学院：机电工程学院专业：农业电气化与自动化班级：姓名：郑博宁题目：
13级农电班
赵智辉 韦志杰
CW6136A型卧式车床电气控制设计 指导教师：李海军 刘宇设计日期：2016.5.6
摘 要
CW6136A型卧式车床是机床中应用最为广泛的一种，它可以用于切削各种工件的外圆、内孔、端面及螺纹。车床在加工工件时，随着工件材料和材质的不同，该车床会有变速的能力，应选择合适的主轴转速及进给速度。为了满足加工时的需要，主轴的旋转运动有时需要正转运动而有时需要反转运动，这个要求一般是通过改变主轴电动机的转向或采用离合器来实现的。进给运动多半是把主轴运动分出一部分动力，通过挂轮箱传给进给箱来实现刀具的进给。有的为了提高效率，刀架的快速运动由一台进给电动机单独拖动。车床一般都设有交流电动机拖动的冷却泵，来实现刀具切削时冷却。
关键词：CW6136A型车床；电气控制；PLC
目 录
1 课题背景及任务要求…………………………………………………………1 1.1 课题背景…………………………………………………………………1 1.2 任务要求…………………………………………………………………1 2 设计方案（继电器控制）……………………………………………………1 2.1 M1电机……………………………………………………………………1 2.2 M2电机……………………………………………………………………1 2.3 总电路设计………………………………………………………………1 3 电气控制柜安装与调试………………………………………………………2 3.1 要求………………………………………………………………………2 3.2 元器件明细………………………………………………………………2 3.3 实物图……………………………………………………………………3 3.4 调试情况…………………………………………………………………4 4 PLC控制系统设计……………………………………………………………4 4.1 I/O分析与PLC选择……………………………………………………4 4.2 I/O分配及外围接线图…………………………………………………5 4.3 程序设计及调试…………………………………………………………5 4.4 梯形图……………………………………………………………………6 5 结论……………………………………………………………………………7 参考文献…………………………………………………………………………8
1 课题背景及任务要求 1.1 课题背景
工业生产部门的生产机械设备，基本上都是通过金属切削车床加工生产出来的，因此说车床是机械制造业中的主要加工设备，车床的质量、数量及自动化水平，都直接影响到整个机械工业的发展。而对于这些车床，我们都是通过电来控制，所以说车床的电气控制是尤为重要的，在车床电气控制方面，最初采用手动控制，如少数容量小、动作单一的车床，使用手动控制电器直接控制。后来由于切削工具、车床结构的改进，切削功率的增大，车床运动的增多，手动控制已不能满足要求，于是出现了以继电器---接触器为主的控制电器所组成的控制系统。
这种车床电气控制是继电器接触式控制系统，由继电器、接触器、按钮、行程开关等等组成，实现对车床多种活动控制。这种以继电器,接触器为主的的控制电器所组成的控制装置和控制系统可实现对车床各种运动的的控制，如启停，反转，改变速度等。继电器接触式控制系统的结构简单、维护方便、抗干扰强，工作稳定可靠，成本低，所以在工业生产中电气控制系统使车床自动化又迈进了一大步。
1.2 任务要求
（1）整个机床电路要具有短路保护，M1要具有短路、过载保护，M2具有短路保护；
（2）M1具有正、反转控制功能； （3）M1为双速电机；
（4）M2为单向运转，不采用制动措施，可直接启动； （5）控制回路工作电压为220V。 2 设计方案（继电器控制） 2.1 M1电机
电机M1分别通过线圈KM1、KM2、KML、KMH与KM来控制它们各自的正转运行、反转运行、低速运行、高速运行。 2.2 M2电机
电机M2则是通过控制线圈KM3来控制它自身的冷却时的正常运行。 2.3 总电路设计
380VU VWNQFKM1FRKM1KM2SB1SB6FRSB2KM1SB3SB3KM3KMHKMLM23KM2KM1KMHKM1KM2KMLKMKM3SB2KMHKMLSBKM37KM2FRKM2SB4KMLSB5KMHKMM13
图1 主电路及控制电路原理图
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3 电气控制柜安装与调试 3.1 要求
1）全部机柜装配完整，全部电气工作满足电气规范的应用要求； 2）供电电源：两相交流220V，50HZ；
3）安装地点的环境温度：0到50摄氏度；
4）安装地点的相对湿度：空气的相对湿度<85%，无凝露； 5）控制柜安装地点不可有腐蚀性介质和爆炸危险介质； 6）控制柜外壳良好的接地保护，接地电阻小于4欧姆；
7）控制柜按一定容量与工作制设计，禁止用于设计外的其他场合。 3.2 元器件明细 1、接触器的选用
接触器用于带负载主电路的自动接通或切断。分直流、交流两类，机床中应用最多的是交流接触器。
选择接触器主要考虑一下技术数据： 1）电源种类：交流、直流。 2）主触点额定电压、额定电流。
3）辅助触点的种类、数量及触点额定电流。 4）电磁线圈的电源种类，频率和额定电压。
5）额定操作频率，即允许的没小时接通的最多次数。 主触点额定电流，一般根据电动机容量Pd计算触点电流Ic，即 Ic>=1000Pd/KUd。 式中，K—经验常数，一般取1~1.4； Pd—电动机功率（kW）； Ud—电动机额定线电压（V）； Ic—接触器主触点电流（A）； 主电机：
接触器KM1、KM2、KM、KML、KMH，根据主电动机M1的额定电流Ie=,控制回路电源220V，KM1需要主触点3对，动合触点4对，动断触点1对；KM2需要主触点3对，动合触点3对，动断触点1对；KML需要要主触点3对，动合触点1对，动断触点1对；KMH需要主触点3对，动合触点2对，动断触点1对；KM需要主触点3对。根据上述情况，选用CJ0-40型接触器，电磁线圈电压为220V。 冷却泵：
由于M2电动机的额定电流较小，接触器KM3可选用CJ0-40交流接触器，线圈电压220V,触点电流5A，KM3需要主触点3对，动合触点1对。 2、热继电器的选用
热继电器用于电动机的过载保护。热继电器的选择主要是根据电动机的额定电流来确定其型号和规格。热继电元件的额定电流Irt应接近或者略大于电动机的额定电流Ied，即：Irt=（0.95—1.05）Ied
热继电器的整定电流值是指热元件通过的电流超过此值的20%时，热继电器应当在20min内动作。选用时整定电流应与电动机额定电流一致。主电动机M1额定电流30A,热继电器FR应选用JR0-40型的，热元件的电流为40A,整定电流调节范围25~40A,工作时将额定电流调节为30A。
表1 元器件明细表
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