工廠電氣控制設(shè)備張曉娟第3章

3.1機(jī)床電氣原理圖的識(shí)讀3.2普通車(chē)床的電氣控制

3.3磨床的電氣控制

3.4銑床的電氣控制

3.5鉆床的電氣控制

3.6鏜床的電氣控制

3.7組合機(jī)床的電氣控制

3.8*數(shù)控車(chē)床的電氣控制

3.9*數(shù)控銑床的電氣控制

習(xí)題與練習(xí)第3章常用機(jī)床的電氣控制3.1機(jī)床電氣原理圖的識(shí)讀1．閱讀相關(guān)技術(shù)資料2．識(shí)讀主電路

4步進(jìn)行（1）看電路及設(shè)備的供電電源（2）分析主電路共用了幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)（3）分析各臺(tái)電動(dòng)機(jī)的工作狀況（4）了解電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)哪些控制電路到達(dá)電源3．識(shí)讀控制電路（1）弄清控制電路的電源電壓。（2）按布局順序從左到右依次搞清輔助電路各條支路如何控制主電路。（3）分析出控制電路的動(dòng)作過(guò)程。4．識(shí)讀輔助電路3.2普通車(chē)床的電氣控制3.2.1臥式車(chē)床的結(jié)構(gòu)及工作要求1—進(jìn)給箱；2—掛輪箱；3—主軸變速箱；4—拖板與刀架；5—溜板箱；6—尾架；7—絲桿；8—光杠；9—床身

圖3.1普通臥式車(chē)床外形圖3.2.2電力拖動(dòng)與控制要求要求：（1）主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)從經(jīng)濟(jì)性考慮一般選用籠型異步電動(dòng)機(jī)，選用機(jī)械調(diào)速，主拖電動(dòng)機(jī)與主軸間使用齒輪變速箱連接。（2）在車(chē)削加工時(shí)，為防止因溫度升高造成刀具的損壞，需要增加一臺(tái)冷卻泵。它與主電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)順序上分先后。應(yīng)在主電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后起動(dòng)，并在冷卻電動(dòng)機(jī)不能提供冷卻液時(shí)，不允許主電動(dòng)機(jī)工作。冷卻電動(dòng)機(jī)為單方向旋轉(zhuǎn)。（3）為了車(chē)削螺紋，主軸要求能正反轉(zhuǎn)。要求：（3）為了車(chē)削螺紋，主軸要求能正反轉(zhuǎn)。（4）主電動(dòng)機(jī)可采用直接起動(dòng)或Y-△起動(dòng)，停車(chē)要求快速，以節(jié)省時(shí)間，一般可采用機(jī)械或電氣制動(dòng)。（5）為實(shí)現(xiàn)溜板箱的快速移動(dòng)，由單獨(dú)的快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，采用點(diǎn)動(dòng)控制。（6）控制線路應(yīng)有必要的保護(hù)措施與安全的局部照明電路。3.2.3CA6140臥式車(chē)床電氣控制系統(tǒng)分析3.3磨床的電氣控制3.3.1磨床結(jié)構(gòu)及工作要求1—床身；2—工作臺(tái)；3—電磁吸盤(pán)；4—砂輪箱；5—砂輪箱橫向移動(dòng)手輪；6—滑座；7—立柱；8—工作臺(tái)換向撞塊；9—工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)換向手柄；10—活塞桿；11—砂輪箱垂直進(jìn)刀手柄

圖3.3M7130平面磨床的結(jié)構(gòu)示意圖3.3.2電力拖動(dòng)與控制要求（1）砂輪電動(dòng)機(jī)、液壓泵電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)都只要求單方向旋轉(zhuǎn)。（2）冷卻泵電動(dòng)機(jī)隨砂輪電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)而運(yùn)轉(zhuǎn)，但冷卻泵電動(dòng)機(jī)不需要時(shí)，可單獨(dú)斷開(kāi)。（3）具有電磁吸盤(pán)吸持工件、松開(kāi)工件，并使工件去磁的控制環(huán)節(jié)。。電力拖動(dòng)與控制要求（4）保證在使用電磁吸盤(pán)的正常工作時(shí)和不使用電磁吸盤(pán)在調(diào)整機(jī)床工作時(shí)都能開(kāi)動(dòng)機(jī)床各電動(dòng)機(jī)。但在使用電磁吸盤(pán)的工作狀態(tài)時(shí)，必須保證電磁吸盤(pán)吸力足夠大時(shí)，才能開(kāi)動(dòng)機(jī)床各電動(dòng)機(jī)。（5）設(shè)有短路保護(hù)，過(guò)載保護(hù)，零壓保護(hù)和電磁盤(pán)的欠流保護(hù)和過(guò)電壓保護(hù)。（6）必要的照明與指示信號(hào)。3.3.3平面磨床電氣控制系統(tǒng)分析圖3.4M7130平面磨床的電氣原理圖3.4銑床的電氣控制3.3.1銑床結(jié)構(gòu)及工作要求l－底座；2－進(jìn)給電動(dòng)機(jī)；3－升降臺(tái)；4－進(jìn)給變速手柄及變速盤(pán)；5－溜板；6－轉(zhuǎn)動(dòng)部分；7－工作臺(tái)；8－刀桿支架；9－懸梁；10－主軸；11－主軸變速盤(pán)；12－主軸變速手柄；13－床身；14－主軸電動(dòng)機(jī)

圖3.5X62W臥式萬(wàn)能銑床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖3.4.2電力拖動(dòng)和控制要求銑床主要有三種運(yùn)動(dòng)：主運(yùn)動(dòng)是指主軸帶動(dòng)銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)輔助運(yùn)動(dòng)是指工件與銑刀相對(duì)位置的調(diào)整運(yùn)動(dòng)及工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)有些銑床為擴(kuò)大加工能力而增設(shè)圓工作臺(tái)，在使用圓工作臺(tái)時(shí)，圓工作臺(tái)的上下、左右、前后幾個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)都不允許進(jìn)行。3.4.3X62W萬(wàn)能銑床的電氣控制系統(tǒng)分析圖3.6X62W萬(wàn)能銑床電氣原理圖3.5鉆床的電氣控制3.5.1搖臂鉆床結(jié)構(gòu)及工作要求1—底座；2—工作臺(tái)：3—主軸縱向進(jìn)給；4—主軸旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)；5—主軸；6—搖臂：7—主軸箱沿?fù)u臂徑向運(yùn)動(dòng)；8—主軸箱：9—內(nèi)外立柱：10—搖臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；11—搖臂垂直移動(dòng)

圖3.7Z3040型搖臂鉆床結(jié)構(gòu)3.5.2搖臂鉆床的電力拖動(dòng)和控制要求（1）控制電路設(shè)有總起動(dòng)按鈕和總停止按鈕，便于操作和緊急停車(chē)。（2）采用4臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。分別是主電動(dòng)機(jī)、搖臂升降電動(dòng)機(jī)、液壓泵電動(dòng)機(jī)及冷卻泵電動(dòng)機(jī)。液壓泵電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)液壓泵供壓力油，經(jīng)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)立柱與主軸箱的放松與夾緊及搖臂的放松與夾緊，并與電氣配合實(shí)現(xiàn)搖臂升降與夾緊放松的自動(dòng)控制。由于這4臺(tái)電動(dòng)機(jī)容量較小，故均采用直接起動(dòng)控制。搖臂鉆床的電力拖動(dòng)和控制要求（4）搖臂的移動(dòng)嚴(yán)格按照搖臂松開(kāi)→移動(dòng)→搖臂夾緊的程序進(jìn)行。為此，要求夾緊放松作用的液壓泵電動(dòng)機(jī)與搖臂升降電動(dòng)機(jī)按一定順序起動(dòng)工作，由搖臂松開(kāi)行程開(kāi)關(guān)與夾緊行程開(kāi)關(guān)發(fā)出控制信號(hào)進(jìn)行控制。（5）機(jī)床具有信號(hào)指示裝置，對(duì)機(jī)床的每一主要?jiǎng)幼髯鞒鲲@示，這樣便于操作和維修。（6）搖臂的夾緊放松與搖臂升降按自動(dòng)控制進(jìn)行，而立柱和主軸箱的夾緊放松可以單獨(dú)操作，也可以同時(shí)進(jìn)行。3.5.3Z3040型搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)分析圖3.8為Z3040×16（I）型搖臂鉆床電氣控制電路圖3.6鏜床的電氣控制3.6.1臥式鏜床的結(jié)構(gòu)及工作要求1—床身；2—鏜頭架；3—前立柱；4—平旋盤(pán)；5—鏜軸；6—工作臺(tái)；7—后立柱；8—尾架；9—上溜板；10—下溜板；11—刀具溜板3.6.2T68臥式鏜床電力拖動(dòng)和控制要求（1）機(jī)床的主軸運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)用同一臺(tái)雙速電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)。機(jī)械齒輪變速和電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速相結(jié)合。（2）主軸電動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)及點(diǎn)動(dòng)控制，為實(shí)現(xiàn)快速，準(zhǔn)確停車(chē)應(yīng)有制動(dòng)環(huán)節(jié)。（3）鏜床運(yùn)動(dòng)部件較多，應(yīng)有必要的連鎖和保護(hù)措施，采用機(jī)械手柄與電氣開(kāi)關(guān)聯(lián)動(dòng)的控制方式。（4）為保證變速后齒輪的良好嚙合，主軸變速和進(jìn)給變速時(shí)主軸電動(dòng)機(jī)應(yīng)設(shè)有低速?zèng)_動(dòng)環(huán)節(jié)。（5）應(yīng)有快速移動(dòng)電機(jī)拖動(dòng)各進(jìn)給部分快速移動(dòng)，節(jié)約工件加工時(shí)間。3.6.3T68臥式鏜床電電氣控制分析圖3.10T68臥式鏜床電氣控制電路3.7組合機(jī)床的電氣控制3.7.1組合機(jī)床結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)形式1—左電動(dòng)機(jī)；2—左變速箱；3—油缸；4—右變速箱；5—右電動(dòng)機(jī)；6—滑臺(tái)；7—工件；8—夾具；9底座圖3.11組合機(jī)床結(jié)構(gòu)圖3.7.2組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng)分析1．機(jī)械動(dòng)力滑臺(tái)的電氣控制圖3.12機(jī)械滑臺(tái)結(jié)構(gòu)及一次工作進(jìn)給工藝示意圖機(jī)械滑臺(tái)具有一次工進(jìn)的電氣控制線路多電動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)的控制電路3.8*數(shù)控車(chē)床的電氣控制3.8.1數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)圖3.15數(shù)控機(jī)床組成結(jié)構(gòu)框圖3.8.2數(shù)控車(chē)床的主要工作情況數(shù)控車(chē)床的機(jī)械部分比同規(guī)格的普通車(chē)床更為緊湊和簡(jiǎn)潔。主軸傳動(dòng)為一級(jí)傳動(dòng)，去掉了普通機(jī)床主軸變速齒輪箱，采用了變頻器實(shí)現(xiàn)主軸無(wú)級(jí)調(diào)速。進(jìn)給移動(dòng)裝置采用滾珠絲桿，傳動(dòng)效率好、精度高、摩擦力小。一般經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床的進(jìn)給均采用步進(jìn)電機(jī)。進(jìn)給電機(jī)的運(yùn)動(dòng)由NC裝置實(shí)現(xiàn)信號(hào)控制。數(shù)控車(chē)床的刀架能自動(dòng)轉(zhuǎn)位。換刀電機(jī)有步進(jìn)、直流和異步電機(jī)之分，這些電動(dòng)刀架的旋轉(zhuǎn)、定位均由NC數(shù)控裝置發(fā)出信號(hào)，控制其動(dòng)作。而其他的冷卻、液壓等電氣控制跟普通機(jī)床差不多?，F(xiàn)以CK0630型數(shù)控車(chē)床為例說(shuō)明普通數(shù)控車(chē)床的電氣控制線路的原理。3.8.3數(shù)控車(chē)床電氣控制線路圖3.16數(shù)控車(chē)床電氣組成總框圖數(shù)控車(chē)床電氣控制線路原理圖1．?dāng)?shù)控系統(tǒng)（a）開(kāi)關(guān)量輸入接口原理（b）開(kāi)關(guān)量輸出接口原理圖3.18數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部I/O接口原理圖主軸編碼器反饋信號(hào)接口P1與軸控制接口P2圖3.19數(shù)控系統(tǒng)編碼器接口P1圖3.20進(jìn)軸和主軸控制信號(hào)接口P2開(kāi)關(guān)量輸入輸出接口P3圖3.21脈沖信號(hào)波形圖圖3.22開(kāi)關(guān)量輸入輸出信號(hào)接口P32．?dāng)?shù)控系統(tǒng)與主軸變頻器信號(hào)連接圖3.23為三菱變頻器原理框圖。數(shù)控系統(tǒng)控制變頻器接線圖數(shù)控系統(tǒng)控制步進(jìn)驅(qū)動(dòng)接線圖數(shù)控系統(tǒng)控制直流電動(dòng)刀架接線原理圖數(shù)控系統(tǒng)控制交流電動(dòng)刀架接線原理圖數(shù)控系統(tǒng)回零信號(hào)接線圈與

數(shù)控系統(tǒng)超程信號(hào)接線圖圖3.28數(shù)控系統(tǒng)回零信號(hào)接線圈圖3.29數(shù)控系統(tǒng)超程信號(hào)接線圖數(shù)控系統(tǒng)控制冷卻泵電機(jī)原理接線圈

3.9*數(shù)控銑床的電氣控制3.9.1數(shù)控銑床系統(tǒng)概述圖3.31數(shù)控銑床電氣結(jié)構(gòu)框圖ZKN型數(shù)控銑床系統(tǒng)接口示意圖數(shù)控系統(tǒng)與步進(jìn)驅(qū)動(dòng)的接口圖數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)關(guān)量輸入接口連線圈開(kāi)關(guān)量輸出接口連接圖3.9.2數(shù)控銑床的電氣控制線路（a）主回路電路原理圖數(shù)控銑床電氣控制線路原理圖1．主軸電機(jī)圖3.38數(shù)控銑床系統(tǒng)與變頻器接口圖2．步進(jìn)電機(jī)數(shù)控控制X、Y、Z三軸的步進(jìn)電機(jī)接口如圖3.39所示。在圖3.39中，數(shù)控系統(tǒng)輸出信號(hào)為低電平有效，而步進(jìn)驅(qū)動(dòng)輸入為高、低電平都可以，因此，數(shù)控系統(tǒng)輸出信號(hào)可接步進(jìn)驅(qū)動(dòng)的對(duì)應(yīng)信號(hào)的負(fù)端，正端統(tǒng)一與系統(tǒng)的+5V端相連，其余信號(hào)——對(duì)應(yīng)相連步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的輸入電源為交流80V（AC80V），輸出端、、、與步進(jìn)電機(jī)相應(yīng)端相連。3．冷卻泵電機(jī)圖3.39數(shù)控系統(tǒng)與步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器（X軸）連接圖習(xí)題與練習(xí)1．判斷題（1）車(chē)床主要用來(lái)車(chē)削外圓、內(nèi)圓、端面、螺紋和定型面，也可用鉆頭、鉸刀等刀具進(jìn)行鉆孔、鏜孔、倒角、割槽及切斷等加工工作。（）（2）銑床不僅可以加工平面、斜面、溝槽等，還可以加工齒輪、螺旋面。（）（3）使用搖臂鉆床時(shí)，搖臂的移動(dòng)要嚴(yán)格按照搖臂松開(kāi)→移動(dòng)→搖臂夾緊的程序進(jìn)行。（）（4）磨床工作臺(tái)裝電磁吸盤(pán)的主要原因是它比機(jī)械固定方式牢固。（）習(xí)題與練習(xí)2