典型機(jī)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(jī)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(xì)閱讀說明書，了解設(shè)備的結(jié)構(gòu)，技術(shù)指標(biāo)，機(jī)械傳動(dòng)、液壓與氣動(dòng)的工作原理；電機(jī)的規(guī)格型號(hào)；設(shè)備的使用，各操作手柄、開關(guān)、旋鈕等的作用；與機(jī)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(diǎn)，進(jìn)行維護(hù)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(dòng)機(jī)和執(zhí)行電器的控制要求去分析各電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行電器的控制環(huán)節(jié)去分析它們的控制內(nèi)容?？刂苾?nèi)容包括電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、方向控制、調(diào)速和制動(dòng)等狀況。2.分析控制電路根據(jù)各電動(dòng)機(jī)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(gè)局部控制線路來進(jìn)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(bào)警等部分組成。4.分析聯(lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)機(jī)床加工對安全性和可靠性有很高的要求，實(shí)現(xiàn)這些要求，除了要合理地選擇拖動(dòng)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(hù)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(gè)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(gè)控制線路是否有遺漏。要從整體角度去進(jìn)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(gè)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(yùn)動(dòng)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(jìn)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(jìn)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(yùn)動(dòng)形式車床的主運(yùn)動(dòng)為零件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),由主軸通過卡盤帶動(dòng)零件旋轉(zhuǎn),是承擔(dān)車削加工時(shí)的主要切削功率。在車削加工時(shí)，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(tái)電動(dòng)機(jī)。M1為主軸電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)和刀架作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；M2為冷卻泵電動(dòng)機(jī)；用來輸送切削液；M3為刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)。接通三相交流電源開關(guān)Q，主軸電動(dòng)機(jī)M1由接觸器KM1控制起動(dòng),熱繼電器FR1作過載保護(hù)，熔斷器FU作短路保護(hù)，接觸器KM1還可作失壓和欠壓保護(hù)。冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2由接觸器KM2控制起動(dòng)，熱繼電器FR2作為冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的過載保護(hù)。,2.控制電路分析（1）主軸電動(dòng)機(jī)M1的控制。按下啟動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1的線圈得電吸合，KM1主觸頭閉合，主軸電動(dòng)機(jī)M1起動(dòng)運(yùn)行。按下按鈕SB1,主軸電動(dòng)機(jī)M1停轉(zhuǎn)。（2）冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的控制由于主軸電動(dòng)機(jī)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(jī)M1運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，即KM1常開觸頭閉合，冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2得電才能起動(dòng)。當(dāng)M1停止運(yùn)行時(shí)，M2自動(dòng)停止。（3）刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3的控制刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3的起動(dòng)是由安裝在進(jìn)給操縱手柄頂端的按鈕SB3控制,它與交流接觸器KM3組成點(diǎn)動(dòng)控制環(huán)節(jié)。,3.照明、信號(hào)燈電路分析照明與信號(hào)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(jī)床照明燈和信號(hào)燈的電源。EL為機(jī)床的低壓照明燈,由開關(guān)SA2控制;HL為電源的信號(hào)燈。合上電源總開關(guān)Q,HL亮,表示機(jī)床控制線路電源正常。分別由FU4和FU3作短路保護(hù)。,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(yùn)動(dòng)是砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為工作臺(tái)和砂輪的縱向往返運(yùn)動(dòng)，砂輪箱升降運(yùn)動(dòng)為輔助運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)每完成一次縱向進(jìn)給，砂輪自動(dòng)作一次橫向進(jìn)給，只有當(dāng)加工完整個(gè)平面以后，砂輪用手動(dòng)作垂直進(jìn)給。M7130平面磨床主要由縱向移動(dòng)手輪、砂輪箱、滑座、橫向進(jìn)給手輪、砂輪調(diào)節(jié)器、立柱、工作臺(tái)、垂直進(jìn)給手輪、床身、等部分組成。工作臺(tái)上放的電磁吸盤,用來吸持工件，工作臺(tái)可在床身的導(dǎo)軌上作往返(縱向)運(yùn)動(dòng)，主軸可在床身的橫向?qū)к壣献鳈M向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，砂輪箱可在立柱導(dǎo)軌上作垂直運(yùn)動(dòng)。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(tái)；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(dòng)機(jī)、砂輪電動(dòng)機(jī)、砂輪箱升降電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)均采用普通籠型交流異步電動(dòng)機(jī)。(2)換向是通過工作臺(tái)上的撞塊碰撞床身上的液壓換向開關(guān)來實(shí)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(hào)指示和局部照明。(4)砂輪電動(dòng)機(jī)、液壓泵電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)采用直接起動(dòng)，砂輪箱升降電動(dòng)機(jī)要求能正、反轉(zhuǎn)。(5)保護(hù)環(huán)節(jié)完善，對電動(dòng)機(jī)設(shè)有短路保護(hù)、過載保護(hù)、電磁吸盤欠壓保護(hù)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(tái)電動(dòng)機(jī),其中M1為砂輪電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)砂輪的旋轉(zhuǎn)；M2為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)冷卻泵供給磨削加工時(shí)需要的冷卻液；M3為液壓泵電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)油泵，供出壓力油,負(fù)責(zé)工作臺(tái)的潤滑。M1、M2、M3只進(jìn)行單方向運(yùn)行,且磨削加工無調(diào)速要求；當(dāng)砂輪電動(dòng)機(jī)M1起動(dòng)后，才可起動(dòng)冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2。用接觸器KM1控制砂輪電動(dòng)機(jī)M1，用熱繼電器FR1進(jìn)行過載保護(hù)；冷卻泵電動(dòng)機(jī)用熱繼電器FR2作過載保護(hù)。用接觸器KM2控制液壓泵電動(dòng)機(jī)M3，用熱繼電器FR3作過載保護(hù)。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(hù)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(lì)磁”、“斷電”和“退磁”三個(gè)位置。QS2放置吸合位置觸點(diǎn)（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(dòng)機(jī)工作。,(2)液壓電動(dòng)機(jī)控制SB3、SB4為液壓泵電動(dòng)機(jī)M3的起動(dòng)和停止按鈕，在QS2或KA的常開觸點(diǎn)閉合情況下，按下SB3按鈕，KM2線圈得電，輔助觸點(diǎn)閉合自鎖，電動(dòng)機(jī)M3旋轉(zhuǎn)，按按鈕SB4即可停止。(3)砂輪和冷卻泵電動(dòng)機(jī)控制在控制電路中，SBSB2為砂輪電動(dòng)機(jī)M1和冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的起動(dòng)和停止按鈕,在QS2或KA的常開觸點(diǎn)閉合情況下,按下SB1按鈕，KM1線圈得電,輔助觸點(diǎn)(閉合自鎖，電動(dòng)機(jī)M1和M2旋轉(zhuǎn)，按下SB2按鈕，砂輪和冷卻泵電動(dòng)機(jī)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(hù)。,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(yùn)動(dòng)方式及電氣控制特點(diǎn)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(yùn)動(dòng)方式及電氣控制特點(diǎn),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(tái)、回轉(zhuǎn)盤、橫溜板、升降臺(tái)、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(dòng)機(jī)構(gòu)和變速機(jī)構(gòu),床身頂部有水平導(dǎo)軌,懸梁可沿導(dǎo)軌水平移動(dòng)。刀桿支架可在懸梁上水平移動(dòng)。升降臺(tái)可沿床身垂直導(dǎo)軌上下移動(dòng)。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(dòng)。工作臺(tái)可沿導(dǎo)軌作垂直于主軸軸線的縱向移動(dòng)，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(yùn)動(dòng)形式X62W萬能臥式銑床有三種運(yùn)動(dòng)：主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)：銑床的主運(yùn)動(dòng)是指主軸帶動(dòng)銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。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(yùn)動(dòng)的方向不需經(jīng)常改變。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：銑床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是指工作臺(tái)的前后(橫向)、左右(縱向)和上下(垂直)6個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，或圓工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。輔助運(yùn)動(dòng)：銑床的輔助運(yùn)動(dòng)是指工作臺(tái)在進(jìn)給方向上的快速運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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(tái)；7-回轉(zhuǎn)盤；8-橫溜板；9-升降臺(tái)；10-底座,圖3-8X62W型萬能銑床元器件位置圖,3、電氣控制特點(diǎn)(1)X62W萬能銑床采用了3臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行拖動(dòng)，它們分別是主軸電動(dòng)機(jī)M1、進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2和冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3。(2)X62W銑削加工有順銑和逆銑，主軸電動(dòng)機(jī)Ml的正反轉(zhuǎn)由組合開關(guān)SA3控制，停車時(shí)采用電磁離合器制動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車。(3)X62W銑床的工作臺(tái)有6個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和快速移動(dòng)，由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，但6個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)中同時(shí)只準(zhǔn)有一種運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，是通過采用機(jī)械手柄和位置開關(guān)配合的方式實(shí)現(xiàn)6個(gè)方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的聯(lián)鎖；進(jìn)給的快速移動(dòng)是通過電磁離合器和機(jī)械掛擋來實(shí)現(xiàn)的。,圖3-6X62W型臥式萬能銑床電氣控制電路圖,(4)主軸運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)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(shí)采用變速?zèng)_動(dòng)控制。(5)SA1是換刀專用開關(guān)，換刀時(shí),一方面將主軸制動(dòng),另一方面將控制電路切斷。(6)三臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3分別由FR1,FR2、FR3提供過載保護(hù)。,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(tái)電動(dòng)機(jī)。(1)M1是主軸電動(dòng)機(jī),拖動(dòng)主軸帶動(dòng)銑刀進(jìn)行銑削加工,其正反轉(zhuǎn)通過組合開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。(2)M2是進(jìn)給電動(dòng)機(jī)，通過操縱手柄和機(jī)械離合器的配合后可進(jìn)行工作臺(tái)前后、左右、上下6個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和快速移動(dòng)。(3)M3是冷卻泵電動(dòng)機(jī)，供應(yīng)切削液,主軸電動(dòng)機(jī)M1和冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3采用順序控制。,2、控制電路分析(1)主軸電動(dòng)機(jī)M1的控制1）為了操作方便，主軸電動(dòng)機(jī)M1起動(dòng)和停止采用兩地控制，一處在升降臺(tái)上，一處在床身上。起動(dòng)運(yùn)行：將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA3扳到所需的轉(zhuǎn)向位置。按下啟動(dòng)按鈕SB1或SB2，主電動(dòng)機(jī)M1起動(dòng)。2）停止運(yùn)行：當(dāng)按下停車按鈕SB5或SB6時(shí)，電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。,3）主軸的變速?zèng)_動(dòng)控制:變速時(shí)，在手柄復(fù)位的過程中，壓動(dòng)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(dòng)機(jī)做瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)，使齒輪系統(tǒng)抖動(dòng)一下，達(dá)到良好嚙合。4)主軸換刀控制主軸更換銑刀時(shí),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(dòng)機(jī)軸抱住，這時(shí)主軸處于制動(dòng)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(shí)。,(2)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2的電氣控制X62W萬能銑床工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可在3個(gè)坐標(biāo)6個(gè)方向上作直線運(yùn)動(dòng)，均是由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2作正反向旋轉(zhuǎn)來拖動(dòng)的。并且6個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)是聯(lián)鎖的，不能同時(shí)進(jìn)行。進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用了兩個(gè)電磁離合器YC2和YC3，都安裝在進(jìn)給傳動(dòng)鏈中的第四根軸上。當(dāng)離合器YC2吸合時(shí)，連接上工作臺(tái)的進(jìn)給傳動(dòng)鏈；當(dāng)離合器YC3吸合時(shí)，連接上快速移動(dòng)傳動(dòng)鏈。,(3)工作臺(tái)的快速移動(dòng)控制當(dāng)需要工作臺(tái)快速移動(dòng)時(shí),按下快速移動(dòng)按鈕SB3或SB4，KM2得電吸合，其常閉觸點(diǎn)斷開電磁離合器YC2，將齒輪傳動(dòng)鏈與進(jìn)給絲杠分離；KM2常開觸點(diǎn)接通電磁離合器YC3，將電動(dòng)機(jī)M2與進(jìn)給絲杠直接搭合。YC2的失電以及YC3的得電，使進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)跳過了齒輪變速鏈，電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)絲杠套，工作臺(tái)按進(jìn)給手柄的方向快速進(jìn)給。松開SB3或SB4,KM2斷電釋放，快速進(jìn)給過程結(jié)束。,(4)進(jìn)給變速的沖動(dòng)控制進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)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(diǎn)18KM3線圈)路徑得電，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)瞬時(shí)正轉(zhuǎn)。在手柄推回原位時(shí)SQ2復(fù)位，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)只能瞬動(dòng)一下。,(5)冷卻泵及照明電路的控制1)冷卻泵電動(dòng)機(jī)控制：主軸電動(dòng)機(jī)M1和冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3采用順序控制,只有主軸電動(dòng)機(jī)M1起動(dòng)后冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3才能起動(dòng)。主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，扳動(dòng)組合開關(guān)QS2可控制冷卻泵電動(dòng)機(jī)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(hù)。,(6)控制電路的聯(lián)鎖X62W銑床的運(yùn)動(dòng)較