机电传动控制课程设计指导书

《机电传动控制》课程设计指导书 马如宏 编 盐城工学院机械工程学院 2008年6月 课题一 专用镗孔机床的电气控制系统设计 1．机床概况 该设备用于大批量生产某零件的镗孔与铰孔加工工序。机床主运动采用动力头，由Y100L--6型(1.5kW·4A)三相异步电动机拖动，单向运转。该设备能进行镗孔加工，当更换刀具和改变进给速度时，又能进行铰孔加工(有镗孔与铰孔加工选择)，加工动作流程如图1所示。 图1 加工动作流程图 进给系统采用液压控制，为提高工效进给速度分快进与工进两种且自动变换。液压系统中的液压泵拖动电机为Y801-2型(750W、1.9A)，由电磁阀(YVl～YV4)控制进给速度，为作要求如表1所示。 表1 液压控制动作要求 YV1 YV2 YV3 YV4 快进 ＋ － － ＋ 工进1（镗孔） ＋ － － － 工进2（铰孔） ＋ ＋ － － 停 － － － － 快退 ＋ ＋ 为提高加工精度，主轴采用静压轴承，由Y801-2型电动机拖动高压液压泵产生静压油膜。 2．设计要求 1)主轴为单向运转，停车要求制动(采用能耗制动)。 2)主轴电动机与静压电动机的联锁要求是：先开静压电动机，静压建立后(由油压继电器控制)才能起动主轴电动机，而停机时，要求先停主轴电动机，后停静压电动机。 3)主轴加工操作，采用两地控制。加工结束自动停止，手动快退至原位。 4)根据加工动作流程要求，设置镗孔加工及铰孔加工选择。 5)应有照明及工作状态显示。 6)有必要的电气保护和联锁。 3．设计任务 1)设计与绘制电气控制原理图，选择电器元件，制订元件目录表。 2)根据原理线路进行组件划分，设计并绘制工艺图，在下列项目中任选一项： 电器板元件布置图；电器板零件加工图；控制面板元件布置图；接线图及面板加工图；电气箱图纸及总装接线图。 3）编制设计说明、使用与设计小结。 4）列出设计参考资料目录。 课题二 千斤顶液压缸加工专用机床电气控制系统设计 1．专用机床概况介绍 本机为专用千斤顶液压缸两端面的加工，采用装在动力滑台上的左、右两个动力头同时进行切削。动力头的快进、工进及快退由液压油缸驱动。液压系统已用两位四通电磁阀控制，并用调整死挡铁方法实现位置控制，油泵电动机型号为Y801——4（0.55kW、1.6A）。 机床的工作程序是： 1)零件定位。人工将零件装入夹具后，定位油缸动作工件定位。 2)零件夹紧。零件定位后，延时15s，夹紧油缸动作使零件固定在夹具内。同时定位油缸退出以保证滑台入位。 3)滑台入位。滑台带动动力头一起快速进入加工位置。 4)加工零件。左右动力头进行两端面切削加工，动力头到达加工终点，即停止工进，延时30s后动力头停转，快速退回原位。 5)滑台复位，左右动力头退回原位后，滑台复位。 6)夹具松压。当滑台复位后夹具松开，取出零件。 以上液压缸各动作由电磁阀控制，电磁阀动作要求如表8—3所示。 2．设计要求 1)专用机床能半自动循环工作，又能对各个动作单独进行调整。 2)只有在油泵工作，油压达到一定压力(由压力继电器控制)后才能进行其他控制。 表2 电磁阀动作要求 YV1 YV2 YV3 YV4 YV5 定 位 ＋ 夹 紧 ＋ ＋ 入 位 ＋ ＋ 工 进 ＋ ＋ ＋ ＋ 退 位 ＋ ＋ 复 位 ＋ 放 松 3)各程序应有显示并有照明要求。 4)必要的电气联锁与保护。 3．设计任务 1)设计并绘制电气控制原理图，选择电器元件，制订元件目录表。 2)设计并绘制工艺图纸，在下列各项中任选一项： 电器板元件布置图及电器底板零件图；电器板接线图；控制面板元件排列图；接线图及面板加工零件图；电器箱图及总装接线图。 3)编制设计、使用说明书及设计小结。 4)列出设计参考资料目录。 课题三 机械手电气控制系统设计 1．机械手结构、动作与控制要求机械手在专用机床及自动生产线上应用十分广泛，主要用于搬动或装卸零件的重复动作，以实现生产自动化。本设计中的机械手采用关节结构。各动作由液压驱动，并由电磁阀控制。动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则制的电气控制系统。 机械手的结构如图3所示，主要由手指1、手腕2、小臂3和大臂5等几部分组成。料架6为旋转式，由料盘和棘轮机构组成。每次转动一定角度(由工件数决定)以保证待工零件4对准机械手。 机械手各动作与相应电磁阀动作关系如表3所示。 以镗孔专用机床加工零件的上料、下料为例，机械手的动作顺序是:由原始位置将已加工好的工件卸下，放回料架，等料架转过一定角后，再将未加工零件拿起，送到加工位置，等待镗孔加工结束，再将加工完毕工件放回料架，如此重复循环。 具体动作顺序是: 原始位置(装好工件等待加工位置，其状态是大手臂竖立，小手臂伸出并处于水平置，手腕横移向右，手指松开)→手指夹紧(抓住卡盘上的工件) →松卡盘→手腕左移(卡盘上卸下已加工好的工件) →小手臂上摆→大手臂下摆→手指松开(工件放回料架)→手臂收缩亏料架转位→小手臂伸出→手指夹紧(抓住未加工零件) →大手臂上摆(取送件) →小手臂下摆→手腕右移(将工件装到机床的主轴卡盘中) →卡盘收紧→手指松开等待加工。 图3 机械手我外形及其与料架的配置 1-手部 2-手腕 3-小臂 4-工件 5-大臂 6-料架 表3 电磁阀状态表 根据表3及各动作中机械的状态，便可自行列出各动作中对YVl-YVll线圈的通电要求。 2．设计要求 1)加工中上料、下料各动作采用自动循环。 2)各动作之间应有一定的延时 (由时间继电器调定)。 3)机械手各部分应能单独动作，以便于调整及维修。 4)油泵电机 (采用Y100L2-4.3kW)及各电磁阀运行状态应有指示。 5)应有必要的电气保护与联锁不节。 3.设计任务 1)绘制电气控制原理线路图，选用电器元件，制订元件目录表。 2)设计并绘制工艺图纸，在下列各项中任选一项： 电器板元件布置图及电器底板零件图；电器板接线图；控制面板元件排列图；接线图及面板加工零件图；电器箱图及总装接线图。 3)编制设计、使用说明书及设计小结。 4)列出设计参考资料目录。 课题四 全自动双面钻电气控制系统设计 1．设备概况介绍 全自动双面钻是对棒料两面同时进行钻孔或扩孔加工的专用机床。这种机床的自动程度较高，能自动上、下料，自动进、退刀，并且有可靠的危险区保护装置。其结构示意图如图4所示。 双面钻是由液压系统控制进给运动，动力头的主轴由Yl00L1-4(2.2kW)电动机驱动，各运动采用行程原则控制，动力头进退及上、下料采用液压传动，液压泵电动机为Yl00L2-4(3kW)。 2．设计要求 1)料斗中有料时，按下开工按钮后，能自动工作下去，实现自动循环。 2)当只要求加工一只零件时，要求加工完毕能自动退回原位，并自动停车。 3)动力头主轴、滑台能点动操作，以便调整钻孔深度。 4)主轴只要求单向运转，离开原位能自动起动，回到原位则自动停止。 图4 全自动双面钻结构示意图 5)单机操作能进行一面加工，并且能实现自动循环。 6)具有紧急停止和危险区保护环节。 7)具有必要的显示、保护、联锁环节。 3．设计任务 1)设计并绘制电气原理图、选择各电器元件、列出元件目录表。 2)设计并绘制工艺图，在下列中选一项: 电器板元件布置图、接线图及底板加工图;控制面板元件布置图、接线图及面板加工图；电器箱图及总装接线图。 3)按要求编制设计、使用说明书及设计小结。列出参考资料目录。 课题五 机械手PC控制系统设计 1．机械手结构、动作与控制要求参照课题四。 2．设计要求参照课题四。 3．设计任务 1)根据控制要求选择PC型号，并分配I/O端口。 2）设计I/O电路、选择电气元件。 3)绘制梯形图，编制用户程序语句表并进行模拟调试。 4)设计并绘制以下工艺图纸中的一种: 元器件配置图、底板加工图;控制面板布置及接线图、面板加工图;电气箱图、总接线图。 5)编写设计、使用说明书、设计小结及参考资料目录 课题六 专用榫齿铣电气控制系统设计 1．设备概况介绍榫齿铣是用于某型发动机叶片根部加工的一种高效专用铣 床，其中有四台电动机拖动，即 铣刀主轴拖动电动机Ml为Y100L-6(1.5kW、4A、940r/min) 铣刀架工进拖动电动机M2为Y90S-4(1.lkW、2.7A、1400r/min) 铣刀架快进拖动电动机M3为Y802-2(1.lkW、2.6A、2825r/min) 冷却泵拖动电动机M4为A05612(12OW、0.372A、2800r/min) 根据加工工艺要求，其动作循环如图6所示。 图6 加工动作循环图 2.设计要求 · 1)具有两种控制选择，即加工时的连动循环及调整中的单机点动(快进、工进与，快退)。 2)有照明及必要的灯光显示。 3)有必要的电气保护与联锁。 3．设计任务 1)设计并绘制电气原理，选择电器元件及编制元件目录清单。 2)设计并绘制工艺图，在下列各项中选一种: 电器板布置图、电器板接线图及底板加工图;控制面板布置图、接线图及面板加工图；电器箱图及总装接线图。 3)编制设计、使用说明书及设计小结，列出参考资料目录。 PAGE 1 _1124547036.bin