连续工作方式。
⑷主电路负载的电流大小能够监控，但要防止启动电流对电流产生冲击。
⑸主电动机和冷却泵电机采用热继电器进行过载保护。
⑹机床要有照明设施。
3、电机功率和转速
机床工作台为320*1325，主轴电机，7.5KW；进给电机，1.5KW；冷却泵电机，0.125KW，查相关资料得主轴电机转速为30～1500r/min
由《机床电器控制》第四版王炳实，王兰军机械工业出版社的附录表B 常用Y系列电机技术数据选则电机
JCB-22主要技术参数：
油泵电动机（机床冷却泵），是一种浸渍式的三相电泵。它由封闭式交流三相异步电机与单继单极离心泵组合而成。该泵具有安装简单方便、运行可靠、过负荷能力强、效率高、噪声低等优点。该泵适合做各种机床输送冷却液、润滑液的动力，也可应用于其他类似的场合。
4、铣床的电气控制线路设计
4.1确定机床的工作过程
4.1.1机床结构
万能铣床具有主轴转速高，调速范围宽，操作方便，工作台能自动循环加工等特点，其结构如图A所示。主要由底座，床身，主轴，刀杆，纵向工作台，横向工作台，升降台等部分组成。如下图所示：
4.1.2工作过程：
铣刀装在与主轴连在一起的刀杆支架上，在床身的前面有垂直导轨，升降台沿其上下移动；在升降台上面的水平导轨上，装有可在平行与主轴轴线方向移动（横向移动）的溜板，在溜板上部转动部分的导轨上可作垂直与主轴轴线方向的移动（纵向移动），这样，工作台上的工件就可以在六个方向（上，下，左，右，前，后）进给。
为了加快调整工件与刀具之间的相对位置，可以改变传动比，使工作台在六个方向上作快速移动。此外，由于转动部分相对于溜板可绕垂直轴线左，右转一个角度（通常为45度），因此可以加工螺旋槽。工作台上还可以安装圆工作台以扩大铣削能力。
由上述可知，万能铣床的运动方式有：
主运动：铣刀的旋转。
进给运动：工作台在六个方向上的运动。
辅助运动：工作台在六个方向上的快速运动。
4.2机床电气传动的特点及控制要求
（1）铣床的主运动和进给运动之间没有速度比例协调的要求，各自采用单独的笼型异步电动机拖动。
（2）为了能进行顺铣和逆铣加工，要求主轴能够实现正，反转。
（3）为提高主轴旋转的均匀性并消除铣削加工时的震动，主轴上装有飞
轮，其转惯量较大，因此要求主轴电动机有停车制动控制。
（4）为适应加工的需要，主轴转速与进给速度应有较宽的调节范围。X62W 铣床采用机械变速的方法，为保证变速时齿轮易于齿合，减小齿轮端面的冲击，要求变速时有电动机瞬时冲动。
（5）进给运动和主轴运动应有电气联锁。为了防止主轴未转动时，工作台将工件送进可能损坏刀具或工件，进给运动要在铣刀旋转后才能进行。为降低加工工件的表面粗糙度，加工结束必须在铣刀停转前停止进给运动。
（6）在六个方向上运动要有联锁，在任何时刻，工作台在上，下，左，右，前，后六个方向上，只能有一个方向的进给运动。
（7）为了适应工作台在六个方向上运动的要求，进给电动机应能正，反转。快速运动由进给电动机与快速电磁铁配合完成。
（8）圆工作台运动只需一个转向，且要与工作台进给运动有联锁，不能同时进行。
（9）冷却泵电动机M3只要求单方向转动。
（10）为操作方便，应能在两处控制各部件的启动和停止。
根据设计要求我们设计了如图所示的主电路和控制电路图。
