《機(jī)床電氣控制技術(shù)》課件：第3章 常用機(jī)床的電氣控制

1、第3章 常用機(jī)床的電氣控制線路掌握分析常用機(jī)床的電氣控制電路的方法通過常用機(jī)床控制電路的分析，加深對(duì)典型控制環(huán)節(jié)的理解、掌握及其應(yīng)用了解機(jī)床等電氣設(shè)備上機(jī)械、電氣、液壓之間的配合關(guān)系運(yùn)用電氣控制的典型環(huán)節(jié)進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、了解電氣控制系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、故障檢修等第3章 常用機(jī)床的電氣控制線路3.1 車床的電氣控制線路3.2 鉆床的電氣控制線路3.3 銑床的電氣控制線路臥式車床是機(jī)械加工中廣泛使用的一種機(jī)床，可以用來加工各種回轉(zhuǎn)表面、螺紋和端面。3.1 車床的電氣控制線路CA6140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-

2、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CA6140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-操縱手柄一、車床結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)形式結(jié)構(gòu)圖 加工示意圖 3.1 車床的電氣控制線路車床運(yùn)動(dòng)形式主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)輔助運(yùn)動(dòng)主軸通過卡盤帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 溜板帶動(dòng)刀架的縱向和橫向直線運(yùn)動(dòng)?？v向運(yùn)動(dòng)是指相對(duì)操作者向左或向右的運(yùn)動(dòng)橫向運(yùn)動(dòng)是指相對(duì)于操作者向前或向后的運(yùn)動(dòng) 包括

3、刀架的快速移動(dòng)、工件的夾緊與松開等 3.1 車床的電氣控制線路3.1.2 CA6140型臥式車床的電氣控制要求1主軸電動(dòng)機(jī) 主軸電動(dòng)機(jī)選用7.5KW、4磁極的三相異步籠型電動(dòng)機(jī)，采用全壓直接啟動(dòng)、單向連續(xù)（長(zhǎng)動(dòng)）運(yùn)轉(zhuǎn)的控制方式。 根據(jù)加工工件的最大尺寸和加工工藝要求，主軸旋轉(zhuǎn)應(yīng)具有正反兩個(gè)方向，主軸旋轉(zhuǎn)應(yīng)有20級(jí)以上的等比調(diào)速，刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和主運(yùn)動(dòng)的比例關(guān)系應(yīng)有30種以上。按照調(diào)速和制動(dòng)要求，采用主軸變速箱、掛輪箱和進(jìn)給箱實(shí)現(xiàn)主軸、刀具進(jìn)給的機(jī)械有級(jí)調(diào)速。主軸的正反轉(zhuǎn)換向采用摩擦離合器實(shí)現(xiàn)。2刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī) 采用250W、4磁極的三相異步籠型電動(dòng)機(jī)，采用全壓直接啟動(dòng)、單向點(diǎn)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制方式

4、。3.1.2 CA6140型臥式車床的電氣控制要求3冷卻方式 加工時(shí)由一臺(tái)90W的機(jī)床冷卻泵供給冷卻液，為工件和刀具降溫。為了防止冷卻泵做無效運(yùn)轉(zhuǎn)，要求主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，冷卻泵電動(dòng)機(jī)才能啟動(dòng)，主軸電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)，冷卻泵電動(dòng)機(jī)也應(yīng)停轉(zhuǎn)。4安全保護(hù)措施 控制線路中應(yīng)有必要的欠壓、失壓、過載、短路保護(hù)措施。為了防止發(fā)生人身傷亡事故，在可打開的床頭皮帶罩處、床座的配電柜門處設(shè)有斷電保護(hù)措施，以及電動(dòng)機(jī)、床身的金屬外殼裝設(shè)保護(hù)接地裝置。5其他要求 應(yīng)有安全電壓電源供電的局部照明和電源指示裝置。3.1.3 CA6140型臥式車床的電氣控制線路分析1主電路M1（3區(qū)）為主軸電動(dòng)機(jī)，采用額定功率7.5KW、額定

5、轉(zhuǎn)速1450r/min的三相異步籠型電動(dòng)機(jī)，為主軸旋轉(zhuǎn)和刀架進(jìn)給運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力。采用全壓直接啟動(dòng)，由交流接觸器KM控制做單向旋轉(zhuǎn)。M2為90W的冷卻泵電動(dòng)機(jī)，由中間繼電器KA1控制。M3為刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)，采用額定功率250W、額定轉(zhuǎn)速1360r/min的三相異步籠型電動(dòng)機(jī)。采用全壓直接啟動(dòng)，由KA2控制做單向旋轉(zhuǎn)。三相電源通過QF引入（1區(qū)），QF為帶分勵(lì)式脫扣器的低壓斷路器。為整個(gè)控制線路實(shí)現(xiàn)與電源隔離和斷電、過載、短路保護(hù)作用。分勵(lì)式脫扣器在正常工作時(shí)，其電磁線圈是斷電的，在需要控制時(shí)，使電磁線圈通電，銜鐵帶動(dòng)脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作，使斷路器主觸頭斷開。2.控制電路（1）主軸電動(dòng)機(jī)的控制 由FR1

6、、SB1、SB2、KM組成M1的長(zhǎng)動(dòng)控制電路（3區(qū)和10區(qū)）。M1啟動(dòng)過程：M1停止過程：2.控制電路（2）冷卻泵電動(dòng)機(jī)的控制 由FR2、SA2、KM輔助常開觸頭、KA1組成控制電路（5區(qū)和12區(qū)）。M2啟動(dòng)過程：M2停止過程：2.控制電路（3）刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制 由按鈕SB3、KA2組成點(diǎn)動(dòng)控制電路（6區(qū)和11區(qū)）。操作前，先將快速進(jìn)給手柄扳到所需移動(dòng)方向按住SB3不放 KA2通電吸合 KA2的常開觸頭（6區(qū)）閉合 M3通電運(yùn)轉(zhuǎn)刀架就向給定方向快速移動(dòng)。松開SB3 KA2斷電釋放 KA2的常開觸頭（6區(qū)）斷開 M3斷電停轉(zhuǎn)刀架停止移動(dòng)。3.輔助電路由控制變壓器TC的二次側(cè)分別輸出24V和

7、6V電壓（7區(qū)），為局部照明燈EL（9 區(qū)）和電源指示信號(hào)燈HL（8區(qū)）供電。開關(guān)SA1（9區(qū)）控制照明燈EL。4.保護(hù)環(huán)節(jié)（1）斷電保護(hù)1）電源開關(guān)是帶分勵(lì)式脫扣器低壓斷路器QF1（1區(qū)）。接通電源時(shí)需用帶鎖開關(guān)SA3（13區(qū)）操作，先用鑰匙插入SA3鎖孔內(nèi)并順時(shí)針旋至1號(hào)位SA3斷開使QF電磁線圈（13區(qū)）斷電再扳動(dòng)QF手柄將其合閘（信號(hào)指示燈HL應(yīng)發(fā)光表明機(jī)床已通電。斷電時(shí)將SA3逆時(shí)針旋 SA3閉合 QF電磁線圈通電脫扣器動(dòng)作使QF跳閘?；蛘卟僮鱍F手柄使其主觸頭斷開。4.保護(hù)環(huán)節(jié)（1）斷電保護(hù)2）機(jī)床控制配電盤壁箱門內(nèi)側(cè)處裝有安全開關(guān)SQ2（13區(qū)）。關(guān)上箱門時(shí)SQ2受壓觸頭斷開。打

8、開箱門時(shí) SQ2復(fù)位觸頭閉合 QF電磁線圈通電脫扣器動(dòng)作 QF跳閘切斷電源。以免發(fā)生人體觸及配電盤的帶電體引發(fā)觸電事故。4.保護(hù)環(huán)節(jié)（1）斷電保護(hù)3）車床床頭的皮帶罩處裝有安全開關(guān)SQ1（10區(qū)）。蓋上皮帶罩時(shí)，SQ1觸頭閉合，可以進(jìn)行正常操作。打開皮帶罩時(shí)，SQ1觸頭斷開，切斷了KM、KA1、KA2電磁線圈的供電。所有電機(jī)都不能工作，確保人身安全。4.保護(hù)環(huán)節(jié)（2）短路保護(hù)1）FU1（2區(qū)）、FU2（4區(qū)）、FU3（7區(qū)）用于電源和配電線路的短路保護(hù)。2）FU4、FU5、FU6用于控制變壓器TC的短路保護(hù)。4.保護(hù)環(huán)節(jié)（3）過載保護(hù)FR1用于主軸電動(dòng)機(jī)M1的過載保護(hù)，F(xiàn)R2用于冷卻泵電機(jī)的過

9、載保護(hù)。4.保護(hù)環(huán)節(jié)（4）失壓、欠壓保護(hù) 由交流接觸器的自鎖電路和中間繼電器實(shí)現(xiàn)失壓、欠壓保護(hù)。4.保護(hù)環(huán)節(jié)（5）觸點(diǎn)防護(hù) 三臺(tái)電動(dòng)機(jī)的金屬外殼、機(jī)床的金屬床身、控制變壓器的鐵芯及外殼都通過PE線接地。防止因“碰殼”、漏電引發(fā)人身觸電事故。三、車床電氣控制系統(tǒng)分析 3.2 鉆床的電氣控制線路鉆床是一種用途廣泛的孔加工機(jī)床。它主要是用鉆頭鉆削精度要求不太高的孔，另外還可用來擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔，以及刮平面、攻螺紋等。臺(tái)式鉆床、深孔鉆床、立式鉆床、臥式鉆床、中心鉆床、搖臂鉆床3.2.1 Z3050型搖臂鉆床簡(jiǎn)介1搖臂升降電動(dòng)機(jī) 2主軸電動(dòng)機(jī) 3內(nèi)立柱 4搖臂升降絲杠 5主軸箱 6搖臂 7主軸 8外立柱

10、 9工作臺(tái) 10底座Z3050搖臂鉆床的外觀搖臂鉆床的運(yùn)動(dòng)形式主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)輔助運(yùn)動(dòng)主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 主軸的垂直移動(dòng) 搖臂在外立柱上的升降運(yùn)動(dòng)、搖臂與外立柱一起沿內(nèi)立柱的轉(zhuǎn)動(dòng)及主軸箱在搖臂上的水平移動(dòng) 3.2.2 Z3050型搖臂鉆床電氣控制要求1主軸電動(dòng)機(jī)：功能：主軸的旋轉(zhuǎn)和縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)主軸能正反轉(zhuǎn)，單向長(zhǎng)動(dòng)控制，直接啟起。調(diào)速由機(jī)械傳動(dòng)及變速機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)2.搖臂升降電動(dòng)機(jī):功能：搖臂的升降電動(dòng)機(jī)能正反轉(zhuǎn)，直接啟動(dòng)，不需要調(diào)速和制動(dòng)控制3.2.2 Z3050型搖臂鉆床電氣控制要求3液壓油泵電動(dòng)機(jī)：功能：內(nèi)外立柱、主軸箱與搖臂的夾緊與松開搖臂升降時(shí)，搖臂處于松開狀態(tài)，搖臂固定時(shí)，搖臂處于夾緊狀態(tài)由于

11、主軸箱和立柱的夾緊、松開動(dòng)作是點(diǎn)動(dòng)操作的。液壓油泵電動(dòng)機(jī)采用正反轉(zhuǎn)加點(diǎn)動(dòng)控制方式3.2.2 Z3050型搖臂鉆床電氣控制要求4冷卻方式根據(jù)加工需要，可手動(dòng)操作一臺(tái)90W或125W的冷卻泵電動(dòng)機(jī)做單向旋轉(zhuǎn)。5安全保護(hù)措施控制線路中應(yīng)有必要的欠壓、失壓、過載、短路保護(hù)措施，以及電動(dòng)機(jī)、床身的金屬外殼裝設(shè)保護(hù)接地裝置。電氣控制箱柜門要有安全門控裝置。搖臂升降電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制要有聯(lián)鎖保護(hù)環(huán)節(jié)，搖臂升降要有限位保護(hù)。液壓油泵電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制要有聯(lián)鎖保護(hù)環(huán)節(jié)，液壓機(jī)構(gòu)的夾緊與松開要有限位保護(hù)。6其他要求要有安全電壓電源供電的局部照明和電源指示、主軸電動(dòng)機(jī)的工作指示裝置。3.2.3 Z3050型搖臂鉆床

12、的電氣控制線路分析主電路控制電路1.主電路M1為主軸電動(dòng)機(jī)，KM1控制做單向長(zhǎng)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)M2（4區(qū)）為搖臂升降電動(dòng)機(jī)，KM2、KM3控制實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)M3（5區(qū)）為液壓泵電動(dòng)機(jī)，為立柱、搖臂、主軸箱的松開與夾緊提供壓力油，KM4、KM5控制實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)M4為90W的冷卻泵電動(dòng)機(jī)，由小型低壓斷路器QF2控制?？刂齐娐?主軸旋轉(zhuǎn)按下SB3KM1通電吸合自鎖 M1通電運(yùn)轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)指示燈HL2亮（9區(qū)）。按下SB2 KM1斷電釋放 M1斷電停轉(zhuǎn) HL2同時(shí)熄滅。Z3050搖臂鉆床的液壓松開與夾緊原理YA1、YA2通電，液壓油被分配給給主軸箱、立柱的夾緊或公開，搖臂夾緊油腔不會(huì)得到液壓油YA1、YA2斷電，不

13、能給主軸箱、立柱的夾緊油腔分配液壓油，液壓油被分配給搖臂夾緊或松開。SQ1：搖臂上升限位開關(guān)SQ2：搖臂下降限位開關(guān)SQ3：搖臂液壓松開限位開關(guān)SQ4：搖臂液壓夾緊限位開關(guān)控制電路-搖臂松夾及升降控制搖臂上升過程搖臂松開搖臂上升搖臂停止上升搖臂夾緊SQ1：搖臂上升限位開關(guān)SQ2：搖臂下降限位開關(guān)SQ3：搖臂液壓松開限位開關(guān)SQ4：搖臂液壓夾緊限位開關(guān)搖臂上升按鈕控制電路-搖臂松夾及升降控制搖臂下降過程搖臂松開搖臂下降搖臂停止下降搖臂夾緊SQ1：搖臂上升限位開關(guān)SQ2：搖臂下降限位開關(guān)SQ3：搖臂液壓松開限位開關(guān)SQ4：搖臂液壓夾緊限位開關(guān)搖臂下降按鈕控制電路-立柱和主軸箱的松夾控制SQ1：搖臂

14、上升限位開關(guān)SQ2：搖臂下降限位開關(guān)SQ3：搖臂液壓松開限位開關(guān)SQ4：搖臂液壓夾緊限位開關(guān)松開按鈕主柱和主軸箱松開過程搖臂升降操作NO主柱和主軸箱松開 松開停止搖臂升降操作YES控制電路-立柱和主軸箱的松夾控制主柱和主軸箱松開過程搖臂升降操作NO主柱和主軸箱松開 松開停止搖臂升降操作YESSQ1：搖臂上升限位開關(guān)SQ2：搖臂下降限位開關(guān)SQ3：搖臂液壓松開限位開關(guān)SQ4：搖臂液壓夾緊限位開關(guān)松開按鈕3.信號(hào)燈、照明燈路照明燈信號(hào)燈信號(hào)燈4.保護(hù)環(huán)節(jié)-斷電、觸電保護(hù)分勵(lì)式脫扣器低壓斷路器QF1分勵(lì)式脫扣器低壓斷路器QF1控制配電箱安全開關(guān)4.保護(hù)環(huán)節(jié)-短路、過載保護(hù)4.保護(hù)環(huán)節(jié)-位置保護(hù)SQ1

15、：搖臂上升限位開關(guān)SQ2：搖臂下降限位開關(guān)SQ3：搖臂液壓松開限位開關(guān)SQ4：搖臂液壓夾緊限位開關(guān)3.3 銑床的電氣控制線路它采用多種形狀的銑刀加工各種形狀的平面、溝槽、鍵槽、T形槽、燕尾槽、螺紋、螺旋槽，以及齒輪、鏈輪、花鍵軸、棘輪等各種成型表面臥式銑床立式銑床龍門銑床仿形銑床分類專用銑床等3.3.1 銑床的基本介紹1床身 2主軸 3懸梁 4支架 5工作臺(tái) 6回轉(zhuǎn)盤 7床鞍 8升降臺(tái) 9底座圖 X6132萬能臥式升降臺(tái)銑床的外觀銑床的運(yùn)動(dòng)形式主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)輔助運(yùn)動(dòng)主軸帶動(dòng)刀桿和銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 工作臺(tái)帶動(dòng)工件在水平的縱、橫方向及垂直方向三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng) 工作臺(tái)在三個(gè)方向的快速移動(dòng) 工作臺(tái)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

16、3.3.1 銑床的基本介紹1銑床的主運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，直接起動(dòng)，能夠正反轉(zhuǎn)，并設(shè)有電氣制動(dòng)環(huán)節(jié)，能進(jìn)行變速?zèng)_動(dòng)。2工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和快速移動(dòng)均由同一臺(tái)籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，直接起動(dòng)，能夠正反轉(zhuǎn)，也要求有變速?zèng)_動(dòng)環(huán)節(jié)。3冷卻泵電動(dòng)機(jī)只要求單向旋轉(zhuǎn)。4三臺(tái)電動(dòng)機(jī)之間有聯(lián)鎖控制，即主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后，才能對(duì)其余兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。3.3.2 銑床的電氣控制要求3.3.2 銑床的電氣控制線路分析主電路控制電路3.3.2 銑床的電氣控制線路分析M1為主軸電動(dòng)機(jī)M2為進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M3為冷卻泵電動(dòng)機(jī)控制電路-主軸電動(dòng)機(jī)控制主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)扭鈕控制電路-主軸電動(dòng)機(jī)控制主軸電動(dòng)機(jī)停止按鈕控制電路-主軸電動(dòng)機(jī)控制主軸電動(dòng)機(jī)變速?zèng)_動(dòng)開關(guān)控制電路-工作進(jìn)給控制縱向操作行程開關(guān)控制電路-主軸電動(dòng)機(jī)控制只有主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后（KA1通電吸合），才能進(jìn)行工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)向右控制電路-主軸電動(dòng)機(jī)控制工作臺(tái)向左控制電路-工作進(jìn)給控制橫向及升降操作行程開關(guān)控制電路-工作進(jìn)給控制工作臺(tái)向前控制電路-工作進(jìn)給控制工作臺(tái)向后控制電路-工作臺(tái)進(jìn)給控制工作臺(tái)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)變速?zèng)_動(dòng)開關(guān)控制電路-工作臺(tái)快速移動(dòng)工作臺(tái)快速移動(dòng)按鈕由按鈕SB5、SB6（兩地控制）控制工作臺(tái)快速移動(dòng)。電磁離合器YC2實(shí)