第4章典型的機床控制線路

“電氣控制技術(shù)”

電子課件第4章典型的機床控制線路分析重點：認識臥式車床、平面磨床、搖臂鉆床、萬能銑床、臥式鏜床、組合機床等生產(chǎn)機械結(jié)構(gòu)和電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成，熟悉控制要求，為設(shè)備設(shè)計打下一定基礎(chǔ)；難點：學(xué)會分析電氣設(shè)備中各種電動機起動、制動過程和各種輔助電路的工作原理，掌握常用控制技術(shù)設(shè)計方法。第4章典型的機床控制線路分析4.1臥式車床的電氣控制線路4.1.1概述4.1.2CM6132普通車床的電氣控制線路分析(1)CM6132車床的特點(2)主軸控制

①主軸電動機正、反向旋轉(zhuǎn)控制。②主軸電動機的停機制動控制。③主軸的變速控制。車床CM6132型臥式車床電氣控制線路(3)電氣控制線路的保護1）聯(lián)鎖環(huán)節(jié)；2）保護環(huán)節(jié)；3）信號顯示電路；4）照明電路4.1.3C650普通車床的電氣控制線路分析CW6136型臥式車床電氣控制線路4.2組合機床的電氣控制電路4.2.1概述組合機床用途：進行多軸、多刀具、多面、多工位同時加工，適用于大批量產(chǎn)品加工。 組合機床構(gòu)成：通用部件、動力部件（動力頭和滑臺），支撐部件、（滑坐、床身、立柱），輸送部件（回轉(zhuǎn)臺、機械手等零件和產(chǎn)品的輸送裝置）。 控制系統(tǒng)：多用機械、液壓、氣動和電氣控制相結(jié)合的控制方式。 動力頭：能同時完成切削和進給運動的動力裝置（部件）。 動力滑臺：只完成進給運動的動力裝置（部件），有液壓和機械兩種結(jié)構(gòu)形式。4.2.2機械動力滑臺控制電路圖4.2機械動力滑臺控制電路(1)滑臺原位停止(2)滑臺快進(3)滑臺工進(4)滑臺反向工進(5)滑臺快退4.2.3液壓動力滑臺控制電路(1)具有一次性工作進給的液壓滑臺電氣控制電路（如圖4.3所示）圖4.3一次性工作進給的液壓滑臺電氣控制電路(2)二次工作進給控制電路4.3磨床電氣控制線路用途：以高速砂輪對工件進行磨削加工（精密加工機床） 特點：①可加工硬質(zhì)材料②加工精度高，光潔度高 分類：平面磨、外圓磨、內(nèi)圓磨、無心磨等。 本節(jié)講述M7130平面磨床：結(jié)構(gòu)特點，臥軸矩形工作臺。磨床4.3.1M7130平面磨床主要結(jié)構(gòu)及運動形式1主要結(jié)構(gòu)：立柱、滑座、砂輪箱（磨頭）、電磁吸盤、工作臺、床身。2運動形式主運動：砂輪的旋轉(zhuǎn)運動，線速度30~50米/秒。進給運動：工作臺在床身導(dǎo)軌上的直線往復(fù)運動；磨頭（砂輪箱）在滑座立柱上做橫向和垂直直線運動；采用液壓驅(qū)動，可平滑調(diào)速。拖動方式：主軸電動機拖動砂輪旋轉(zhuǎn)，液壓泵電動機拖動工作臺進給，冷卻泵電動機。3控制要求①各電動機均為單向運轉(zhuǎn)。②起動順序：先冷卻泵、后主軸或同時通電。③保護：電磁吸盤欠壓保護、短路、過載、零壓等。④工件去磁M7130型平面磨床電氣控制原理3液壓冷卻4.3.2M7130主電路分析M7130平面磨床控制電路分類：電動機控制、電磁吸盤直流供電、工作照明等部分。1、電動機控制電路 ①砂輪及冷卻泵電動機（M1和M2）的主電路：XS1連接冷卻泵插接頭，接上時，KM1同時控制M1、M2起停。熱繼電器FR1、FR2作過載保護。 ②液壓泵電動機M3的主電路：KM2控制M3的起停。熱繼電器FR3作過載保護。34.3.3M7130控制電路分析③砂輪及冷卻泵電動機（M1和M2）的控制電路：在各臺電動機不過載（FR1~FR3），以及電磁吸盤通電吸附時，電流繼電器KA為動態(tài)。SB1、SB2、KM1構(gòu)成M1、M2起?？刂齐娐?SB1為常閉觸點)。 插頭XS3用于磨床調(diào)整時，在電磁吸盤不工作，過流繼電器KA常開觸點不工作時，插入XS3使各臺電動機動作。④液壓泵電動機M3的控制電路：SB3、SB4、KM2構(gòu)成液壓泵電動機M3起?？刂齐娐?。2電磁吸盤控制電路①工件吸持：轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1的1、3點接通，電磁吸盤CT線圈通電，電流繼電器KA為動態(tài)，允許電動機控制電路工作。 ②去工件：轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1的1、2點接通，電磁吸盤CT經(jīng)R2（限流）通入反向電流，吸盤及工件去磁，然后將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1扳回0位（中間）。搬去工件后，必要時，還可以用交流去磁器對工件進一步去磁。 ③欠流保護：電磁吸盤線圈電流過?。ㄎο陆担㎏A復(fù)位，其常開觸點斷開，KM1、KM2線圈斷電，砂輪及液壓泵停止工作。④其他保護：R1、C用作阻容吸收裝置，用作過壓保護；R3用于CT的續(xù)流保護。4.4搖臂鉆床電氣控制線路 鉆床的用途：鉆孔、擴孔、鏜孔、絞孔、攻絲等機械加工。 搖臂鉆床的用途：主要用于加工大、中型零件。 Z3040搖臂鉆床簡介：最大鉆孔直徑400mm、跨距1200mm。搖臂鉆床的構(gòu)成（機械結(jié)構(gòu)示意）：底座、立柱（內(nèi)、外）、搖臂、主軸箱、主軸、工作臺（固定工件）。（外形圖）機械運動：主運動：主軸帶動鉆頭刀具作旋轉(zhuǎn)運動。（主電動機M1驅(qū)動） 進給運動：主軸的上、下進給運動（主電動機M1驅(qū)動） 輔助運動：①外立柱和搖臂繞內(nèi)立柱作回轉(zhuǎn)運動（手動）②搖臂沿外立柱作升降運動（升降電動機M2驅(qū)動）③主軸箱沿搖臂水平移動（手動）④夾緊與放松運動，外立柱與內(nèi)立柱、搖臂與外立柱、主軸箱與搖臂間的（液壓驅(qū)動，電動機M3拖動）。搖臂鉆床4.4.1搖臂鉆床的液壓原理液壓泵采用雙向定量泵。接觸器KM4、KM5控制液壓泵電機M3的正、反轉(zhuǎn)。電磁換向閥YV的電磁鐵YA用于選擇夾緊、放松的對象。電磁鐵YA線圈不通電時，電磁換向閥YV工作在左工位，同時實現(xiàn)主軸箱和立柱的夾緊與放松。電磁鐵YA線圈通電時，電磁換向閥YV工作在右工位，實現(xiàn)搖臂的夾緊與放松。

4.4搖臂鉆床電氣控制線路控制要求：1、主軸的控制主軸由機械摩擦片式離合器實現(xiàn)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及調(diào)速的控制。2、搖臂升降過程：放松→升/降→夾緊a.搖臂在完全放松狀態(tài)下壓下放松位置開關(guān)SQ2；b.做升/降運動；c.升降完畢與夾緊之間加入1~3S的時間延時，以克服慣性；d.升降完畢后，做夾緊運動，完全夾緊，壓下夾緊位置開關(guān)SQ3，搖臂升降過程結(jié)束。位置開關(guān)SQ1用于升降限位保護。3、工作狀態(tài)指示HL1、HL2用于主軸箱和立柱的夾緊、放松工作狀態(tài)指示HL3用于主軸電動機運轉(zhuǎn)工作狀態(tài)指示。Z3040搖臂鉆床控制線路4.4.2搖臂鉆床電氣控制主電路主電動機M1：KM1單向起停控制。搖臂升降M2：KM2、KM3，正反轉(zhuǎn)控制。液壓泵機M3：KM4、KM5，正、反轉(zhuǎn)（夾/松）控制。冷卻泵M4：組合開關(guān)SA1單向手動控制。4.4.3搖臂鉆床電氣控制電路主電動機控制：SB1、SB2、KM1構(gòu)成主軸電動機的起?？刂齐娐?，HL3用作運行指示。搖臂上升過程分析（夾緊時壓下SQ3）:按下SB3→KT通電→電磁閥YA線圈通電、KM4線圈通電→液壓泵電機M3正轉(zhuǎn)、壓力油進入搖臂夾緊油缸右腔→搖臂松開→壓下ＳQ2→KM4線圈斷電→M3停止放松（此時SQ3恢復(fù)為常態(tài)，YA線圈仍通電）。壓下的ＳQ2→KM2線圈通電→搖臂升降電機M2正轉(zhuǎn)→搖臂上升→升至需要高度時，松開SB3或搖臂壓下限位開關(guān)SQ1時→KT線圈斷電延時、KM2線圈斷電→M2停止上升。KT線圈斷電延時1~3S→KM5線圈通電→液壓泵電機M3反轉(zhuǎn)→搖臂夾緊→壓下SQ3→KM5、YA線圈斷電→M3停止。夾緊完畢，搖臂上升的全部過程結(jié)束。4.4.2搖臂鉆床電氣控制電路主軸箱與搖臂,外立柱與內(nèi)立柱間的夾緊、松開（兩者同時進行）：松開：按下SB5→KM4線圈通電→液壓泵電動機M3正轉(zhuǎn)，電磁鐵YA線圈不通電，泵入的壓力油進入主軸箱和立柱液壓缸右腔→主軸箱和立柱同時松開→直至位置開關(guān)SQ4復(fù)位→HL1作松開狀態(tài)指示，此時松開按鈕SB5，放松過程結(jié)束。夾緊：按下SB6→KM5線圈通電→液壓泵電動機M3反轉(zhuǎn)、YA線圈不通電，泵入的壓力油進入主軸箱和立柱液壓缸左腔→主軸箱和立柱同時夾緊→直至壓下位置開關(guān)SQ4→HL2作夾緊狀態(tài)指示，此時，松開按鈕SB6，夾緊過程結(jié)束。4.5萬能銑床電氣控制線路用途：銑削平面、斜面和加工溝槽。分類：立銑、臥銑、龍門銑、仿形銑、專用銑床。常用的臥式萬能銑床型號：X62W、改進型XA6132。XA6132是在X62W型萬能銑床的基礎(chǔ)上增設(shè)電磁鐵離合器抱閘制動，其他機械結(jié)構(gòu)相同及電氣控制電路基本相同。4.5.1XA6132萬能銑床簡介XA6132萬能銑床的構(gòu)成：床身、懸梁、刀桿支架、升降臺。主運動：主軸電動機驅(qū)動主軸帶動刀具作順銑、逆銑，轉(zhuǎn)動方向手動預(yù)選。為了換刀方便，主軸采用電磁離合器制動。為了主軸和進給機械變速后的齒輪嚙合，采用瞬時變進沖動。升降式工作臺進給運動（進給電動機驅(qū)動）：工作臺帶工件作快進、工進運動。升降臺的構(gòu)成：矩形（直線運動）、圓形（圓弧運動）兩層結(jié)構(gòu)。矩形工作臺的六個運動方向和圓工作臺的旋轉(zhuǎn)運動要求互鎖，任何時刻，只允許存在一種運動形式的一個方向運動。為了避免打刀（安全），要求有先做主軸旋轉(zhuǎn)，然后工件進給的順序控制。銑床XA6132型萬能銑床電氣原理4.5.2萬能銑床控制線路分析 XA6132臥式萬能銑床控制線路可分為主電路、控制電路、直流電路、照明電路等部分。1、主電路①中間繼電器KA3控制冷卻泵電動機M1。②KM1、KM2控制主軸電動機M2正、反轉(zhuǎn)。③KM3、KM4控制進給電動機M3正、反轉(zhuǎn)。其他，還有短路、過載保護器件。2、主軸及冷卻泵電動機控制主軸：主軸在加工前，由選擇開關(guān)SA4選擇主軸電動機M2的轉(zhuǎn)動方向（順、逆銑）。①起停：SB1、SB2及SB3、SB4和KA1用以實現(xiàn)主軸電動機M2的兩地起?？刂疲瑑商灼鹜？刂瓢粹o分別裝在銑床正面和側(cè)面操作板上。停車時SB1、SB2的常開觸點閉合，使主軸制動電磁離合器的電磁鐵YB線圈通電，同時電磁線圈YC2通電，接通工作臺快速進給傳動鏈，此時進給電動機M3斷電，工作臺快停（順控要求），實現(xiàn)主軸電動機迅速停車制動。②上刀制動：轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2常開觸點閉合，電磁離合器電磁鐵YB線圈通電，實現(xiàn)上刀制動。③主軸變速沖動：主軸電動機（M2）在轉(zhuǎn)動過程中，拉出主軸變速手柄時，位置開關(guān)SQ5動作，KM1或KM2線圈斷電、主軸電動機（M2）停止轉(zhuǎn)動，主軸變速手柄在復(fù)位過程中，壓下SQ5、KM1或KM2線圈通電，M2作瞬時正或反向變速沖動。反復(fù)推拉變速手柄，直至手柄放回原位，齒輪嚙合為止。冷卻泵：轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1→中間繼電器KA3線圈通電→冷卻泵電動機M1轉(zhuǎn)動。3、工作臺進給控制①傳動方式及控制特點 工作臺矩形直線運動和圓形圓弧運動的機械傳動鏈如上圖所示。（1）矩形工作臺的直線運動：運動方向（三維空間）：縱向（左右）、橫向（前后）、升降（上、下）。操縱方法：縱向操縱手柄，左、0、右（3工位）位置。十字操縱手柄（兩個機械聯(lián)動），前、上、0、下、后（5工位）位置。（2）圓形工作臺的圓弧旋轉(zhuǎn)運動：矩形工作臺的縱向操縱手柄和十字操縱手柄均在0位時，通過操作轉(zhuǎn)換開關(guān)SA3控制圓形工作臺的圓弧旋轉(zhuǎn)運動。矩形工作臺的三維空間6個方向的直線運動和圓形工作臺的圓弧運動要互鎖。每個時刻只允許有一個運動方向。②矩形工作臺的縱向進給（3）主軸與進給順序控制 KA2常開觸點并聯(lián)KA1常開觸點作順序控制，KA2用做工作臺快進控制。（4）工作臺選擇選擇開關(guān)SA3常態(tài)為矩形工作臺，動態(tài)為圓形工作臺操作狀態(tài)。②矩形工作臺的縱向進給：（SA3在常態(tài)） 縱向操縱手柄向右，接通縱向機械傳動鏈并壓下位置開關(guān)SQ1；操縱手柄向左，接通縱向機械傳動鏈并壓下位置開關(guān)SQ2；操縱手柄在中間0位為停止?fàn)顟B(tài)?？刂齐娐贩治觯?手柄向右壓下SQ1→電流過SQ6、SQ4、SQ3、SA3的常閉觸點和SQ1的常開動合觸點使KM3線圈通電→工作臺進給電動機M3正轉(zhuǎn)，拖動工作臺向左進給。 手柄回到0位→SQ1常開觸點斷開→KM3線圈斷電→M3停轉(zhuǎn)。 手柄向左→壓下SQ2→KM4線圈通電，工作臺進給電動機M3反轉(zhuǎn)。拖動工作臺向右進給?？刂齐娏鞯谋亟?jīng)路徑SQ3、SQ4、SA3的常閉觸點，滿足了互鎖要求。工作臺移動到終點，終點檔鐵撞擊手柄的凸起部分可使其返回中間位置，實現(xiàn)終點停車。③矩形工作臺的升降和橫向運動機械傳動：十字操縱手柄。前、后位置溝通橫向機械傳動鏈。上、下位置接通垂直機械傳動鏈。電氣控制：十字手柄向下和右（后）壓下位置開關(guān)SQ3，上和左（前）壓下位置開關(guān)SQ4。 壓下SQ3時，控制電流經(jīng)SA3、SQ1、SQ2常閉觸點和SQ3動合的常開觸點使KM3線圈通電，進給電動機M3正轉(zhuǎn)，通過相應(yīng)的機械傳動鏈，驅(qū)動矩形工作臺向下或向右運動。 壓下SQ4時，控制電流經(jīng)SA3、SQ1、SQ2常閉觸點和SQ4動合的常開觸點使KM4線圈通電，進給電動機M3正轉(zhuǎn)，矩形工作臺向上或向左運動。 互鎖：矩形工作臺的垂直和橫向運動中，SA3、SQ1、SQ2常閉觸點的閉合條件要求縱向手柄在0位及SA3選擇矩形工作臺，否則橫向和垂直運動無法進行。 安放在床身上的限位檔鐵，能使十字手柄自動返回0位。實現(xiàn)橫向、垂直的終點停車。④矩形工作臺的快移運動在進給運動狀態(tài)下（KM3或KM4常開觸點閉合），按下SB5或SB6（兩地快進控制）→KA2線圈通電→快移電磁鐵YC2線圈通電，接通快移機械傳動鏈，實現(xiàn)矩形工作臺快速移動。松開SB5或SB6→YC1線圈通電、YC2線圈斷電，工作臺改進為工進。⑤圓形工作臺的回轉(zhuǎn)運動 矩形工作臺各個操作手柄在0位，電動機溝通圓形工作臺回轉(zhuǎn)機械傳動鏈。SA3在動態(tài)→電流經(jīng)SQ6、SQ4、SQ3、SQ1、SQ2的常閉觸點和SA3動合觸點→使KM3線圈通電→進給電動機M3正轉(zhuǎn)，圓形工作臺工步回轉(zhuǎn)。 互鎖分析：SQ1~SQ4常閉觸點閉合的條件是縱向和十字手柄均在0位。⑥工作臺的變速沖動 變速手輪在復(fù)位的過程中，瞬時壓動位置開關(guān)SQ6→使KM3線圈瞬時通電（其電流經(jīng)過SA3，SQ1~SQ4常閉觸點，目的是變速時各手柄均在零位，SA3選圓形工作臺）→電動機M3做變速沖動（蠕動）。4.6T68臥式鏜床電氣控制線路用途：鏜孔（加工精確的孔）分類：臥式鏜床，坐標鏜床，專用鏜床4.6.1T68臥式鏜床簡介 1、構(gòu)成：床身，前立柱，鏜頭架，工作臺，后立柱，尾架。T68臥式鏜床外形2、運動形式主運動：鏜桿和花盤的旋轉(zhuǎn)運動。鏜床T68臥式鏜床電氣控制線路進給運動：

*鏜桿（主軸）的進出運動，運動速度（工、快進）。

*花盤刀具溜板徑向運動（工步）。

*工作臺水平位移（前后、左右），移動速度（工進，快進）。

*其他：

鏜頭架和尾架的上下移動（工，快進）。

互鎖要求：主軸（鏜桿）進給運動和工作臺水平移動的互鎖（兩者只能取一）。

3、控制要求：

(1)主電動機：采用雙速電動機的變極調(diào)速，驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)運動和進給運動。

(2)主電動機的變速沖動。(3)快移驅(qū)動電動機M2，2.2KW。4.6.1T68臥式鏜床簡介

T68臥式鏜床控制電路1、主電動機M1（雙速電動機）：KM1、KM2用于正、反轉(zhuǎn)控制。KM3用于低速△形連接KM4、KM5用于高速YY連接高、低速轉(zhuǎn)動時，KM3，KM5均可使YB（電磁抱閘）通電松開抱閘制動。2、快速移動電動機M2：KM6、KM7