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1、机电传动课程设计,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设计,一、课程设计的目的1进一步巩固本课程所学知识；2掌握一般生产机械PLC控制系统的设计与调试方法；3掌握一般生产机械电气线路的施工设计；4培养查阅图书资料、工具书的能力；5培养工程绘图、书写技术报告的能力。,组合机床是由一些通用部件及少量专用部件组成的。多轴、多刀、多工序同时加工。组合机床控制系统大多采用机械、液压、电气或气动相结合的控制方式，其中电气控制起着重要的作用。组合机床上最主要的通用部件是动力头和动力滑台，它们是完成刀具切削运动和进给运动的部件。动力滑台的基本工作循环形式有：(1)一次工作进给 快进工作进
2、给快退；(2)双向工作进给 快进工作进给反向工作进给快退；(3)二次工作进给 快进一次工进二次工进快退；(4)跳跃进给 快进工进快进工进快退；(5)分级进给 快进工进快退快进工进快退快进工进快退。,补充：组合机床的基本知识,三面铣组合机床是用来对Z512W型台式钻床主轴箱的80、90孔端面及定位面进行铣销加工的一种自动加工设备。加工工件的示意图如图1-1所示。,图1-1 加工工件的示意图,二、三面铣组合机床概述,1、基本结构 三面铣组合机床主要由底座、床身、铣削动力头、机械动力滑台、工件松紧油缸等组成。机床底座上安放有床身，床身上一头安装有动力滑台，工件及夹紧装置放于滑台上。床身的两边各安装有
3、一台铣销头，上方有立铣头。,2、工件的加工过程 三面铣组合机床的加工过程如图1-2所示。操作者将要加工的零件放在工作台的夹具中，在其他准备工作就绪后，发出加工指令。工件夹紧后压力继电器动作，动力滑台（工作台）开始快进，到位转工进，同时起动左和右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，加工到终点三台电机同时停止。待电机完全停止后，滑台快退回原位，工件松开，一个自动工作循环结束。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工作过程。,图1-2工件的加工过程,机械动力滑台由滑台、滑座和双电机（快速及进给电机）传动装置三部
4、分组成。快速进给电动机用来拖动滑台快进和快退运动，工进电动机拖动滑台工作进给运动，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。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。,机械动力滑台,液压系统,工件夹紧、松开由液压系统实现,3、主要电气参数 左、右2铣削头电动机：JO2-41-4，4.0kw，1440转/分，380V，8.4A；立、右1铣削头电动机：JO2-32-4，3.0kw，1430转/分，380V，6.5A；液压泵电动机：JO2-22-4，1.5kw，1410转/分，380V，3.49A；机械动力滑台的电机：JO2-22-4，1.5kw，1410转/分，38
5、0V，3.49A；电磁阀：二位四通阀 Z24 DW-25，直流24V，0.6A，14.4W。,三、三面铣组合机床的控制要求 1）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；2）单循环自动工作过程如图1-2所示，油泵电机在自动加工一个循环后不停机。3）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。4）点动工作包括：四台主轴电机均能点动对刀、滑台快速（快进、快退）点动调整、松紧液压缸的调整（手动松开与手动夹紧）。5）主轴电机均为单向旋转，快进电机能够正反转6）要求有电源、工件夹紧、加工等
6、信号指示。7）要求有照明电路和必要的联锁环节与保护环节。,四、设计任务及要求 1）确定输入/输出设备，选择PLC；分析确定系统方案，设计合理PLC控制系统；2）绘制PLC外部接线图（含主电路、外部控制电路、I/O接线图等）；3）根据三面铣组合机床的控制要求，画出系统的功能表图 4）编制PLC梯形图程序并调试 5）正确计算选择电器元件，列出电器元件一览表；6）绘制电气接线图，接线并调试；7）整理技术资料，编写使用说明书。,课程设计时间安排,第一周,第二周：实验室调试、上机（画图、写设计报告）、答辩,课程设计的设计图纸资料如下：,1.绘制三面铣组合机床的加工工件示意图；2.绘制三面铣组合机床的加工
7、过程图；（工作循环图）3.设计并绘制PLC的I/O分配表；4.设计并绘制PLC的外接线I/O接线图（按实际PLC的 I/O接线绘制）；5.设计并绘制单循环自动工作图，功能表图，梯形图；6.设计并绘制左铣头（或右1铣头）循环图，功能表图，梯形图；,7.设计并绘制右2铣头（或立铣头）循环图、功能表图及梯形图；8.设计并绘制PLC的外接线主电路及照明电路图；9.设计并绘制控制面板和液压系统10.设计手动程序、回原位程序及 PLC梯形图总体结构图；11.选择电器元件，列出电器元件一览表；12.编写使用说明书。,“机电传动与控制”课程设计,三面铣组合机床机电控制系统的设计学部_专业_ 学号_ 姓名_ 指
8、导老师_ 时间_,封面,主要目录,一、课程设计的目的二、课程设计的内容概述（一）三面铣组合机床概述（二）三面铣组合机床的控制要求（三）设计的任务及要求三、具体设计（一）硬件设计1、确定输入输出设备2、电器元件一览表 3、PLC输入输出分配表4、主电路及外部接线图（二）程序设计包括工作循环图，功能表图，梯形图,（三）调试过程及模拟调试电路五、课程设计的心得体会,主要参考资料：机电传动与控制可编程控制器原理与应用,PLC控制系统设计与调试步骤,硬件设计,根据根据控制要求确定输入/输出设备,选择PLC,分配输入/输出点,设计电气线路（被控设备的主电路，PLC输入输出接线图等）,软件设计（程序的设计）
9、,调试,模拟调试：可用按钮或小开关模拟输入信号，用指示 灯模拟负载，通过各种指示灯的亮灭情况 了解程序运行情况联机调试：将模拟调试过的程序进一步在线统调,顺序功能图梯形图指令表,根据根据控制要求确定输入/输出设备,输入设备：系统有单循环自动工作、单铣头自动循环工作、点动三种工作方式，可以选用转换开关SA进行转换；每个电机的起动停止可以选用按钮SB控制；滑台由快进变为工进，工进变为快退转换由行程开关SQ实现（如图1-3所示）。输出设备：工作台的进退和主轴的旋转由电机拖动，电机由接触器KM控制；工件的松紧由电磁阀YV控制；系统要求有电源、工件夹紧、加工等信号指示可用信号指示灯HL实现。,图1-3 工件加工流程图,主电路,
