機(jī)床電氣及PLC控制（第三版） 課件 課題4 M7130型平面磨床的電氣控制；課題5 Z3040型搖臂鉆床的電氣控制

高等教育出版社教學(xué)課件內(nèi)容提要

本書是“十四五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材。本書編寫按照當(dāng)前職業(yè)教育教學(xué)改革和教材建設(shè)的總體目標(biāo)，落實(shí)“立德樹人、德技并修”，并努力體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性和前瞻性，突出專業(yè)領(lǐng)域的新知識(shí)、新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備。

本書包括7個(gè)學(xué)習(xí)項(xiàng)目：常用電動(dòng)機(jī)控制電路，機(jī)床電氣控制，認(rèn)識(shí)PLC，機(jī)床的PLC控制，交通燈的控制，運(yùn)料小車呼叫系統(tǒng)的控制，裝配生產(chǎn)線的PLC控制系統(tǒng)。本書按照任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目式教學(xué)方式組織教學(xué)，以工作頁的形式呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容，具有鮮明的職教特色。

本書以三菱的FX3U系列PLC作為教學(xué)用機(jī)型，可以作為全國高等職業(yè)院校機(jī)電類專業(yè)的專業(yè)課程教材，也可用于職業(yè)技能培訓(xùn)和供從事電氣自動(dòng)控制技術(shù)工作的人員學(xué)習(xí)參考?！笆奈濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《機(jī)床電氣及PLC控制》（第三版）主編李乃夫副主編吳淑娟高等教育出版社2024年8月第3版【項(xiàng)目分析】

認(rèn)識(shí)普通機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)，讀懂普通機(jī)床電氣控制電路，掌握普通機(jī)床電氣控制電路的調(diào)試方法，并能夠排除機(jī)床電路常見的電氣故障。項(xiàng)目2

機(jī)床電氣控制機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【學(xué)習(xí)目標(biāo)】應(yīng)知1.了解普通機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)形式、電力拖動(dòng)的形式與控制要求。2.掌握普通機(jī)床電氣控制電路的組成、工作過程及工作原理。應(yīng)會(huì)1.掌握普通機(jī)床電氣控制電路的調(diào)試方法。2.學(xué)會(huì)排除普通機(jī)床電氣控制電路常見的電氣故障。項(xiàng)目2

機(jī)床電氣控制機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社任務(wù)2.2M7130型平面磨床的電氣控制項(xiàng)目2

機(jī)床電氣控制機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【新課導(dǎo)入】

1.簡略復(fù)習(xí)教材“任務(wù)2.1”的內(nèi)容。2.簡略介紹本次課（任務(wù)2.2）的主要教學(xué)內(nèi)容與3學(xué)時(shí)的教學(xué)安排。

一、平面磨床的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式

磨床是用磨具和磨料（如砂輪、砂帶、油石、研磨劑等）對(duì)工件的表面進(jìn)行磨削加工的一種機(jī)床，它可以加工各種表面，如平面、內(nèi)外圓柱面、圓錐面和螺旋面等。通過磨削加工，使工件的形狀及表面的精度、光潔度達(dá)到要求；同時(shí)，它還可以進(jìn)行切斷加工。根據(jù)用途和采用的工藝方法不同，磨床可以分為平面磨床、外圓磨床、內(nèi)圓磨床、工具磨床和各種專用磨床（如螺紋磨床、齒輪磨床、球面磨床、導(dǎo)軌磨床等），其中以平面磨床使用最多。平面磨床又分為臥軸和立軸、矩臺(tái)和圓臺(tái)四種類型，本任務(wù)介紹M7130型臥軸矩臺(tái)平面磨床的電氣控制電路。

M7130型平面磨床

型號(hào)的含義為：【基礎(chǔ)知識(shí)】平面磨床機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社一、平面磨床的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式M7130型臥軸矩臺(tái)平面磨床的主要結(jié)構(gòu)包括床身、立柱、滑座、砂輪箱、工作臺(tái)和電磁吸盤等，如圖2-4所示。磨床的工作臺(tái)表面有Ｔ型槽，可以用螺釘和壓板將工件直接固定在工作臺(tái)上，也可以在工作臺(tái)上裝上電磁吸盤，用來吸持鐵磁性的工件。P48(P48)圖2-4M7130型臥軸矩臺(tái)平面磨床結(jié)構(gòu)示意圖【基礎(chǔ)知識(shí)】平面磨床機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社一、平面磨床的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式

平面磨床進(jìn)行磨削加工的示意圖如圖2-5所示，砂輪與砂輪電動(dòng)機(jī)均裝在砂輪箱內(nèi)，砂輪直接由砂輪電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)；砂輪箱裝在滑座上，而滑座裝在立柱上。因此，磨床的主運(yùn)動(dòng)是砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而進(jìn)給運(yùn)動(dòng)則分為以下三種運(yùn)動(dòng)：⑴工作臺(tái)（帶動(dòng)電磁吸盤和工件）作縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。⑵砂輪箱沿滑座上的燕尾槽作橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。⑶砂輪箱和滑座一起沿立柱上

的導(dǎo)軌作垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。(P48)圖2-5磨床進(jìn)行磨削加工的示意圖【基礎(chǔ)知識(shí)】平面磨床機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社二、平面磨床的電力拖動(dòng)形式和控制要求M7130型臥軸矩臺(tái)平面磨床采用多臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，其電力拖動(dòng)和電氣控制、保護(hù)的要求是：⒈砂輪由一臺(tái)籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，因?yàn)樯拜喌霓D(zhuǎn)速一般不需要調(diào)節(jié)，所以對(duì)砂輪電動(dòng)機(jī)沒有電氣調(diào)速的要求，也不需要反轉(zhuǎn)，可直接起動(dòng)。⒉平面磨床的縱向和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一般采用液壓傳動(dòng)，所以需要由一臺(tái)液壓泵電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵，對(duì)液壓泵電動(dòng)機(jī)也沒有電氣調(diào)速、反轉(zhuǎn)和降壓起動(dòng)的要求。⒊同車床一樣，也需要一臺(tái)冷卻泵電動(dòng)機(jī)提供冷卻液，冷卻泵電動(dòng)機(jī)與砂輪電動(dòng)機(jī)也具有聯(lián)鎖關(guān)系，即要求砂輪電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后才能開動(dòng)冷卻泵電動(dòng)機(jī)。⒋平面磨床往往采用電磁吸盤來吸持工件。電磁吸盤要有退磁電路，同時(shí)，為防止在磨削加工時(shí)因電磁吸盤吸力不足而造成工件飛出，還要求有弱磁保護(hù)環(huán)節(jié)。⒌具有各種常規(guī)的電氣保護(hù)環(huán)節(jié)（如短路保護(hù)和電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)）；具有安全的局部照明裝置。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社三、M7130型平面磨床電氣控制電路分析

M7130型平面磨床的電氣原理圖如圖2-6所示，電器位置圖如圖2-7所示，電氣元件明細(xì)表見表2-6。(P49)圖2-6M7130型平面磨床電氣原理圖機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社三、M7130型平面磨床電氣控制電路分析(P49)圖2-7M7130型平面磨床的電氣元件位置圖機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【基礎(chǔ)知識(shí)】平面磨床三、M7130型平面磨床電氣控制電路分析

㈠主電路

三相交流電源由電源引入開關(guān)QS引入，由FU1作全電路的短路保護(hù)。砂輪電動(dòng)機(jī)M1和液壓電動(dòng)機(jī)M3分別由接觸器KM1、KM2控制，并分別由熱繼電器KR1、KR2作過載保護(hù)。由于磨床的冷卻泵箱是與床身分開安裝的，所以冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2由插頭插座X1接通電源，在需要提供冷卻液時(shí)才插上。從電路可見M2與M1是并聯(lián)的，受M1起動(dòng)和停機(jī)的控制。由于M2的容量較小，因此不需要作過載保護(hù)。三臺(tái)電動(dòng)機(jī)均直接起動(dòng)，單向旋轉(zhuǎn)。

㈡控制電路

控制電路采用交流380V電壓供電，由FU2作短路保護(hù)。5~9區(qū)為電動(dòng)機(jī)控制電路。當(dāng)觸點(diǎn)（6-8）接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)控制電路才能正常工作。觸點(diǎn)（6-8）的接通條件是轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2撥到“退磁”位置或欠電流繼電器KA的動(dòng)合觸點(diǎn)（6-8）閉合。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社三、M7130型平面磨床電氣控制電路分析

㈡控制電路1.開車前的準(zhǔn)備

合上電源開關(guān)QS，合上照明開關(guān)SA1，照明燈EL亮，KA線圈吸合或SA2撥到“退磁”位置，各操作手柄置合理位置后方可進(jìn)行加工操作。2.砂輪電動(dòng)機(jī)M1、冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的控制

按下起動(dòng)按鈕SB1，接觸器KM1線圈得電吸合，電動(dòng)機(jī)M1起動(dòng)，砂輪旋轉(zhuǎn)，冷卻泵M2起動(dòng)。按下停止按鈕SB2，接觸器KM1線圈斷電，電動(dòng)機(jī)M1、M2停轉(zhuǎn)。3.液壓泵電動(dòng)機(jī)M3的控制

按下起動(dòng)按鈕SB3，接觸器KM2線圈得電吸合，液壓泵電動(dòng)機(jī)M3起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。按下液壓泵停止按鈕SB4，接觸器KM2線圈斷電，液壓泵電動(dòng)機(jī)M3停轉(zhuǎn)。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社三、M7130型平面磨床電氣控制電路分析

㈢電磁吸盤電路

電磁吸盤就是一個(gè)電磁鐵，其線圈通電后產(chǎn)生電磁吸力，以吸持鐵磁性材料的工件進(jìn)行磨削加工。與機(jī)械夾具相比較，電磁吸盤具有操作簡便、不損傷工件的優(yōu)點(diǎn)，特別適合于同時(shí)加工多個(gè)小工件；采用電磁吸盤還有一個(gè)好處，就是工件在磨削時(shí)發(fā)熱能夠自由伸縮，不至于變形。但是電磁吸盤不能吸持非鐵磁性材料的工件，而且其線圈還必須使用直流電。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【基礎(chǔ)知識(shí)】平面磨床三、M7130型平面磨床電氣控制電路分析

如圖2-6所示，變壓器T1將220V交流電降壓至127V后，經(jīng)橋式整流器VC變成110V直流電壓供給電磁吸盤線圈YH。SA2是電磁吸盤的控制開關(guān)，待加工時(shí)，將SA2扳至右邊的“吸合”位置，觸點(diǎn)(301-303)、(302-304)接通，電磁吸盤線圈通電，產(chǎn)生電磁吸力將工件牢牢吸持。加工結(jié)束后，將SA2扳至中間的“放松”位置，電磁吸盤線圈斷電，可將工件取下。如果工件有剩磁難以取下，可將SA2扳至左邊的“退磁”位置，觸點(diǎn)(301-305)、(302-303)接通，可見此時(shí)線圈通以反向電流產(chǎn)生反向磁場(chǎng)，對(duì)工件進(jìn)行退磁，注意這時(shí)要控制退磁的時(shí)間，否則工件會(huì)因反向充磁而更難取下。R2用于調(diào)節(jié)退磁的電流。采用電磁吸盤的磨床還配有專用的交流退磁器，如果退磁不夠徹底，可以使用退磁器退去剩磁，X2是退磁器的電源插座。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社三、M7130型平面磨床電氣控制電路分析

㈣電氣保護(hù)環(huán)節(jié)

除常規(guī)的電路短路保護(hù)和電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)之外，電磁吸盤電路還專門設(shè)有一些保護(hù)環(huán)節(jié)。⒈電磁吸盤的弱磁保護(hù)

采用電磁吸盤來吸持工件有許多好處，但在進(jìn)行磨削加工時(shí)一旦電磁吸力不足，就會(huì)造成工件飛出，這是很危險(xiǎn)的。因此在電磁吸盤線圈電路中串入欠電流繼電器KI的線圈，KI的動(dòng)合觸點(diǎn)與SA2的一對(duì)動(dòng)合觸點(diǎn)并聯(lián)，串接在控制主電動(dòng)機(jī)M1的接觸器KM1線圈支路中(接點(diǎn)編號(hào)為6-8)，SA2的動(dòng)合觸點(diǎn)(6-8)只有在“退磁”擋才接通，而在“吸合”擋是斷開的，這就保證了電磁吸盤在吸持工件時(shí)必須保證有足夠的充磁電流，才能起動(dòng)砂輪電動(dòng)機(jī)M1；在加工過程中一旦電流不足，欠電流繼電器KI動(dòng)作，能夠及時(shí)地切斷KM1線圈電路，使主電動(dòng)機(jī)M1停轉(zhuǎn)，避免事故發(fā)生。如果不使用電磁吸盤，可以將其插頭從插座X3上拔出，將SA2扳至“退磁”擋，此時(shí)SA2的觸點(diǎn)(6-8)接通，不影響對(duì)各臺(tái)電動(dòng)機(jī)的操作。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社三、M7130型平面磨床電氣控制電路分析

⒉電磁吸盤線圈的過電壓保護(hù)

電磁吸盤的線圈的電感量較大，當(dāng)SA2在各擋間轉(zhuǎn)換時(shí)，線圈會(huì)產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì)，會(huì)損壞線圈的絕緣和電器的觸點(diǎn)。因此在電磁吸盤線圈兩端并聯(lián)電阻R3，提供了放電回路。⒊整流器的過電壓保護(hù)

在整流變壓器T1的二次側(cè)并聯(lián)由R1、C組成的阻容吸收電路，用以吸收交流電路產(chǎn)生的過電壓和在直流側(cè)電路通斷時(shí)產(chǎn)生的浪涌電壓，對(duì)整流器進(jìn)行過電壓保護(hù)。

㈤照明電路

照明變壓器T2將380V交流電壓降至36V安全電壓供給照明燈EL，EL的一端接地，SA1為燈開關(guān)，由FU3作照明電路的短路保護(hù)。P52機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【基礎(chǔ)知識(shí)】平面磨床

工作步驟步驟一：器材準(zhǔn)備

按表2-7準(zhǔn)備完成本任務(wù)所需的器材和設(shè)備。（P53）表2-7完成任務(wù)2.2所需設(shè)備、工具、器材明細(xì)表機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社序號(hào)名稱型

號(hào)規(guī)

格單位數(shù)量1三相交流電源

3×380/220V16A

2單相交流電源

220V、36V、6V

3M7130型平面磨床(或?qū)嵱?xùn)裝置)

臺(tái)14萬用表MF-47

個(gè)15兆歐表ZC11-8500V0～100MΩ?jìng)€(gè)16鉗形電流表MG-270-10-50-250A0-300-600V0～300Ω?jìng)€(gè)17電工和PLC實(shí)訓(xùn)通用工具

試電筆、榔頭、螺絲刀、電工刀、電工鉗、尖嘴鉗、剝線鉗、活絡(luò)扳手等（詳見表1-1）套1

工作步驟

步驟二：熟悉磨床的運(yùn)動(dòng)形式和電氣控制電路

對(duì)照?qǐng)D2-6和圖2-7，結(jié)合對(duì)M7130型平面磨床的現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)，領(lǐng)會(huì)平面磨床電氣控制的要求和電路的原理，主要領(lǐng)會(huì)：

⑴拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的用途、運(yùn)行方式（起動(dòng)、停止）和控制要求；

⑵對(duì)電動(dòng)機(jī)和電路的保護(hù)電器和保護(hù)作用。填寫表2-8。2.可在教師指導(dǎo)下對(duì)平面磨床進(jìn)行操作，觀察平面磨床的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式，了解平面磨床的各種工作狀態(tài)和操作方法。3.對(duì)照?qǐng)D2-6和圖2-7，熟悉磨床電氣元件的實(shí)際位置和走線情況。

P53機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟

P53表2-8磨床學(xué)習(xí)記錄表機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社機(jī)床名稱(型號(hào))

機(jī)床主要功能

電力拖動(dòng)系統(tǒng)的組成電動(dòng)機(jī)名稱安裝位置起動(dòng)方式是否需要反轉(zhuǎn)電氣調(diào)速方式電氣制動(dòng)方式

觀察該機(jī)床的運(yùn)行方式和操作過程的記錄

其他記錄(如電器的名稱、安裝位置、操縱方法等)

工作步驟步驟三：磨床常見電氣故障的診斷與排除

可預(yù)先設(shè)置故障進(jìn)行檢修，將情況記錄于表2-9中。P54表2-9磨床常見電氣故障診斷與排除記錄表機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社故

障

情

況排

除

方

法1

2

3

4

5

6

7

8

【學(xué)習(xí)記錄與分析】

完成表2-8、表2-9及實(shí)訓(xùn)的相關(guān)記錄。1.完成“任務(wù)2.2”的互動(dòng)練習(xí)。P542.選做教材P76～78“項(xiàng)目2”的“思考與練習(xí)題”。

【評(píng)價(jià)反饋】按照P54表2-10完成“任務(wù)2.2”的評(píng)價(jià)反饋。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【作業(yè)布置】高等教育出版社教學(xué)課件內(nèi)容提要

本書是“十四五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材。本書編寫按照當(dāng)前職業(yè)教育教學(xué)改革和教材建設(shè)的總體目標(biāo)，落實(shí)“立德樹人、德技并修”，并努力體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性和前瞻性，突出專業(yè)領(lǐng)域的新知識(shí)、新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備。

本書包括7個(gè)學(xué)習(xí)項(xiàng)目：常用電動(dòng)機(jī)控制電路，機(jī)床電氣控制，認(rèn)識(shí)PLC，機(jī)床的PLC控制，交通燈的控制，運(yùn)料小車呼叫系統(tǒng)的控制，裝配生產(chǎn)線的PLC控制系統(tǒng)。本書按照任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目式教學(xué)方式組織教學(xué)，以工作頁的形式呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容，具有鮮明的職教特色。

本書以三菱的FX3U系列PLC作為教學(xué)用機(jī)型，可以作為全國高等職業(yè)院校機(jī)電類專業(yè)的專業(yè)課程教材，也可用于職業(yè)技能培訓(xùn)和供從事電氣自動(dòng)控制技術(shù)工作的人員學(xué)習(xí)參考?！笆奈濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《機(jī)床電氣及PLC控制》（第三版）主編李乃夫副主編吳淑娟高等教育出版社2024年8月第3版【項(xiàng)目分析】

認(rèn)識(shí)普通機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)，讀懂普通機(jī)床電氣控制電路，掌握普通機(jī)床電氣控制電路的調(diào)試方法，并能夠排除機(jī)床電路常見的電氣故障。項(xiàng)目2

機(jī)床電氣控制機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【學(xué)習(xí)目標(biāo)】應(yīng)知1.了解普通機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)形式、電力拖動(dòng)的形式與控制要求。2.掌握普通機(jī)床電氣控制電路的組成、工作過程及工作原理。應(yīng)會(huì)1.掌握普通機(jī)床電氣控制電路的調(diào)試方法。2.學(xué)會(huì)排除普通機(jī)床電氣控制電路常見的電氣故障。項(xiàng)目2

機(jī)床電氣控制機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社任務(wù)2.3Z3040型搖臂鉆床的電氣控制項(xiàng)目2

機(jī)床電氣控制機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【新課導(dǎo)入】

1.簡略復(fù)習(xí)教材“任務(wù)2.2”的內(nèi)容。2.簡略介紹本次課（任務(wù)2.3）的主要教學(xué)內(nèi)容與3學(xué)時(shí)的教學(xué)安排。

一、搖臂鉆床的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式

鉆床是一種專門進(jìn)行孔加工的機(jī)床，主要用于鉆孔，還可以進(jìn)行擴(kuò)孔、鉸孔和攻絲等。鉆床的主要類型有：臺(tái)式鉆床、立式鉆床、臥式鉆床、深孔鉆床和多軸鉆床等，搖臂鉆床是立式鉆床中的一種，可用于加工大中型工件。Z3040型搖臂鉆床的搖臂松開→升降→夾緊功能，是由電氣－液壓－機(jī)械裝置來實(shí)現(xiàn)的，因此其電氣控制電路有一定的特點(diǎn)。Z3040型搖臂鉆床型號(hào)的含義為：

【基礎(chǔ)知識(shí)】搖臂鉆床機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社一、搖臂鉆床的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式

搖臂鉆床的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-8所示，其主要結(jié)構(gòu)包括底座、內(nèi)外立柱、搖臂、主軸箱和工作臺(tái)。加工時(shí)，工件可裝在工作臺(tái)上，如工件體積較大，也可直接裝在底座上；鉆頭裝在主軸上并由主軸驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，由于其加工的特點(diǎn)，要求主軸有較寬的調(diào)速范圍。主軸箱裝在搖臂上，可沿?fù)u臂的水平導(dǎo)軌作徑向移動(dòng)；搖臂的一端為套筒，套在外立柱上，由搖臂升降電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)沿外立柱上下移動(dòng)；而外立柱則套在內(nèi)立柱上，可繞內(nèi)立柱作360°回轉(zhuǎn)。因此，搖臂鉆床鉆頭的位置很容易在三維空間的各個(gè)方向上進(jìn)行調(diào)整，以方便加工各種大中型工件。由此可見，搖臂鉆床的主運(yùn)動(dòng)是主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為主軸的縱向（垂直）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；而輔助運(yùn)動(dòng)包括：①主軸箱沿?fù)u臂導(dǎo)軌的徑向移動(dòng)；②搖臂沿外立柱的垂直移動(dòng)；③搖臂和外立柱一起繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社一、搖臂鉆床的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式(P55)圖2-8Z3040型搖臂鉆床結(jié)構(gòu)示意圖

P55機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社二、搖臂鉆床的電力拖動(dòng)形式和控制要求

由以上對(duì)搖臂鉆床機(jī)械運(yùn)動(dòng)的分析可見，搖臂鉆床的運(yùn)動(dòng)部件較多，為簡化傳動(dòng)裝置，也是采用多臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，一般有：主電動(dòng)機(jī)、搖臂升降電動(dòng)機(jī)、液壓泵電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)。搖臂鉆床對(duì)電力拖動(dòng)及控制、保護(hù)的具體要求是：⒈搖臂鉆床的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)均為主軸的運(yùn)動(dòng)，所以均由一臺(tái)主軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，由機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)主軸的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給。主軸的變速和反轉(zhuǎn)均由機(jī)械方法實(shí)現(xiàn)，所以主軸電動(dòng)機(jī)不需要反轉(zhuǎn)和調(diào)速，也沒有降壓起動(dòng)的要求。⒉搖臂（包括裝在搖臂上的主軸箱）沿外立柱上下移動(dòng)，是由一臺(tái)搖臂升降電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)絲桿正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的，只有一些小型的搖臂鉆床才靠人力搖動(dòng)絲桿升降搖臂。搖臂升降電動(dòng)機(jī)要求能夠正反轉(zhuǎn)，直接起動(dòng)。

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⒊在加工位置調(diào)整好以后，在進(jìn)行鉆孔加工時(shí)，需要把主軸箱夾緊在搖臂上，搖臂夾緊在外立柱上。主軸、搖臂和立柱的松緊，是由液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，因此還需要一臺(tái)液壓泵電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)液壓泵。與搖臂升降電動(dòng)機(jī)一樣，液壓泵電動(dòng)機(jī)也要求能夠正反轉(zhuǎn)，直接起動(dòng)。⒋由一臺(tái)冷卻泵電動(dòng)機(jī)提供冷卻液。⒌各部分電路及電路之間需要

有常規(guī)的電氣保護(hù)和聯(lián)鎖環(huán)節(jié)。

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Z3040搖臂鉆床電氣控制電路分析

Z3040型搖臂鉆床是在Z35型的基礎(chǔ)上進(jìn)行更新的系列產(chǎn)品，其電氣控制電路有多種形式，圖2-9是其中一種常見的電路，電器位置圖見圖2-10，電氣元件的明細(xì)表見表2-11。

(P58)圖2-10Z3040型搖臂鉆床電氣元件的位置圖機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社(P57)圖2-9Z3040型搖臂鉆床電氣原理圖

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Z3040搖臂鉆床電氣控制電路分析

㈠主電路

三相電源由QS1引入，由FU1作全電路的短路保護(hù)。M1為主軸電動(dòng)機(jī)，由KM1控制，根據(jù)前述的電力拖動(dòng)要求，M1直接起動(dòng)，單向旋轉(zhuǎn)。M2和M3分別為搖臂升降電動(dòng)機(jī)和液壓泵電動(dòng)機(jī)，分別由KM2和KM3、KM4和KM5控制正反轉(zhuǎn)。M4為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，直接由轉(zhuǎn)換開關(guān)QS2控制。M1和M3分別由KR1、KR2作過載保護(hù)，M2是短時(shí)工作制，M4則由于容量較小，所以均不需要過載保護(hù)。

㈡控制電路

控制變壓器TC將380V電源降壓為127V，作為控制電路的工作電壓。Z3040型搖臂鉆床電路M1、M4的控制比較

簡單，讀者完全可以自行分析，下面主要介紹M2和M3、YV的控制原理：機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社三、

Z3040搖臂鉆床電氣控制電路分析

⒈搖臂升降的控制

Z3040型搖臂鉆床搖臂的升降由M2作動(dòng)力，SB3和SB4分別為搖臂升、降的點(diǎn)動(dòng)按鈕（裝在主軸箱的面板上，其安裝位置可見圖1-13），由SB3、SB4和KM2、KM3組成具有雙重互鎖的M2正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制電路。因?yàn)閾u臂平時(shí)是夾緊在外立柱上的，所以在搖臂升降之前，先要把搖臂松開，再由M2驅(qū)動(dòng)升降；搖臂升降到位后，再重新將它夾緊。而搖臂的松、緊是由液壓系統(tǒng)完成的：在電磁閥YV線圈通電吸合的條件下，液壓泵電動(dòng)機(jī)M3正轉(zhuǎn)，正向供出壓力油進(jìn)入搖臂的松開油腔，推動(dòng)松開機(jī)構(gòu)使搖臂松開，搖臂松開后，行程開關(guān)SQ2動(dòng)作、SQ3復(fù)位；若M3反轉(zhuǎn)，則反向供出壓力油進(jìn)入搖臂的夾緊油腔，推動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)使搖臂夾緊，搖臂夾緊后，行程開關(guān)SQ3動(dòng)作、SQ2復(fù)位。由此可見：搖臂升降的電氣控制是與松緊機(jī)構(gòu)液壓－機(jī)械系統(tǒng)（M3與YV）的控制配合進(jìn)行的。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社三、

Z3040搖臂鉆床電氣控制電路分析

下面就以搖臂的上升為例，用流程圖分析控制的全過程：

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Z3040搖臂鉆床電氣控制電路分析

搖臂的下降由SB4控制KM3→M2反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，其過程可自行分析。時(shí)間繼電器KT的作用是在搖臂升降到位、M2停機(jī)后，延時(shí)1～3s再起動(dòng)M3將搖臂夾緊，其延時(shí)時(shí)間視從M2停機(jī)到搖臂靜止的時(shí)間長短而定。KT為斷電延時(shí)類型，在進(jìn)行電路分析時(shí)應(yīng)注意。

如上所述，搖臂松開由行程開關(guān)SQ2發(fā)出信號(hào)，而搖臂夾緊后由行程開關(guān)SQ3發(fā)出信號(hào)。如果夾緊機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障，搖臂夾不緊；或者因SQ3的位置安裝不當(dāng)，在搖臂已夾緊后SQ3仍不能動(dòng)作，則SQ3的動(dòng)斷觸點(diǎn)(1-17)長時(shí)間不能斷開，使液壓泵電動(dòng)機(jī)M3出現(xiàn)長期過載，因此M3須由熱繼電器FR2進(jìn)行過載保護(hù)。

搖臂升降的限位保護(hù)由行程開關(guān)SQ1實(shí)現(xiàn)，SQ1有

兩對(duì)動(dòng)斷觸點(diǎn)：SQ1-1(5-6)實(shí)現(xiàn)上限位保護(hù)，SQ1-2(7-6)

實(shí)現(xiàn)下限位保護(hù)。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社三、

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⒉主軸箱和立柱松、緊的控制

主軸箱和立柱的松、緊是同時(shí)進(jìn)行的，SB5和SB6分別為松開與夾緊控制按鈕，由它們點(diǎn)動(dòng)KM4、KM5→控制M3的正、反轉(zhuǎn)，由于SB5、SB6的動(dòng)斷觸點(diǎn)(17-20-21)串聯(lián)在YV線圈支路中。所以在操作SB5、SB6點(diǎn)動(dòng)M3的過程中，電磁閥YV不吸合，液壓泵供出的壓力油進(jìn)入主軸箱和立柱的松開、夾緊油腔，推動(dòng)松、緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)主軸箱和立柱的松開、夾緊。同時(shí)由行程開關(guān)SQ4控制指示燈發(fā)出信號(hào)：主軸箱和立柱夾緊時(shí)，SQ4動(dòng)作，其動(dòng)斷觸點(diǎn)(201-202)斷開而動(dòng)合觸點(diǎn)(201-203)閉合，指示燈HL1滅HL2亮；反之，在松開時(shí)SQ4復(fù)位，HL1亮而HL2滅。HL3為主軸旋轉(zhuǎn)指示燈。

㈢輔助電路

包括照明和信號(hào)指示電路。照明電路的工作電壓為安全電壓36V，信號(hào)指示燈的工作為6V，均由控制變壓器TC提供。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社