毕业设计(论文)单片机T619镗床电气控制系统的改造设计.doc
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1、摘 要现代机器向着高速度高效率高精度方向的发展,对机器制造业也提出了新的要求:机器零件的精度越来越高。同时,结构也日趋复杂,特别是箱体零件具有孔系多的特点,它的加工除了本身又尺寸精度的要求外,还有形状精度和孔系之间相对位置精度的要求。镗床主要用于加工精确的孔和各孔间的距离要求较为精确的零件。目前国内使用镗床90%都是使用继电器-接触器传统的控制方式,这种方式使机械震动噪声大,接线复杂,维修工作量大。孔加工一般可在钻床、车床、镗床、拉床、内圆磨床上进行,有些工件也在镗床上加工。镗床加工的特点是:主运动由刀具作旋转来完成,而进给运动是由主轴或工作台的移动来达到,并且可以通过镗床工作台的三个方向移动
2、,很方便、准确地调整切削刀具与工件的相对位置。因此在镗床上进行钻孔、铰孔和镗孔也是一种重要的加工方法。T619镗床传统的继电器接触器控制系统存在着复杂性、故障率高、维护工作量大、可靠性差、灵活性差等缺点;给生产与维护带来诸多不便,严重地影响生产。采用可编程序控制器 对T619镗床传统的电气控制系统进行改造,在实际生产线上有着明显的效率,这也使整个生产系统带来推动的力量。单片机对T619镗床电气控制系统的改造设计,提高了T619镗床电气控制系统的可靠性和抗干扰能力。关键字:镗床 单片机 改造 ABSTRACTThe development of modern high-efficiency hi
3、gh accuracy direction of the machine facing high speed degree also put forward a new request to the machine manufacturing industry:The accuracy of the machine parts is more and more high.In the meantime, the structure is also gradually complicated, especially the box body spare parts have bore to fa
4、sten many characteristicses, it of process in addition to oneself again the request of size accuracy outside returns the request of opposite position accuracy that visible form accuracy and bore fasten.The Tang bed mainly useds for bore and the distance of each bore which processes a precision to re
5、quest more accurate spare parts.Currently local usage Tang bed all of 90%s be usages after the electric appliances-contact the machine traditional control method, this kind of way makes the machine vibrate a Zao voice greatly and connect line complications, maintain a work to have great capacity.The
6、 bore processes generally can in drill the bed, lather, Tang bed, pull the bed, circle grinding machine up carry on, some work piece also processes on the Tang bed.The characteristics that the Tang bed process is:Lord sport is make by the knife to revolve to complete, but enter is attain by the ambu
7、lation of the principal axis or the work pedestal for sport, and can pass the Tang bed work pedestal of three direction ambulation, very convenient, accurately the adjustment slice to pare knife to have and the opposite position of work piece.Therefore Be on the Tang bed carry on drill a hole, Jiao
8、bore and Tang bore are importantly also 1 kind to process a method.The T619 Tang bed traditionally exists complexity, breakdown rate after the electric appliances contact machine control system Gao, maintenance the work have great capacity, credibility bad, vivid bad etc. weakness;Bring production a
9、nd maintenance many inconvenience, seriously the influence produce.Adopt programmable preface controller to carry on a reformation to the traditional electricity control system of the T619 Tang bed, at actual produce on-line have an obvious efficiency, this also makes the whole production system bri
10、ng the strength of push.Single slice reformation design of machine to the electricity control of the T619 Tang bed system, raised the T619 Tang bed electricity a control system of credibility and anti- interference ability目 录摘 要1ABSTRACT2绪 论5第一章 T619机床的用途、主要结构和运动6第一节 机床的电力拖动方式8第二节 T619型卧式镗床运动对电气控制电路
11、的要求8第三节 控制电路的分析81、主轴电动机M1的电路分析82、电动机M2的电路分析9第四节 主电路的分析10第五节 联锁保护环节的分析10第三章 T619镗床电气控制系统的单片机改造10第一节 单片机原理概述10第二节 单片机的应用系统11第三节 AT89C51简介12第四节 T619镗床单片机控制程序设计151.工作原理152控制程序17参考文献29附录A30总结31绪 论 单片机是以微机技术为核心的通用工业控制装置。它是将传统的继电器-接触器控制技术与计算机技术和通信技术融为一体,具有功能大、环境适应性好、编程简单、使用方便等优点。因此,近年来在工业自动控制、机电一体化、改造传统产业等
12、方面,单片机得到广泛的应用。学习、掌握和应用单片机技术对提高我国工业自动化水平和生产效率具有十分重要的意义。目前,部分中小型企业及高校仍广泛使用传统的继电器控制机床,这些机床经历了比较长的历史,虽然它能在一定范围内满足单机和自动生产线的需要,但由于它的电控系统是以继电器、接触器的硬连接为基础的,技术上比较落后,特别是其触点的可靠性问题,直接影响了产品质量和生产效率。而用单片机对它进行技术改造,便能取得很好的效果。对T619镗床的电气控制线路进行了分析与研究后,T619镗床具有主轴转速高、调速范围宽等功能外;T619镗床的电气控制系统,还存在控制线路上一些复杂性、故障率高、维护工作量大、可靠性差
13、、灵活性差等缺点;给生产与维护带来诸多不便,严重地影响生产。采用单片机对T619镗床传统的电气控制系统进行改造,在实际生产线上有着明显的效率,这也使整个生产系统带来推动的力量。单片机对T619镗床电气控制系统的改造提高了T619镗床电气控制系统的可靠性和抗干扰能力;然而单片机对T619镗床的继电器接触式控制系统进行技术改造,从而保证了电控系统的快速性、准确性、合理性,更好地满足了实际生产的需要,提高了经济效益。第一章 T619机床的用途、主要结构和运动镗床主要用于孔的精加工,可分为卧式镗床、落地镗床、坐标镗床和金钢镗床等。卧式镗床应用较多,它可以进行钻孔、镗孔、扩孔、铰孔及加工端平面等,使用一
14、些附件后,还可以车削圆柱表面、螺纹,装上铣刀可以进行铣削。镗床在加工时,一般是将工件固定在工作台上,由镗杆或平旋盘(花盘)上固定的刀具进行加工。机床的基本组成如下:1) 前立柱:固定地安装在床身的右端,在它的垂直导轨上装有可上下移动的主轴箱。2) 主轴箱:其中装有主轴部件,主运动和进给运动变速传动机构以及操纵机构。3) 后立柱:可沿着床身导轨横向移动,调整位置,它上面的镗杆支架可与主轴箱同步垂直移动。如有需要,可将其从床身上卸下。4) 工作台:由下溜板,上溜板和回转工作台三层组成。下溜板可沿床身顶面上的水平导轨作纵向移动,上溜板可沿下溜板顶部的导轨作横向移动,回转工作台可以上溜板的环形导轨上绕
15、垂直轴线转位,能使要件在水平面内调整至一定角度位置,以便在一次安装中对互相平等或成一角度的孔与平面进行加工。5)面板1面板上安装有机床的所有主令电器及动作指示灯、机床的所有操作都在这块面板上进行,指示灯可以指示机床的相应动作。6)面板2 图1-1 T619镗床结构示意图面板上装有断路器、熔断器、接触器、热继电器、变压器等元器件,这些元器件直接安装在面板表面,可以很直观的看它们的动作情况。7)三相异步电动机两个380V三相鼠笼异步电动机,分别用作主轴电动机(双速)和快速移动电动机。8)故障开关箱设有32个开关,其中K1到K25用于故障设置;K26到K31保留;K32用作指示灯开关,可以用来设置机
16、床动作指示与不指示。 卧式镗床加工时运动有:1) 主运动:主轴的旋转与平旋盘的旋转运动。2) 进给运动:主轴在主轴箱中的进出进给;平旋盘上刀具的径向进给;主轴箱的升降,即垂直进给;工作台的横向和纵向进给。这些进给运动都可以进行手动或机动。3) 辅助运动:回转工作台的转动;主轴箱、工作台等的进给运动上的快速调位移动;后立柱的纵向调位移动;尾座的垂直调位移动。T619卧式镗床的电气原理图: 图1-2 T619卧式镗床电器控制线路原理图第二章 电力拖动方式和控制要求第一节 机床的电力拖动方式T619卧式镗由主轴电动机M1和进给电动机M2拖动。其中主轴电动机M1为YY接法的双速电动机,它不但可以正、反
17、转,高、低速启动运转,还可以反接制动及点动控制。进给电动机M2可以正、反向运转。第二节 T619型卧式镗床运动对电气控制电路的要求1) 主运动与进给运动由一台双速电动机拖动,高低速可选择;2) 主电动机要求正反转以及点动控制;3) 主电动机应设有快速准确的停车环节;4) 主轴变速应有变速冲动环节;5) 快速移动电动机采用正反转点动控制方式;6) 进给运动和工作台不平移动两者只能取一,必须要有互锁。第三节 控制电路的分析1、主轴电动机M1的电路分析主轴电动机M1的正、反转控制。在原理图中,12区行程开关SQ3、SQ4在正常情况下是压合的。主轴电动同M1低速控制:将T619卧式镗床高、低速手柄扳到
18、“低速”挡位置,13区行程开关SQ9断开。按下主轴电动机M1正转启动按钮SB2,中间继电器KA1通电闭合,继而接触器KM3通电闭合;18区、19区中K1和KM3的常开触点闭合,使接触器KM1线圈通电闭合,22区KM1常开触点接通接触器KM4线圈电源,主轴电动机M1接成接法低速正转。按下主轴电动 M1的停止按钮SB1,主轴电动机M1反接制动停止。按下主轴电动机MI的反转启动按钮SB3,中间继电器KA2通电闭合,继而接触器KM3通电闭合;19区中K2和KM3的常开触点闭合,使接触器KM2线圈通电闭合,23区KM2常开触点接通接触器KM4线圈电源,主轴电动机M1接成接法低速反转。按下主轴电动 M1的
19、停止按钮SB1,主轴电动机M1反接制动停止。主轴电动同M1高速控制:将T619卧式镗床高、低速手柄扳到“高速”挡位置,13区行程开关SQ9压合。按下主轴电动 M1正转启动按钮SB2,中间继电器KA1通电闭合,继而接触器KM3、时间继电器KT、接触器KM1和KM4通电闭合,主轴电动机M1接成接法低速正转启动。经过一段时间,时间继电器KT动作,接触器KM4失电释放,接触器KM5通电闭合,主轴电动机M1接成YY接法高速正转运行。按下主轴电动 M1反转启动按钮SB3,中间继电器KA2通电闭合,继而接触器KM3、时间继电器KT、接触器KM2和KM4通电闭合,主轴电动机M1接成接法低速反转启动。经过一段时
20、间,时间继电器KT动作,接触器KM4失电释放,接触器KM5通电闭合,主轴电动机M1接成YY接法高速反转运行。主轴电动机M1制动停止控制。正转制动控制:当主轴电动 M1高、低速正向启动运行,其转速达到120r/min时,21区速度继电器KS2正转动作常开触点闭合,为主轴电动M1的制动作好了准备。按下主轴电动机M1停止按钮SB1,接触器KM1失电,接触器KM2及KM4得电闭合,主轴电动 M1串电阻R反转反接制动。当转速下降至100r/min时,KS2正转动作常开触点断开,接触器KM2、KM4断电释放,主轴电动机M1完成正转反接制动控制。反转制动控制:当主轴电动 M1高、低速反转启动运转,其转速达到
21、120r/min时,14区速度继电器KS1正转动作常开触点闭合,为停车反接制动作好了准备。按下主轴电动机M1停止按钮SB1,接触器KM1失电,接触器KM2及KM4得电闭合,主轴电动 M1串电阻R反转反接制动。当转速下降至100r/min时,KS2正转动作常开触点断开,接触器KM2、KM4断电释放,主轴电动机M1完成正转反接制动控制。主轴电动机M1点动、变速控制:分别按下按钮SB4或SB5,主轴电动机M1可正向或点动运转。当拉出主轴变速操作盘时,行程开关ST3复位,KM3失电释放,使得KM1或KM2及KM4或KM5失电释放,主轴电动机M1停转。转动主轴变速操作盘,调整转速后,将操作压回原位。若主
22、轴变速齿轮不能很好啮合,则将压上行程开关SQ6,主轴电动机M1作短时冲动,使主轴变速齿轮啮合良好。2、电动机M2的电路分析机床工作台的纵向和横向进 :将快速手柄扳至快速正向移动位置,行程开关SQ8被压下,24区常开触点闭合,接触器KM6线圈得电闭合,进给电动机M2启动运转,带动各种进给正向快速移动:将快速手柄扳至反向位置时压下行程开关SQ7,接触器KM7线圈得电闭合,进给电动机M2反向启动运转,带动各种进给反向快速移动。、进给变速控制:进给变速控制的控制过程与主轴变速控制程基本相同,只不过拉出的变速手柄是进给变速操作手柄,将主轴变速控制中的行程开关SQ3换成SQ4,而进给变速冲动的行程开关为S
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