第3章 典型机床的电气控制.ppt

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1、v 3.1 电气控制电路分析基础电气控制电路分析基础v3.2 普通车床的电气控制普通车床的电气控制v3.3 平面磨床的电气控制平面磨床的电气控制v3.4 万能铣床的电气控制万能铣床的电气控制第第3章章 典型机床的电气控制典型机床的电气控制2021/9/1513.1电气控制电路分析基础电气控制电路分析基础v3.1.1 电气控制电路分析的内容电气控制电路分析的内容v 分析电气控制电电路主要包括：v (1)详细阅读说明书，了解设备的结构，技术指标，机械传动、液压与气动的工作原理；电机的规格型号；设备的使用，各操作手柄、开关、旋钮等的作用；与机械、液压部分直接关联的行程开关、电磁阀、电磁离合器等的位置

2、、工作状态及作用。v (2)电气控制原理图，电气控制线路原理图主要由主电路、控制电路、辅助电路及特殊控制电路等组成，这是分析控制线路的关键内容。v (3)电气总装接线与电器元件布置图。主要电气部件的布置、安装要求；电器元件布置与接线；在调试、检修中可通过布置图和接线图很方便地找到各种电器元件和测试点，进行维护和维修保养。2021/9/152v 3.1.2电气控制原理图的分析方法与步骤电气控制原理图的分析方法与步骤v 电气控制原理图的分析主要包括主电路、控制电路和辅助电路等几部分。v 1.分析主电路分析主电路v 首先从主电路入手分析,根据各电动机和执行电器的控制要求去分析各电动机和执行电器的控制

3、环节去分析它们的控制内容。控制内容包括电动机的起动、方向控制、调速和制动等状况。v 2.分析控制电路分析控制电路v 根据各电动机的执行电器的控制要求找出控制电器中的控制环节，可将控制线路按功能不同分成若干个局部控制线路来进行分析处理。分析控制电路的基本方法是查线读图法,2021/9/153v 3.分析辅助电路分析辅助电路v 辅助电路由电源显示、工作状态显示、照明和故障报警等部分组成。v 4.分析联锁与保护环节分析联锁与保护环节v 机床加工对安全性和可靠性有很高的要求，实现这些要求，除了要合理地选择拖动和控制方案以外，在控制线路中还必须设置一系列电气保护和必要的电气联锁控制。v 5.总体检查总体

4、检查v 要化整为零，在逐步分析了每一个局部电路的工作原理以及各部分之间的控制关系之后，又必须用集零为整的方法，检查整个控制线路是否有遗漏。要从整体角度去进一步检查和理解各控制环节之间的联系，了解电路中每个元件所起的作用。2021/9/1543.2普通车床的电气控制普通车床的电气控制v3.2.1 普通车床的结构及工作要求普通车床的结构及工作要求v3.2.2 普通车床的主要运动形式普通车床的主要运动形式v3.2.3 普通车床的电气控制电路分析普通车床的电气控制电路分析2021/9/155v3.2.1 普通车床的结构及工作要求普通车床的结构及工作要求v 如:CA6140型普通(卧式)主要由床身、主轴

5、变速箱、进给箱、溜板箱、刀架、丝杠、光杠、尾架等部分组成。如3-1所示是CA6140车床结构示意图。v 2021/9/156vCA6140型普通车床的外形图如图3-1所示。图3-1 CA6140型普通车床结构示意外形图1-主轴箱；2-纵溜板；3-横溜板；4-转盘；5-方刀架；6-小溜板；7-尾架；8-床身；9-右床座；10-光杠；11-丝杠；12-溜扳箱；13-左床座；14-进给箱；15-挂轮架；i6-操纵手柄2021/9/157图3-2元器件位置图 2021/9/158v3.2.2 普通车床的主要运动形式普通车床的主要运动形式 v 车床的主运动为零件旋转运动,由主轴通过卡盘带动零件旋转,是承

6、担车削加工时的主要切削功率。在车削加工时，要根据被加零件材料、刀具种类、零件尺寸、工艺要求等来选择不同的切削速度和切削用量。2021/9/159图3-3 CA6140电气控制原理图 2021/9/1510v3.2.3普通车床的电气控制电路分析普通车床的电气控制电路分析v 1.主电路分析主电路分析v 在主电路中，一共有三台电动机。M1为主轴电动机，带动主轴旋转和刀架作进给运动；M2为冷却泵电动机；用来输送切削液；M3为刀架快速移动电动机。v 接通三相交流电源开关Q，主轴电动机M1由接触器KM1控制起动,热继电器FR1作过载保护，熔断器FU作短路保护，接触器KM1还可作失压和欠压保护。冷却泵电动机

7、M2由接触器KM2控制起动，热继电器FR2作为冷却泵电动机M2的过载保护。2021/9/1511v 2.控制电路分析控制电路分析v （1）主轴电动机）主轴电动机M1的控制。的控制。v 按下启动按钮SB2，接触器KM1的线圈得电吸合，KM1主触头闭合，主轴电动机M1起动运行。按下按钮SB1,主轴电动机M1停转。v （2）冷却泵电动机）冷却泵电动机M2的控制的控制v 由于主轴电动机M1和冷却泵M2在控制电路中采用顺序控制，所以只有在主轴电机M1运转情况下，即KM1常开触头闭合，冷却泵电动机M2得电才能起动。当M1停止运行时，M2自动停止。v（3）刀架快速移动电动机）刀架快速移动电动机M3的控制的控

8、制v 刀架快速移动电动机M3的起动是由安装在进给操纵手柄顶端的按钮SB3控制,它与交流接触器KM3组成点动控制环节。2021/9/1512v 3.照明、信号灯电路分析照明、信号灯电路分析v 照明与信号灯电路，由控制变压器TC的二次侧分别输出24V和6V电压,作为机床照明灯和信号灯的电源。EL为机床的低压照明灯,由开关SA2控制;HL为电源的信号灯。合上电源总开关Q,HL亮,表示机床控制线路电源正常。分别由FU4和FU3作短路保护。2021/9/15133.3平面磨床的电气控制平面磨床的电气控制v 3.3.1平面磨床的主要工作情况平面磨床的主要工作情况v 3.3.2平面磨床的基本控制要求平面磨床

9、的基本控制要求v 3.3.3平面磨床的电气控制电路分析平面磨床的电气控制电路分析 2021/9/1514v 3.3.1平面磨床的主要工作情况平面磨床的主要工作情况v 平面磨床的主运动是砂轮的旋转运动。进给运动为工作台和砂轮的纵向往返运动，砂轮箱升降运动为辅助运动。工作台每完成一次纵向进给，砂轮自动作一次横向进给，只有当加工完整个平面以后，砂轮用手动作垂直进给。v M7130平面磨床主要由纵向移动手轮、砂轮箱、滑座、横向进给手轮、砂轮调节器、立柱、工作台、垂直进给手轮、床身、等部分组成。工作台上放的电磁吸盘,用来吸持工件，工作台可在床身的导轨上作往返(纵向)运动，主轴可在床身的横向导轨上作横向进

10、给运动，砂轮箱可在立柱导轨上作垂直运动。M7130平面磨床的结构如图3-4所示,图3-5为元器件位置图。2021/9/15151-立柱；2-滑座；3-砂轮箱；4-电磁吸盘；5-工作台；6-床身图3-4 M7130平面磨床的结构示意图2021/9/1516图3-5元器件位置图 2021/9/1517v3.3.2 平面磨床的基本控制要求平面磨床的基本控制要求v(1)所使用的液压泵电动机、砂轮电动机、砂轮箱升降电动机和冷却泵电动机均采用普通笼型交流异步电动机。v (2)换向是通过工作台上的撞块碰撞床身上的液压换向开关来实现的，对磨床的砂轮、砂轮箱升降和冷却泵不要求调速。v (3)磨削工件采用电磁吸盘

11、来吸持工件。并有必要的信号指示和局部照明。v (4)砂轮电动机、液压泵电动机和冷却泵电动机采用直接起动，砂轮箱升降电动机要求能正、反转。v (5)保护环节完善，对电动机设有短路保护、过载保护、电磁吸盘欠压保护等。v(6)为减少工件在磨削加工中的热变形并冲走磨屑，以保证加工精度，需用冷却液。2021/9/15183.3.3 平面磨床的电气控制电路分析平面磨床的电气控制电路分析v 1.主电路分析主电路分析v主电路中共有三台电动机,其中M1为砂轮电动机，拖动砂轮的旋转；M2为冷却泵电动机，拖动冷却泵供给磨削加工时需要的冷却液；M3为液压泵电动机，拖动油泵，供出压力油,负责工作台的润滑。M1、M2、M

12、3只进行单方向运行,且磨削加工无调速要求；当砂轮电动机M1起动后，才可起动冷却泵电动机M2。用接触器KM1控制砂轮电动机M1，用热继电器FR1进行过载保护；冷却泵电动机用热继电器FR2作过载保护。用接触器KM2控制液压泵电动机M3，用热继电器FR3作过载保护。M7130平面磨床的电气控制线路原理图如图3-6所示。2021/9/1519v 2.控制电路分析控制电路分析v (1)电磁吸盘电路的分析电磁吸盘电路的分析v 电磁吸盘电路包括整流电路，控制电路和保护电路三部分。v 整流变压器T1将220V的交流电压降为145V，然后经桥式整流后输出110V直流电压。v QS2是电磁吸盘YH的转换开关,有“

13、励磁”、“断电”和“退磁”三个位置。v QS2放置吸合位置触点（205-206）和（208-209）闭合分两路：一路电磁吸盘YH通电，工件被吸住。另一路KA得电KA（3-4）闭合去控制砂轮和液压电动机工作。2021/9/1520v (2)液压电动机控制液压电动机控制v SB3、SB4为液压泵电动机M3的起动和停止按钮，在QS2或KA的常开触点闭合情况下，按下SB3按钮，KM2线圈得电，辅助触点闭合自锁，电动机M3旋转，按按钮SB4即可停止。v(3)砂轮和冷却泵电动机控制砂轮和冷却泵电动机控制v在控制电路中，SBSB2为砂轮电动机M1和冷却泵电动机M2的起动和停止按钮,在QS2或KA的常开触点闭

14、合情况下,按下SB1按钮，KM1线圈得电,辅助触点(闭合自锁，电动机M1和M2旋转，按下SB2按钮，砂轮和冷却泵电动机停止。v(4)照明电路照明电路v照明变压器T2将380V的交流电压降压为36V的安全电压。EL为照明灯，一端接地，另一端由开关SA控制。FU3熔断器作照明电路的短路保护。2021/9/1521图3-6 M7130平面磨床的电气控制线路 2021/9/15223.4 万能铣床的电气控制万能铣床的电气控制v3.4.1 万能铣床的主要结构、运动方式及电万能铣床的主要结构、运动方式及电气控制特点气控制特点v3.4.2 万能铣床的电气控制电路万能铣床的电气控制电路2021/9/15233

15、.4.1万能铣床的主要结构、运动方式及电万能铣床的主要结构、运动方式及电气控制特点气控制特点 1.X62W万能铣床的主要结构万能铣床的主要结构v X62W万能铣床是卧式铣床,主要由床身、主轴、刀杆、悬梁、刀杆支架、工作台、回转盘、横溜板、升降台、底座等组。如图3-7所示,床身固定在底座上,内装主轴传动机构和变速机构,床身顶部有水平导轨,悬梁可沿导轨水平移动。刀杆支架可在悬梁上水平移动。升降台可沿床身垂直导轨上下移动。横溜板在升降的水平导轨上可作平行于主轴轴线方向横向移动。工作台可沿导轨作垂直于主轴轴线的纵向移动，还可绕垂直轴线左右旋转45,加工螺旋槽。2021/9/1524v 2.X62W万能

16、铣床的运动形式万能铣床的运动形式v X62W万能卧式铣床有三种运动：主运动、进给运动和辅助运动。v 主运动：铣床的主运动是指主轴带动铣刀的旋转运动。铣床加工一般有顺铣和逆铣两种,要求主轴能正反转,但铣刀种类选定了,铣削方向也就定了,通常主轴运动的方向不需经常改变。v 进给运动：铣床的进给运动是指工作台的前后(横向)、左右(纵向)和上下(垂直)6个方向的运动，或圆工作台的旋转运动。v 辅助运动：铣床的辅助运动是指工作台在进给方向上的快速运动、旋转运动等。2021/9/1525图3-7 X62W型万能铣床外形图1-床身；2-主轴；3-刀杆；4-悬梁；5-刀杆支架；6-工作台；7-回转盘；8-横溜板

17、；9-升降台；10-底座2021/9/1526图3-8 X62W型万能铣床元器件位置图 2021/9/1527v 3、电气控制特点、电气控制特点v (1)X62W万能铣床采用了3台异步电动机进行拖动，它们分别是主轴电动机M1、进给电动机M2和冷却泵电动机M3。v (2)X62W铣削加工有顺铣和逆铣，主轴电动机Ml的正反转由组合开关SA3控制，停车时采用电磁离合器制动，以实现准确停车。v (3)X62W铣床的工作台有6个方向的进给运动和快速移动，由进给电动机M2实现正反转控制，但6个方向的进给运动中同时只准有一种运动产生，是通过采用机械手柄和位置开关配合的方式实现6个方向进给运动的联锁；进给的快

18、速移动是通过电磁离合器和机械挂挡来实现的。2021/9/1528图3-6 X62W型卧式万能铣床电气控制电路图 2021/9/1529v (4)主轴运动和进给运动是采用变速盘来选择速度，为保证变速齿轮能很好地啮合，调整变速盘时采用变速冲动控制。v (5)SA1 是换刀专用开关，换刀时,一方面将主轴制动,另一方面将控制电路切断。v (6)三台电动机M1、M2、M3分别由FR1,FR2、FR3提供过载保护。2021/9/1530 3.4.2 万能铣床的电气控制电路万能铣床的电气控制电路v图3-9为X62W型卧式万能铣床电气控制原理电路图。v 1、主电路分析、主电路分析v 主电路共有三台电动机。v

19、(1)M1是主轴电动机,拖动主轴带动铣刀进行铣削加工,其正反转通过组合开关来实现。v (2)M2是进给电动机，通过操纵手柄和机械离合器的配合后可进行工作台前后、左右、上下6个方向的进给运动和快速移动。v (3)M3是冷却泵电动机，供应切削液,主轴电动机M1和冷却泵电动机M3采用顺序控制。2021/9/1531v 2、控制电路分析、控制电路分析v (1)主轴电动机主轴电动机M1的控制的控制v 1）为了操作方便，主轴电动机M1起动和停止采用两地控制，一处在升降台上，一处在床身上。v 起动运行：将转换开关SA3扳到所需的转向位置。按下启动按钮SB1或SB2，主电动机M1起动。v 2）停止运行：当按下

20、停车按钮SB5或SB6时，电动机M1失电。常开触头SB5-2或SB6-2接通电磁离合器YC1，对主轴电动机进行制动。2021/9/1532v 3）主轴的变速冲动控制）主轴的变速冲动控制:v 变速时，在手柄复位的过程中，压动开关SQ1，使SQ1的常闭触头(8-9)先断开，常开触头(5-6)后闭合，接触器KM1线圈得电，主轴电动机做瞬时点动，使齿轮系统抖动一下，达到良好啮合。v 4)主轴换刀控制主轴换刀控制v主轴更换铣刀时,将主轴换刀开关SA1转到接通状态,常开触头SA1-1接通电磁离合器YC1，将电动机轴抱住，这时主轴处于制动状态；其常闭触头SA1-2断开，切断控制回路电源，并保证了上刀或换刀时

21、。2021/9/1533v (2)进给电动机进给电动机M2的电气控制的电气控制v X62W万能铣床工作台的进给运动可在3个坐标6个方向上作直线运动，均是由进给电动机M2作正反向旋转来拖动的。并且6个方向的运动是联锁的，不能同时进行。v进给驱动系统用了两个电磁离合器YC2和YC3，都安装在进给传动链中的第四根轴上。当离合器YC2吸合时，连接上工作台的进给传动链；当离合器YC3吸合时，连接上快速移动传动链。2021/9/1534v (3)工作台的快速移动控制工作台的快速移动控制v 当需要工作台快速移动时,按下快速移动按钮SB3或SB4，KM2得电吸合，其常闭触点断开电磁离合器YC2，将齿轮传动链与

22、进给丝杠分离；KM2常开触点接通电磁离合器YC3，将电动机M2与进给丝杠直接搭合。YC2的失电以及YC3的得电，使进给传动系统跳过了齿轮变速链，电动机直接驱动丝杠套，工作台按进给手柄的方向快速进给。松开SB3或SB4,KM2断电释放，快速进给过程结束。2021/9/1535v (4)进给变速的冲动控制进给变速的冲动控制v 进给变速冲动 压下开关SQ2，SQ2-2先断开，SQ2-1后接通，接触器KM3经(10SA2-119SQ5-220SQ6-215SQ4-214SQ3-213SQ2-117KM4常闭触点18KM3线圈)路径得电，进给电动机瞬时正转。在手柄推回原位时SQ2复位，进给电动机只能瞬动

23、一下。2021/9/1536v (5)冷却泵及照明电路的控制冷却泵及照明电路的控制v 1)冷却泵电动机控制：v 主轴电动机M1和冷却泵电动机M3采用顺序控制,只有主轴电动机M1起动后冷却泵电动机M3才能起动。主轴电动机启动后，扳动组合开关QS2可控制冷却泵电动机M3。v 2)照明电路：铣床的照明由变压器T输出24V的安全电压,由开关SA4控制。v 熔断器FU5作为照明电路的短路保护。2021/9/1537v (6)控制电路的联锁控制电路的联锁v X62W铣床的运动较多，电气控制较为复杂，为安全可靠地工作,必须设置联锁和保护环节。主要包括：进给运动与主运动具有顺序联锁；工作台进给的六个方向都具有机械和电气的双重联锁；矩形工作台和圆工作台之间的联锁；短路保护、过载保护和工作台六个方向的限位保护等。2021/9/1538v 1）进给主运动与主运动具有顺序联锁：进给电气控制电路接在主电动机接触器KM1自锁触头之后,这就保证了主轴电动机M起动后，才可起动进给电动机M2。v 2）工作台六个进给方向的联锁：工作台进给的六个方向具有机械和电气的双重联锁。当铣床工作时,只允许一个进给方向运动，工作台操作手柄只能有一个工作位置，从而保证了不同时操作两个进给手柄，实现了工作台六个进给方向的联锁控制。2021/9/1539