《机电传动控制课程设计》题目2

《机电传动控制》课程设计报告题目：摇臂钻床电气控制设计院（系）：机电与自动化学院专业班级：学生姓名：学号：指导教师：2013年12月29日至2014年1月4日华中科技大学武昌分校课程设计任务书一、设计题目摇臂钻床电气控制设计二、设计主要内容摇臂钻床由主轴电动机M1、升降电动机M2、夹紧油泵电动机M3、冷却泵电动机M4驱动相应机械部件实现工件钻削加工。1、控制要求：（1）主轴电动机M1：=1\*GB3①正反转控制：手动控制；=2\*GB3②正反转停止制动。（2）摇臂升降电动机M2和夹紧电动机M3：=1\*GB3①关联控制：按下摇臂升/降按钮，根据“立柱松开延时--松开到位—摇臂升降移动—移动到位（限位）—升降停止—立柱夹紧延时—夹紧到位—松紧停止”流程完成摇臂的升降点动控制。（M2正转，摇臂升，M2反转，摇臂降；M3正转，立柱松开；M3反转，立柱夹紧)；=2\*GB3②摇臂松紧可独立点动控制。（3）冷却泵电动机M4：启停控制。2、保护要求：（1）短路保护：主轴电动机M1、升降电动机M2、夹紧油泵电动机M3、冷却泵电动机M4、控电路（2）长期过载保护：主轴电动机M1、夹紧油泵电动机M3（3）控电路隔离保护：控电路的电源隔离TC1三、原始资料图1摇臂钻床图片图2摇臂钻床机构及运动分析示意图摇臂钻床的主轴旋转运动和进给运动由一台交流异步电动机M1拖动，主轴的正反转；主轴的调速通过三相异步电动机和变速箱来实现。摇臂钻床除了主轴的旋转和进给运动外，还有摇臂的上升、下降及立柱的夹紧和放松。摇臂的上升、下降由一台交流异步电动机M2拖动，立柱的夹紧放松由另一台交流电动机M3拖动一台齿轮泵，供给夹紧装置所需要的压力油；冷却使用冷却泵电动机M4；摇臂的回转和主轴箱的径向移动通常采用手动。四、要求的设计成果1、基本要求：（1）根据控制要求，设计主电路及控制电路，实现电路及设备的保护，选定所需的电气元件，完成电器元件明细表；（2）编写摇臂钻床的电气原理设计说明书。（3）电气原理图绘制在A3图纸上。2、备选要求：本课程设计可根据学生对《机电传动控制》课堂教学所掌握知识点的实际情况，制定控制方案，从而形成难易程度不同的控制方法。以下是控制方案的备选表。注意：基本要求学生必须完成，备选要求不对所有学生作严格要求，学有余力的学生可以在基本要求完成的前提下，选择备选要求。一般来说，控制方案越高级和越复杂，考查评价就越高。表1控制方案备选表序号正反转控制制动方式点动控制顺序及关联控制1手动（电动机单向）手动制动点动控制1两台或三台电动机启动、停止的先后关联2SA开关实现正反转电磁离合器点动控制23电器互锁正反转反接制动点动控制34机械加电器互锁正反转能耗制动点动控制4五、进程安排表2进度安排及学时分配表序号课程设计内容学时分配备注1课程设计概论；下达设计任务；分组、准备资料工具等0.5天2根据任务的控制要求进行方案构思，初选方案，绘制控制原理图并与指导教师讨论，方案定稿。0.5天3完成电路图及程序设计，对编制好的电路图交给老师检查，并按照老师要求修改。2.5天4撰写课程设计说明书0.5天5答辩及验收课程设计1天合计5天六、主要参考资料[1]程宪平．机电传动与控制（第三版）．武汉:华中科技大学出版社，2011[2]邓星钟．机电传动控制（第四版）．武汉：华中科技大学出版社，2007[3]郝用兴．机电传动控制．武汉：华中科技大学出版社，2010[4]尹志强．机电一体化系统设计课程设计指导书．北京：机械工业出版社，2007[5]石祥钟．机电一体化系统设计．北京：化学工业出版社，2009指导教师（签名）：20年月日目录TOC\o"1-3"\h\u74761.课程设计目的 课程设计目的（1）培养学生根据所学的机械和电气知识的综合运用能力；（2）掌握分析机电传动控制系统的组成及原理的能力；（3）培养学生设计机电传动控制系统的基本电气原理图的能力；（4）培养编写设计说明书和操作说明书的能力。课程设计题目描述和要求题目描述摇臂钻床的主轴旋转运动和进给运动由一台交流异步电动机M1拖动，主轴的正反转；主轴的调速通过三相异步电动机和变速箱来实现。摇臂钻床除了主轴的旋转和进给运动外，还有摇臂的上升、下降及立柱的夹紧和放松。摇臂的上升、下降由一台交流异步电动机M2拖动，立柱的夹紧放松由另一台交流电动机M3拖动一台齿轮泵，供给夹紧装置所需要的压力油；冷却使用冷却泵电动机M4；摇臂的回转和主轴箱的径向移动通常采用手动。要求根据控制要求，设计主电路及控制电路，实现电路及设备的保护，选定所需的电气元件，完成电器元件明细表；（2）编写摇臂钻床的电气原理设计说明书；（3）电气原理图绘制在A3图纸上。课程设计报告内容摇臂钻床由主轴电动机M1、升降电动机M2、夹紧油泵电动机M3、冷却泵电动机M4驱动相应机械部件实现工件钻削加工。任务分析控制要求：（1）主轴电动机M1：=1\*GB3①正反转控制：手动控制；=2\*GB3②正反转停止制动。（2）摇臂升降电动机M2和夹紧电动机M3：=1\*GB3①关联控制：按下摇臂升/降按钮，根据“立柱松开延时--松开到位—摇臂升降移动—移动到位（限位）—升降停止—立柱夹紧延时—夹紧到位—松紧停止”流程完成摇臂的升降点动控制。（M2正转，摇臂升，M2反转，摇臂降；M3正转，立柱松开；M3反转，立柱夹紧)；=2\*GB3②摇臂松紧可独立点动控制。冷却泵电动机M4：启停控制。保护要求：（1）短路保护：主轴电动机M1、升降电动机M2、夹紧油泵电动机M3、冷却泵电动机M4、控电路（2）长期过载保护：主轴电动机M1、夹紧油泵电动机M3（3）控电路隔离保护：控电路的电源隔离TC1控制方案确定主轴电动机通过反接制动的方法去控制电动机的正反转，当电动机转速到达一定速度后，速度继电器自动闭合，电动机反转，通过这样来制动制动；摇臂升降电动机M2和夹紧电动机M3通过顺序控制的方法来实现关联控制，再通过外接一按钮开关来实现摇臂松紧的电动控制；通过两按钮开关来控制冷却泵电动机M4的启停控制。主电路图和控电路图的拟定及定稿1.开始KM2和KM3闭合，按下总停止按钮SB1后，KM2和KM3断开，KM2闭合，电动机反向串阻R，其中有KS2的速度继电器调节M1的反向速度。2.开始KM1和KM3闭合，按下总停止按钮SB2后，KM1和KM3断开，KM1闭合，电动机反向串阻R。制动过程中，如果正向速度快，KS1速度继电器保持闭合，若速度很慢，则断开，从而使KM2断开，停止反转制动，否则会开始反转。元件清单及开关面板设计元件清单电器代号名称和用途数量M1主轴电动机；带动主轴旋转1M2摇臂升降电动机；带动摇臂的升降1M3夹紧电动机；控制立柱的松紧1M4冷却泵电动机；提供冷却液1QF1自动开关；短路保护5QF2自动开关；短路保护QF3自动开关；短路保护QF4自动开关；短路保护QF5自动开关；短路保护TC1控制变压器；将380V的电压降到220V1KM1接触器；控制主轴电动机的正转9KM2接触器；控制主轴电动机的反转KM3接触器；控制主轴电动机的开启KM4接触器；控制摇臂升降电动机的正转KM5接触器；控制摇臂升降电动机的反转KM6接触器；控制夹紧电动机的正转KM7接触器；控制夹紧电动机的反转KM8接触器；控制夹紧电动机的开启KM9接触器；控制冷却泵的开启KA1中间继电器；辅助作用2KA2中间继电器；辅助作用KT1时间继电器；控制松开延时2KT2时间继电器；控制夹紧延时KS1速度继电器；控制正转速度2KS2速度继电器；控制反转速度FR1延时动作限流保护器件；给主轴电动机长期过载保护2FR2延时动作限流保护器件；给夹紧电动机长期过载保护FU熔断保险期；短路保护1R电阻；限流1SQ1位置开关；控制位置2SQ2位置开关；控制位置SB1按钮开关；闭和断开控制9SB2按钮开关；闭和断开控制SB3按钮开关；闭和断开控制SB4按钮开关；闭和断开控制SB5按钮开关；闭和断开控制SB6按钮开关；闭和断开控制SB7按钮开关；闭和断开控制SB8按钮开关；闭和断开控制SB9按钮开关；闭和断开控制开关面板设计QF1QF1整条线路的电源QF2QF2主轴电动机的电源QF3QF3摇臂升降电动机的电源QF4QF4夹紧电动机的电源QF5QF5冷却泵电动机的电源SB1SB1主轴电动机的正转SB2SB2主轴电动机的反转SB3SB3摇臂升降电动机的正转SB4SB4摇臂升降电动机的反转SB5SB5夹紧电动机的正转SB6SB6夹紧电动机的反转SB7SB7冷却泵电动机的停止SB8SB8冷却泵电动机的开启SB9SB9控制面板电源操作说明QF1:控制整条线路的电源；QF2:控制主轴电动机的电源；QF3控制摇臂升降电动机的电源；QF4：控制夹紧电动机的电源；QF5：控制冷却泵电动机的电源；SB1：控制主轴电动机的正转；SB2：控制主轴电动机的反转；SB3：控制摇臂升降电动机的正转；SB4：控制摇臂升降电动机的反转；SB5：控制夹紧电动机的正转；SB6：控制夹紧电动机的反转；SB7：控制冷却泵电动机的停止；SB8：控制冷却泵电动机的开启；SB9：控制控制面板电源。总结通过本次课程设计我学到了很多东西，熟悉了课堂上所学的基本内容，通过不断的调查资料，对机电传动与控制这门课有了更深的了解，从中明白了什么是反接制动，什么是顺序控制等等，感谢学院开设了这门课程设计，最后感谢吴老师的耐心教导让我学到了很多