湖南理工大学
课 程 设 计
目 录 清 单
序号 材 料 名 称 资料数量 备 注
1 课程设计任务书 1份
2 课程设计说明书 1份
3 课程设计图纸 2张
机械工程 学院（系、部） 机电工程 专业 班
课程名称： 机电控制技术课程设计
设计题目： 平面磨床的电气控制系统
完成期限：自 2012 年 6 月 12 日至 2012 年 6 月 19 日共 1 周
内
容
及
任
务
一、设计内容：
M7130型平面磨床主要由床身、工作台、电磁吸盘、砂轮架、滑座、立柱等部分组成。M7130型平面磨床采用三台电动机拖动，砂轮的旋转运动由装入式电动机直接拖动。液压泵由液压泵电动机拖动，经液压传动装置完成工作台的往复（纵向进给）运动，砂轮架的横向进给运动，砂轮架的快速横向移动以及工作台导轨的润滑等。拖动冷却泵的电动机为磨削加工提供冷却液。平面磨床常用电磁吸盘，利用电磁吸力很方便地安装和加工小工件，且工件在加工过程中由于发热变形，电磁吸盘允许工件有自由伸缩余地，从而保证加工精度
二、设计工作量
（1）继电器电气原理图 1张；
（2）PLC电气原理图1张；
（3） 设计说明书1份（8000字）。
进
度
安
排 起止日期 工作内容
6.12—6.13 对平面磨床的设计要求分析及确定初步原理方案
6.14—6.15 继电器原理图的设计
6.16—6.18 PLC原理图的设计及写说明书
6.19 交图纸并答辩
主
要
参
考
资
料
［1］主编 张万奎.《机床电气控制技术》.中国林业出版社；北京大学出版社.2006.8
［2］主编 石玉珍，电气制图及图形符号国家标准汇编，中国标准出版社，1989
［3］主编 贺哲荣.《流行PLC实用程序及设计》（三菱FX2系列）. 西安电子科技大学出版社，2006
[4］主编 齐占庆.《电气控制技术课程设计指导书》.机械工业出版社.2003。
[5] 主编 程宪平.《机电传动与控制》（第二版）.武汉华中科技大学出版社.2003年9 月
指导教师（签字）： 年 月 日
系（教研室）主任（签字）： 年 月 日
设计说明书
平面磨床的电气控制
起止日期： 2012 年 6月 12 日 至 2012 年 6月 19 日
学生姓名
班级
学号
成绩
指导教师(签字)
机械工程学院
2012年 6月19日
目录
一、设计要求 ......................................... 1
二、电力拖动及控制要求 ............................... 2
三、平面磨床电气控制电路 ............................. 4
3.1主电路 ........................................................................................... 4
3.2控制电路 ....................................................................................... 4
3.3联锁、保护环节 ............................................................................ 5
3.4电磁吸盘控制电路 ........................................................................ 6
3.5照明电路与去磁器 ........................................................................ 6
四、平面磨床控制电路图及其解析 ....................... 7
4.1选用控制线路的设计方法 ............................................................ 7
4.2.继电器——接触器控制线路 ....................................................... 8
五、电器元件的选用 .................................. 11
5.1电气元件选择的原则 .................................................................. 11
5.2按钮、组合开关的选用 .............................................................. 11
5.3接触器的选用 ............................................................................. 12
5.4热继电器的选择 .......................................................................... 12
5.5熔断器的选择 ............................................................................. 13
5.6控制变压器的选择 ...................................................................... 13
六、可编程控制器PLC控制系统的设计 .................. 15
6.1控制线路的改造及PLC的选用 .................................................. 15
6.2 PLC的外部接线 .......................................................................... 16
七、设计总结 ........................................ 18
参考文献 ............................................ 19 1
一、设计要求
M7130型平面磨床主要由床身、工作台、电磁吸盘、砂轮架、滑座、立柱等部分组成。
在床身上装有液压传动装置，以便工作台在床身导轨上通过压力油推动活塞作往复直线运动，实现水平方向进给运动。工作台面上有T形槽，用以安装电磁吸盘或直接安装大型工件。
床身上固定有立柱，滑座安装在立柱的垂直导轨上，实现垂直方向进给。在滑座的水平导轨上安装砂轮架，砂轮架由装入式电动机直接拖动，通过滑座内部的液压传动机构实现横向进给。
平面磨床砂轮的旋转运动为主运动，工作台完成一次往复运动时，砂轮架作一次间断性的横向进给，直至完成整个平面的磨削，然后砂轮架连同滑座沿垂直导轨作间断性的垂直进给，直至达到工件加工尺寸。
平面磨床的辅助运动，如砂轮架在滑座的水平导轨上作快速横向移动，滑座在立柱的垂直导轨上作快速垂直移动，以及工作台往复运动速度的调整等。 2
二、电力拖动及控制要求
基于上述磨床的工作性质和加工精度要求，对电力拖动控制方案提出如下要求：
(1）平面磨床是一种精密加工机床，为了保证其加工精度要求，机床运行时要求平稳。工作台往复运动在换向时要求惯性要小，无冲击力，因此，工作台的往复运动采用液压传动。由电动机拖动液压泵，供应压力油，通过液压传动装置实现工作台的纵向进给运动，并通过工作台上的撞块操纵床身上的液压换向阀（开关），改变压力油的流向，实现工作台的换向和自动往复运动。
(2）为了简化磨床的机械传动机构，采用多电动机单独拖动。M7130型平面磨床采用三台电动机拖动，砂轮的旋转运动由装入式电动机直接拖动。液压泵由液压泵电动机拖动，经液压传动装置完成工作台的往复（纵向进给）运动，砂轮架的横向进给运动，砂轮架的快速横向移动以及工作台导轨的润滑等。拖动冷却泵的电动机为磨削加工提供冷却液。
(3）为了提高磨削质量，要求砂轮有较高转速，通常采用两极（理想空载转速为3000r/min50Hz）的笼型异步电动机拖动。为了提高调整运转的砂轮主轴的风度，采用装入式电动机拖动，电动机与砂轮主轴同轴，从而提高了磨床的加工精度。
(4）平面磨削加工中，由于磨削温度高，为减少工件的热变形，必须使工件得到充分的冷却，同时冷却液能冲走磨屑和砂粒，以保证磨削精度。
(5）平面磨床常用电磁吸盘，利用电磁吸力很方便地安装和加工小工件，且工件在加工过程中由于发热变形，电磁吸盘允许工件有自由伸缩余地，从而保证加工精度。
为了满足上述电力拖动控制方案的要求，对M7130型平面磨床的电力拖动控制系统提出以下几点要求：
(1）砂轮、液压泵、冷却泵三台电动机都只要求单方向旋转。
(2) 冷却泵电动机应随砂轮电动机的开动而开动，若加工中不需要冷却液时，可单独断开冷却泵电动机。
(3）在正常加工中，若电磁吸盘吸力不足或消失时，砂轮电动机与液压泵电动机应立即停止工作，以防止工件被砂轮切身力打飞而发生人身和设备事故。不加工时，即电磁吸盘不工作的情况下，允许砂轮电动机与液压泵电动机开支，机床作调整运动。
(4）电磁吸盘励磁线圈具有吸牢工件的正向励磁、松开工件的断开励磁、以3
及为抵消剩磁便于取下工件的反励磁控制环节。
(5）具有完善的保护环节。各电路的短路保护，各电动机的长期过载保护，零压、欠压保护，电磁吸力不足的欠电流保护，以及线圈断开时产生高电压，而危及电路中其它电器设备的过压保护等等。
(6）机床照明电路与工件去磁的控制环节。