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第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.1第4章 典型机床电气控制线路分析 返回总目录返回总目录返回总目录返回总目录 第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.2C650卧床车床的电气控制线路卧床车床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路卧式铣床的电气控制线路卧式铣床的电气控制线路组合机床的电气控制线路组合机床的电气控制线路本章小结本章小结习题与思考题习题与思考题本章内容本章内容第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.3C650卧床车床的电气控制线路卧床车床的电气控制线路 在在各各种种金金属属切切削削机机床床中中，车车床床占占的的比比重重最最大大，应应用用也也最最广广泛泛。在在车车床床上上能能完完成成车车削削外外圆圆、内内孔孔、端端面面、切切槽槽、切切断断、螺螺纹纹及及成成形形表表面面等等加加工工工序，还可以通过安装钻头或铰刀等进行钻孔、铰孔等项加工。工序，还可以通过安装钻头或铰刀等进行钻孔、铰孔等项加工。车车床床的的种种类类很很多多，有有卧卧式式车车床床、落落地地车车床床、立立式式车车床床、转转塔塔车车床床等等，生生产产中中以以普普通通卧卧式式车车床床应应用用最最普普遍遍，数数量量最最多多。本本节节以以C650普普通通卧卧式式车车床床为例进行电气控制线路分析。为例进行电气控制线路分析。一、概述一、概述 1.C650普通卧式车床的主要结构及运动形式普通卧式车床的主要结构及运动形式 C650卧卧式式车车床床属属于于中中型型车车床床，可可加加工工的的最最大大工工件件回回转转直直径径为为1020mm，最最大大工工件件长长度度为为3000mm，机机床床的的结结构构形形式式如如图图4.1所所示示，由由主主轴轴变变速速箱箱、挂挂轮轮箱箱、进进给给箱箱、溜溜板板箱箱、尾尾座座、滑滑板板与与刀刀架架、光光杠与丝杠等部件组成。杠与丝杠等部件组成。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.4C650卧床车床的电气控制线路卧床车床的电气控制线路 图图4.1 C650卧式车床的主要结构卧式车床的主要结构 1进给箱进给箱 2挂轮箱挂轮箱 3主轴变速箱主轴变速箱 4滑板与刀架滑板与刀架 5溜板箱溜板箱 6尾座尾座 7丝杠丝杠 8光杠光杠 9床身床身 车床有车床有3种运动形式：主轴通过卡盘或顶尖带动工件的旋转运动，种运动形式：主轴通过卡盘或顶尖带动工件的旋转运动，称为称为主运动主运动；刀具与滑板一起随溜板箱实现；刀具与滑板一起随溜板箱实现进给运动进给运动；其他运动称为；其他运动称为辅助运动辅助运动。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.5C650卧床车床的电气控制线路卧床车床的电气控制线路 主主轴轴的的旋旋转转运运动动由由主主轴轴电电动动机机拖拖动动，经经传传动动机机构构实实现现。车车削削加加工工时时，要要求求车车床床主主轴轴能能在在较较大大范范围围内内变变速速。通通常常根根据据被被加加工工零零件件的的材材料料性性能能、车车刀刀材材料料、零零件件尺尺寸寸精精度度要要求求、加加工工方方式式及及冷冷却却条条件件等等来来选选择择切切削削速速度度，采采用用机机械械变变速速方方法法。对对于于卧卧式式车车床床，调调速速比比一一般般应应大大于于70。为为满满足足加加工工螺螺纹纹的的需需要要，要要求求车车床床主主轴轴具具有有正正、反反向向旋旋转转的的功功能能。由由于于加加工工的的工工件件比比较较大大，其其转转动动惯惯量量也也比比较较大大，停停车车时时必须采用电气制动，以提高生产效率。必须采用电气制动，以提高生产效率。车车床床纵纵、横横两两个个方方向向的的进进给给运运动动是是由由主主轴轴箱箱的的输输出出轴轴，经经挂挂轮轮箱箱、进进给给箱箱、光光杠杠传传入入溜溜板板箱箱而而获获得得，其其运运动动方方式式有有手手动动与与机机动动控控制两种。制两种。车车床床的的辅辅助助运运动动为为溜溜板板箱箱的的快快速速移移动动、尾尾座座的的移移动动和和工工件件的的夹夹紧与放松。紧与放松。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.6C650卧床车床的电气控制线路卧床车床的电气控制线路 2.C650普通卧式车床的电力拖动要求与控制特点普通卧式车床的电力拖动要求与控制特点 C650普通车床的电力拖动控制要求与特点如下：普通车床的电力拖动控制要求与特点如下：(1)车车削削加加工工近近似似于于恒恒功功率率负负载载，主主轴轴电电动动机机M1通通常常选选用用笼笼型型异异步步电电动动机机，完完成成主主轴轴主主运运动动和和刀刀具具进进给给运运动动的的驱驱动动。电电动动机机采采用用直直接接起起动动的的方方式式起起动动，可可正正反反两两个个方方向向旋旋转转，并并可可实实现现正正反反两两个个旋旋转转方方向向的的电电气气停停车车制制动动。为为加加工调整方便，还具有工调整方便，还具有点动点动功能。功能。(2)车车削削螺螺纹纹时时，刀刀架架移移动动与与主主轴轴旋旋转转运运动动之之间间必必须须保保持持准准确确的的比比例例关关系系，因因此此，车车床床主主轴轴运运动动和和进进给给运运动动只只由由一一台台电电动动机机拖拖动动，刀刀架架移移动动由由主主轴轴箱箱通过机械传动链来实现。通过机械传动链来实现。(3)为为了了提提高高生生产产效效率率、减减轻轻工工人人劳劳动动强强度度，拖拖板板的的快快速速移移动动由由电电动动机机M3单独拖动。根据使用需要，可随时手动控制起停。单独拖动。根据使用需要，可随时手动控制起停。(4)车车削削加加工工中中，为为防防止止刀刀具具和和工工件件的的温温度度过过高高、延延长长刀刀具具使使用用寿寿命命、提提高高加加工工质质量量，车车床床附附有有一一台台单单方方向向旋旋转转的的冷冷却却泵泵电电动动机机M2，与与主主轴轴电电动动机机实现顺序起停，也可单独操作。实现顺序起停，也可单独操作。(5)必要的保护环节、联锁环节、照明和信号电路。必要的保护环节、联锁环节、照明和信号电路。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.7C650卧床车床的电气控制线路卧床车床的电气控制线路二、机床电气控制线路分析基础二、机床电气控制线路分析基础 电气控制线路分析的基本思路是电气控制线路分析的基本思路是“先机后电、先主后辅、化整为零、先机后电、先主后辅、化整为零、集零为整、统观全局、总结特点集零为整、统观全局、总结特点”。在分析机床电气控制线路前，首先要了解机床的主要技术性能及机械在分析机床电气控制线路前，首先要了解机床的主要技术性能及机械传动、液压和气动的工作原理。弄清各电动机的安装部位、作用、规格和传动、液压和气动的工作原理。弄清各电动机的安装部位、作用、规格和型号。初步熟悉各种电器的安装部位、作用以及各操纵手柄、开关、控制型号。初步熟悉各种电器的安装部位、作用以及各操纵手柄、开关、控制按钮的功能和操纵方法。注意了解与机床的机械、液压发生直接联系的各按钮的功能和操纵方法。注意了解与机床的机械、液压发生直接联系的各种电器种电器(如：行程开关、撞块、压力继电器、电磁离合器、电磁铁等如：行程开关、撞块、压力继电器、电磁离合器、电磁铁等)的安的安装部位及作用。分析电气控制线路时，要结合说明书或有关的技术资料将装部位及作用。分析电气控制线路时，要结合说明书或有关的技术资料将整个电气控制线路划分成若干部分逐一进行分析。在仔细阅读设备说明书、整个电气控制线路划分成若干部分逐一进行分析。在仔细阅读设备说明书、了解电器控制系统的总体结构、电动机电器的分布状况及控制要求等内容了解电器控制系统的总体结构、电动机电器的分布状况及控制要求等内容之后，便可以分析电气控制原理图了。之后，便可以分析电气控制原理图了。电气控制原理图通常由主电路、控制电路、辅助电路、保护及联锁电气控制原理图通常由主电路、控制电路、辅助电路、保护及联锁环节以及特殊控制电路等部分组成。分析控制电路的最基本方法是查线读环节以及特殊控制电路等部分组成。分析控制电路的最基本方法是查线读图法。图法。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.8C650卧床车床的电气控制线路卧床车床的电气控制线路1.分析电气原理图的方法与步骤分析电气原理图的方法与步骤(1)分分析析主主电电路路。从从主主电电路路入入手手，根根据据每每台台电电动动机机和和执执行行电电器器的的控控制制要要求求去去分分析析各各电电动动机机和和执执行行电电器器的的控控制制内内容容，包包括括电电动动机机起起动动、转转向向控控制制、调速和制动等基本控制电路。调速和制动等基本控制电路。(2)分分析析控控制制电电路路。根根据据主主电电路路各各个个电电动动机机和和执执行行电电器器的的控控制制要要求求，逐逐一一找找出出控控制制电电路路中中的的控控制制环环节节，将将控控制制电电路路“化化整整为为零零”，按按功功能能不不同同划划分成若干个局部控制电路来进行分析。分成若干个局部控制电路来进行分析。(3)分分析析辅辅助助电电路路。辅辅助助电电路路包包括括执执行行元元件件的的工工作作状状态态显显示示、电电源源显显示示、参数测定、照明和故障报警等部分。参数测定、照明和故障报警等部分。(4)分分析析联联锁锁与与保保护护环环节节。生生产产机机械械对对安安全全性性、可可靠靠性性有有很很高高的的要要求求，实实现现这这些些要要求求，除除了了合合理理地地选选择择拖拖动动、控控制制方方案案之之外外，在在控控制制电电路路中中还还设设置置了了必必要要的的电电气气联联锁锁和和一一系系列列的的电电气气保保护护。必必须须对对电电气气联联锁锁与与电电气气保保护护环节在控制线路中的作用进行分析。环节在控制线路中的作用进行分析。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.9C650卧床车床的电气控制线路卧床车床的电气控制线路(5)分分析析特特殊殊控控制制环环节节。在在某某些些控控制制电电路路中中，还还设设置置了了一一些些与与主主电电路路、控控制制电电路路关关系系不不密密切切，相相对对独独立立的的某某些些特特殊殊环环节节，如如产产品品计计数数装装置置、自自动动检检测测系系统统、晶晶闸闸管管触触发发电电路路和和自自动动调调温温装装置置等等。这这些些部部分分往往往往自自成成一一个个小小系系统统，其其读读图图分分析析的的方方法法可可参参照照上上述述分分析析过过程程，并并灵灵活活运运用用所所学学过过的的电子技术、变流技术、自控系统、检测与转换等知识进行逐一分析。电子技术、变流技术、自控系统、检测与转换等知识进行逐一分析。(6)总总体体检检查查。经经过过“化化整整为为零零”，逐逐步步分分析析每每一一局局部部电电路路的的工工作作原原理理以以及及各各部部分分之之间间的的控控制制关关系系后后，还还必必须须用用“集集零零为为整整”的的方方法法，全全面面检检查查整整个个控控制制电电路路，看看是是否否有有遗遗漏漏。特特别别要要从从整整体体角角度度去去进进一一步步检检查查和和理理解解各各控控制制环环节节之之间间的的联联系系，机机电电液液的的配配合合情情况况，了了解解电电路路图图中中每每一一个个电电气气元元器器件件的的作作用用，熟熟悉悉其其工工作作过过程程并并了了解解其其主主要要参参数数，由由此此可可以以对对整整个个电电路有清晰的理解。路有清晰的理解。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.10C650卧床车床的电气控制线路卧床车床的电气控制线路2.查线读图法查线读图法的要点的要点 查查线线读读图图法法是是分分析析继继电电接接触触器器控控制制电电路路的的最最基基本本方方法法。继继电电接接触触器控制电路主要由信号元器件、控制元器件和执行元器件组成。器控制电路主要由信号元器件、控制元器件和执行元器件组成。用用查查线线读读图图法法阅阅读读电电气气控控制制原原理理图图时时，一一般般先先分分析析执执行行元元器器件件的的线线路路(即即主主电电路路)。查查看看主主电电路路有有哪哪些些控控制制元元器器件件的的触触点点及及电电气气元元器器件件等等，根根据据它它们们大大致致判判断断被被控控制制对对象象的的性性质质和和控控制制要要求求;然然后后根根据据主主电电路路分分析析的的结结果果所所提提供供的的线线索索及及元元器器件件触触点点的的文文字字符符号号，在在控控制制电电路路上上查查找找有有关关的的控控制制环环节节，结结合合元元器器件件表表和和元元器器件件动动作作位位置置图图进进行行读读图图。控控制制电电路路的的读读图图通通常常是是由由上上而而下下或或从从左左往往右右，读读图图时时假假想想按按下下操操作作按按钮钮，跟跟踪踪控控制制线线路路，观观察察有有哪哪些些电电气气元元器器件件受受控控动动作作。再再查查看看这这些些被被控控制制元元器器件件的的触触点点又又怎怎样样控控制制另另外外一一些些控控制制元元器器件件或或执执行行元元器器件件动动作作的的。如如果果有有自自动动循循环环控控制制，则则要要观观察察执执行行元元器器件件带带动动机机械械运运动动将将使使哪哪些些信信号号元元器器件件状状态态发发生生变变化化，并并又又引引起起哪哪些些控控制制元元器器件件状状态态发发生生变变化化。在在读读图图过过程程中中，特特别别要要注注意意控控制制环环节节相相互互间间的的联联系系和和制制约约关关系系，直至将电路全部看懂为止。直至将电路全部看懂为止。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.11三、三、C650卧式车床的电气控制线路分析卧式车床的电气控制线路分析图图4.2 C650卧式卧式车床车床电气电气控制控制原理原理图图第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.12C650卧床车床的电气控制线路卧床车床的电气控制线路 1.主电路分析主电路分析 图图4.2所所示示的的主主电电路路中中有有三三台台电电动动机机的的驱驱动动电电路路。隔隔离离开开关关QS将将三三相相电电源源引引入入，电电动动机机主主电电路路接接线线分分为为3部部分分，第第一一部部分分由由正正转转控控制制交交流流接接触触器器KM1和和反反转转控控制制交交流流接接触触器器KM2的的两两组组主主触触点点构构成成电电动动机机的的正正反反转转接接线线；第第二二部部分分为为电电流流表表A经经电电流流互互感感器器TA接接在在主主电电动动机机M1的的动动力力回回路路上上，以以监监视视电电动动机机工工作作时时绕绕组组的的电电流流变变化化。为为防防止止电电流流表表被被起起动动电电流流冲冲击击损损坏坏，利利用用一一时时间间继继电电器器KT的的延延时时常常闭闭触触点点，在在起起动动的的短短时时间间内内将将电电流流表表暂暂时时短短接接；第第三三部部分分线线路路通通过过交交流流接接触触器器KM3的的主主触触点点控控制制限限流流电电阻阻R的的接接入入和和切切除除。在在进进行行点点动动调调整整时时，为为防防止止连连续续的的起起动动电电流流造造成成电电动动机机过过载载，串串入入限限流流电电阻阻R，以以保保证证电电路路设设备备正正常常工工作作。在在电电动动机机反反接接制制动动时时，通通常常串串入入电电阻阻R限限流流。速速度度继继电电器器KS的的速速度度检检测测部部分分与与电电动动机机的的主主轴轴同同轴轴相相连连，在在停停车车制制动动过过程程中中，当当主主电电动动机机转转速速为为零零时时，其常开触点可将控制电路中反接制动相应电路切断，完成停车制动。其常开触点可将控制电路中反接制动相应电路切断，完成停车制动。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.13C650卧床车床的电气控制线路卧床车床的电气控制线路 电电动动机机M2由由交交流流接接触触器器KM4的的主主触触点点控控制制其其动动力力电电路路的的接接通通与与断断开；电动机开；电动机M3由交流接触器由交流接触器KM5控制。控制。为为保保证证主主电电路路的的正正常常运运行行，主主电电路路中中还还设设置置了了采采用用熔熔断断器器的的短短路路保保护护环节和采用热继电器的电动机环节和采用热继电器的电动机过载保护过载保护环节。环节。2.控制电路分析控制电路分析 控控制制电电路路可可划划分分为为主主电电动动机机M1的的控控制制电电路路和和电电动动机机M2与与M3的的控控制电路两部分。制电路两部分。(1)主主轴轴电电动动机机正正反反向向起起动动与与点点动动控控制制。当当压压下下正正向向起起动动按按钮钮SB2时时，其其常常开开触触点点动动作作闭闭合合，接接通通交交流流接接触触器器KM3的的线线圈圈电电路路和和时时间间继继电电器器KT的的线线圈圈电电路路，KM3的的主主触触点点将将主主电电路路中中限限流流电电阻阻R短短接接，其其辅辅助助常常开开触触点点同同时时将将中中间间继继电电器器KA的的线线圈圈电电路路接接通通，KA的的常常闭闭触触点点将将停停车车制制动动的的基基本本电电路路切切除除，其其常常开开触触点点与与SB2的的常常开开触触点点均均在在闭闭合合状状态态，控控制制主主电电动动机机的的交交流流接接触触器器KM1的的线线圈圈电电路路得得电电工工作作，其其主主触触点点闭闭合合，电电动动机机正正向向直直接接起起动动。KT的的常常闭闭触触点点在在主主电电路路中中短短接接电电流流表表A，经经延延时时断断开开后后，电电流流表表接接入入电电路路正正常常工工作作。起起动动结结束束后后，进进入入正正常常运运行行状状态态。反反向向起动按钮为起动按钮为SB3，反向起动控制过程与正向起动控制过程类似。，反向起动控制过程与正向起动控制过程类似。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.14C650卧床车床的电气控制线路卧床车床的电气控制线路 SB4为为主主轴轴电电动动机机点点动动控控制制按按钮钮，按按下下点点动动按按钮钮SB4，直直接接接接通通KM1的的线线圈圈电电路路，电电动动机机M1正正向向直直接接起起动动。这这时时KM3线线圈圈电电路路并并没没接接通通，限限流流电电阻阻R接接入入主主电电路路限限流流，其其辅辅助助常常开开触触点点不不动动作作，KA线线圈圈不不能能得得电电工工作作，从从而而使使KM1线线圈圈不不能能连连续续通通电电。松松开开按按钮钮，M1停停转转，实实现现了了主主轴轴电电动机串联电阻限流的点动控制。动机串联电阻限流的点动控制。(2)主主轴轴电电动动机机反反接接制制动动控控制制电电路路。C650卧卧式式车车床床采采用用反反接接制制动动的的方方式式进进行行停停车车制制动动。当当电电动动机机正正向向转转动动时时，速速度度继继电电器器KS的的常常开开触触点点KS2闭闭合合，制制动动电电路路处处于于制制动动准准备备状状态态。压压下下停停车车按按钮钮SB1，切切断断控控制制电电源源，KM1、KM3、KA线线圈圈均均失失电电，其其相相关关触触点点复复位位。而而电电动动机机由由于于惯惯性性而而继继续续运运转转，速速度度继继电电器器的的触触点点KS2仍仍闭闭合合，与与控控制制反反接接制制动动电电路路的的KA常常闭闭触触点点一一起起，在在按按钮钮SB1复复位位时时接接通通接接触触器器KM2的的线线圈圈电电路路，电电动动机机M1主主电电路路串串入入限限流流电电阻阻R，进进行行反反接接制制动动，强强迫迫电电动动机机迅迅速速停停车车。当当电电动动机机速速度度趋趋近近于于零零时时，速速度度继继电电器器触触点点KS2复复位位断断开开，切切断断KM2的的线线圈圈电电路路，其其相相应应的的主主触点复位，电动机断电，反接制动过程结束。触点复位，电动机断电，反接制动过程结束。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.15C650卧床车床的电气控制线路卧床车床的电气控制线路图图4.3 C650反接制动工作流程反接制动工作流程第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.16C650卧床车床的电气控制线路卧床车床的电气控制线路 反反转转时时的的反反接接制制动动工工作作过过程程与与停停车车制制动动时时的的反反接接制制动动工工作作过过程程相相似似，此此时时反反转转状状态态下下，KS1触触点点闭闭合合，制制动动时时，接接通通接接触触器器KM1的的线线圈圈电电路路，进行反接制动。进行反接制动。(3)刀刀架架的的快快速速移移动动和和冷冷却却泵泵电电动动机机的的控控制制。刀刀架架快快速速移移动动是是由由转转动动刀刀架架手手柄柄压压动动位位置置开开关关SQ，接接通通控控制制快快速速移移动动电电动动机机M3的的接接触触器器KM5的的线线圈圈电电路路，KM5的的主主触触点点闭闭合合，M3起起动动，经经传传动动系系统统驱驱动动溜溜板板箱箱带带动动刀刀架架快快速速移移动动。冷冷却却泵泵电电动动机机M2由由起起动动按按钮钮SB6、停停止止按按钮钮SB5控控制制接接触触器器KM4线圈电路的通断，以实现电动机线圈电路的通断，以实现电动机M2的控制。的控制。3.常见故障分析常见故障分析(1)主主轴轴电电动动机机不不能能起起动动。可可能能的的原原因因：电电源源没没有有接接通通；热热继继电电器器已已动动作作，其其常常闭闭触触点点尚尚未未复复位位；起起动动按按钮钮或或停停止止按按钮钮内内的的触触点点接接触触不不良良；交交流流接接触触器的线圈烧毁或接线脱落等。器的线圈烧毁或接线脱落等。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.17C650卧床车床的电气控制线路卧床车床的电气控制线路(2)按按下下起起动动按按钮钮后后，电电动动机机发发出出嗡嗡嗡嗡声声，不不能能起起动动。这这是是电电动动机机的的三三相相电电源源缺缺相相造造成成的的，可可能能原原因因：熔熔断断器器某某一一相相熔熔丝丝烧烧断断；接接触触器器一一对对主主触触点点没接触好；电动机接线某一处断线等。没接触好；电动机接线某一处断线等。(3)按按下下停停止止按按钮钮，主主轴轴电电动动机机不不能能停停止止。可可能能的的原原因因：接接触触器器触触点点熔熔焊焊、主触点被杂物阻卡；停止按钮常闭触点被阻卡。主触点被杂物阻卡；停止按钮常闭触点被阻卡。(4)主主轴轴电电动动机机不不能能点点动动。可可能能原原因因：点点动动按按钮钮SB4其其常常开开触触点点损损坏坏或或接接线脱落。线脱落。(5)主主轴轴电电动动机机不不能能进进行行反反接接制制动动。主主要要原原因因：速速度度继继电电器器损损坏坏或或接接线线脱脱落；电阻落；电阻R损坏或接线脱落。损坏或接线脱落。(6)不不能能检检测测主主轴轴电电动动机机负负载载。可可能能的的原原因因：电电流流表表损损坏坏；时时间间继继电电器器设设定时间太短或损坏；电流互感器损坏。定时间太短或损坏；电流互感器损坏。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.18摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路 钻钻床床可可以以进进行行多多种种形形式式的的加加工工，如如：钻钻孔孔、镗镗孔孔、铰铰孔孔及及攻攻螺螺纹纹，因因此此要要求求钻钻床床的的主主轴轴运运动动和和进进给给运运动动有有较较宽宽的的调调速速范范围围。Z3040型型摇摇臂臂钻钻床床主主轴轴的的调调速速范范围围为为，正正转转最最低低转转速速为为40r/min，最最高高转转速速为为2000 r/min，进进给给范范围围为为0.05 mm/r1.60 mm/r。它它的的调调速速是是通通过过三三相相交交流流异异步步电电动动机和变速箱来实现的。机和变速箱来实现的。钻钻床床的的种种类类很很多多，有有台台钻钻、立立钻钻、卧卧钻钻、专专门门化化钻钻床床和和摇摇臂臂钻钻床床。台台钻钻和和立立钻钻的的电电气气线线路路比比较较简简单单，其其他他形形式式的的钻钻床床在在控控制制系系统统上上也也大大同同小异，本节以小异，本节以Z3040摇臂钻床为例分析它的电气控制线路。摇臂钻床为例分析它的电气控制线路。一、概述一、概述 1.Z3040摇臂钻床的主要结构与运动形式摇臂钻床的主要结构与运动形式 摇摇臂臂钻钻床床适适合合于于在在大大、中中型型零零件件上上进进行行钻钻孔孔、扩扩孔孔、铰铰孔孔及及攻攻螺螺纹纹等工作，在具有工艺装备的条件下还可以进行镗孔。等工作，在具有工艺装备的条件下还可以进行镗孔。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.19摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路 Z3040摇摇臂臂钻钻床床由由底底座座、外外立立柱柱、内内立立柱柱、摇摇臂臂、主主轴轴箱箱及及工工作作台台等等部部分分组成，主要结构如图组成，主要结构如图4.4所示。所示。图图4.4 Z3040摇臂钻床的主要结构摇臂钻床的主要结构1底座底座 2内立柱内立柱 3外立柱外立柱 4摇臂升降丝杠摇臂升降丝杠 5摇臂摇臂 6主轴箱主轴箱 7主轴主轴 8工作台工作台内内立立柱柱固固定定在在底底座座的的一一端端，外外立立柱柱套套在在内内立立柱柱上上，工工作作时时用用液液压压夹夹紧紧机机构构与与内内立立柱柱夹夹紧紧，松开后，可绕内立柱回转松开后，可绕内立柱回转360。摇摇臂臂的的一一端端为为套套筒筒，它它套套在在外外立立柱柱上上，经经液液压压夹夹紧紧机机构构可可与与外外立立柱柱夹夹紧紧。夹夹紧紧机机构构松松开开后后，借借助助升升降降丝丝杠杠的的正正、反反向向旋旋转转可可沿沿外外立立柱柱作作上上下下移移动动。由由于于升升降降丝丝杠杠与与外外立立柱柱构构成成一一体体，而而升升降降螺螺母母则则固固定定在在摇摇臂臂上上，所所以以摇摇臂只能与外立柱一起绕内立柱回转。臂只能与外立柱一起绕内立柱回转。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.20摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路 主主轴轴箱箱是是一一个个复复合合部部件件，它它由由主主传传动动电电动动机机、主主轴轴和和主主轴轴传传动动机机构构、进进给给和和变变速速机机构构以以及及机机床床的的操操作作机机构构等等部部分分组组成成。主主轴轴箱箱安安装装于于摇摇臂臂的的水水平平导导轨轨上上，可可以以通通过过手手轮轮操操作作使使主主轴轴箱箱沿沿摇摇臂臂水水平平导导轨轨移移动动，通通过过液液压夹紧机构紧固在摇臂上。压夹紧机构紧固在摇臂上。钻钻削削加加工工时时，主主轴轴旋旋转转为为主主运运动动，而而主主轴轴的的直直线线移移动动为为进进给给运运动动。即即钻钻孔孔时时钻钻头头一一面面作作旋旋转转运运动动，同同时时作作纵纵向向进进给给运运动动。主主轴轴变变速速和和进进给给变变速速的的机机构构都都在在主主轴轴箱箱内内，用用变变速速机机构构分分别别调调节节主主轴轴转转速速和和上上、下下进进给给量。摇臂钻床的主轴旋转运动和进给运动由一台交流异步电动机量。摇臂钻床的主轴旋转运动和进给运动由一台交流异步电动机M1拖动。拖动。摇摇臂臂钻钻床床的的辅辅助助运运动动有有：摇摇臂臂沿沿外外立立柱柱的的上上升升、下下降降，立立柱柱的的夹夹紧紧和和松松开开以以及及摇摇臂臂与与外外立立柱柱一一起起绕绕内内立立柱柱的的回回转转运运动动。摇摇臂臂的的上上升升、下下降降由由一一台台交交流流异异步步电电动动机机M2拖拖动动，立立柱柱的的夹夹紧紧和和松松开开、摇摇臂臂的的夹夹紧紧与与松松开开以以及及主主轴轴箱箱的的夹夹紧紧与与松松开开由由另另一一台台交交流流电电动动机机M3拖拖动动一一台台齿齿轮轮泵泵，供供给给夹夹紧紧装装置置所所需需要要的的压压力力油油推推动动夹夹紧紧机机构构液液压压系系统统实实现现的的。而而摇摇臂臂的的回回转转和和主主轴轴箱箱沿沿摇摇臂臂水水平平导导轨轨方方向向的的左左右右移移动动通通常常采采用用手手动动。此此外外还还有有一一台台冷却泵电动机冷却泵电动机M4对加工的刀具进行冷却。对加工的刀具进行冷却。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.21摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路 2.Z3040摇臂钻床的电力拖动的要求与控制特点摇臂钻床的电力拖动的要求与控制特点(1)为简化机床传动装置的结构采用多台电动机拖动。为简化机床传动装置的结构采用多台电动机拖动。(2)主主轴轴的的旋旋转转运运动动、纵纵向向进进给给运运动动及及其其变变速速机机构构均均在在主主轴轴箱箱内内，由由一一台台主电动机拖动。主电动机拖动。(3)为为了了适适应应多多种种加加工工方方式式的的要要求求，主主轴轴的的旋旋转转与与进进给给运运动动均均有有较较大大的的调调速范围，由机械变速机构实现。速范围，由机械变速机构实现。(4)加加工工螺螺纹纹时时，要要求求主主轴轴能能正正、反反向向旋旋转转，采采用用机机械械方方法法来来实实现现。因因此此，主电动机只需单向旋转，可直接起动，不需要制动。主电动机只需单向旋转，可直接起动，不需要制动。(5)摇摇臂臂的的升升降降由由升升降降电电动动机机拖拖动动，要要求求电电动动机机能能正正、反反向向旋旋转转，采采用用笼笼型异步电动机。可直接起动，不需要调速和制动。型异步电动机。可直接起动，不需要调速和制动。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.22摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路(6)内内外外立立柱柱、主主轴轴箱箱与与摇摇臂臂的的夹夹紧紧与与松松开开，是是通通过过控控制制电电动动机机的的正正、反反转转，带带动动液液压压泵泵送送出出不不同同流流向向的的压压力力油油，推推动动活活塞塞、带带动动菱菱形形块块动动作作来实现。因此拖动液压泵的电动机要求正、反向旋转，采用点动控制。来实现。因此拖动液压泵的电动机要求正、反向旋转，采用点动控制。(7)摇摇臂臂钻钻床床主主轴轴箱箱、立立柱柱的的夹夹紧紧与与松松开开由由一一条条油油路路控控制制，且且同同时时动动作作。而而摇摇臂臂的的夹夹紧紧、松松开开是是与与摇摇臂臂升升降降工工作作连连成成一一体体，由由另另一一条条油油路路控控制制。两两条条油油路路哪哪一一条条处处于于工工作作状状态态，是是根根据据工工作作要要求求通通过过控控制制电电磁磁阀阀操操纵纵。夹夹紧紧机机构构液液压压系系统统原原理理如如图图4.5所所示示。由由于于主主轴轴箱箱和和立立柱柱的的夹夹紧紧、松松开开动动作是点动操作的，因此液压泵电动机采用点动控制。作是点动操作的，因此液压泵电动机采用点动控制。(8)根据加工需要，操作者可以手控操作冷却泵电动机单向旋转。根据加工需要，操作者可以手控操作冷却泵电动机单向旋转。(9)必要的联锁和保护环节。必要的联锁和保护环节。(10)机床安全照明及信号指示电路。机床安全照明及信号指示电路。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.23摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路 图图4.5 Z3040夹紧机构液压系统工作简图夹紧机构液压系统工作简图 第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.24摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路 二、二、Z3040摇臂钻床的电气控制线路分析摇臂钻床的电气控制线路分析 1.主电路分析主电路分析 主主轴轴电电动动机机Ml为为单单方方向向旋旋转转，由由接接触触器器KM1控控制制。主主轴轴的的正正反反转转由由机机床床液液压压系系统统操操纵纵机机构构配配合合正正反反转转摩摩擦擦离离合合器器实实现现，并并由由热热继继电电器器FR1作作电电动动机机过过载载保保护护。摇摇臂臂升升降降电电动动机机M2由由正正、反反转转接接触触器器KM2、KM3控控制制实实现现正正反反转转。在在操操纵纵摇摇臂臂升升降降时时，控控制制电电路路首首先先使使液液压压泵泵电电动动机机M3起起动动旋旋转转，送送出出压压力力油油，经经液液压压系系统统将将摇摇臂臂松松开开，然然后后才才使使M2起起动动，拖拖动动摇摇臂臂上上升升或或下下降降。当当摇摇臂臂移移动动到到位位后后，控控制制电电路路首首先先使使M2先先停停下下，再再自自动动通通过过液液压压系系统统将将摇摇臂臂夹夹紧紧，最最后后液液压压泵泵电电动动机机才才停停转转。M2为为短短时时工工作作，不不用用设设过过载载保保护护。M3由由接接触触器器KM4、KM5实实现现正正、反反转转控控制制，热热继继电电器器FR2作作过过载载保保护护。M4电电动动机机容容量量小小，由由开开关关SA1直直接接控控制制起起动动和和停车。停车。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.25 图图4.6 Z3040摇臂钻床的电气控制线路原理图摇臂钻床的电气控制线路原理图 第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.26摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路 2.控制电路分析控制电路分析(1)主主轴轴电电动动机机的的控控制制。由由按按钮钮SB1、SB2与与接接触触器器KM1构构成成主主轴轴电电动动机机的的单单方方向向起起动动停停止止控控制制电电路路。M1起起动动后后，指指示示灯灯HL3亮亮，表表示示主主轴电动机在旋转。轴电动机在旋转。(2)摇摇臂臂升升降降的的控控制制。由由摇摇臂臂上上升升按按钮钮SB3、下下降降按按钮钮SB4及及正正、反反转转接接触触器器KM2、KM3组组成成具具有有双双重重互互锁锁的的电电动动机机正正、反反转转点点动动控控制制电电路路。摇摇臂臂的的升升降降控控制制须须与与夹夹紧紧机机构构液液压压系系统统密密切切配配合合。由由正正、反反转转接接触触器器KM5、KM4控控制制双双向向液液压压泵泵电电动动机机M3的的正正、反反转转，送送出出压压力力油油，经经二二位六通阀送至摇臂夹紧机构实现夹紧与松开。位六通阀送至摇臂夹紧机构实现夹紧与松开。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.27摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路 以以摇摇臂臂上上升升为为例例分分析析摇摇臂臂升升降降的的控控制制。按按下下摇摇臂臂上上升升点点动动按按钮钮SB3，时时间间继继电电器器KT线线圈圈通通电电，瞬瞬动动常常开开触触点点KT闭闭合合，接接触触器器KM4线线圈圈通通电电，液液压压泵泵电电动动机机M3反反向向起起动动旋旋转转，拖拖动动液液压压泵泵送送出出压压力力油油。同同时时KT的的断断电电延延时时断断开开触触点点KT闭闭合合，电电磁磁阀阀YA线线圈圈通通电电，液液压压泵泵送送出出的的压压力力油油经经二二位位六六通通阀阀进进入入摇摇臂臂夹夹紧紧机机构构的的松松开开油油腔腔，推推动动活活塞塞和和菱菱形形块块将将摇摇臂臂松松开开。摇摇臂臂松松开开时时，活活塞塞杆杆通通过过弹弹簧簧片片压压下下行行程程开开关关SQ2，发发出出摇摇臂臂松松开开信信号号，即即常常闭闭触触点点SQ2断断开开，常常开开触触点点SQ2闭闭合合，前前者者断断开开KM4线线圈圈电电路路，电电动动机机M3停停止止旋旋转转，液液压压泵泵停停止止供供油油，摇摇臂臂维维持持在在松松开开状状态态；后后者者接接通通KM2线线圈圈电电路路，控控制制摇摇臂臂升升降降电电动动机机M2正正向向起起动旋转，拖动摇臂上升。动旋转，拖动摇臂上升。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.28摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路 当摇臂上升到所需位置时，松开按钮当摇臂上升到所需位置时，松开按钮SB3，KM2与与KT线圈同时断电，电动机线圈同时断电，电动机M2依依惯性旋转，摇臂停止上升。而惯性旋转，摇臂停止上升。而KT线圈断电，其断电延时闭合触点线圈断电，其断电延时闭合触点KT经延时经延时13s后才后才闭合，断电延时断开触点闭合，断电延时断开触点KT经同样延时后才断开。在经同样延时后才断开。在KT断电延时断电延时13s，KM5线圈仍线圈仍处于断电状态，电磁阀处于断电状态，电磁阀YA仍处于通电状态，这段延时就确保了摇臂升降电动机在断开仍处于通电状态，这段延时就确保了摇臂升降电动机在断开电源后直到完全停止运转才开始摇臂的夹紧动作。因此，时间继电器电源后直到完全停止运转才开始摇臂的夹紧动作。因此，时间继电器KT延时长短是根延时长短是根据电动机据电动机M2切断电源到完全停止的惯性大小来调整的。切断电源到完全停止的惯性大小来调整的。当时间继电器当时间继电器KT断电延