机削产嬴控制糸统设计设计说明书课题名称：淬火机床电气控制设计班 级：机制1101 （卓越）姓 名： 孙永森、刘群、郭昊良指导教师：候荣国二O四年五月Ek_设计课题龙齿圈淬火机床电气控制用途及性能特点机床可对直径模数_、口二甘回转支承齿圈内口外直齿进 行单齿连续感应加热、淬火。机床通过触摸屏、西门子!、松下伺服电机等主要部件对工作台回转， 感应线圈升降，立柱平移，十字滑台气动进退及中频电源，淬火液循环系统等进 行手动或全自动控制，并且各部分均有互锁和智能报警。操作者只需止确设置淬火参数，设备便可按工艺对不同规格的工件进行自 动淬火处理。本机床操作简单直观，参数设置方便。本机床采用三相四线制供电，额定电压口口一加、,电压允许波动范 围一1 o%+i o %,整机容量约_k口。机床设有一个独立的控制电柜，一 个侧伸式操作台。所有的控制元件安装在控制电柜内，触摸屏安装在侧伸操作台 上，执行元件安装在机床上。电气系统由触摸屏、控制柜、立柱平移电机、感应 线圈升降伺服电机、回转工作台伺服电机、接近开关等组成。二结构件图OC3三、设计任务、电气原理图一份十、电气安装底板电器件布置图一份一、电器件清单一份_、伺服驱动器参数表一份 D - U控制程序一份、调试检验指导书一份亠、调试检验记录表一份、电气说明书一份设计任务明细-根据机床的加工参数选择合适的Ydj,伺服驱动器，伺服电机和相应的电气 元件X根据机床的功能设计控制路线0编写Y00控制程序检验调试说明书第_章设计总体方案齿圈淬火机床供电方式为一口口三相四线制供电。一台三相异步电动机实 现立柱的横向移动。依靠伺服电动机带动感应线圈的升降，另一台伺服电机控制 工作台的分度。电气部分主电路接入一台三相异步电动机和二台伺服电机，因为 电机的功率不大所以采用直接起动，直接用开关起动，当交流接触器触点闭合时 电机起动。接入熔断器起到短路保护的作用，热继电器起过载保护作用。通过触摸屏的按钮控制口口的输入信号，LI发高速脉冲控制伺服驱动 器，连接伺服电机，实现伺服电机的正反转，分度运动。第一章控制系统原理设计口一主要功能机床可对直径口如如一模数一、回转支承齿圈内口外直齿进 行单齿连续感应加热、淬火。操作者只需正确设置淬火参数，设备便可按工艺对 不同规格的工件进行自动淬火处理。本机床操作简单直观，参数设置方便。应0在启动按钮下自动控制齿圈的淬火与淬火液的循环，整个过程不需人工 操作。土保护功能电气设备与线路在运行过程中会发生故障，电流-或电压-会超过设备与线路 允许工作的范围与限度，这就需要一套检测这些故障信号并对设备和线路进行自 动调整“断开、切换等-的保护设备。一监视功能电是眼睛看不见的，一台设备是否带电或断电，从外表看无法分辨，这就需 要设置报警信号灯，对一次设备进行电气监视。测量功能灯光和音响信号只能定性地表明设备的工作状态“有电或断电一如果想定量地知道电气设备的工作情况，还需要有各种仪表测量设备，测量线路的各种参数, 如电压、电流、频率和功率的大小等。控制系统的基本组成工Jjj电源供电回路供电回路的电源为交流0呆护回路保护卡甫助-回路的工作电源有单相jn （交流）、（直流），对电气设 备和线路进行短路、过载和失压等各种保护，由熔断器、热继电器、失压线圈、 整流组件和稳压组件等保护组件组成，自锁环节起到零压保护的作用，正向接触 器与反向接触器的动断触点实现联锁保护。此外，采用断路器作为电源引入开关, 其各种脱扣功能为系统设置了双重保护。信号回路能及时反映或显示设备和线路正常与非正常工作状态信息的冋路，如不同颜 色的信号灯，不同声响的音响设备等。一亠_自动与手动回路电气设备为了提高工作效率，一般都设有自动环节，但在安装、调试及紧急 事故的处理中，控制线路中还需要设置手动环节，用于调试。通过组合开关或转 换开关等实现自动与手动方式的转换。兀制动停车回路切断电路的供电电源，并采取某些制动措施，使电动机迅速停车的控制环节, 数控联箱管加工机床采用能耗制动方式制动。J一控制系统的硬件设计一电气元件的选择在电气原理图设计完毕Z后就可以根据电气原理图进行电气元件的选择工作，本设计中需选择的电气元件主要有：三相异步电动机的选择根据额定功率和转速条件选择的三台三相异步电动机的型号分别_亠J伺服电动机和伺服驱动器的选择屯机的选择，首先考虑电动机能够提供负载所需要的转矩和转速，然后 进行发热校核和转矩过载校核，最后由伺服系统惯量匹配原则选出的伺服电 动机的型号为门尢_二，各字母含义如图一所示。记号类塑N/MA期小惯墨NSMD/htKSNQMA小惯吳MSUA小惯金N0M4中惯昼MGMA中惯旻NFMA中“NMK)大惯虽MHKA大惯盂TTTTZmi记号方式牀冲戢分M率线数P增显式25OOp r100005S1氏纶对用I7bit131072?第码器规格记号規怙11OOY2200VZ100V 20Wii用仅対5OW)电压规格记号轴油封宜轴有无有CDUV电机结构NSND. MQMA. NHND(U. Yt 加琦记号额运对率记号鼠定功军5A50W151.5KN01IOOW202 OkW02200H252 5k044C0W303.0kW05500N404 OkN0875OW454 5k099O0W505. OkW101 OW606 0k757.5kW电机If定功率讷油封记号直轴无有CDGHMSMA. MDMA. MGMA. MFWL IHUU记号轴直轴有无有ABEFNANA根据伺服屯机选择和它相匹配的伺服驱动器型号为心扯兀，选用JR口的电源适配器供电，各字母含义如图所示。MADD205外形分类电源电压规格记号型号MADDA4系列人型MBDDA4系列B型MCDDA4系列C型MDODA4系列D型MEDDA4系列E9MFDDA4系死F型MGODM系列G型运大昭时输出电流记号大臥时谕出电流T110AT215AT330AT550AT775ATA100 ATB150ATC300A记号规格1单相100V2单相200V3三相200V5单相/三相200V电流检测IK额定电流记号电渡记号电流055A4040A077. 5A6464A1010A9090A2020AA2120A3030AB4240A刀电源开关的选择的作用主要是用于电源的引入及控制起、停等。因此的选择主要考虑电 动机额定电流和启动电流，由前面己知电机的额定电流数值最终选择组合开关 型，额定电流为V热继电器m的选择根据电动机的额定电流进行热继电器的选择，由前面ij、匚十和!一的额定电 流，现选择如下：m选用口型热继电器。热元件额定电流额定电流调节 范围为j： 工作时调整在m皿接触器的选择根据负载回路的电压、电流，接触器所控制回路的电压及所需点的数量等来 进行接触器的选择。本设计中上主要对进行控制，控制冋路电源为丄山 根据泊勺额定电流, 一个.上需要主触点两对，所以，.上选型接触器，主触点额定电流为 线圈电压为一ED。J时间继电器的选择本设计中由于各动作先后进行需要延吋控制。需要延时闭合动断触点和延时 断开动合触点，我们选rwn型时间继电器。额定电压匚LU口、尢LL_额定 功耗小于0T动作频率 X次J熔断器的选择根据熔断器的额定电压、额定电流和熔体的额定电流等进行熔断器的选择。 木设计中涉及到熔断器有四个，主要对三相异步电动机和交流伺服电动机进行短 路保护，根据电机额定电流分别为。因此，匚Uj选择J型熔断器，熔体 为丿口。、按钮的选择根据需要的触点数目、动作要求、使用场合、颜色等进行按钮的选择。本设计中一选择m型按钮，颜色为红色，选择选择W 型按钮，颜色为绿色，如口如选择口口 j_型按钮，颜色为黑色。m照明及指示灯的选择本设计中，电源指示灯蜂鸣报警灯如口一_J口II型号选择选择基于U的数控联箱管加工机床电气控制系统的口口机型，应从以下 儿个方面来考虑：是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、 监测及控制的自动化。口系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连 成网络皆能实现复杂控制功能。因此系列具有极高的性能匸价格比。 口丿匚系列出色表现在以下儿个方面：极高的可靠性极丰富的指令集易于掌握便捷的操作丰富的内置集成功能实吋特性 强劲的通讯能力丰富的扩展模块系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆 盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所 有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力 设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化 工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。一II的AD端口分配表根据所选3LI的型号进行fV点的端口分配，如下表所示:输入输出二正转nrinn脉冲输入:J反转十方向输入二左限n_L_匚一脉冲输入CEj右限方向输入m ,丄报警cuu淬火液帀亠正转nrinn二左限1十反转5限vnn上限rr匚亠启动IT 亠下限rum电磁阀j、nn亠报警a一电磁阀j正转控制模式切换丄反转指令脉冲输入禁止报警ru一指令脉