机械设备电气控制系统的设计实例

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1、电气控制电路的设计——机械设备电气控制系统的设计实例1.横梁升降机构的工艺要求(1)由于刨床工件加工位置高低不同，要求横梁沿立柱能作上升、下降的调整运动。(2)为确保切削加工的进行，正常情况下横梁应夹紧在立柱上，夹紧装置由夹紧电动机拖动，而横梁的上、下移动由另一台横梁升降电动机拖动。(3)在动作配合上，当横梁升降时应该按照下列顺序进行：横梁上升：横梁松开→上升移动→横梁夹紧横梁下降：横梁松开→下降移动→横梁夹紧并回升设计龙门刨床横梁升降的电气控制线路由此可知横梁下降时，多了一个短时回升动作，其目的在于消除多动螺母上端面与丝杠下端面的间隙，防止加工过程中将横梁上抬，造成横梁歪斜，影

2、响加工精度。(4)横梁升降应设有限位保护，而夹紧电动机应设有夹紧力保护。2.电气控制线路的设计过程(1)初步设计①主电路的设计:Ⅰ、从横梁运动要求出发,横梁移动由横梁升降电动机M1和横梁夹紧放松电动机M2拖动，且都有正反转。Ⅱ、夹紧电动机需要的夹紧力保护，用过电流继电器KI来实现。②控制电路的设计:Ⅰ、由于横梁升降运动为调整运动，所以对M1采用点动控制。M2则按一定的顺序自动控制。Ⅱ、根据横梁移动时的控制程序要求，M2与M1之间有一定的顺序关系：当发出“上升”指令后，M2电动机起动工作，将横梁松开，待横梁完全松开后，发出信号，使M2电动机停止工作，并使M１电动机起动，拖动横梁上升

3、。横梁松开信号的发出由复合行程开关SQ1完成，当横梁处于夹紧状态时，SQ1不受压，当横梁完全松开时，夹紧机构经杠杆将SQ1压下，于是发出“松开”信号。Ⅲ、当横梁上升到位时，撤除“上升”指令，M１电动机立即停止工作，同时接通M2电动机，使M2反向运转，拖动夹紧机构使横梁夹紧。在夹紧过程中，开关行程开关SQ1复原，为下次发出放松信号作准备。当横梁夹紧到一定程度时，夹紧电动机M2主电路的电流升高，借助于M2定子电路中的过电流继电器发出“夹紧”信号，切断M2电动机的电路，使夹紧过程结束。Ⅳ、横梁下降在不考虑短时回升时，其动作过程与上升时相同。综上所述，设计出草图之一，如图8-2-1所示：

4、图8-2-1(2)横梁升降电气控制线路中的控制电路部分的修改①图１所示的设计草图之一中，控制电路需要具有两组常开触点的按钮，而常用按钮为一组常开触点、一组常闭触点，为此可引入一个中间继电器KA，用按钮SB1、SB2去控制KA，再由KA来控制横梁的升、降和放松。②用SB1、SB2按钮的常闭触点完成横梁上升与下降的机械互锁。综上所述，修改后的设计草图之二，如图8-2-2所示：图8-2-2(3)横梁升降电气控制线路中的控制电路部分的优化进一步考虑横梁下降时的回升控制。由于回升时间短，所以可采用时间继电器来控制，选择断电延时时间继电器KT，将其通电瞬时闭合、断电延时断开的触点与夹紧接触器

5、KM4的常开触点串联后，再与KA常开触点并联，去控制上升接触器KM1。而KT则由下降接触器KM2触点控制，构成设计草图之三，如图8-2-3所示：图8-2-3（4)横梁升降电气控制线路中的控制电路部分的进一步完善考虑电路各种保护与联锁，有必要设置如下环节：①SQ2――横梁与侧刀架运动的极限保护；②SQ3――横梁上升极限保护；③SQ4――横梁下降极限保护；④KM1和KM2的常闭触点――横梁上升与下降的电气互锁；⑤KM3和KM4的常闭触点――横梁放松与夹紧的电气互锁；至此，龙门刨床横梁升降的电气控制线路设计完成，电气原理图如图8-2-4所示。图8-2-4(4)对电气原理图进行校核设计完

6、成后，必须认真进行校核，看其是否满足生产工艺要求，电路是否合理，有无需要进一步简化之处，是否存在寄生电路，电路工作是否安全可靠等。原理图设计中应注意的问题电气控制设计中应重视设计、使用和维护人员在长期实践中总结出来的许多经验，使设计线路简单、正确、安全、可靠、结构合理、使用维护方便。通常应注意以下问题。1、选择控制电源尽量减少控制线路中电源的种类，控制电源用量，控制电压等级应符合标准等级。在控制线路比较简单的情况下，可直接采用电网电压，以省去控制变压器。当控制系统使用电器数量比较多时，应采用控制变压器降低控制电压，或用直流低电压控制，既节省安装空间，又便于采用晶体管无触点器件，具

7、有动作平稳可靠、检修操作安全等优点。对于微机控制系统应注意弱电控制与强电电源之间的隔离，不能共用零线，避免引起电源干扰。照明、显示及报警等电路应采用安全电压。电气控制线路常用的电压等级如表8-2-1所示。表8-2-1常用控制电压等级尽量减少电器元件的品种、规格与数量。在电器元件选用中，尽可能选用性能优良、价格便宜的新型器件，同一用途尽可能选用相同型号。电气控制系统的先进性总是与电器元件的不断发展、更新紧密联系在一起的，因此，设计人员必须密切关注电机、电器技术、电子技术的新发展，不