卧式车床电气控制系统设计

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1、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

2、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

3、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Ml主电动机KM3接触器，主电动机正向起动、停止用12M2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

4、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。2)根据控制要求，编制卧式车床控制PLC应用程序。3)编写设计说明书，内容包括：①设计过程和有关说明。②基于PLC的卧式车床电气控制系统电路图。③PLC控制程序（梯形图和指令表）。④电器元器件的选择和有关计算。⑤电气设备明细表。⑥参考资料、参考书及参考手册。⑦其他需要说明的问题，例如操作说明书、程序的调试过程、遇到的问题及解决方法、对课程设计的认识和建议等。二、卧式车床电气控制系统总体设计过程1、主电路原理图

5、图1为卧式车床的主电路图。断路器QF将三相电源引入，FU1为主电动机M1的短路保护用熔断器，FR1为M1电动机过载保护用热继电器。通过互感器TA接入电流表A以监视主电动机绕组的电流。熔断器FU2为M2、M3电动机的短路保护，接触器KM1、KM2为M2、M3电动机启动用接触器。FR2为M2电动机的过载保护，因为快速电动机M3短时工作，所以不设计过载保护。2、交流控制电路原理图⑴主电动机的点动调整控制图2为点动环节的控制电路原理图。电路中KM3为M1电动机的正转接触器，KM△和12KM丫为M1电动机的降压启动接触器，KA为中间继电器。M1电

6、动机的点动由点动按钮SB6控制。按下按钮SB6，接触器KM3得电吸合，它的主触电闭合，电动机的定子绕组先接成星形，启动后期接成三角形，电动机在较低电压下起动，减少了启动电流对电网的影响。⑵主电动机的正反转控制电路图3为主电动机正反转控制电路。主电动机正转由正向起动按钮SB1控制。按下SB1时，中间继电器KA首先得电动作，它的辅助触点闭合，接触器KM3线圈得电动作，接触器KM3线圈的主辅触点得电吸合，KM3的主触点将三相电源接通,。同时，时间继电器KT及接触器KM丫线圈得电，其常开主触点闭合，电动机M1在星形连接下运行。KM丫的常闭辅助触

7、点断开，保证了接触器KM△不得电。时间继电器KT的常开触点延时闭合；常闭触点延时断开，切断KM丫线圈电源，其主触点断开而常闭辅助触点闭合。接触点KM△线圈得电，其主触点闭合，使电动机M1由星形连接切换为三角形运行。电动机M1得以实现降压起动。KM3的动合触点和KA的动合触点的闭合将KM3线圈自锁。反转起动时用反向启动按钮SB2，按下SB2，同样是中间继电器KA得电，然后接通接触器KM4、KT、KM△和KM丫，于是电动机在降压下反转起动。KM3的动断辅助触点，KM4的动断辅助触点分别串在对方接触器线圈的回路中，起到了电动机正转与反转的电气

8、互锁作用。⑶主电动机的反接制动控制图4是某卧式车床正反转与反接制动的控制电路图。该卧式车床采用了反接制动方式。当电动机的转速接近零时，用速度继电器的触点给出信号切断电动机的电源。速度继电器与被控电动机是同轴