机床电气控制课程设计机床工作台的往复运动..docVIP

青岛理工大学（临沂） 《机电一体化技术与系统》课程设计说明书 设计题目：机床工作台的自动循环往复运动 院 （系）：机电工程系 专 业：机电一体化114班 学 号 : 201181126 学生姓名: 肖** 指导教师: 杨自娟 起迄日期: 2013.12.16-2013.12.27 机床工作台的自动循环往复运动 一、设计目的 在实际生产中,有些生产机械的工作台需要自动往复运动,并且有的还要求在两终端要有一定时间的停留,以满足生产工艺要求。在机床电气设备中，有些是通过工作台自动往复循环控制的，例如万能铣床，龙门刨床的工作台上下、前后、左右的运动等。这些生产机械运动部件的行程或位置要受到限制，或者需要其运动部件在一定范围内自动往返循环等。这些都要让我们会正确识别、选用安装、使用行程开关，熟悉电动机位置控制、自动往返控制电路的构成和工作原理。会安装与检测电动机位置控制和自动往返控制线路。还要让我们学会运用机械设计与制造的知识，正确选择工作台的传动装置、支撑部分，另外机床工作台系统的材料也要合理的选择以符合工程力学。电动机的正反转是实现工作台自动往复循环的基本环节。 二、设计要求 1.要有机械设计，电气控制设计 2.自动控制与手动控制相结合 3.运行过程中任一位置都可以停止和再次起动 4.要有必要的保护电器 5.所用元件应便于安装和调整，注意经济性。 6.了解和熟悉所设计机械设备的总体技术要求、加工工艺过程和生产现场的工作条件。 7.了解该设备中采用的其他系统，如液压系统、气动系统对电气控制系统的技术要求。 8.通过技术经济分析，确定该系统具有的自动化、通用化程度。 三、工作台传动方式 1.工作台类型选择 工作台的类型大体有以下几种 A 桥框式 B 悬臂移动式 C 立柱式 桥框式和悬臂移动式的工作台基本固定，机床的主轴部分驱动来进给作业，这类驱动在技术上要求较高，而且长时间的作业会让悬臂变形，影响精度作业。本设计选用的是X-Y工作台，即立柱式工作台，其结构牢靠、精度高，可以加工与检测合为一体，但是他有一个缺点就是XY两个方向运动，相对占用空间大一些。 2.基本传动方式选择 根据丝杠和螺母相对运动组合情况，其基本传动形式有四（1）螺母固定，丝杠转动并移动；（2）丝杠转动，螺母移动；（3）螺母转动，丝杠移动；（4）丝杠固定，螺母转动并移动。如图1所示。选择螺母固定、丝杠转动并移动传动形式。 图1 基本传动形式 该传动形式国螺母本身起着支承作用，消除了丝杠轴承可能产生的附加轴向窜动，结构较简单，可获得较高的传动精度，且其轴向尺寸不是太长，适用于300×400mm的行程。 四、导轨选择 导轨是机床的关键部件之一，其性能好坏，将直接影响机床的加工精度、承载能力和使用寿命。导轨设计应满足：导向精度、耐磨性、低速运动平稳性、刚度、结构简单、工艺性好、便于间隙调整，具有良好的润滑和防护等要求。 1.滚动导轨类型的选择 滚动导轨类型很多，有直线运动和回转运动导轨；按滚动体的开关分有滚珠，滚柱和滚针；按滚动体是否循环分为滚动体不循环和滚动体循环导轨。在此次设计中选用滚动体循环的直线滚动导轨副，这是因为直线滚动导轨副中，滚珠沟槽接触，因而许用载荷和刚度与点接触相比有较大提高，又采用直线滚动导轨副可简化设计、制造和装配工作。其定位精度可达到0.1-0.2μm，用于精密机械加工。 图2 根据使用要求不同，国内已开发出两种类型的直线滚动导轨副，选用适用于X-Y工作台的GGA型，其特性和结构如图2所示 2. .导轨的防护装置 导轨常用的防护装置有：1）刮板式 其宽度、形状与导轨相同，耐热 性好但只能排除大的颗粒；2）伸缩式 有软式皮腔式和叠层式。这类 结构可以把导轨全部封闭起来，防护可靠，在滚动导轨和滑动导轨中都能使用。其中皮腔式防护多用帆布、皮革做成，结构简单，但是不耐热；而叠层式的盖板由钢板制成，耐热性好，强度高，刚性好，寿命长。本设计选用伸缩叠层防护装置。 五、继电器-接触器控制电路设计 1.行程开关是一种将机械信号转换为电气信号，以控制运动部件位置或行程的自动控制电器。而位置控制就是利用生产机械运动部件上的挡铁与位置开关碰撞，使其触头动作，来接通或断开电路，以实现对生产机械运动部件的位置或行程的自动控制。 图3 位置控制电路 线路工作原理叙述如下：先合上电源开关QS。 1、行车向前运动： 此时，即使再按下SB1，由于SQ1常闭触头已分断，接触器KM1线圈也不会得电，保证了行车不会超过SQ1所在的位置。 2、行车向后运动： 停车时只需按下SB3即可。 2.机械设备中的机床工作台需要在一定的距离内能自动往复不断循