卧式铣床电气控制系统设计

课程设计设计题目：机电传动课程设计系别班级学生姓名学号指导教师职称机电传动课程设计成绩评定表系（部）：班级：学生姓名：指导教师评审意见评价内容具体要求权重评分加权分调研论证能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案与日程安排。0、15432工作能力态度工作态度认真，遵守纪律，出勤情况就是否良好，能够独立完成设计工作，0、25432工作量按期圆满完成规定得设计任务，工作量饱满，难度适宜。0、25432说明书得质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0、55432指导教师评审成绩（加权分合计乘以12）分加权分合计指导教师签名：年月日评阅教师评审意见评价内容具体要求权重评分加权分查阅文献查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料得能力0、25432工作量工作量饱满，难度适中。0、55432说明书得质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0、35432评阅教师评审成绩（加权分合计乘以8）分加权分合计评阅教师签名：年月日课程设计总评成绩分题目6设计一台卧式铣床得电气控制系统主要技术参数与拖动控制要求：1、工作台工作面(宽度×长度)(mm)400×1600；2、要求主轴电动机直接起动，具有制动功能；3、工作台空行程时快速移动；4、要求切削时提供切削液；5、变速时要求点动方式，变速冲动以便齿轮啮合；6、必要得照明、信号显示。7、各电动机参考功率：主轴电动机，11KW；进给电动机，3KW，冷却泵电动机，0、125KW。目录第1章课程设计目得5第2章课程设计主要内容5第3章课程设计题目描述与要求6第4章万能卧式铣床电气控制系统设计6课程设计总结16附录一万能铣床电气原理图17附录二万能铣床零件清单18第1章课程设计目得1、1具备机械、电气知识得综合运用能力；1、2具备分析机电传动控制系统得组成及原理得能力；1、3具备设计机电传动控制系统得基本电气原理图得能力；1、4具备编写设计说明书能力。第2章课程设计主要内容2、1分析对象：熟悉被控对象得组成、电力拖动得要求及控制得具体要求。2、2电路图设计：根据任务要求，设计主电路及其保护电路，根据任务得控制关系设计控电路及其保护电路，设计开关面板图，选定所需得电气元件，列出清单，修改图纸，定稿。2、3撰写说明书：编写电气原理说明书与操作说明书。2、4课程设计总结第3章课程设计题目描述与要求题目：卧式铣床电气控制系统设计。万能铣床就是一种通用得多用途机床，它可以进行平面、斜面、螺旋面及成型表面得加工，它采用继电接触器电路实现电气控制。电气原理图就是由主电路、控制电路与照明电路三部分组成。主轴电动机拖动主轴带动铣刀进行铣削加工，通过组合开关来实现正反转；进给电动机通过操纵手柄与机械离合器得配合拖动工作台前后、左右、上下6个方向得进给运动与快速移动，其正反转由接触器来实现；冷却泵电动机供应切削液，且当主轴电动机启动后，用手动开关控制；3台电动机共用熔断器作短路保护，3台电动机分别用热继电器作过载保护。冷却泵由电动机M3拖动，只需要单向旋转。。第4章万能卧式铣床电气控制系统设计4、1电动机得选择参照网上资料选取电机表1卧式铣床得电机参数参照表符号名称型号规格件数作用M1主轴电动机Y160L-411KW，380V，1450r/min1主轴传动M2进给电动机YEJ100L-43KW,380V,1400r/min1进给传动M3冷却泵电动机JCB—220、125KW,380V,2790r/min1冷却泵传动4、2电器控制线路设计4、2、1主电路设计（含设计思路说明，各部分设计原理图）

下图卧式万能铣床主电气控制线路图。图中M1为主轴电动机，M2为工作台进给电动机，M3为冷却泵电动机。

主电路分析

M1就是主轴电动机，拖动主轴带动铣刀进行铣削加工，因为主轴电动机正反转不频繁，所以用SA5控制相序转换。进给电动机M2得正、反转频繁，因此需要用接触器KM3与KM4进行倒相。熔断器FU1、FU2作短路保护。每台电动机均由热继电器作过载保护。

4、2、2控制电路设计（含设计思路说明，各部分设计原理图）

控制电路分析

主轴电动机M1得控制

主轴电动机由接触器KM1控制，M1旋转方向由组合开关SA5预先选择。M1得起动、停止采用两地控制得方式，控制按钮一组安装在工作台上，一组安装在床身上，可在此两处进行操作。

①、M1得起动与停转

下图就是主轴电动机电气控制线路图，先将换相开关SA5扳到所需要得位置（正转或反转）。

起动控制：按下SB1（或SB2），接触器KM1线圈得电，KM1主触头闭合，M1起动运行，KM1辅助触头闭合，进给控制电路接通。

停转控制：按下SB3（或SB4），KM1线圈断电。此时速度继电器KV正转动合触头闭合，KM2通电，电动机M1串入电阻R实现反接制动。当n≈0时，速度继电器KV动合触头复位，KM2线圈断电，M1停转，进给控制电路电源切断，反接制动结束。

②、主轴得变速冲动

主轴变速可在主轴不动时进行；也可在主轴旋转时进行，无需先按停止按钮，利用变速手柄与限位开关SQ7组成得联动机构进行控制。变速时，先把变速手柄下压，使它从第一道槽内拔出，再转动变速盘，选择所需要速度，然后慢慢拉向第二道槽，通过手柄压下开关SQ7，其动断触头先断开，KM1线圈断电，M1失电；同时其动合触头闭合，KM2通电，M1反向冲动。然后将变速手柄迅速推回原位，使限位开关SQ7复位，接触器KM2断电，电动机M1停转，变速冲动过程结束。

变速完成后，需再次起动电动机M1，主轴将在新得转速下旋转。

（2）进给电动机M得控制

工作台进给方向有左、右得纵向运动，前后得横向运动与上、下得垂直运动，就是依靠进给电动机M2得正反转来实现得，正反转接触器KM3、KM4就是由两个机械操作手柄控制得。其中一个就是纵向机械操作手柄，另一个就是垂直与横向机械操作手柄。这两个手柄各有两套，分别设在铣床得工作台正面与侧面，实现两地操作。

下图为进给拖动电气控制线路图。图中SQ1、SQ2为纵向行程开关，SQ3、SQ4为垂直与横向行程开关。SA1为圆工作台选择开关，设有“接通”与“断开”两个位置。当不需要圆工作台运动时，将SA1置于“断开”位置，此时，触点SA1-1、SA1-3闭合，SA1-2断开。然后起动主轴电动机，KM1通电并自锁，为进给电动机起动做准备。下面对各种进给运动得电气控制电路进行简要分析。

①、工作台纵向左右运动

工作台左右运动由工作台纵向操作手柄控制，有三个位置：左、中、右。当操作手柄扳向右位置时，通过其联动机构将纵向进给机械离合器挂上，同时压下向右进给得行程开关SQ1-1→接触器KM3通电→进给电动机→M2正转→工作台向右进给。

向左进给时将手柄扳向左→压下SQ2-1→KM4通电吸合→M2反转→工作台向左进给。当需停止时，将手柄扳回中间位置，纵向进给结束，工作台停止运动。

②、工作台垂直上下运动与横向前后运动得控制

向上进给时将手柄向上→挂上垂直运动得离合器→压下SQ4，SQ4-1闭合→KM4通电吸合→M2反转→工作台向上进给。

向下进给时将手柄扳向下→压下SQ3，SQ3-1闭合，SQ3-2断开→KM3通电吸合→M2正转→工作台向下进给。

向前进给时将手柄扳向前→挂上横向运动得离合器→压下SQ3，SQ3-1闭合，SQ3-2断开→KM3通电→M2正转→工作台向前进给。

向后进给时将手柄扳向后→压下SQ4，SQ4-2断开，SQ4-1闭合→KM4通电吸合→M2反转→工作台向后进给。

③、工作台得快速移动

工作台三个方向得快速移动也就是由进给电动机拖动得，当工作台已经进行工作时，如再按下快速按钮SB5或SB6使KM5通电，接通快速移动电磁铁YA，衔铁吸上，经杠杆将进给传动链中得摩擦离合器合上，使工作台按原运动方向实现快速移动。SB5或SB6松开时，KM5、YA相继断电，衔铁释放，摩擦离合器脱开，快速移动结束，工作台按原进给速度运动

在进给变速时，为使齿轮易于啮合，电路中也设有变速“冲动”控制环节。进给变速冲动就是由进给变速手柄配合进给变速冲动开关SQ6实现得。

压合SQ触点SQ6-2先断开SQ6-1后闭合→电流经SA1-3、SQ2-2、SQ1-2→SQ3-2、SQ4-2→SQ6-1→KM3通电→M2正转→完成变速“冲动”。

（3）圆工作台进给控制

圆工作台得回转不需要调速，也不要求反转，因此仅由KM3控制即可。操作时，首先将SA1扳到“接通”位置，这时触点

SA1-2闭合，SA1-3断开，按下主轴起动按钮SB1或SB2，主轴电动机M1起动后KM3即通电吸合，于就是M2拖动圆工作台做单向旋转运动。

4、2、3信号指示及照明电路照明电路控制通过按钮SA4来控制，SA1通过控制KM6来控制冷却泵电机得转动。4、3电器元件得选择4、3、1热继电器利用电流得热效原理来工作得保护电器主要用作：三相异步电动机得过载保护由按钮、接触器、热继电器等组成得异步电动机直接起动控制电路热继电器得图形与文字符号4．3．2交流接触器KM用来频繁得接通与分断交直流主回路与大容量控制电路。主要控制对象就是电动机，能实现远距离控制，并有欠（零）电压保护功能。交流接触器图形符号与文字符号4．3．3熔断器作用：利用金属得熔化来切断电路，以保护电器，短路保护。结构：熔体（保险丝）与熔座（安装熔体）形状：片状、丝状、与笼状型号：常用得熔断器有瓷插式RCIA系列、封闭管式及螺旋式RL1系列等多种。熔断器图形符号与文字符号4．3．4按钮按钮，就是一种常用得控制电器元件，常用来接通或断开‘控制电路’（其中电流很小），从而达到控制电动机或其她电气设备运行目得得一种开关。4．3．5行程开关行程开关，位置开关（又称限位开关）得一种，就是一种常用得小电流主令电器。在电气控制系统中，位置开关得作用就是实现顺序控制、定位控制与位置状态得检测。用于控制机械设备得行程及限位保护。位置开关得图形符号及文字符号4．3．6机床照明灯EL。型号：K-1，螺口规格：40W36V作用：机床局部照明因为在经过电源变压后变为36V得电源电压，所以用36V得K-1型得照明灯。4、4制定电气元件明细表见附录二第5章课程设计总结这次课程设计通过组员得共同努力完成了设计任务，学到了很多也意识到了许多不足。首先通过组员得分工合作，提高了效率，让我们认识到了团结得力量与集体合作得重要性。通过这次设计，我们了解了铣床得构造与原理，复习了各个电气元件得功能，符号与工作原理，以及电机得专业知识，把所学得知识学以致用，在实践中总结经验，通过交流达到壹加壹大于二得效果，在设计过程中，老师得解惑也就是大有裨益，很多不懂得地方经过老师得指点后茅舍顿开，才能把整体联系起来，达到系统瞧问题得目得，在此万分感谢指导老师。在设计得过程中也意识到许多得不足，比如绘图软件不会用，电气元件选择经验缺失，对现实状况得不了解，以至于很多元器件得选择毫无概念等一系列问题，我们将针对出现得问题作出改进，增强自身得能力。附录一卧式铣床电气原理图附录二卧式铣床零件请单符号名称型号规格件数作用KM1接触器CJO—2020A,110V1主轴启动KM2接触器CJO—1010A,110V1主轴停转KM3接触器CJO—1010A,110V1M2正转KM4接触器CJO—1010A,110V1M2反转KM5接触器CJO—1010A,110V1快速进给KM6接触器CJO—1