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机械传动与控制技术课程设计一、课程设计教学目的及基本要求1.教学目的通过机械传动与控制技术课程设计,使学生掌握机械设备电器控制的基本知识、基本原理和基本方法,以培养学生对电气控制系统的分析和设计的基本能力,培养正确的设计思想、分析问题和解决问题的能力、运用标准与规范的能力。2.基本要求根据设计要求正确地设计主电路和控制电路,合理地选择各种低压电器或PLC控制器,学习与设计有关的编程方法和语言,独立设计控制程序。二、课程设计考核方法及成绩评定1、平时成绩占20%遵守纪律,准时上下课,不大声喧哗,不随意走动,不做与课程设计无关的事。认真查找资料,主动提出问题,分析问题,解决问题,学习态度好。听从管理,按时完成设计任务。2、设计说明书占80%设计说明书不得少于3000字,要求内容完整、文字流畅、图纸规范。设计论证充分、线路简洁可靠,元件选择正确合理;设计计算步骤详细,结果正确。设计心得体会真实可信。用A4纸张打印,字体字号标准:一级标题仿宋字体,小三号字;二级标题仿宋字体,四号字;三级标题仿宋字体,小四号字;正文仿宋字体,小四号字;行距:1.5倍行距。设计说明书编写目录如下:目录一、课程设计的内容及目的二、系统总体方案设计2.1控制要求的分析2.2系统硬件配置及组成原理2.3系统变量定义及分配表2.4系统可靠性设计三、控制系统设计3.1原理图3.1.1主电路3.1.2控制电路3.2PLC程序设计(选做)3.2元件选型四、小结(设计心得)(以上目录为参考内容,具体可以根据设计内容进行修改)设计说明书封面如下页《机械传动与控制技术》课程设计说明书院系班级姓名学号指导老师第1号课题任务书课题:专用镗孔机床的电气控制系统设计(使用继电器接触器电路实现控制)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2-1所示。a镗孔)b铰孔)图2-1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2-1所示。表2-1液压控制动作要求YV1YV2YV3YV4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。快进快退(手动操作)原位起动SQ5SQ1工进1SQ3(停)快进快退(手动操作)原位起动SQ5SQ2工进2SQ4(停)第2号课题任务书课题:专用镗孔机床的电气控制系统设计(使用PLC控制电路实现控制)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2-1所示。a镗孔)b铰孔)图2-1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2-1所示。表2-1液压控制动作要求YV1YV2YV3YV4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。快进快退(手动操作)原位起动SQ5SQ1工进1SQ3(停)快进快退(手动操作)原位起动SQ5SQ2工进2SQ4(停)第3号课题任务书课题:千斤顶液压缸加工专用机床电气控制系统设计(使用继电器接触器电路实现控制)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Y80—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2-2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2-2电磁阀动作要求YV1YV2YV3YV4YV5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。第4号课题任务书(使用PLC控制电路实现控制)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Y80—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2-2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2-2电磁阀动作要求YV1YV2YV3YV4YV5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。第5号课题任务书课题:机械手电气控制系统设计(使用PLC控制电路实现控制)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2-2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。图2-2机械手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-料架机械手各动作与相应电磁阀动作关系如表2-3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(大手臂竖立,小手臂伸出,手指松开)→大手臂下摆→手指夹紧(抓住卡盘上的工件)→大手臂上摆→小手臂收缩→手腕旋转90度→镗孔加工→镗孔加工完成→料架转动90度→手腕旋转90度→小手臂伸出→大手臂下摆→手指松开(工件放回料架)→小手臂收缩→料架转动90度→小手臂伸出→手指夹紧(抓住未加工零件)→大手臂上摆→小手臂收缩→手腕旋转90度→镗孔加工→镗孔加工完成。根据表2-3及各动作中机械的状态,便可自行列出各动作中对YV1~YV9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。表2-3电磁阀状态表YV1YV2YV3YV4YV5YV6YV7YV8YV9手指的夹紧与放松夹紧+放松+手腕转动左转90度+右转90度+小臂的伸缩伸+缩+大臂上下摆动上摆+下摆+料架转动转动90度+第6号课题任务书课题:机械手电气控制系统设计(使用继电器接触器电路实现控制)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2-2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。图2-2机械手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-料架机械手各动作与相应电磁阀动作关系如表2-3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(大手臂竖立,小手臂伸出,手指松开)→大手臂下摆→手指夹紧(抓住卡盘上的工件)→大手臂上摆→小手臂收缩→手腕旋转90度→镗孔加工→镗孔加工完成→料架转动90度→手腕旋转90度→小手臂伸出→大手臂下摆→手指松开(工件放回料架)→小手臂收缩→料架转动90度→小手臂伸出→手指夹紧(抓住未加工零件)→大手臂上摆→小手臂收缩→手腕旋转90度→镗孔加工→镗孔加工完成。根据表2-3及各动作中机械的状态,便可自行列出各动作中对YV1~YV9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。表2-3电磁阀状态表YV1YV2YV3YV4YV5YV6YV7YV8YV9手指的夹紧与放松夹紧+放松+手腕转动左转90度+右转90度+小臂的伸缩伸+缩+大臂上下摆动上摆+下摆+料架转动转动90度+第7号课题任务书课题:全自动双面钻电气控制系统设计(使用继电器接触器电路实现控制)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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