典型機床的電氣控制.ppt

3.1電氣控制電路分析基礎(chǔ)3.2普通車床的電氣控制3.3平面磨床的電氣控制3.4萬能銑床的電氣控制,第3章典型機床的電氣控制,3.1電氣控制電路分析基礎(chǔ),3.1.1電氣控制電路分析的內(nèi)容分析電氣控制電路主要包括：(1)詳細閱讀說明書，了解設(shè)備的結(jié)構(gòu)，技術(shù)指標(biāo)，機械傳動、液壓與氣動的工作原理；電機的規(guī)格型號；設(shè)備的使用，各操作手柄、開關(guān)、旋鈕等的作用；與機械、液壓部分直接關(guān)聯(lián)的行程開關(guān)、電磁閥、電磁離合器等的位置、工作狀態(tài)及作用。(2)電氣控制原理圖，電氣控制線路原理圖主要由主電路、控制電路、輔助電路及特殊控制電路等組成，這是分析控制線路的關(guān)鍵內(nèi)容。(3)電氣總裝接線與電器元件布置圖。主要電氣部件的布置、安裝要求；電器元件布置與接線；在調(diào)試、檢修中可通過布置圖和接線圖很方便地找到各種電器元件和測試點，進行維護和維修保養(yǎng)。,3.1.2電氣控制原理圖的分析方法與步驟電氣控制原理圖的分析主要包括主電路、控制電路和輔助電路等幾部分。1.分析主電路首先從主電路入手分析,根據(jù)各電動機和執(zhí)行電器的控制要求去分析各電動機和執(zhí)行電器的控制環(huán)節(jié)去分析它們的控制內(nèi)容。控制內(nèi)容包括電動機的起動、方向控制、調(diào)速和制動等狀況。2.分析控制電路根據(jù)各電動機的執(zhí)行電器的控制要求找出控制電器中的控制環(huán)節(jié)，可將控制線路按功能不同分成若干個局部控制線路來進行分析處理。分析控制電路的基本方法是查線讀圖法,3.分析輔助電路輔助電路由電源顯示、工作狀態(tài)顯示、照明和故障報警等部分組成。4.分析聯(lián)鎖與保護環(huán)節(jié)機床加工對安全性和可靠性有很高的要求，實現(xiàn)這些要求，除了要合理地選擇拖動和控制方案以外，在控制線路中還必須設(shè)置一系列電氣保護和必要的電氣聯(lián)鎖控制。5.總體檢查要化整為零，在逐步分析了每一個局部電路的工作原理以及各部分之間的控制關(guān)系之后，又必須用集零為整的方法，檢查整個控制線路是否有遺漏。要從整體角度去進一步檢查和理解各控制環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，了解電路中每個元件所起的作用。,3.2普通車床的電氣控制,3.2.1普通車床的結(jié)構(gòu)及工作要求3.2.2普通車床的主要運動形式3.2.3普通車床的電氣控制電路分析,3.2.1普通車床的結(jié)構(gòu)及工作要求如:CA6140型普通(臥式)主要由床身、主軸變速箱、進給箱、溜板箱、刀架、絲杠、光杠、尾架等部分組成。如3-1所示是CA6140車床結(jié)構(gòu)示意圖。,CA6140型普通車床的外形圖如圖3-1所示。,圖3-1CA6140型普通車床結(jié)構(gòu)示意外形圖1-主軸箱；2-縱溜板；3-橫溜板；4-轉(zhuǎn)盤；5-方刀架；6-小溜板；7-尾架；8-床身；9-右床座；10-光杠；11-絲杠；12-溜扳箱；13-左床座；14-進給箱；15-掛輪架；i6-操縱手柄,圖3-2元器件位置圖,3.2.2普通車床的主要運動形式車床的主運動為零件旋轉(zhuǎn)運動,由主軸通過卡盤帶動零件旋轉(zhuǎn),是承擔(dān)車削加工時的主要切削功率。在車削加工時，要根據(jù)被加零件材料、刀具種類、零件尺寸、工藝要求等來選擇不同的切削速度和切削用量。,圖3-3CA6140電氣控制原理圖,3.2.3普通車床的電氣控制電路分析1.主電路分析在主電路中，一共有三臺電動機。M1為主軸電動機，帶動主軸旋轉(zhuǎn)和刀架作進給運動；M2為冷卻泵電動機；用來輸送切削液；M3為刀架快速移動電動機。接通三相交流電源開關(guān)Q，主軸電動機M1由接觸器KM1控制起動,熱繼電器FR1作過載保護，熔斷器FU作短路保護，接觸器KM1還可作失壓和欠壓保護。冷卻泵電動機M2由接觸器KM2控制起動，熱繼電器FR2作為冷卻泵電動機M2的過載保護。,2.控制電路分析（1）主軸電動機M1的控制。按下啟動按鈕SB2，接觸器KM1的線圈得電吸合，KM1主觸頭閉合，主軸電動機M1起動運行。按下按鈕SB1,主軸電動機M1停轉(zhuǎn)。（2）冷卻泵電動機M2的控制由于主軸電動機M1和冷卻泵M2在控制電路中采用順序控制，所以只有在主軸電機M1運轉(zhuǎn)情況下，即KM1常開觸頭閉合，冷卻泵電動機M2得電才能起動。當(dāng)M1停止運行時，M2自動停止。（3）刀架快速移動電動機M3的控制刀架快速移動電動機M3的起動是由安裝在進給操縱手柄頂端的按鈕SB3控制,它與交流接觸器KM3組成點動控制環(huán)節(jié)。,3.照明、信號燈電路分析照明與信號燈電路，由控制變壓器TC的二次側(cè)分別輸出24V和6V電壓,作為機床照明燈和信號燈的電源。EL為機床的低壓照明燈,由開關(guān)SA2控制;HL為電源的信號燈。合上電源總開關(guān)Q,HL亮,表示機床控制線路電源正常。分別由FU4和FU3作短路保護。,3.3平面磨床的電氣控制,3.3.1平面磨床的主要工作情況3.3.2平面磨床的基本控制要求3.3.3平面磨床的電氣控制電路分析,3.3.1平面磨床的主要工作情況平面磨床的主運動是砂輪的旋轉(zhuǎn)運動。進給運動為工作臺和砂輪的縱向往返運動，砂輪箱升降運動為輔助運動。工作臺每完成一次縱向進給，砂輪自動作一次橫向進給，只有當(dāng)加工完整個平面以后，砂輪用手動作垂直進給。M7130平面磨床主要由縱向移動手輪、砂輪箱、滑座、橫向進給手輪、砂輪調(diào)節(jié)器、立柱、工作臺、垂直進給手輪、床身、等部分組成。工作臺上放的電磁吸盤,用來吸持工件，工作臺可在床身的導(dǎo)軌上作往返(縱向)運動，主軸可在床身的橫向?qū)к壣献鳈M向進給運動，砂輪箱可在立柱導(dǎo)軌上作垂直運動。M7130平面磨床的結(jié)構(gòu)如圖3-4所示,圖3-5為元器件位置圖。,1-立柱；2-滑座；3-砂輪箱；4-電磁吸盤；5-工作臺；6-床身圖3-4M7130平面磨床的結(jié)構(gòu)示意圖,圖3-5元器件位置圖,3.3.2平面磨床的基本控制要求(1)所使用的液壓泵電動機、砂輪電動機、砂輪箱升降電動機和冷卻泵電動機均采用普通籠型交流異步電動機。(2)換向是通過工作臺上的撞塊碰撞床身上的液壓換向開關(guān)來實現(xiàn)的，對磨床的砂輪、砂輪箱升降和冷卻泵不要求調(diào)速。(3)磨削工件采用電磁吸盤來吸持工件。并有必要的信號指示和局部照明。(4)砂輪電動機、液壓泵電動機和冷卻泵電動機采用直接起動，砂輪箱升降電動機要求能正、反轉(zhuǎn)。(5)保護環(huán)節(jié)完善，對電動機設(shè)有短路保護、過載保護、電磁吸盤欠壓保護等。(6)為減少工件在磨削加工中的熱變形并沖走磨屑，以保證加工精度，需用冷卻液。,3.3.3平面磨床的電氣控制電路分析,1.主電路分析主電路中共有三臺電動機,其中M1為砂輪電動機，拖動砂輪的旋轉(zhuǎn)；M2為冷卻泵電動機，拖動冷卻泵供給磨削加工時需要的冷卻液；M3為液壓泵電動機，拖動油泵，供出壓力油,負責(zé)工作臺的潤滑。M1、M2、M3只進行單方向運行,且磨削加工無調(diào)速要求；當(dāng)砂輪電動機M1起動后，才可起動冷卻泵電動機M2。用接觸器KM1控制砂輪電動機M1，用熱繼電器FR1進行過載保護；冷卻泵電動機用熱繼電器FR2作過載保護。用接觸器KM2控制液壓泵電動機M3，用熱繼電器FR3作過載保護。M7130平面磨床的電氣控制線路原理圖如圖3-6所示。,2.控制電路分析(1)電磁吸盤電路的分析電磁吸盤電路包括整流電路，控制電路和保護電路三部分。整流變壓器T1將220V的交流電壓降為145V，然后經(jīng)橋式整流后輸出110V直流電壓。QS2是電磁吸盤YH的轉(zhuǎn)換開關(guān),有“勵磁”、“斷電”和“退磁”三個位置。QS2放置吸合位置觸點（205-206）和（208-209）閉合分兩路：一路電磁吸盤YH通電，工件被吸住。另一路KA得電KA（3-4）閉合去控制砂輪和液壓電動機工作。,(2)液壓電動機控制SB3、SB4為液壓泵電動機M3的起動和停止按鈕，在QS2或KA的常開觸點閉合情況下，按下SB3按鈕，KM2線圈得電，輔助觸點閉合自鎖，電動機M3旋轉(zhuǎn)，按按鈕SB4即可停止。(3)砂輪和冷卻泵電動機控制在控制電路中，SBSB2為砂輪電動機M1和冷卻泵電動機M2的起動和停止按鈕,在QS2或KA的常開觸點閉合情況下,按下SB1按鈕，KM1線圈得電,輔助觸點(閉合自鎖，電動機M1和M2旋轉(zhuǎn)，按下SB2按鈕，砂輪和冷卻泵電動機停止。(4)照明電路照明變壓器T2將380V的交流電壓降壓為36V的安全電壓。EL為照明燈，一端接地，另一端由開關(guān)SA控制。FU3熔斷器作照明電路的短路保護。,圖3-6M7130平面磨床的電氣控制線路,3.4萬能銑床的電氣控制,3.4.1萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)、運動方式及電氣控制特點3.4.2萬能銑床的電氣控制電路,3.4.1萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)、運動方式及電氣控制特點,1.X62W萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)X62W萬能銑床是臥式銑床,主要由床身、主軸、刀桿、懸梁、刀桿支架、工作臺、回轉(zhuǎn)盤、橫溜板、升降臺、底座等組。如圖3-7所示,床身固定在底座上,內(nèi)裝主軸傳動機構(gòu)和變速機構(gòu),床身頂部有水平導(dǎo)軌,懸梁可沿導(dǎo)軌水平移動。刀桿支架可在懸梁上水平移動。升降臺可沿床身垂直導(dǎo)軌上下移動。橫溜板在升降的水平導(dǎo)軌上可作平行于主軸軸線方向橫向移動。工作臺可沿導(dǎo)軌作垂直于主軸軸線的縱向移動，還可繞垂直軸線左右旋轉(zhuǎn)45,加工螺旋槽。,2.X62W萬能銑床的運動形式X62W萬能臥式銑床有三種運動：主運動、進給運動和輔助運動。主運動：銑床的主運動是指主軸帶動銑刀的旋轉(zhuǎn)運動。銑床加工一般有順銑和逆銑兩種,要求主軸能正反轉(zhuǎn),但銑刀種類選定了,銑削方向也就定了,通常主軸運動的方向不需經(jīng)常改變。進給運動：銑床的進給運動是指工作臺的前后(橫向)、左右(縱向)和上下(垂直)6個方向的運動，或圓工作臺的旋轉(zhuǎn)運動。輔助運動：銑床的輔助運動是指工作臺在進給方向上的快速運動、旋轉(zhuǎn)運動等。,圖3-7X62W型萬能銑床外形圖1-床身；2-主軸；3-刀桿；4-懸梁；5-刀桿支架；6-工作臺；7-回轉(zhuǎn)盤；8-橫溜板；9-升降臺；10-底座,圖3-8X62W型萬能銑床元器件位置圖,3、電氣控制特點(1)X62W萬能銑床采用了3臺異步電動機進行拖動，它們分別是主軸電動機M1、進給電動機M2和冷卻泵電動機M3。(2)X62W銑削加工有順銑和逆銑，主軸電動機Ml的正反轉(zhuǎn)由組合開關(guān)SA3控制，停車時采用電磁離合器制動，以實現(xiàn)準確停車。(3)X62W銑床的工作臺有6個方向的進給運動和快速移動，由進給電動機M2實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，但6個方向的進給運動中同時只準有一種運動產(chǎn)生，是通過采用機械手柄和位置開關(guān)配合的方式實現(xiàn)6個方向進給運動的聯(lián)鎖；進給的快速移動是通過電磁離合器和機械掛擋來實現(xiàn)的。,圖3-6X62W型臥式萬能銑床電氣控制電路圖,(4)主軸運動和進給運動是采用變速盤來選擇速度，為保證變速齒輪能很好地嚙合，調(diào)整變速盤時采用變速沖動控制。(5)SA1是換刀專用開關(guān)，換刀時,一方面將主軸制動,另一方面將控制電路切斷。(6)三臺電動機M1、M2、M3分別由FR1,FR2、FR3提供過載保護。,3.4.2萬能銑床的電氣控制電路圖3-9為X62W型臥式萬能銑床電氣控制原理電路圖。1、主電路分析主電路共有三臺電動機。(1)M1是主軸電動機,拖動主軸帶動銑刀進行銑削加工,其正反轉(zhuǎn)通過組合開關(guān)來實現(xiàn)。(2)M2是進給電動機，通過操縱手柄和機械離合器的配合后可進行工作臺前后、左右、上下6個方向的進給運動和快速移動。(3)M3是冷卻泵電動機，供應(yīng)切削液,主軸電動機M1和冷卻泵電動機M3采用順序控制。,2、控制電路分析(1)主軸電動機M1的控制1）為了操作方便，主軸電動機M1起動和停止采用兩地控制，一處在升降臺上，一處在床身上。起動運行：將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA3扳到所需的轉(zhuǎn)向位置。按下啟動按鈕SB1或SB2，主電動機M1起動。2）停止運行：當(dāng)按下停車按鈕SB5或SB6時，電動機M1失電。常開觸頭SB5-2或SB6-2接通電磁離合器YC1，對主軸電動機進行制動。,3）主軸的變速沖動控制:變速時，在手柄復(fù)位的過程中，壓動開關(guān)SQ1，使SQ1的常閉觸頭(8-9)先斷開，常開觸頭(5-6)后閉合，接觸器KM1線圈得電，主軸電動機做瞬時點動，使齒輪系統(tǒng)抖動一下，達到良好嚙合。4)主軸換刀控制主軸更換銑刀時,將主軸換刀開關(guān)SA1轉(zhuǎn)到接通狀態(tài),常開觸頭SA1-1接通電磁離合器YC1，將電動機軸抱住，這時主軸處于制動狀態(tài)；其常閉觸頭SA1-2斷開，切斷控制回路電源，并保證了上刀或換刀時。,(2)進給電動機M2的電氣控制X62W萬能銑床工作臺的進給運動可在3個坐標(biāo)6個方向上作直線運動，均是由進給電動機M2作正反向旋轉(zhuǎn)來拖動的。并且6個方向的運動是聯(lián)鎖的，不能同時進行。進給驅(qū)動系統(tǒng)用了兩個電磁離合器YC2和YC3，都安裝在進給傳動鏈中的第四根軸上。當(dāng)離合器YC2吸合時，連接上工作臺的進給傳動鏈；當(dāng)離合器YC3吸合時，連接上快速移動傳動鏈。,(3)工作臺的快速移動控制當(dāng)需要工作臺快速移動時,按下快速移動按鈕SB3或SB4，KM2得電吸合，其常閉觸點斷開電磁離合器YC2，將齒輪傳動鏈與進給絲杠分離；KM2常開觸點接通電磁離合器YC3，將電動機M2與進給絲杠直接搭合。YC2的失電以及YC3的得電，使進給傳動系統(tǒng)跳過了齒輪變速鏈，電動機直接驅(qū)動絲杠套，工作臺按進給手柄的方向快速進給。松開SB3或SB4,KM2斷電釋放，快速進給過程結(jié)束。,(4)進給變速的沖動控制進給變速沖動壓下開關(guān)SQ2，SQ2-2先斷開，SQ2-1后接通，接觸器KM3經(jīng)(10SA2-119SQ5-220SQ6-215SQ4-214SQ3-213SQ2-117KM4常閉觸點18KM3線圈)路徑得電，進給電動機瞬時正轉(zhuǎn)。在手柄推回原位時SQ2復(fù)位，進給電動機只能瞬動一下。,(5)冷卻泵及照明電路的控制1)冷卻泵電動機控制：主軸電動機M1和冷卻泵電動機M3采用順序控制,只有主軸電動機M1起動后冷卻泵電動機M3才能起動。主軸電動機啟動后，扳動組合開關(guān)QS2可控制冷卻泵電動機M3。2)照明電路：銑床的照明由變壓器T輸出24V的安全電壓,由開關(guān)SA4控制。熔斷器FU5作為照明電路的短路保護。,(6)控制電路的聯(lián)鎖X62W銑床的運動較