萬能銑床電氣控制分析

1、X62W萬能銑床電氣控制分析摘 要：本設(shè)計針對X62W萬能銑床的電氣控制線路，介紹了電氣控制技術(shù)的基礎(chǔ)知識，萬能銑床的結(jié)構(gòu)、運動特點、控制原理和電氣線路作了詳細的分析以及對萬能銑床電氣線路的故障我維修關(guān)鍵詞：X62W萬能銑床、電氣控制線路 目 錄第一章 X62W萬能銑床分析 §1-1、機床的主要結(jié)構(gòu)及運動形式§1-2、機床對電氣線路的主要要求第二章 X62W萬能銑床電氣控制對象第三章 X62W萬能銑床電氣元件符號及其功能 第四章 X62W萬能銑床電氣控制原理圖第五章 X62W萬能銑床電路的識讀 §5-1、動力電路的識讀 §5-2、控制電路的識讀第六章 X

2、62W萬能銑床電氣線路的故障與維修一、X62W萬能銑床分析1、機床的主要結(jié)構(gòu)及運動形式（1）主要結(jié)構(gòu) 由床身、主軸、刀桿、橫梁、工作臺、回轉(zhuǎn)盤、橫溜板和升降臺等幾部分組成，如右圖所示。（2）運動形式1）主軸轉(zhuǎn)動是由主軸電動機通過彈性聯(lián)軸器來驅(qū)動傳動機構(gòu)，當機構(gòu)中的一個雙聯(lián)滑動齒輪塊嚙合時，主軸即可旋轉(zhuǎn)。1） 工作臺面的移動是由進給電動機驅(qū)動，它通過機械機構(gòu)使工作臺能進行三種形式六個方向的移動，即：工作臺面能直接在溜板上部可轉(zhuǎn)動部分的導(dǎo)軌上作縱向（左、右）移動；工作臺面借助橫溜板作橫向（前、后）移動；工作臺面還能借助升降臺作垂直（上、下）移動。2、機床對電氣線路的主要要求 （1）機床要求有三臺電

3、動機，分別稱為主軸電動機、進給電動機和冷卻泵電動機。（2）由于加工時有順銑和逆銑兩種，所以要求主軸電動機能正反轉(zhuǎn)及在變速時能瞬時沖動一下，以利于齒輪的嚙合，并要求還能制動停車和實現(xiàn)兩地控制。 （3）工作臺的三種運動形式、六個方向的移動是依靠機械的方法來達到的，對進給電動機要求能正反轉(zhuǎn)，且要求縱向、橫向、垂直三種運動形式相互間應(yīng)有聯(lián)鎖，以確保操作安全。同時要求工作臺進給變速時，電動機也能瞬間沖動、快速進給及兩地控制等要求。（4）冷卻泵電動機只要求正轉(zhuǎn)。（5）進給電動機與主軸電動機需實現(xiàn)兩臺電動的聯(lián)鎖控制，即主軸工作后才能進行進給。 二、X62W萬能銑床電氣控制對象 X62W型萬能銑床共有三臺電動

4、機：M1是主軸電動機，在電氣上需要實現(xiàn)起動控制與制動快速停轉(zhuǎn)控制，為了完成順銑與逆銑，還需要正反轉(zhuǎn)控制，此外還需主軸臨時制動以完成變速操作過程。 M2是工作臺進給電動機，X62W萬能銑床有水平工作臺和圓形工作臺，其中水平工作臺可以實現(xiàn)縱向進給（有左右兩個進給方向）、橫向進給（有前后兩個進給方向）和升降進給（有上下兩個進給方向），圓形工作臺轉(zhuǎn)動四個運動，銑床當前只能進行一個進給運動（普通銑床上不能實現(xiàn)二個或以上多個進給運動的聯(lián)動），通過水平工作臺操作手柄、圓工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān)、縱向進給操作手柄、十字復(fù)式操作手柄等選定，選定后M2的正反轉(zhuǎn)就是所選定進給運動的兩個進給方向。 YA是快速牽引電磁鐵。當快速

5、牽引電磁鐵線圈通電后，牽引電磁鐵通過牽引快速離合器中的連接控制部件，使水平工作臺與快速離合器連接實現(xiàn)快速移動，當YA斷電時，水平工作臺脫開快速離合器，恢復(fù)慢速移動。 M3是冷卻泵電動機，只有在主軸電動機M1起動后，冷卻泵電動機才能起動。三、X62W萬能銑床電氣元件符號及其功能 電氣元件符號 名稱及用途 電氣元件符號 名稱及用途 M1主軸電動機SQ7主軸變速制動開關(guān) M2進給電動機SQ6進給變速控制開關(guān) M3冷卻泵電動機 SA1圓工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān) KM1冷卻泵電動機起?？刂平佑|器 SA3冷卻泵轉(zhuǎn)換開關(guān) KM2反接制動控制接觸器 SA4照明燈開關(guān) KM3主電動機起?？刂平佑|器 SA5主軸換向開關(guān) K

6、M4、KM5進給電動機正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)控制接觸器 QS電源隔離開關(guān) KM6快移控制接觸器 SB1、SB2分設(shè)在兩處的主軸起動按鈕 KS速度繼電器 SB3、SB4分設(shè)在兩處的主軸停止按鈕 YA快速移動電磁鐵線圈 SB5、SB6工作臺快速移動按鈕 R限流電阻 FR1主軸電動機熱繼電器 SQ1工作臺向右進給行程開關(guān) FR2進給電動機熱繼電器 SQ2工作臺向左進給行程開關(guān) FR3冷卻泵熱繼電器 SQ3工作臺向前、向上進給行程開關(guān) TC變壓器 SQ4工作臺向后、向下進給行程開關(guān) FU1FU4熔斷器四、X62W萬能銑床電氣控制原理圖五、X62W萬能銑床電路的識讀（1）主電路的識讀1主軸轉(zhuǎn)動電路 主軸電動機M1通

7、過換相開關(guān)SA5與接觸器KM1配合，能進行正反轉(zhuǎn)控制，而與接觸器KM2制動電阻器R及速度繼電器的配合,能實現(xiàn)串電阻瞬時沖動和正反轉(zhuǎn)反接制動控制,并能通過機械進行變速。三相電源通過FU1熔斷器，由電源隔離開關(guān)QS引入X62W萬能銑床的主電路。在主軸轉(zhuǎn)動區(qū)中，F(xiàn)R1是熱繼電器的加熱元件，起過載保護作用。KM3主觸頭閉合、KM2主觸頭斷開時，SA5組合開關(guān)有順銑、停、逆銑三個轉(zhuǎn)換位置，分別控制M1主電動機的正轉(zhuǎn)、停、反轉(zhuǎn)。一旦KM3主觸頭斷開，KM2主觸頭閉合，則電源電流經(jīng)KM2主觸頭、兩相限流電阻R在KS速度繼電器的配合下實現(xiàn)反接制動。與主電動機同軸安裝的KS速度繼電器檢測元件對主電動機進行速度監(jiān)

8、控，根據(jù)主電動機的速度對接在控制線路中的速度繼電器觸頭KS1、KS2的閉合與斷開進行控制。2進給運動電路 進給電動機M2能進行正反轉(zhuǎn)控制，通過接觸器KM3、KM4與行程開關(guān)及KM5、牽引電磁鐵YA配合，能實現(xiàn)進給變速時的瞬時沖動、六個方向的常速進給和快速進給控制。KM4主觸頭閉合、KM5主觸頭斷開時，M2電動機正轉(zhuǎn)。反之KM4主觸頭斷開、KM5主觸頭閉合時，則M2電動機反轉(zhuǎn)。M2正反轉(zhuǎn)期間，KM6主觸頭處于斷開狀態(tài)時，工作臺通過齒輪變速箱中的慢速傳動路線與M2電動機相聯(lián)，工作臺作慢速自動進給；一旦KM6主觸頭閉合，則YA快速進給磁鐵通電，工作臺通過電磁離合器與齒輪變速箱中的快速運動傳動路線與M

9、2電動機相聯(lián)，工作臺作快速移動。3冷卻泵電路 KM1主觸頭閉合， M3冷卻泵電動機單向運轉(zhuǎn)；KM1斷開，則M3停轉(zhuǎn)。主電路中，M1、M2、M3均為全壓起動。（2）控制電路的識讀TC變壓器的一次側(cè)接入交流電壓，二次側(cè)分別接出127V與36V兩路二相交流電，其中36V供給照明線路，而127V則供給控制線路使用。1主軸電動機控制 1）主軸電動機全壓起動 主軸電動機M1采用全壓起動方式，起動前由組合開關(guān)SA5選擇電動機轉(zhuǎn)向，控制線路中SQ71斷開、SQ72閉合時主軸電動機處在正常工作方式。按下SB1或SB2，通過3、8、12、SB1（或SB2）、13、14支路，KM3線圈接通，而16區(qū)的KM3常開輔助

10、觸頭閉合形成自鎖。主軸轉(zhuǎn)動電路中因KM3主觸頭閉合，主電動機M1按SA5所選轉(zhuǎn)向起動。2）主軸電動機制動控制按下SB3或SB4時，KM3線圈因所在支路斷路而斷電，導(dǎo)致主軸轉(zhuǎn)動電路中KM3主觸頭斷開。由于控制線路的11區(qū)與13區(qū)分別接入了兩個受KS速度繼電器控制的觸頭KS1（正向觸頭）、KS2（反向觸頭）。按下SB3或SB4的同時，KS1或KS2觸頭中總有一個觸頭會因主軸轉(zhuǎn)速較高而處于閉合狀態(tài)，即正轉(zhuǎn)制動時KS1閉合，而反轉(zhuǎn)制動時KS2閉合。正轉(zhuǎn)制動時通過8、SB3、11、9、KM3、10支路，反轉(zhuǎn)制動時通過8、SB4、9、KM3、10支路，都將使KM2線圈通電，導(dǎo)致主軸轉(zhuǎn)動電路中KM2主觸頭閉

11、合。主軸轉(zhuǎn)動電路中KM3主觸頭斷開的同時，KM2主觸頭閉合，主軸電動機M1中接入經(jīng)過限流的反接制動電流，該電流在M1電動機轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，抵消KM3主觸頭斷開后轉(zhuǎn)子上的慣性轉(zhuǎn)矩使M1迅速降速。當M1轉(zhuǎn)速接近零速時，原先保持閉合的KS1或KS2觸頭將斷開，KM2線圈會因所在支路斷路而斷電，從而及時卸除轉(zhuǎn)子中的制動轉(zhuǎn)矩，使主軸電動機M1停轉(zhuǎn)。SB1與SB3、SB2與SB4兩對按鈕分別位于X62W萬能銑床兩個操作面板上，實現(xiàn)主軸電動機M1的兩地操作控制。3）主軸變速制動控制主軸變速時既可在主軸停轉(zhuǎn)時進行，也可有主軸運轉(zhuǎn)時進行。當主軸處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)，拉出變速操作手柄將使變速開關(guān)SQ71、SQ72觸動

12、，即SQ71閉合、SQ72斷開。SQ72率先斷開12區(qū)中的KM3線圈所在支路，然后SQ71通過3、7、KM3、10支路，使15區(qū)中的KM2線圈通電。主軸轉(zhuǎn)動電路中KM3主觸頭率先斷開、KM2主觸頭隨后閉合，主電動機M1反接制動，轉(zhuǎn)速迅速降低并停車，保證主軸變速過程順利進行。主軸變速完成后，推回變速操作手柄，KM2主觸頭率先斷合，KM3主觸頭隨后閉合、主軸電動機M1在新轉(zhuǎn)速下重新運轉(zhuǎn)。2進給電動機M2控制 只有1416區(qū)中的SB1、SB2、KM3三個觸頭中的一個觸頭保持閉合時，KM3線圈才能通電，而線圈KM3通電之后，進給控制區(qū)和快速進給區(qū)的控制線路部分才能接入電流，即X62W萬能銑床的進給運動

13、與刀架快速運動只有在主軸電動機起動運轉(zhuǎn)后才能進行。1）水平工作臺縱向進給控制水平工作臺左右縱向進給前，機床操縱面板上的十字復(fù)合手柄扳到“中間”位置，使工作臺與橫向前后進給機械離合器、同時與上下升降進給機械離合器脫開；而圓工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1置于“斷開”位置，使圓工作臺與圓工作臺轉(zhuǎn)動機械離合器也處于脫開狀態(tài)。以上操作完成后，水平工作臺左右縱向進給運動就可通過縱向操作手柄與行程開關(guān)SQ1和SQ2組合控制?？v向操作手柄有左、停、右三個操作位置。當手柄扳到“中間”位置時，縱向機械離合器脫開，行程開關(guān)SQ11（19區(qū)）、SQ12（20區(qū)）、SQ21（21區(qū)）、SQ22（20區(qū)）不受壓，KM4與KM5線圈

14、均處于斷電狀態(tài)，主電路中KM4與KM5主觸頭斷開，電動機M2不能轉(zhuǎn)動，工作臺處于停止狀態(tài)?？v向手柄扳到“右”位時，將合上縱向進給機械離合器，使行程開關(guān)SQ1壓下（SQ11閉合、SQ12斷開）。因SA1置于“斷開”位，導(dǎo)致SA11閉合，通過SQ62、SQ42、SQ32、SA11、SQ11、17、18的支路使KM4線圈通電，電動機M2正轉(zhuǎn)，工作臺右移。縱向手柄扳到“左”位時，將壓下SQ2而使SQ21閉合、SQ22斷開，通過SQ62、SQ42、SQ32、SA11、SQ21、19、20的支路使KM5線圈通電，電動機M2反轉(zhuǎn)，工作臺左移。2）水平工作臺橫向進給控制當縱向手柄扳到“中間”位置、圓形工作臺轉(zhuǎn)

15、換開關(guān)置于“斷開”位置時，SA11、SA13接通，工作臺進給運動就通過十字復(fù)合手柄不同工作位置選擇以及SQ3、SQ4組合確定。十字復(fù)合手柄扳到“前”位時，將合上橫向進給機械離合器并壓下SQ3而使SQ31閉合、SQ32斷開，因SA11、SA13接通，所以經(jīng)15、SA13、SQ22、SQ12、16、SA11、SQ31、17、18的支路使KM4線圈通電，電動機M2正轉(zhuǎn)，工作臺橫向前移。十字復(fù)合手柄扳到“后”位時，將合上橫向進給機械離合器并壓下SQ4而使SQ41閉合、SQ42斷開，因SA11、SA13接通，所以經(jīng)15、SA13、SQ22、SQ12、16、SA11、SQ41、19、20的支路使KM5線圈

16、通電，電動機M2反轉(zhuǎn)，工作臺橫向后移。3）水平工作臺升降進給控制十字復(fù)合手柄扳到“上”位時，將合上升降進給機械離合器并壓下SQ3而使SQ31閉合、SQ32斷開，因SA11、SA13接通，所以經(jīng)15、SA13、SQ22、SQ12、16、SA11、SQ31、KM5常閉輔助觸頭的支路使KM4線圈通電，電動機M2正轉(zhuǎn)，工作臺上移。十字復(fù)合手柄扳到“后”位時，將合上升降進給機械離合器并壓下SQ4而使SQ41閉合、SQ42斷開，因SA11、SA13接通，所以經(jīng)15、SA13、SQ22、SQ12、16、SA11、SQ41、KM4常閉輔助觸頭的支路使KM5線圈通電，電動機M2反轉(zhuǎn)，工作臺下移。4）水平工作臺在

17、左右、前后、上下任一個方向移動時，若按下SB5或SB6，KM6線圈通電，主電路中因KM6主觸頭閉合導(dǎo)致牽引電磁鐵線圈YA通電，于是水平工作臺接上快速離合器而朝所選擇的方向快速移動。當SB5或SB6按鈕松開時，快速移動停止并恢復(fù)慢速移動狀態(tài)。牽引電磁鐵的結(jié)構(gòu)見圖3-7。 5）水平工作臺進給聯(lián)鎖控制如果每次只對縱向操作手柄（選擇左、右進給方向）與十字復(fù)合操作手柄（選擇前、后、上、下進給方向）中的一個手柄進行操作，必然只能選擇一種進給運動方向，而如果同時操作兩個手柄，就須通過電氣互鎖避免水平工作臺的運動干涉。由于受縱向手柄控制的SQ22、SQ12常閉觸頭串接在20區(qū)的一條支路中，而受十字復(fù)合操作手柄

18、控制的SQ42、SQ32常閉觸頭串接在19區(qū)的一條支路中，假如同時操作縱向操作手柄與十字復(fù)合操作手柄，兩條支路將同時切斷，KM4與KM5線圈均不能通電，工作臺驅(qū)動電動機M2就不能起動運轉(zhuǎn)。6）水平工作臺進給變速控制變速時向外拉出控制工作臺變速的蘑菇形手輪，將觸動開關(guān)SQ6使SQ62率先斷開，線圈KM4或KM5斷電；隨后SQ61再閉合，KM4線圈通過15、SQ61、17、KM4線圈、KM5常閉觸頭支路通電，導(dǎo)致M2瞬時停轉(zhuǎn)，隨即正轉(zhuǎn)。若M2處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)，則上述操作導(dǎo)致M2正轉(zhuǎn)。蘑菇形手輪轉(zhuǎn)動至所需進給速度后，再將手輪推回原位，這一操作過程中，SQ61率先斷開，SQ62隨后閉合，水平工作臺以新的進

19、給速度移動。7）圓形工作臺運動控制為了擴大X62W萬能銑床的加工能力，可在水平工作臺上安裝圓形工作臺。使用圓形工作臺時，工作臺縱向操作手柄與十字復(fù)合操作手柄均處于中間位置，圓形工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1則置于“接通”位，此時SA12閉合、SA11和SA13斷開，通過15、SQ62、SQ42、SQ32、16、SQ12、SQ22、SA12、17、18的支路使KM4線圈通電，電動機M2正轉(zhuǎn)并帶動圓形工作臺單向回轉(zhuǎn)，其回轉(zhuǎn)速度也可通過變速手輪調(diào)節(jié)。由于圓形工作臺控制支路中串聯(lián)了SQ42、SQ32、SQ12、SQ22等常閉輔助觸頭，所以扳動水平工作臺任意一個方向的進給操作手柄時，都將使圓形工作臺停止回轉(zhuǎn)運動。

20、3冷卻泵電動機M3控制 SA3轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“開”位時，KM1線圈通電，冷卻泵主電路中KM1主觸頭閉合，冷卻泵電動機M3起動供液。而SA3置于“關(guān)”位時，M3停止供液。4照明線路與保護環(huán)節(jié)機床局部照明由TC變壓器供給36V安全電壓，轉(zhuǎn)換開關(guān)SA4控制照明燈。當主軸電動機M1過載時， FR1動作斷開整個控制線路的電源；進給電動機M2過載時，由FR2動作斷開自身的控制電源；而當冷卻泵電動機M3過載時，F(xiàn)R3動作就可斷開M2、M3的控制電源。FU1、FU2實現(xiàn)主電路的短路保護，F(xiàn)U3實現(xiàn)控制電路的短路保護，而FU4則用于實現(xiàn)照明線路的短路保護。六、X62W萬能銑床電氣線路的故障與維修我們在熟悉機床工作

21、原理，熟悉電器元件的安裝位置的前提下來進行故障的檢測與排除。 1主軸電動機不能啟動（1）控制電路熔斷器FU3或FU4熔絲熔斷。（2）主軸換相開關(guān)在SA4在停止位置。（3）按鈕SB1、SB2、SB3或SB4的觸點接觸不良。（4）主軸變速沖動行程開關(guān)SQ7的常閉觸點接觸不良。（5）熱繼電器FR1、FR3已經(jīng)動作，沒有復(fù)位。2主軸停車時沒有制動（1）主軸無制動時要首先檢查按下停止按鈕后反接制動接觸器是否吸合，如KM2不吸合，則應(yīng)檢查控制電路。檢查時先操作主軸變速沖動手柄，若有沖動，說明故障的原因是速度繼電器或按鈕支路發(fā)生故障。（2）若KM2吸合，則首先檢查KM2、R的制動回路是否有缺兩相的故障存在，

22、如果制動回路缺兩相則完全沒有制動現(xiàn)象；其次檢查速度繼電器的常開觸點是否過早斷開，如果速度繼電器的常開觸點過早斷開，則制動效果不明顯。3主軸停車后產(chǎn)生短時反向旋轉(zhuǎn)這是由于速度繼電器的彈簧調(diào)得過松，使觸點分斷過遲引起的，只要重新調(diào)整反力彈簧就可以消除故障。4按下停止按鈕后主軸不停（1）若按下停止按鈕后，接觸器KM1不釋放，則說明接觸器KM1主觸頭熔焊。（2）若按下停止按鈕后，KM1能釋放，KM2吸合后有嗡嗡聲，或轉(zhuǎn)速過低，則說明制動接觸器KM2主觸頭只有兩相接通，電動機不會產(chǎn)生反向轉(zhuǎn)矩，同時在缺相運行。（3）若按下停止按鈕后電動機能反接制動，但放開停止按鈕后，電動機又再次啟動，則是啟動按鈕在啟動電

23、動機M1后絕緣被擊穿。5主軸不能變速沖動故障原因是主軸變速行程開關(guān)SQ7位置移動、撞壞或斷線。6工作臺不能作向上進給檢查時可依次進行快速進給、進給變速沖動或圓工作臺向前進給，向左進給及向后進給的控制，若上述操作正常則可縮小故障的范圍，然后在逐個檢查故障范圍內(nèi)的各個元件和接點，檢查接觸器KM3是否動作，行程開關(guān)SQ4是否接通，KM4的常閉聯(lián)鎖觸頭是否良好，熱繼電器是否動作，直到檢查出故障點。若上述檢查都正常，再檢查操作手柄的位置是否正確，如果手柄位置正確，則應(yīng)考慮是否由于機械磨損或位移使操作失靈。7工作臺左右（縱向）不能進給應(yīng)首先檢查橫向或垂直進給是否正常，如果正常，進給電動機M2、主電路、接觸

24、器KM3、KM4，SQ1、SQ2及與縱向進給相關(guān)的公共支路都正常，此時應(yīng)檢查SQ6（15-16），SQ4（16-17）、SQ3（17-18），只要其中有一對觸點接觸不良或損壞，工作臺就不能向左或向右進給。SQ6是變速沖動開關(guān)，常因變速時手柄操作過猛而損壞。8工作臺各個方向都不能進給用萬用表檢查各個回路的電壓是否正常，若控制回路的電壓正常，可扳動手柄到任一運動方向，觀察其相關(guān)的接觸器是否吸合，若吸合則控制回路正常。再著重檢查主電路，檢查是否有接觸器主觸頭接觸不良，電動機接線脫落和繞組斷路。9工作臺不能快速進給工作臺不能快速進給，常見的原因是牽引電磁鐵回路不通，如線頭脫落、線圈損壞或機械卡死。如果按下SB6或SB7后，牽引電磁鐵吸合正常，則故障是由于杠桿卡死或離合器摩擦片間隙調(diào)整不當。結(jié)束語踉踉蹌蹌地忙碌了幾個月，我的畢業(yè)設(shè)計課題也終將告一段落。也基本達到預(yù)期的效果，虛榮的成就感在沒人的時候也總會冒上心頭。但由于能力和時間的關(guān)系，總是覺得有很多不盡