篇一：机床电气控制线路设计与制作(毕业论文)
湖南娄底职业技术学院
学 生 毕 业 设 计
姓 名： 彭 博课 题： 机床电气控制线路设计与制作
系 部： 机电工程系 专 业： 电气自动化
班 级： 09电气一班
学 号： 200904010128
指导老师：肖 雪 耀 老师
开题日期： 2011年 11月 10日
完成日期： 2011年 12月 15日
湖南省娄底职业技术学院教务处印制
摘 要
车床是机械加工中使用最广泛的金属切削机床，它可以用于切削各种工件的外圆、内孔、端面、螺纹、螺杆以及车削定型表面等。现代生产机械多采用机械、电气、液压、气动相结合的控制技术。其中电气控制技术起联接中枢作用，应用最为广泛。电气控制系统是生产机械设备的重要组成部分，是保证机械设备按生产工艺要求，完成各种运动状态与协调工作，并保证机械设备安全可靠工作以及实现操作自动化。本设计的主要任务是依据车床的工作情况确定其传动形式和控制方案，从而选择所用的电动机和电气元件，进一步设计其电气控制线路，并能对控制线路进行分析维护。
关键词：车床，电气控制，电气元件，电路图。
Summary
Machining lathe is the most widely used metal cutting machine tools, it can be used to cut various parts of the cylindrical bore, face, screw, screw, and turning stereotypes surfaces. Modern production machinery and more mechanical, electrical, hydraulic, pneumatic combination control technology. Which the electrical connection from the central role of control technology, the most widely used. Electrical machinery and equipment production control system is an important part, is to ensure that machinery and equipment according to process requirements, complete a variety of state of motion and coordination, and to ensure safe and reliable operation as well as machinery and equipment to achieve automation. The main task of this design is based on the work of turning the form to determine the transmission and control program, used to select the motor and electrical components, further design of the electrical control circuit and control circuit can be analyse for maintenance.
Keyword: lathe, electrical control, electrical components, circuit diagram.
目 录
一、概 述 .......................................................................................................................................................... IV
二、机床电气线路设计与分析 ......................................................................................................................... V
2.1设计工作任务 ............................................................................................................................................... V
（1） 主回路 ............................................................................................................................................. V
（2）控制回路 ........................................................................................................................................... V
（3）照明显示辅助回路 .......................................................................................................................... VI
三、主要元件的选择及其明细表 ................................................................................................................. VIII
四、故障分析及安全注意事项 ........................................................................................................................ IX
4.1常见故障分析 ...................................................................................................................................... IX
2）电动机M断相运行 ..................................................................................................................... IX
3）电动机启动后不能自锁 .............................................................................................................. IX
4）电动机不能停止 .......................................................................................................................... IX
5）电动机M运行中突然停车 .......................................................................................................... X
4.2安全注意事项 ....................................................................................................................................... X
五、毕业设计总结 ............................................................................................................................................ XI
六、致谢 ............................................................................................................................................................ XI
七、参考文献 ................................................................................................................................................... XII
一、概 述
随着制造业对机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步,我国的机床业的科学技术含量也得到了较大的发展,尤其是在数控技术应用于机床业以后,我国的数控机床得到了较大的发展,比如,在常规数控机床领域,如数控车床、立式加工中心、数控铣床、数控镗床、数控齿轮机床、数控磨床、电加工机床、数控重型机床和数控成形机床等一大批产品,我国都已经拥有自主知识产权,具有较强的市场竞争力,基本满足国内需求。同时在高档数控机床研发方面取得了新的突破,代表产品有五轴联动横梁移动式高速龙门铣床、五轴联动龙门加工中心、五轴联动车铣中心、五轴联动立式叶片加工中心、五轴联动卧式加工中心、六轴五联动弧齿锥齿轮磨床等。
虽然目前我国是机床生产大国,但我国离机床制造强国还差很远,国产机床的发展仍然还难以支撑国民经济和国防军工的需要,与世界先进水平相比差距仍然十分明显。一我国的产品与中国市场需求反差较大,产品结构亟待快速调整。国产高档数控机床在品种、水平和数量上远远满足不了国内发展需求。尽管近几年国产机床市场销售量不断提高,但是进口的机床在国内还是占有较大的市场,其中汽车、航空、航天、兵器、造船、通用机械等行业是主要进口大户。可以说我国已经成为世界最大的机床进口国。二是国产功能部件和数控系统发展滞后,成为数控机床产业发展的瓶颈,尤其是为高档数控机床配套的关键功能部件和数控系统。三是机床制造企业技术装备水平不高,企业的自主创新能力不强,中国机床企业的地位、工业化水平和品牌影响力要想变强,就必须走自主创新的道路,从而改变行业制造能力、综合管理和服务能力等方面不能满足市场快节奏的要求。
进入21世纪,我国经济与国际全面接轨,市场竞争力也随之加剧,尤其是随着制造业对机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步,机床的应用范围在不断扩大,机床的种类不断地变化,科技含量也相应地得到提高。尤其是数控机床的产生对于我国的经济产生了较大的影响。随着科学技术的进步,我国的机床业也会朝着更加科学的方向发展。
我国是一个制造大国,机床业的发展关系到我国的经济发展,我们应该在加大我国传统机床发展速度的同时积极利用先进的技术手段大力发展数控机床。力争早日实现数控机床产品从低端到高端、从初级产品加工到高精尖产品制造的转变,实现从中国制造到中国创
造、从制造大国到制造强国的转变。
二、机床电气线路设计与分析
2.1设计工作任务
设计出某机床的控制线路，然后安装制作。电气控制要求是：
1.电动机M1启动后经10S电动机M2自动启动；
2.M2拖动运动部件至指定位置后电动机M3自动Y接启动；
3.M3启动后经8S自动△接运行，并经1min后自动停止；
4.M2拖动运动部件返回至原位置后M1和M2都自动停止；
2.2线路设计与分析5.要求有各种基本保护功能
（1） 主回路
如电气原理图所示的主电路中有三台电动机的驱动电路，合上电源隔离开关QS将三相电源引入，若交流接触器KM1的主触点闭合，则电机M1直接启动运行；在交流接触器KM2主触点闭合时，则电机M2正向直接启动运行，在交流接触器KM3主触点闭合时，则电机M2反向直接启动运行；电机M3由KM4、KM5、KM6组合Y-△降压控制启动。
（2）控制回路
如电气原理图所示，控制电路电源由电源变压器TC供给控制电路交流电压110V,指示电路电压6.3V，即采用变压器380V/110V,36V。
1）电动机M1,M2顺序直接控制：
合上电源隔离开关QS→按下SB1启动→按钮→
时间继电器KT1线圈得电计 锁→电机M1直接启动
时→KT1常开触点闭合→电机M1正向直接启动
2）电机M3 Y-△降压启动：当电机M2正向运动到指定位置时，
?交流接触器KM1线圈得电自
篇二：数控机床电气控制系统综述论文
前言
科学技术的发展，对机械产品提出了高精度、高复杂性的要求，而且产品的更新换代也在加快，这对机床设备不仅提出了精度和效率的要求，而且也对其提出了通用性和灵活性的要求。数控机床就是针对这种要求而产生的一种新型自动化机床。数控机床集微电子技术、计算机技术、自动控制技术及伺服驱动技术、精密机械技术于一体，是高度机电一体化的典型产品。它本身又是机电一体化的重要组成部分，是现代机床技术水平的重要标志。数控机床体现了当前世界机床技术进步的主流，是衡量机械制造工艺水平的重要指标，在柔性生产和计算机集成制造等先进制造技术中起着重要的基础核心作用。因此，如何更好的使用数控机床是一个很重要的问题。由于数控机床是一种价格昂贵的精密设备，因此，其维护更是不容忽视。
1.数控技术
谈到维修，首先必须从总体上了解我们的维修对象。
1.1数控机床电气控制系统综述
数据输入装臵将指令信息和各种应用数据输入数控系统的必要装臵。它可以是穿孔带阅读机(已很少使用)，3.5in软盘驱动器，CNC键盘(一般输入操作)，数控系统配备的硬盘及驱动装臵(用于大量数据的存储保护)、磁带机(较少使用)、PC计算机等等。
数控系统数控机床的中枢，它将接到的全部功能指令进行解码、运算，然后有序地发出各种需要的运动指令和各种机床功能的控制指令，直至运动和功能结束。
数控系统都有很完善的自诊断能力，日常使用中更多地是要注意严格按规定操作，而日常的维护则主要是对硬件使用环境的保护和防止系统软件的破坏。
可编程逻辑控制器是机床各项功能的逻辑控制中心。它将来自CNC的各种运动及功能指令进行逻辑排序，使它们能够准确地、协调有序地安全运行；同时将来自机床的各种信息及工作状态传送给CNC，使CNC能及时准确地发出进一步的控制指令，如此实现对整个机床的控制,当代PLC多集成于数控系统中，这主要是指控制软件的集成化，而PLC硬件则在规模较大的系统中往往采取分布式结构。PLC与CNC的集成是采取软件接口实现的，一般系统都是将二者间各种通信信息分别指定其固定的存放地址，由系统对所有地址的信息状态进行实时监控，根据各接口信号的现时状态加以分析判断，据此作出进一步的
控制命令，完成对运动或功能的控制,不同厂商的PLC有不同的PLC语言和不同的语言表达形式，因此，力求熟悉某一机床PLC程序的前提是先熟悉该机床的PLC语言。
主轴驱动系统接受来自CNC的驱动指令，经速度与转矩(功率)调节输出驱动信号驱动主电动机转动，同时接受速度反馈实施速度闭环控制。它还通过PLC将主轴的各种现实工作状态通告CNC用以完成对主轴的各项功能控制,主轴驱动系统自身有许多参数设定，这些参数直接影响主轴的转动特性，其中有些不可丢失或改变的，例如指示电动机规格的参数等，有些是可根据运行状态加以调改的，例如零漂等。通常CNC中也设有主轴相关的机床数据，并且与主轴驱动系统的参数作用相同，因此要注意二者取一，切勿冲突。
进给伺服系统接受来自CNC对每个运动坐标轴分别提供的速度指令，经速度与电流(转矩)调节输出驱动信号驱动伺服电机转动，实现机床坐标轴运动，同时接受速度反馈信号实施速度闭环控制。它也通过PLC与CNC通信，通报现时工作状态并接受CNC的控制,伺服系统速度调节器的正确调节是最重要的，应该在位臵开环的条件下作最佳化调节，既不过冲又要保持一定的硬特性。它受机床坐标轴机械特性的制约，一旦导轨和机械传动链
的状态发生变化，就需重调速度环调节器。
电器硬件电路随着PLC功能的不断强大，电器硬件电路主要任务是电源的生成与控制电路、隔离继电器部分及各类执行电器(继电器、接触器)，很少还有继电器逻辑电路的存在。但是一些进口机床柜中
还有使用自含一定逻辑控制的专用组合型继电器的情况，一旦这类元件出现故障，除了更换之外，还可以将其去除而由PLC逻辑取而代之，但是这不仅需要对该专用电器的工作原理有清楚的了解，还要对机床的PLC语言与程序深入掌握才行。
机床(电器部分)包括所有的电动机、电磁阀、制动器、各种开关等。它们是实现机床各种动作的执行者和机床各种现实状态的报告员。
这里可能的主要故障多数属于电器件自身的损坏和连接电线、电缆的脱开或断裂。
速度测量通常由集装于主轴和进给电动机中的测速机来完成。它将电动机实际转速匹配成电压值送回伺服驱动系统作为速度反馈信号，与指令速度电压值相比较，从而实现速度的精确控制,这里应注意测速反馈电压的匹配联接，并且不要拆卸测速机。由此引起的速度失控多是由于测速反馈线接反或者断线所致。
位臵测量较早期的机床使用直线或圆形同步感应器或者旋转变压器，而现代机床多采用光栅尺和数字脉冲编码器作为位臵测量元件。它们对机床坐标轴在运行中的实际位臵进行直接或间接的测量，将测量值反馈到CNC并与指令位移相比较直至坐标轴到达指令位臵，从而实现对位臵的精确控制,位臵环可能出现的故障多为硬件故障，例如位臵测量元件受到污染，导线连接故障等。
外部设备一般指PC计算机、打印机等输出设备，多数不属于机床的基本配臵。使用中的主要问题与输入装臵一样，是匹配问题。
1.2数控机床运动坐标的电气控制
数控机床一个运动坐标的电气控制由电流(转矩)控制环、速度控制环和位臵控制环串联组成 .
电流环是为伺服电机提供转矩的电路。一般情况下它与电动机的匹配调节已由制造者作好了或者指定了相应的匹配参数，其反馈信号也在伺服系统内联接完成，因此不需接线与调整。
速度环是控制电动机转速亦即坐标轴运行速度的电路。速度调节器是比例积分(PI)调节器，其P、I调整值完全取决于所驱动坐标轴的负载大小和机械传动系统(导轨、传动机构)的传动刚度与传动间隙等机械特性，一旦这些特性发生明显变化时，首先需要对机械传动系统进行修复工作，然后重新调整速度环PI调节器。
速度环的最佳调节是在位臵环开环的条件下才能完成的，这对于水平运动的坐标轴和转动坐标轴较容易进行，而对于垂向运动坐标轴则位臵开环时会自动下落而发生危险，可以采取先摘下电动机空载调整，然后再装好电动机与位臵环一起调整或者直接带位臵环一起调整，这时需要有一定的经验和细心。
速度环的反馈环节见前面“速度测量”一节。
位臵环是控制各坐标轴按指令位臵精确定位的控制环节。位臵环将最终影响坐标轴的位臵精度及工作精度。这其中有两方面的工作：①位臵测量元件的精度与CNC系统脉冲当量的匹配问题。测量元件单位移动距离发出的脉
冲数目经过外部倍频电路和/或CNC内部倍频系数的倍频后要与数控
篇三：数控机床电气控制选题表
清 华 大 学 出 版 社
图 书 列 选 登 记 表
尊敬的作者/编者：
本书的列选、出版与推广将直接受惠于您所提供的下述信息，请以简洁的正式书面语言准确、详尽地逐项填写下表。
（2007年7月版）
学术价值和作用：
本书从高职院校学生的实际出发，以任务为引领，以生产实践为主线，采用项目化的形式，对数控机通俗易懂。
本书的特色和价值：
有针对性地结合高职院校现有的实验实训设备，以通用性为前提，介绍生产实践中用量最普遍的数控机床电气控制方式，同时进行知识的拓展，不拘泥于实训设备的限制。结构体系以项目为导向，以任务为驱动，层层深入，由浅入深。
请用200~400字概述您最想让读者了解的有关本书的重要信息：
本书以数控机床的电气控制系统为介绍对象，深入浅出全面介绍了数控机床低压电器、数控装置、主轴传动、进给传动、PLC等内容，分成7个项目，根据机床的实际应用情况和高职学生或技术人员的知识结构，设计了有针对性的分任务，内容构成上着重数控机床的电气控制原理、控制思路和维修途径。有针对性地结合高职院校现有的实验实训设备，以通用性为前提，介绍生产实践中用量最普遍的数控机床电气控制方式，同时进行知识的拓展，不拘泥于实训设备的限制。结构体系以项目为导向，以任务为驱动，层层深入，由浅入深。
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