机电系统原理及应用3.ppt

第一节第一节概述概述第二节第二节机床的传动及结构机床的传动及结构第三节第三节机床的液压传动与电气控制系统机床的液压传动与电气控制系统第四节第四节组合机床的组合机床的PC控制控制第三章第三章钻扩铰组合机床钻扩铰组合机床本章重点：本章重点：1.学学习习一一台台自自动动加加工工设设备备的的机机、电电、液液控控系系统统及及其其之间的相互关系。之间的相互关系。2.PC技术在机电系统中应用的基本思路。技术在机电系统中应用的基本思路。最大特点：最大特点：结构简单，生产率和自动化程度高。结构简单，生产率和自动化程度高。第一节第一节概概述述一、机床加工范围一、机床加工范围工件：工件：某轮盘工件上某轮盘工件上12个孔的钻扩铰个孔的钻扩铰工位：工位：第一工位：钻孔第一工位：钻孔第二工位：扩孔第二工位：扩孔第三工位：铰孔第三工位：铰孔第四工位：装卸第四工位：装卸二、机床总布局及工作循环二、机床总布局及工作循环组组成成：立立柱柱、底底座座、液液压压回回转转台台、液液压压滑滑台台、主主轴轴箱箱、动动力力箱箱、液液压系统和电控系统。压系统和电控系统。主要部件的功用：主要部件的功用：n主主轴轴箱箱按按工工件件位位置置及及加加工工面面要要求求设设有有123把把刀刀具具，动动力力箱箱运运动动经经过分配后分别驱动。过分配后分别驱动。图图33。n液压滑台推动主轴箱升降完成刀具进给。液压滑台推动主轴箱升降完成刀具进给。n液液压压回回转转台台的的旋旋转转实实现现工工件件工工位位的的转转换换，使使辅辅助助时时间间与与加加工工时时间间重合。重合。n机床的自动工作循环机床的自动工作循环卸卸工工件件装装工工件件刀刀具具复复位位自自锁锁销销脱脱开开、回回转转台台抬抬起起回回转转台台旋旋转转、缓缓冲冲回回转转台台反反靠靠回回转转台台夹夹紧紧刀刀具具起起动动、快快进进刀刀具具工进及终端延时停留。工进及终端延时停留。第二节第二节机床的传动及结构机床的传动及结构一、一、动力箱及主轴箱动力箱及主轴箱1.动力箱动力箱动力箱是主运动的动力箱是主运动的驱动装置，它通过主轴驱动装置，它通过主轴箱使刀具旋转。箱使刀具旋转。n动力箱上盖板方便动力箱上盖板方便装配装配n电机止口定心电机止口定心n小齿轮后部锯小齿轮后部锯形齿用于密封形齿用于密封2.主轴箱主轴箱采采用用标标准准三三件件箱箱体体，按按刀刀具具位位置置加加工工36孔孔，三体用二个菱形销和螺钉连成一体。图三体用二个菱形销和螺钉连成一体。图35。n传动齿轮在轴向有传动齿轮在轴向有4种安装位置（种安装位置（）n钻孔轴向切削力由主轴前端推力球轴承承受钻孔轴向切削力由主轴前端推力球轴承承受n主轴径向采用球轴承支承主轴径向采用球轴承支承n中间轴采用锥滚子轴承中间轴采用锥滚子轴承3.主轴箱润滑主轴箱润滑润滑泵结构：润滑泵结构：壳壳体体内内的的定定子子内内外外圆圆偏偏心心，转转子子上上装装有有两两个个径径向向叶叶片片，弹弹簧始终使叶片与定子内表面压紧。簧始终使叶片与定子内表面压紧。润滑泵工作原理：润滑泵工作原理：转转子子顺顺时时针针转转动动，叶叶片片3右右面面的的油油腔腔体体积积逐逐渐渐增增大大，造造成成真真空空，从从吸吸油油管管吸吸入入油油液液，叶叶片片3左左面面油油腔腔的的液液体体，当当与与排排油油口口接接通后，油腔体积逐渐变小，形成压力，油液从排油口中压出。通后，油腔体积逐渐变小，形成压力，油液从排油口中压出。润润滑滑泵泵由由主主轴轴箱箱中中齿齿轮轮带带动动，油油液液经经配配油油器器送送至至箱箱体体内内各各轴承孔处，淋在轴承及齿轮上。轴承孔处，淋在轴承及齿轮上。二、刀具主轴二、刀具主轴图图38弹簧涨套用于夹紧直柄钻头。（弹簧涨套用于夹紧直柄钻头。（7号）号）调节螺母（调节螺母（3和和5）少量调整接杆的轴向位置。）少量调整接杆的轴向位置。三、液压动力滑台三、液压动力滑台用于实现刀具的进给运动，采用标准型液压滑台用于实现刀具的进给运动，采用标准型液压滑台组成：组成：滑座滑座+滑台体滑台体+液压缸液压缸n液压缸后端固定在滑座上，维修时可从滑座中抽出；液压缸后端固定在滑座上，维修时可从滑座中抽出；n缸体固定，活塞杆移动；缸体固定，活塞杆移动；n滑座安装在立柱上，滑台上面装主轴箱；滑座安装在立柱上，滑台上面装主轴箱；n导轨为矩形截面，刚度大；导轨为矩形截面，刚度大；n终端调节螺钉调整滑台极限位置。终端调节螺钉调整滑台极限位置。四、立柱及底座四、立柱及底座n立柱用于安装动力滑台。立柱用于安装动力滑台。n立立柱柱内内悬悬挂挂平平衡衡重重（液液：钢钢丝丝绳、机：链条）绳、机：链条）n平平衡衡重重为为移移动动部部件件重重量量的的7585n底座采用标准件底座采用标准件五、液压回转工作台五、液压回转工作台分类：分类：n机械传动分度回转工作台机械传动分度回转工作台n液压传动分度回转工作台液压传动分度回转工作台n气动传动分度回转工作台气动传动分度回转工作台n气动液压传动分度回转工作台气动液压传动分度回转工作台 本本例例为为反反靠靠定定位位式式液液压压传传动分度回转工作台动分度回转工作台组组成成：花花盘盘、工工作作台台体体、定定位位机机构、抬起夹紧装置和自锁装置。构、抬起夹紧装置和自锁装置。工作台定位：工作台定位：图图313花花盘盘上上的的定定位位销销压压下下浮浮动动定定位位块块后后，花花盘盘反反转转（反反靠靠），由由定定位位销销及及浮浮动动定定位位块块的的侧侧面面靠靠紧紧定定位位。定定位位后后，浮浮动动定定位位块块触触动动其其后后部部的的微微动动开开关关，发发出已定位信号。出已定位信号。工工作作台台抬抬起起：液液压压缸缸杠杠杆杆花花盘盘中中心心轴轴抬起花盘。抬起花盘。工工作作台台旋旋转转：液液压压回回转转装装置置联联轴轴器器主主动动齿齿轮轮轴轴花花盘盘中中心心齿齿轮轮中中心心套套花盘花盘n花盘中心套和铜套形成滑动支承。花盘中心套和铜套形成滑动支承。n花盘轴向由工作台体上平面支承。花盘轴向由工作台体上平面支承。工作台自锁：工作台自锁：n油油缸缸内内弹弹簧簧顶顶起起自自锁锁销销将将定定位位销销靠紧在浮动定位块上。靠紧在浮动定位块上。n油油缸缸通通压压力力油油、压压下下自自锁锁销销、解解除除自自锁。锁。液压传动装置：液压传动装置：图图314n油油缸缸左左（或或右右）腔腔进进油油齿齿条条移移动动齿齿轮轮转转动动端端齿齿离离合器（合上时）合器（合上时）输出轴。输出轴。n打开端齿离合器，使油缸复位，为下次转动作准备。打开端齿离合器，使油缸复位，为下次转动作准备。第三节第三节机床的液压传动与电气控制系统机床的液压传动与电气控制系统液液压压系系统统是是机机械械与与电电控控系系统统联联系系的的桥桥梁梁，电电控控信信号号是通过液压系统驱动机械部件的。是通过液压系统驱动机械部件的。本本例例除除36把把刀刀具具的的运运动动是是电电动动机机驱驱动动外外，其其余余动动作作均由液压驱动。均由液压驱动。液压系统原理：液压系统原理：图图315电气控制原理：电气控制原理：图图316一、电气控制主回路一、电气控制主回路图图316nM1为主电动机；为主电动机；nM2为液压泵电动机；为液压泵电动机；nM3为冷却泵电动机；为冷却泵电动机；nSB2同时接通同时接通KM1和和KM2，起动起动M1和和M2；nSA4单独起动主电动机（单独起动主电动机（SA4合、按合、按SB2接通接通KM1）nSA3单独起动液压泵电动机（单独起动液压泵电动机（SA3合、按合、按SB2接通接通KM2）nS置置“1”位，位，SB3起动冷却泵电机起动冷却泵电机nS置置“2”位位，动动力力箱箱开开始始工工进进时时，K2合合、起起动动冷冷却却泵泵电电机机n电源接通，指示灯电源接通，指示灯HL点亮，直到点亮，直到M2起动，起动，HL熄灭。熄灭。二、液压动力滑台二、液压动力滑台nS1置置“1”位，为自动循环：位，为自动循环：n循循环环过过程程：原原位位停停止止快快速速进进给给工工作作进进给给延延时时停停留留快速退回快速退回n控制过程见图。控制过程见图。n动力箱点动动力箱点动S1置置“2”位位按按SB5K1得电得电YA1,YA3通电通电快进快进松开松开SB5动力箱停止（无自保）动力箱停止（无自保）n动力箱复位动力箱复位按按SB6K3得得电电YA2得得电电动动力力箱箱快快退退压压下下ST1K3断断动力箱停止。动力箱停止。三、液压回转工作台三、液压回转工作台n转转位位循循环环：自自锁锁销销脱脱开开及及回回转转台台抬抬起起回回转转台台回回转转及及缓冲缓冲回转台反靠回转台反靠回转台夹紧。回转台夹紧。n其控制原理如下页图所示。其控制原理如下页图所示。n该循环结束，由于该循环结束，由于KP得电得电KPK7得电得电接通动力箱工作循环。接通动力箱工作循环。四、循环控制四、循环控制n整个自动循环由按扭整个自动循环由按扭SB4起动起动n动力箱当动力箱当K7得电和得电和ST9被压下后起动被压下后起动n可用按钮可用按钮SB1停止自动循环（停止自动循环（KM1，KM2，KM3断）断）n电电容容器器C1用用于于保保护护ST9触触点点不不被被烧烧蚀蚀（因因ST9与与多多个个电磁铁动作相关）。电磁铁动作相关）。第四节第四节组合机床的组合机床的PC控制控制用用PCPC控制取代继电器接触器控制，增大机床的灵活性和自动化程度控制取代继电器接触器控制，增大机床的灵活性和自动化程度。一、一、PC输入输出信号输入输出信号n按钮、位置及状态信号为输入信号按钮、位置及状态信号为输入信号In指示灯、电磁铁、电机等动作信号为输出指示灯、电磁铁、电机等动作信号为输出Q二、二、机床的电气控制原理机床的电气控制原理电气控制原理图电气控制原理图nPC输输入入、输输出出外外部部接接线线如图如图321n分手分手/自动控制自动控制手手动动：开开关关型型调调整整、维修维修自动：自动：PC输出，运行输出，运行n输输入入信信号号接接在在输输入入模模块块上上INIn输输出出信信号号接接在在输输出出模模块块上上OUTQ三、三、软件编程软件编程n编编程程思思想想按按自自动动循循环环要要求求编编排排，其其逻逻辑辑控控制制过过程程与与第第三节相同，只是用软继电器取代了硬继电器。三节相同，只是用软继电器取代了硬继电器。n特点特点：减少电器元件数量。减少电器元件数量。简化了连线关系。简化了连线关系。逻辑关系不再由硬连线决定。逻辑关系不再由硬连线决定。可随时修改控制过程。可随时修改控制过程。n读读图图322梯形图梯形图