《机床电气控制综合实验》报告学院：工学部专业：机械电子工程班级：12机工A1姓名：李书越学号： 20124812091指导教师：何玉安，汪伟明日期： 2015.7.6 ~ 2015.7.10上海第二工业大学《机床电器控制综合实验》报告目录一、实验目的和要求 (3)1.1实验目的 (3)1.2设计要求 (3)二、机床结构特点与控制要求 (4)2.1设备结构 (4)2.2运动形式 (4)2.3控制要求 (5)三、电器控制线路设计 (6)3.1主回路的设计 (6)3.2控制电路的设计 (7)3.3信号指示灯与照明电路 (9)3.4控制电路电源 (9)四、电器元件的选择 (10)4.1电动机的选择 (10)4.2电源引入开关Q (11)4.3熔断器FU1、FU2、FU3 (11)4.4接触器 (12)4.5热继电器的选择 (12)4.6中间继电器 (12)4.7变压器 (13)五、电气元件明细表 (13)六、绘制主电路和控制电路 (15)七、机床电器控制原理 (15)7.1电机正转 (15)7.2电动机电动机正转反接制动 (15)7.3电机反转 (15)7.4反转反接制动 (16)7.5冷却泵电机启动 (16)7.6液压启动电机启动 (16)八、思考题 (17)8.1列出转换开关SA的动作表？ (17)8.2 CM6132型车床共有几个动作？ (17)九、实训小结 (17)十、参考资料 (18)十一、附录 (19)11.1电气控制图 (19)11.2仿真接线图 (19)2一、实验目的和要求1.1实验目的本课程设计是机电控制工程专业与《机床电气控制》专业课程配套的一门专业实践课程，是在学习了本专业《机床电气控制》中一些典型机床控制线路及实验的基础上，通过课程设计的实践，系统地掌握在工业自动化控制系统中，机床电气控制线路设计和应用的知识。
为今后从事专业技术工作打下基础。
1.2设计要求CM6132型车床主要由3台电动机组成，它们分别是：主轴电动机M1、冷却泵电动机M2、液压气动电动机M3。
其计划任务如下：（1）、M1-M3均采用直接启动；（2）、主轴电动机M1具有正、反向运行功能，并可以实施反接制动；（3）、转换开关SA1为M1启动、停止控制和正、反转控制的开关；（4）、冷却泵电动机M2由由转换开关SA2进行控制；（5）、只有M1启动后，M2才能启动；（6）、液压启动电动机M3由中间继电器KA进行控制；（7）、电动机M2、M3具有短路保护功能，线路具有短路保护、过载保护功能。
（8）、正反转时要具备“互锁”功能；（9）、信号灯HL1为电源显示，电压为220V；（10）、HL2为主轴变速显示，变速完成SQ1、SQ2压合，灯HL2亮，电压为220V；（11）、通过SA3控制照明灯HL3，电压为220V；3二、机床结构特点与控制要求2.1设备结构CM6132型车床属于高精密加工车床，因此要求车床加工精度高，主轴运转可靠，并且受外界，振动，温度干扰要小。
但是其结构复杂且自动化程度较低，加工时辅助时间较长。
（1）主轴箱：主轴箱的作用是支承主轴和传动其旋转，使其实现开动、停止、变速和换向等，并把进给运动从主轴传给进给系统，使进给系统实现换向和扩大螺距等。
（2）进给箱：进给箱的作用是变换被加工螺纹的种类和导程，以及获得所需要的各种机动进给量。
（3)溜板箱：溜板箱的作用是将丝杠或光杠传来的旋转运动变为直线运动并带动刀架进给，控制刀架运动的接通、断开和换向，手动操作刀架和实现快速移动，机床过载时控制刀架自动停止进给等。
（4）床鞍：床鞍位于床身的中部，可带动中滑板、回转盘、小滑板和刀架沿床身上的导轨纵向进给运动。
（5）尾座：尾座安装于床身的尾部导轨上。
其上的套筒可安装顶尖，以便支承较长工件的一。
（6）床身：床身固定在左、右床腿上。
床身是车床的基本支承件，车床的各个主要部件均安装于床身上，并保持各部件间具有准确的相对位置。
2.2运动形式CM6132型车床的整个运动系统由M1主轴电动机、M2冷却泵电动机、M3液压启动电动机通过其传动链对整个系统进行传递。
45主运动传动链的两端是主电动机和主轴，其功能是吧动力源的运动及动力传给主轴，并满足卧式车床变速和换向的要求。
2.3控制要求CM6132的控制通过其车床上的按钮对其进行控制，根据其设计要求，必须满足主轴电机M1闭合转换开关SA1后方可对其进行启动、停止以及正、反转操作，主轴电机还必须拥有反接制动功能；冷却泵电动机M2通过转换开关SA2控制其启动，且冷却泵电动机M2必须在主轴电动机M1启动后才能够启动；时间继电器KT 控制液压电动机M3的启动；同时通过电路的控制满足信号灯KL1为电源显示灯。
HL2为变速显示灯，并由行程开关SQ1、SQ2压合。
HL3为控制照明灯，由SA3控制。
图2.3 机床电机控制图6 三、电器控制线路设计3.1主回路的设计这设计要求中，一共有三台电动机，其中，M1为主轴电动机、M2为冷却泵电动机、M3为液压启动电机。
我们对于主电路的设计如下：1）、三相交流电源通过空气开关Q 引入回路，而且空气开关将会对整个电路起到短路保护和过载保护的作用。
2）、三相电源进入电机电路，经过熔断器FU1、FU2和FU3，熔断器起到了短路保护的作用，而且分成每一个电机设计一个熔断器还可以清楚明了的知道到底是哪个电动机有短路情况的发生。
3）、电机电路中的KM1控制了主轴电机的正转，KM2控制了主轴电机的反转。
KM3控制了冷却泵电机的正转，KM4控制了液压启动电机的启动。
4）主电路中的FR1、FR2,和FR3是热继电器，起到了过载保护的作用。
图3.1 主电路3.2控制电路的设计1）、主轴电机M1的正转，反转和停止可以通过转换开关SA1进行控制，当SA1闭合时，按动启动按钮SB2可以实现正转，按动按钮SB3可以实现反转。
按动停止按钮SB1就进入了主轴电机反接制动环节，实现反接制动的功能。
2）、M2是冷却泵电机，由主轴电机的辅助常开触点KM1和KM2以及转换开关SA2来实现其启停，当主轴电机停止运转时由于其辅助常开触点KM1和KM2 断开，冷却电机M2不能启动。
只有当主轴电机启动时，触点KM1或KM2闭合，此时按动转换开关SA2可以控制其启动和停止。
783）、根据要求，液压启动电机通过中间继电器KA 来控制。
当按下启动按钮SB6时，中间继电器KA 得电自锁，其辅助常开触点闭合，KM4得电，其主电路中的主触点闭合，电机M3开始运转。
图3.2 控制电路3.3信号指示灯与照明电路根据设计要去可知：电源指示HL1，在电源接通后立即发光显示，表示机床已经处于供电状态。
指示灯HL2表示主轴电机是否变速，当压合SQ1、SQ2时，HL2变速显示灯亮，通过SA3控制照明灯HL3，三个灯的电压均为220V。
3.4控制电路电源该控制电路由220V供电，考虑安全可靠以及满足照明灯的指示要求，采用变压器供电，由于信号灯和照明电路的电压也为220V，可以只用一个变压器，将照明电路直接接入控制电路中。
图3.4信号指示灯与照明电路910 四、电器元件的选择完成电器控制电路的设计之后，应该开始选择所需要的控制电器。
正确、合理的选择用电器，是控制电路安全、可靠工作的重要条件。
机床电器的选择，主要是根据电器产品目录上的各项技术指标（数据）来进行。
4.1电动机的选择可根据机床总体设计中对机械传动功率的要求，确定机床拖动用电动机功率。
即知道机械传动的功率，可计算出所需电动机功率。
211ηηP P =式中：P 电动机功率； P1 机械传动轴上的功率；η1 生产机械效率；η2 电动机与生产机械之间的传动效率;1）、冷却泵电动机冷却泵电动机的容量比较小，一般选取120W 即可。
2）、液压启动电动机液压泵电动机也不需要太大的容量，所以取1.1KW 。
根据计算我们选择如下：主轴电动机M1 Y160M-4 11kw 380V 23.0A 1460r/min冷却泵电动机M2 JCB-22 0.15kw 380V 0.43A 2790r/min液压启动电动机M3 Y90S-4 1.1kw 380V 2.8A 1400r/min冷却泵电机和液压气动电机，这两个电机的功率都小于10KW 所以可以直接启动。
虽然主轴电机的功率大于10KW ，但是符合经验公式，所以仍然可以直接启动。
4.2电源引入开关Q电源引入开关也叫组合开关，主要任务就是将电源引入电路之中，所以也叫作电源隔离开关。
他可以启停5KW一下的异步电动机，但每小时的通、断次数不宜超过10~20次，开关的额定电流一般取电动机额定电流的1.5~2.5倍。
组合开关主要根据电源种类、电压等级、所需触点数以及电动机容量进行选用。
常用的组合开关为HZ-10系列，额定电流10A、25A、60A、100A四种，适合于交流380V以下、直流220V以下的电器设备中。
Q的作用作为电源隔离开关用，并不是用它来直接起停电动机，可按照电动机额定电流来选择，显然根据两台电动机来选择。
中小型常用组合开关，选用HZ10-25/3型，额定电流为25A，三极组合开关。
4.3熔断器FU1、FU2、FU3选择熔断器，主要是选择熔断器的种类、额定电压、熔断器额定电流等级和熔体的额定电流。
额定电流是根据所保护电路的电压来选择的。
熔体电流是熔断器选择的核心。
FU1是主轴电机的熔断器，根据电动机选择的额定电流是23A，冷却泵电机的额定电流是0.43A、液压启动电机的额定电流是2.8A。
一般而言启动电流是额定电流的7倍，我们可以得出熔体电流Ir≥（28×7+0.28+2.8）A÷2.5可以求得Ir≥79.0632A，查表可以知道，选用RL1-100型熔断器，配用熔断体为100A 的熔断器。
FU1是对冷却泵台电动机M2进行保护的熔断器。
根据电动机额定电流为0.43A 选择RL1-15型熔断器，配用最小等级的熔断体2A的熔断器。
FU2是对液压电动机M3进行保护的熔断器。
根据电动机额定电流为2.8A可以选用RL1-15型熔断器，配用熔断体4A的熔断器。
接触器主要考虑以下技术数据：电源的种类，主触点的额定电压、额定电流，辅助触点的类型、数量和额定电流，电池线圈的的电源种类、频率和额定电压，额定电流的操作频率。
一般可以采用以下这个公式：dd c KU P I 310⨯=根据电动机选择可以知道主轴电动机的额定电压是380V 、电动机功率是11KW 所以主轴电动机接触器KM1和KM2主触点的额定电流Ic=28.94A ，可以选用CJ20-40型接触器。
冷却泵电机M2的额定电压是380V 、电动机功率是0.15KW ，所以主触点额定电流Ic=1.13A ，可以选用CJ20-10型接触器。
液压启动电机M3的额定电压是380V 、电动机功率是1.1KW ，所以主触点额定电流Ic=2.8A ，可以选用CJ20-10型接触器。