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1、机电传动控制课程设计任务书以及要求机电传动控制课程设计一、课程设计教学目的及基本要求1.教学目的电气控制系统是由各种低压电器和PLC控制器按一定要求组成的控制系统。通过机电传动系统课程设计，进一步掌握各种低压电器和PLC的结构原理、选用及使用；了解器件和系统的关系；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和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
2、找资料，主动提出问题，分析问题，解决问题。听从管理，按时完成设计任务。2、电气图纸占40%手绘图纸（A3或A4幅面,要有边框线和标题栏）绘图符合国家电气制图标准，文字符号图形符号使用规范，图面整洁。电气装置满足控制要求，可靠性高。元件选择得当，联锁、保护、显示等满足要求。3、设计说明书占40%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.
3、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、总体设计2.1 控制要求的分析2.2 控制方式选择三、控制系统设计3.1 原理图3.1.1 主电路3.1.2 控制电路（PLC的I/O地址分配）（3.1.3 照明显示）3.2 接线图3.3 元件选型（3.4 PLC程序设计）四、小结（设计心得）设计说明书封面如下页机电传动控制课程设计说明书院系班级姓名学号指导老师三、课程设计参考题选课题一：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
4、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 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)
5、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。原位 起动原位 起动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Y804（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
6、，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。3)4)必要的电气联锁与保护。课题三：机械手电气控制系统设计1
7、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，
8、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YV1YV9线圈的通电要求
9、。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。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2-3所示。图2-3 全自动双面钻结构示意图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
10、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。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。课题五：机械手PLC控制系统设计1机械手结构、动作与控制要求参照课题三。2设计要求参照课题三。3设计任务1)根据控制要求选择PLC型
11、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三种: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.l
12、kW、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2-4所示。图2-4 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。课题七：全自动洗衣机的PLC控制控制要求具体操作过程见下附图（全自动洗衣机洗涤动作流程图）。动作要求如下：1.洗衣机的进水、排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀执行。2.洗涤正转、反转由洗涤电机驱动波盘正、反转来实现。3.脱水时，由脱水电磁离合器合上、排水电磁阀吸合，洗涤
13、电机正转进行甩干。4.洗涤完成由蜂鸣器报警。5.停止按钮用来手动结束洗涤过程。操作面板上设有启动按钮SA及停止按钮SB。课题八：大、小球分拣传送机械PLC控制梯形图的设计大、小球分拣传送机械示意图（1）机械臂起始位置在机械原点（见图），为左限、上限并有显示。（2）有起动按钮和停止按钮控制运行，设停止时机械臂必须已回到原点。（3）起动后，机械臂动作顺序为：下降吸球上升（至上限）右行（至右限）下降释放上升（至上限）左行返回（至原点）。（4）机械臂右行时有小球右限（LS4）和大球右限（LS5）之分；下降时，当电磁铁压着大球时，下限开关LS2断开（=“0” ）；压着小球时，下限开关LS2接通（=“1”
14、 ）。课题九：自动门控制装置一、操作面板图二、控制要求1. 控制要求：当人或车接近仓库门的某个区域时，仓库门自动打开，人车通过后，仓库门自动关闭，从而实现仓库门的无人管理。2. 工作过程：库门设计为卷帘式，用一个电机来拖动卷帘。正转接触器C1使电机开门，反转接触器C2使电机关门。在库门的上方装设一个超声波探测开关S01，超声波开关发射超声波，当来人（车）进入超，由该信号启声波发射范围时，超声波开关使检测出来人（车），从而产生输出电波信号（S01=ON）动接触器C1，电机M正转使卷帘上升开门。在库门的下方装设一套光电开关S02，用以检测是否有物体穿过库门。光电开关由两个部件组成，一个是连续发光的
15、光源；另一个是能接收光束，并能将之转换成电脉冲的接收器。若行车（人）遮断了光束，光电开关S02便检测到这一物体，产生电脉冲，由该信号启动接触器C2，使电机M反转，从而使卷帘开始下降关门。用两个行程开关K1和K2来检测库门的开门上限和关门下限，以停止电机的转动。3冷却泵电动机应在砂轮电动机起动后才运转；4保护环节应包括短路保护、电动机过载保护、零压保护、电磁吸盘欠压保护；5电磁吸盘应有去磁控制；必要的指示信号及照明灯。课题十一：红、黄、绿交通信号灯的PLC控制线路设计1. 动作特性在十字路口上设置的红、黄、绿交通信号灯，其布置如图所示。2. 控制要求1）由于东西方向的车流量较小，南北方向的车流量较大，所以南北方向的放行（绿灯亮）时间为30s，东西方向的放行时间（绿灯亮）为20s。2）当在东西（或南北）方向的绿灯灭时，该方向的黄灯与南北（或东西）方向的红灯一起以5Hz的频率闪烁5s，以提醒司机和行人注意。闪烁5s之后，立即开始另一个方向的放行。3）要求只用一个控制开关对系统迸行启停控制。