畢業(yè)論文-----xa6132銑床控制系統(tǒng)

1、<p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著科學技術的不斷發(fā)展，生產工藝的不斷發(fā)展改進，特別是計算機技術的應用，新型控制策略的出現，不斷改變著電氣控制技術的面貌,給機械制造業(yè)的生產方式、產品機構和產業(yè)機構帶來了深刻的變化</p><p>　　銑床作為機械加工的通用設備在內燃機配件的生產中一直起著不可替代的作用。銑床具有工作平穩(wěn)可靠，操作維護方便

2、，已成為現代生產中的主要設備。傳統(tǒng)的機床控制系統(tǒng)都是采用繼電器、接觸器等硬件邏輯控制電路，不但成本低廉，而且易于維護、保養(yǎng)。與之相比，PLC雖然具有可靠性高、柔性好、編程靈活、開發(fā)周期短及故障自診斷等特點，但成本高昂、維護復雜。</p><p>　　本設計以XA6132型萬能銑床為研究對象，保持原銑床的工藝和操作方法,讓整個設備具有更好的協(xié)調性。最終實現銑床通用性、實用性、可靠性及有效速率得到有效的應用。<

3、/p><p>　　第1章 銑床簡介及主要特點</p><p><b>　　1.1銑床簡介</b></p><p>　　銑床主要是用于加工零件的平面、斜面、溝槽、成型面的加工機床?？梢耘渲梅侄阮^、圓工作臺、鏜刀架、傳動箱、銑夾頭、平口鉗等附件。其用途廣泛，在機械行業(yè)的機床設備中占有相當大的比重。</p><p>　　嚴格來說

4、，應該是X6132A，X代表銑床，6代表臥銑，1代表回轉工作臺，32代表工作臺寬320mm，A代表滾珠絲杠。</p><p><b>　　1.2銑床主要特點</b></p><p>　　1）工作臺沿床鞍移動實現縱向運動、床鞍沿升降臺移動實現橫向運動、其垂向運動由升降臺沿床身導軌移動實現。</p><p>　　2）機床具有基礎鑄件鋼性好，能承受重

5、負荷切削。</p><p>　　3）主軸傳動和進給傳動均采用18級齒輪變速，具有較寬的變速范圍和很寬的加工范圍。 </p><p>　　4）機床電氣控制貫徹了國家GB5226.1-2002標準，提高了安全性和可靠性。</p><p>　　5）機床通用性強、互換性好，可以配置分度頭、圓工作臺、鏜刀架、銑夾頭等附件，進一步擴大機床加工范圍。</p><

6、;p>　　6）容易磨損的部分都有消除間隙的調整裝置。保證機床的精度和工作平穩(wěn)。</p><p>　　第2章XA6132型萬能銑床主要技術參數</p><p>　　表2-1 XA6132型萬能銑床主要技術參數</p><p>　　第3章 XA6132型銑床機械式控制過程</p><p>　　3.1銑床的作用及其結構運動</p>

7、<p><b>　　1 作用：</b></p><p>　　銑床是用于成形面加工的機床，如加工平面、鍵槽、斜面、球面等。常見的銑床有平面銑床、立式銑床、仿形銑床、專用銑床等。在機床中，銑床使用量除車床外，位居第二。</p><p><b>　　2 結構：</b></p><p>　　銑床的主要組成部件有：底座

8、、工作臺、銑刀架、主軸變速箱、進給變速箱等。</p><p><b>　　3 運動：</b></p><p>　　主運動：銑刀的旋轉運動</p><p>　　輔運動：進給運動和冷卻泵旋轉運動</p><p>　　進給運動可以按以下幾種方式分類：</p><p><b>　　速度</

9、b></p><p><b>　　方式方向</b></p><p>　　3.2銑床的控制要求與特點：</p><p>　　我們介紹XA6132型銑床的控制要求，具體有以下幾點：</p><p>　　a.主軸電動機正反轉運行，以實現順銑、逆銑；</p><p>　　b.主軸具有停車制動；<

10、;/p><p>　　c.主軸變速箱在變速時具有變速沖動，即短時點動；</p><p>　　d.進給電動機雙向運行；</p><p>　　e.主軸電動機與進給電動機具有聯(lián)鎖，以防在主軸沒有運轉時，工作臺進給損壞刀具或工件；</p><p>　　f.圓工作臺進給與矩形工作臺進給具有互鎖，以防損壞刀具或工件；</p><p>　

11、　g.矩形工作臺各進給方向具有互鎖，以防損壞工作臺進給機構；</p><p>　　h.工作臺進給變速箱在變速時同樣具有變速沖動；</p><p>　　i.主軸制動、工作臺的工進和快進由相應的電磁離合器接通對應的機械傳動鏈實現；</p><p>　　j.具有完善的電氣保護。</p><p>　　第4章 電氣控制原理</p><

12、;p>　　4.1 XA6132銑床元件選型</p><p>　　表4-1銑床的電機參數參照表</p><p>　　表4-2銑床的基本元件一覽表</p><p>　　4.2 XA6132電氣原理圖</p><p>　　4.3 XA6132主電路分析 </p><p>　　主軸電動機M1由正、反接觸器KM1、KM2實

13、現正反向運行直接啟動，由熱繼電器FR2實現長期過載保護。</p><p>　　進給電動機M2由接觸器KM3、KM4實現正反運行直接啟動，由熱繼電器FR3實現長期過載保護。</p><p>　　冷卻泵電動機M3由繼電器KA3實現直接起動，由熱繼電器FR1實現長期過載保護。</p><p>　　4.4 XA6132控制電路分析</p><p>　

14、　4.4.1主軸電動機控制</p><p>　　1 主軸電動機起動控制</p><p>　　電源開關QF閉合，換向開關SA1扳到主軸所需旋轉方向，然后按下起動按鈕11區(qū)的SB3或SB4使繼電器KA1吸合并自鎖，因12區(qū)的動合觸頭KA1閉合，接觸器KM1或KM2通電吸合。主電路中的KM1或KM2主觸頭閉合，電動機M1正轉或反轉直接起動，且通過控制線路中12區(qū)和13區(qū)的動斷觸頭KM1和KM2實

15、現互鎖。此時18區(qū)中的動斷觸頭KM1或KM2斷開，主軸制動電磁摩擦離合器控制線圈YB失電斷開，制動電磁摩擦離合器的摩擦片處于松開狀態(tài)。由于14區(qū)的動合觸頭KA1閉合，為KM3、KM4的通電吸合作好了準備。</p><p>　　2 主軸電動機停止與制動</p><p>　　按下10區(qū)的SB1或SB2，使KM1或KM2失電釋放，主電路中的電動機M1斷開三相電源。由于18區(qū)的動斷觸頭KM1與KM

16、2處于閉合狀態(tài)，SB1或SB2閉合，使YB通電吸合，主軸制動電磁摩擦離合器的摩擦片處于壓緊制動狀態(tài)，使主軸電動機迅速制動而停轉。當松開SB1或SB2時，YB線圈失電，離合器的摩擦片松開，制動結束。</p><p>　　3 主軸換刀時的制動</p><p>　　將10區(qū)的SA2扳到“換刀”位，此時SA2處于斷開狀態(tài)，主電路中M1斷電，因此時18區(qū)的SA2處于閉合狀態(tài)，所以M1處于制動狀態(tài)而迅

17、速停轉。換刀結束后，將10區(qū)的SA2扳到“加工”位，此時SA2處于閉合狀態(tài)，解除了主軸的制動狀態(tài)。</p><p>　　4 主軸變速沖動控制</p><p>　　通過拉出機床上的變速手柄再推回原來位置這一過程實現主軸的變速沖動。若M1處在運轉狀態(tài)中，拉出變速手柄時，通過控制凸輪瞬時壓下沖動行程開關SQ5，首先使12區(qū)的動斷觸頭SQ5斷開，線圈KM1或KM2就會因失電而釋放，同時18區(qū)的YB

18、處于吸合狀態(tài)，主電路中M1迅速停轉。</p><p>　　然后處于11區(qū)的SQ5動合觸頭瞬時閉合，再使KM1或KM2接通，M1作瞬時點動，此時機械上的聯(lián)動機構操縱齒輪間進行嚙合更換。當SQ5不再受壓時，11區(qū)的動合觸頭SQ5恢復斷開，12區(qū)的SQ5恢復接通，主軸以新的轉速旋轉。</p><p>　　若M1處于停轉狀態(tài)，則拉出變速手柄時，M1產生瞬時點動，待齒輪間嚙合更換結束后，SQ5恢復原

19、來到狀態(tài)，再次起動M1，主軸將在新的轉速下旋轉。</p><p>　　4.4.2進給電動機控制 </p><p>　　工作臺上下垂直、左右縱向、前后橫向6個運動，由行程開關SQ1、SQ2、SQ3、SQ4，通過正反轉接觸器KM1、KM2控制電動機M2實現。</p><p><b>　　1 水平工作臺進給</b></p><p&

20、gt;　　以工作臺右進為例，將縱向進給操作手柄扳到“右”位，通過機械上的聯(lián)動機構聯(lián)接縱向進給離合器，此時16區(qū)的行程開關SQ1閉合，使KM3吸合，主電路中主觸頭KM3吸合，電動機M2正向起動運轉，拖動工作臺向右進給。</p><p>　　向右進給結束后，將手柄由右扳到“中”位置，行程開關SQ1不再受壓而復位斷開，KM3失電釋放，M2停轉，工作臺向右進給停止。</p><p>　　縱向操作手

21、柄由“中”扳到“左”位時，在機械掛檔的同時，通過行程SQ2，實現M2反轉，拖動工作臺向左進給運動。</p><p>　　2 水平工作臺向前與向下進給</p><p>　　通過垂直與橫向進給十字操作手柄實現。當十字操作手柄扳到“前”位，在機械掛檔的同時壓下行程開關SQ3，使KM3線圈吸合，主電路中電動機M2正向起動運轉，拖動工作臺向前進給。向前進給結束，將手柄扳回“中”位，SQ3不再受壓而復

22、位，KM3失電釋放，M2停轉，工作臺向前進給停止。向下進給時將手柄扳到“下”位，其余與向前進給完全相同。</p><p>　　3 水平工作臺向后與向上進給</p><p>　　當十字操作手柄扳到“后”位，在機械掛檔的同時壓下行程開關SQ4，使KM4線圈吸合，主電路中電動機M2反向起動運轉，拖動工作臺向后進給。向后結束后，將手柄扳回“中”位，SQ4不再受壓而復位，KM4失電釋放，M2停轉，工

23、作臺向后進給停止。向上進給時將手柄扳到“上”位，其余與向后進給完全相同。</p><p>　　4 工作臺變速沖動控制</p><p>　　進給變速沖動在主軸起動后，將縱向進給操作手柄、垂直與橫向進給操作手柄均置于“中”位時才可進行。首先將進給變換的蘑菇形操作手柄拉出并轉動手柄將主刻度盤的進給指標對準指針，再把蘑菇形手柄向前拉到極限位置，然后反向推回原位。推回過程中通過變速孔盤將推動16區(qū)的

24、行程開關的動斷觸頭SQ6斷開，15區(qū)的行程開并動合觸</p><p>　　頭SQ6閉合，此時SQ25—SQ2—SQ1—32—SQ3—SQ4—30—SQ6—33—KM4—34支路接通，使KM3瞬時接通吸合。同時機械聯(lián)動機構實現齒輪嚙合變換，然后SQ6不再受壓而恢復到原來的狀態(tài)，再次進行進給運動時，工作臺將按新的進給速度運動。</p><p>　　5 進給方向快速移動控制</p>

25、<p>　　主軸處于運轉狀態(tài)時，將進給操作手柄扳到所需位置，則工作臺開始按手柄所選方向以選定的進給速度運動。此時按下移動按鈕SB5（14區(qū)）或SB6（15區(qū)），則線圈KA吸合，19區(qū)的電磁離合器YC1線圈斷電釋放，工作臺的工步進給運動停止。但由于15區(qū)的動合觸頭KA2閉合，導致20區(qū)的YC2吸合，工作臺改為快速進給。松開SB5或SB6，則快速進給運動立即停止，工作臺仍以原進給速度運動。</p><p>

26、;　　4.4.3冷卻泵電動機及照明控制</p><p><b>　　1 冷卻泵電動機</b></p><p>　　SA3轉換開關置于“開”位時，KA3線圈通電，冷卻泵主電路中KA3主觸頭閉合，冷卻泵電動機M3起動供液。而SA3置于“關”位時，M3停止供液。</p><p><b>　　2 照明線路</b></p>

27、;<p>　　機床局部照明由TC變壓器供給36V安全電壓，轉換開關SA4控制照明燈</p><p><b>　　第5章 總結</b></p><p>　　XA6132型銑床是一種高效率的加工機械，在機械加工和機械修理中得到廣泛的應用。萬能銑床的操作，是通過手柄同時操作電氣與機械，是機械與電氣結構聯(lián)合動作的典型控制。XA6132型銑床的電氣控制系統(tǒng),在線路

28、、故障率、維護工作上操作簡單，成本低廉等特點。本文提出了XA6132型銑床的繼電器接觸式控制系統(tǒng)進行技術,從而保證了電控系統(tǒng)的快速性、準確性、合理性,更好地滿足了實際生產的需要,提高了經濟效益。</p><p>　　系統(tǒng)的分析與設計過程也是對學習的總結過程，更是進一步學習和探索的過程。在這個過程中我對利用可編程控制器進行控制系統(tǒng)的設計與開發(fā)有了深刻的認識，對機械的工作原理有了進一步的掌握，對控制系統(tǒng)的分析與設計有

29、了切身的認識與體會，并在學習和實踐過程中增長了知識。豐富了經驗?？刂葡到y(tǒng)的開發(fā)設計是一項復雜的系統(tǒng)工程，必須嚴格按照系統(tǒng)分析，系統(tǒng)設計，系統(tǒng)實施，系統(tǒng)運行與調試的過程來進行。系統(tǒng)的分析與設計是一項很辛苦的工作，同時也是一個充滿樂趣的過程。在設計過程中，要邊學習邊實踐，遇到新的問題就不斷探索和努力，即可使問題得到解決。</p><p>　　在設計中體會到理論必須和實踐相結合。雖然收集了大量的資料，但在實際應用中卻有

30、很多的差異，出現了很多意想不到的問題。許多問題在書本上是這樣，而在實際運用中卻很不一樣，在經過多次分析修改后，才設計出達到控制要求的系統(tǒng)。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　?。?］袁維義.電工技能實訓.北京：電子工業(yè)出版社，2003.11</p><p>　　［3］方承遠.工廠電氣控制技術.北京：機械工業(yè)出版社，

31、2002</p><p>　?。?］馬鏡澄.低壓電器.北京：機械工業(yè)出版社，1993</p><p>　?。?］趙明.工廠電氣控制設備.北京：機械工業(yè)出版社，1995</p><p>　　［6］工廠電器控制技術.清華大學出版社</p><p>　?。?］電子技術與應用.機械工業(yè)出版社</p><p>　　［8］機電類專

32、業(yè)畢業(yè)設計指南.機械工業(yè)出版社</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在理論知識學習的基礎上，對XA6132臥式銑床的結構及運動形式進行了分析，通過細致的分析銑床的電氣原理圖，制定出了初步的元件方案。 </p><p>　　通過此設計，可以使我們了解到XA6132萬能銑床的電氣控制系統(tǒng)的結構和簡單工作原理。也可以對以前所

33、學的電機控制更系統(tǒng)更全面的復習一遍，對遺忘的知識點又有了更深一層的認識,經過幾周的忙碌，本次畢業(yè)設計已經接近尾聲，作為一個?？粕漠厴I(yè)設計，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。在這里首先要感謝我的導師。他平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，設計草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計較為

34、復雜煩瑣，但是老師仍然細心地糾正設計中的錯誤。除了敬佩老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。</p><p>　　在此也要感謝我的同學，因為在校時我們一起學習、合作，你們嚴謹認真的學習態(tài)度總結了許多資料，在起草畢業(yè)設計中，給我了許多第一手資料。在此一并表示我誠摯的感謝。</p><p>　　最后祝愿母校發(fā)展越來越好！老師身體健康