機(jī)床電氣及PLC控制（第三版） 課件 課題6 X62W型萬能銑床的電氣控制

【項(xiàng)目分析】

認(rèn)識普通機(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)動形式、電力拖動的形式與控制要求。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1.掌握普通機(jī)床電氣控制電路的調(diào)試方法。2.學(xué)會排除普通機(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)2.4X62W型萬能銑床的電氣控制項(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)2.3”的內(nèi)容。2.簡略介紹本次課（任務(wù)2.4）的主要教學(xué)內(nèi)容與5～6學(xué)時的教學(xué)安排。

一、銑床的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動形式

銑床可用于加工平面、斜面

和溝槽；如果裝上分度頭，可以

銑切直齒齒輪和螺旋面；如果裝

上圓工作臺，還可以加工凸輪和

弧形槽等。銑床的種類很多，常

用的萬能銑床有X62W型臥式萬

能銑床和X53K型立式萬能銑床，

其電氣控制電路經(jīng)改進(jìn)后兩者通用。X62W型萬能銑床的主要

結(jié)構(gòu)如圖2-11所示。

P64(P64)圖2-11X62W型萬能銑床結(jié)構(gòu)示意圖【基礎(chǔ)知識】銑床機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

一、銑床的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動形式X62W型萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)如圖2-11所示。床身固定于底座上，用于安裝和支承銑床的各部件，在床身內(nèi)還裝有主軸部件、主傳動裝置及其變速操縱機(jī)構(gòu)等。床身頂部的導(dǎo)軌上裝有懸梁，懸梁上裝有刀桿支架。銑刀則裝在刀桿上，刀桿的一端裝在主軸上，另一端裝在刀桿支架上。刀桿支架可以在懸梁上水平移動，懸梁又可以在床身頂部的水平導(dǎo)軌上水平移動，因此可以適應(yīng)各種不同長度的刀桿。床身的前部有豎直導(dǎo)軌，升降臺可以沿導(dǎo)軌上下移動，升降臺內(nèi)裝有進(jìn)給運(yùn)動和快速移動的傳動裝置及其操縱機(jī)構(gòu)等。在升降臺的水平導(dǎo)軌上裝有滑座，可以沿導(dǎo)軌作平行于主軸軸線方向的橫向移動；工作臺又經(jīng)過回轉(zhuǎn)盤裝在滑座的水平導(dǎo)軌上，可以沿導(dǎo)軌作垂直于主軸軸線方向的縱向移動。這樣，緊固在工作臺上的工件，通過工作臺、回轉(zhuǎn)盤、滑座和升降臺，可以在相互垂直的三個方向上實(shí)現(xiàn)進(jìn)給或調(diào)整運(yùn)動。在工作臺與滑座之間的回轉(zhuǎn)盤還可以使工作臺左右轉(zhuǎn)動45°，因此工作臺在水平面上除了可以作橫向和縱向進(jìn)給外，還可以實(shí)現(xiàn)在不同角度的各個方向上的進(jìn)給，用以銑削螺旋槽。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

由此可見，銑床的主運(yùn)動是主軸帶動刀桿和銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，進(jìn)給運(yùn)動包括工作臺帶動工件在水平的縱、橫方向及垂直方向三個方向上的運(yùn)動，輔助運(yùn)動則是工作臺在三個方向上的快速移動。圖2-12所示為銑床幾種主要的加工形式的主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動示意圖。P64圖2-12銑床主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動示意圖一、銑床的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動形式機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社二、銑床的電力拖動形式和控制要求

銑床的主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動各由一臺電動機(jī)拖動，這樣銑床的電力拖動系統(tǒng)一般由三臺電動機(jī)所組成：主軸電動機(jī)、進(jìn)給電動機(jī)和冷卻泵電動機(jī)。主軸電動機(jī)通過主軸變速箱驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)，并由齒輪變速箱變速，以適應(yīng)銑削工藝對轉(zhuǎn)速的要求，電動機(jī)則不需要調(diào)速。由于銑削分為順銑和逆銑兩種加工方式，分別使用順銑刀和逆銑刀，所以要求主軸電動機(jī)能夠正反轉(zhuǎn)，但只要求預(yù)先選定主軸電動機(jī)的轉(zhuǎn)向，在加工過程中則不需要主軸反轉(zhuǎn)。又由于銑削是多刃不連續(xù)的切削，負(fù)載不穩(wěn)定，所以主軸上裝有飛輪，以提高主軸旋轉(zhuǎn)的均勻性，消除銑削加工時產(chǎn)生的振動，這樣主軸傳動系統(tǒng)的慣性較大，因此還要求主軸電動機(jī)在停機(jī)時有電氣制動。進(jìn)給電動機(jī)作為工作臺進(jìn)給運(yùn)動及快速移動的動力，也要求能夠正反轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)三個方向的正反向進(jìn)給運(yùn)動；通過進(jìn)給變速箱，可獲得不同的進(jìn)給速度。為了使主軸和進(jìn)給傳動系統(tǒng)在變速時齒輪能夠順利地嚙合，要求主軸電動機(jī)和進(jìn)給電動機(jī)在變速時能夠點(diǎn)動一下(稱為變速沖動)。三臺電動機(jī)之間還要求有聯(lián)鎖控制，即在主軸電動機(jī)起動之后另兩臺電動機(jī)才能起動運(yùn)行。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社二、銑床的電力拖動形式和控制要求

由此，銑床對電力拖動及其控制有以下要求：⒈銑床的主運(yùn)動由一臺籠型異步電動機(jī)拖動，直接起動，能夠正反轉(zhuǎn)，并設(shè)有電氣制動環(huán)節(jié)，能進(jìn)行變速沖動。⒉工作臺的進(jìn)給運(yùn)動和快速移動均由同一臺籠型異步電動機(jī)拖動，直接起動，能夠正反轉(zhuǎn)，也要求有變速沖動環(huán)節(jié)。⒊冷卻泵電動機(jī)只要求單向旋轉(zhuǎn)。⒋三臺電動機(jī)之間有聯(lián)鎖控制，即主軸電動機(jī)起動之后，才能對其余兩臺電動機(jī)進(jìn)行控制。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【基礎(chǔ)知識】銑床X62W型萬能銑床的電氣控制電路有多種，圖2-13電路是經(jīng)過改進(jìn)的電路，為X62W型臥式和X53K型立式兩種萬能銑床所通用，圖2-14是其電器位置圖。X62W型萬能銑床部分電氣元件見表2-16。

三、

X62W型萬能銑床電氣控制電路分析(P67)

圖2-14X62W型萬能銑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三、

X62W型萬能銑床電氣控制電路分析(P66)圖2-13X62W型萬能銑床電氣原理圖

機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社三、

X62W型萬能銑床電氣控制電路分析

1.主電路

三相電源由電源引入開關(guān)QS1引入，F(xiàn)U1作全電路的短路保護(hù)。主軸電動機(jī)M1的運(yùn)行由接觸器KM1控制，由換相開關(guān)SA3預(yù)選其轉(zhuǎn)向。冷卻泵電動機(jī)M3由QS2控制作單向旋轉(zhuǎn)，但必須在M1起動運(yùn)行之后才能運(yùn)行。進(jìn)給電動機(jī)M2由KM3、KM4實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制。三臺電動機(jī)分別由熱繼電器KR1、KR2、KR3作過載保護(hù)。

⒉控制電路

由控制變壓器TC1提供110V工作電壓，F(xiàn)U4作變壓器二次側(cè)的短路保護(hù)。該電路的主軸制動、工作臺常速進(jìn)給和快速進(jìn)給分別由控制電磁離合器YC1、YC2、YC3實(shí)現(xiàn)，電磁離合器需要的直流工作電壓由整流變壓器TC2降壓后經(jīng)橋式整流器VC提供，F(xiàn)U2、FU3分別作交、直流側(cè)的短路保護(hù)。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【基礎(chǔ)知識】銑床三、

X62W型萬能銑床電氣控制電路分析

1.主軸電動機(jī)M1的控制M1由交流接觸器KM1控制，為操作方便，在機(jī)床的不同位置各安裝了一套啟動和停機(jī)按鈕：SB2和SB6裝在床身上，SB1和SB5裝在升降臺上(見圖2-14)。對M1的控制包括有主軸的啟動、停機(jī)制動、換刀制動和變速沖動。(1)啟動

在啟動前先按照順銑或逆銑的工藝要求，用組合開關(guān)SA3預(yù)先確定M1的轉(zhuǎn)向。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【基礎(chǔ)知識】銑床三、

X62W型萬能銑床電氣控制電路分析1.主軸電動機(jī)M1的控制(2)停機(jī)與制動

制動電

磁離合器YC1裝在主軸傳

動系統(tǒng)與M1轉(zhuǎn)軸相連的第一根傳動

軸上，當(dāng)YC1通電吸合時，將摩擦片

壓緊，對M1進(jìn)行制動。停機(jī)時，應(yīng)

按住SB5或SB6直至主軸停轉(zhuǎn)才能松開，

一般主軸的制動時間不超過0.5s。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社三、

X62W型萬能銑床電氣控制電路分析(3)主軸的變速沖動

主軸的變速是通過改變齒輪的傳動比實(shí)現(xiàn)的。在需要變速時，將變速手柄(見圖2-11)拉出，轉(zhuǎn)動變速盤調(diào)節(jié)所需的轉(zhuǎn)速，然后再將變速手柄復(fù)位。在手柄復(fù)位的過程中，在瞬間壓動了行程開關(guān)SQ1，手柄復(fù)位后，SQ1也隨之復(fù)位。在SQ1動作的瞬間，先由SQ1的動斷觸點(diǎn)(5-7)斷開其他支路，然后動合觸點(diǎn)(1-9)閉合，點(diǎn)動KM1→M1，使齒輪產(chǎn)生抖動以利于嚙合；如果點(diǎn)動一次齒輪還不能嚙合，可重復(fù)進(jìn)行上述動作。(4)主軸換刀控制

在上刀或換刀時，主軸應(yīng)處于制動狀態(tài)，以避免發(fā)生事故。只要將換刀制動開關(guān)SA1撥至“接通”位置，其動斷觸點(diǎn)SA1-2(4-6)斷開控制電路，保證在換刀時機(jī)床沒有任何動作；其動合觸點(diǎn)SA1-1(105-107)接通YC1，使主軸處于制動狀態(tài)。換刀結(jié)束后，要記住將SA1扳回“斷開”位置。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社三、

X62W型萬能銑床電氣控制電路分析2.進(jìn)給運(yùn)動控制

工作臺的進(jìn)給運(yùn)動分為常速（工作）進(jìn)給和快速進(jìn)給，常速進(jìn)給必須在M1起動運(yùn)行后才能進(jìn)行，而快速進(jìn)給屬于輔助運(yùn)動，可以在M1不起動的情況下進(jìn)行。工作臺在6個方向上的進(jìn)給運(yùn)動是由機(jī)械操作手柄(見圖2-11)帶動相關(guān)的行程開關(guān)SQ3～SQ6，通過控制接觸器KM3、KM4→控制進(jìn)給電動機(jī)M2正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的。行程開關(guān)SQ5和SQ6分別控制工作臺的向右和向左運(yùn)動，而SQ3和SQ4則分別控制工作臺的向前、向下和向后、向上運(yùn)動。

進(jìn)給拖動系統(tǒng)使用的兩個電磁離合器YC2和YC3都安裝在進(jìn)給傳動鏈中的第四根傳動軸上。當(dāng)YC2動作而YC3斷開時，為常速進(jìn)給；當(dāng)YC3動作而YC2斷開時，為快速進(jìn)給。(1)工作臺的縱向進(jìn)給運(yùn)動

將縱向進(jìn)給操作手柄扳向右邊→行程開關(guān)SQ5動作→其動斷觸點(diǎn)SQ5-2(27-29)先斷開，動合觸點(diǎn)SQ5-1(21-23)后閉合→KM3通過(13-15-17-19-21-23-25)路徑通電動作→M2正轉(zhuǎn)→工作臺向右運(yùn)動。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社三、

X62W型萬能銑床電氣控制電路分析2.進(jìn)給運(yùn)動控制

若將操作手柄扳向左邊，則SQ6動作→KM4通電→M2反轉(zhuǎn)→工作臺向左運(yùn)動。SA2為圓工作臺控制開關(guān)，此時應(yīng)處于“斷開”位置，其三組觸點(diǎn)狀態(tài)為：SA2-1、SA2-3接通，SA2-2斷開。(2)工作臺的垂直與橫向進(jìn)給運(yùn)動

工作臺垂直與橫向進(jìn)給運(yùn)動由一個十字形手柄操縱，十字形手柄有上、下、前、后和中間五個位置：將手柄扳至“向下”或“向上”位置時，分別壓動行程開關(guān)SQ3和SQ4，控制M2正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，并通過機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)使工作臺分別向下和向上運(yùn)動；而當(dāng)手柄扳至“向前”或“向后”位置時，雖然同樣是壓動行程開關(guān)SQ3和SQ4，但此時機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)則使工作臺分別向前和向后運(yùn)動。當(dāng)手柄在中間位置時，SQ3和SQ4均不動作。下面就以向上運(yùn)動的操作為例分析電路的工作情況，其余的可自行分析：機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社三、

X62W型萬能銑床電氣控制電路分析2.進(jìn)給運(yùn)動控制

將十字形手柄扳至“向上”位置→SQ4動作→其動斷觸點(diǎn)SQ4-2先斷開，動合觸點(diǎn)SQ4-1后閉合→KM4線圈經(jīng)(13-27-29-19-21-31-33)路徑通電→M2反轉(zhuǎn)→工作臺向上運(yùn)動。(3)進(jìn)給變速沖動

與主軸變速時一樣，進(jìn)給變速時也需要使M2瞬間點(diǎn)動一下，使齒輪易于嚙合。進(jìn)給變速沖動由行程開關(guān)SQ2控制，在操縱進(jìn)給變速手柄和變速盤(見圖2-11)時，瞬間壓動了行程開關(guān)SQ2，在SQ2動作的瞬間，其動斷觸點(diǎn)SQ2-2(13-15)先斷開而動合觸點(diǎn)SQ2-1(15-23)后閉合，使KM3經(jīng)(13-27-29-19-17-15-23-25)路徑通電，點(diǎn)動M2正轉(zhuǎn)。由KM3的通電路徑可見：只有在進(jìn)給操作手柄均處于零位(即SQ3～SQ6均不動作)時，才能進(jìn)行進(jìn)給變速沖動。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社三、

X62W型萬能銑床電氣控制電路分析2.進(jìn)給運(yùn)動控制

(4)工作臺快速進(jìn)給的操作

要使工作臺在6個方向上快速進(jìn)給，在按常速進(jìn)給操作方法操縱進(jìn)給控制手柄的同時，還要按下快速進(jìn)給按鈕開關(guān)SB3或SB4(兩地控制)，使KM2通電動作，

其動斷觸點(diǎn)(105-109)切斷YC2，動合

觸點(diǎn)(105-111)接通YC3，使機(jī)械傳動

機(jī)構(gòu)改變傳動比，實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)給。由

于與KM1的動合觸點(diǎn)(7-13)并聯(lián)了KM2

的一個動合觸點(diǎn)，所以在M1不起動的

情況下，也可以進(jìn)行快速進(jìn)給。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社三、

X62W型萬能銑床電氣控制電路分析3.圓工作臺的控制

在需要加工弧形槽、弧形面和螺旋槽時，可以在工作臺上加裝圓工作臺。圓工作臺的回轉(zhuǎn)運(yùn)動也是由進(jìn)給電動機(jī)M2拖動的。在使用圓工作臺時，將控制開關(guān)SA2扳至“接通”的位置，此時SA2-2接通而SA2-1、SA2-3斷開。在主軸電動機(jī)M1起動的同時，KM3經(jīng)(13-15-17-19-29-27-23-25)的路徑通電，使M2正轉(zhuǎn)，帶動圓工作臺旋轉(zhuǎn)運(yùn)動（圓工作臺只需要單向旋轉(zhuǎn)）。由KM3的通電路徑可見，只要扳動工作臺進(jìn)給操作的任何一個手柄，SQ3～SQ6其中一個行程開關(guān)的動斷觸點(diǎn)斷開，都會切斷KM3，使圓工作臺停止運(yùn)動，從而保證了工作臺的進(jìn)給運(yùn)動和圓工作臺的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動不會同時進(jìn)行。

㈢照明電路

照明燈EL由照明變壓器TC3提供24V的工作電壓，SA4為燈開關(guān)，F(xiàn)U5作短路保護(hù)。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟步驟一：器材準(zhǔn)備

按表2-17準(zhǔn)備完成本任務(wù)所需的器材和設(shè)備。（P70）表2-17完成任務(wù)2.4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名稱型

號規(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

3X62W型萬能銑床(或?qū)嵱?xùn)裝置)

臺14萬用表MF-47

個15兆歐表ZC11-8500V0～100MΩ個16鉗形電流表MG-270-10-50-250A0-300-600V0～300Ω個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：熟悉銑床的運(yùn)動形式和電氣控制電路

對照圖2-13和圖2-14，結(jié)合對X62W型萬能銑床的現(xiàn)場學(xué)習(xí)，領(lǐng)會萬能銑床電氣控制的要求和電路的原理，主要領(lǐng)會：

⑴拖動電動機(jī)的用途、運(yùn)行方式（起動、停止）和控制要求；

⑵對電動機(jī)和電路的保護(hù)電器和保護(hù)作用。填寫表2-18。2.可在教師指導(dǎo)下對搖臂鉆床進(jìn)行操作，觀察萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動形式，了解萬能銑床的各種工作狀態(tài)和操作方法。3.對照圖2-13和圖2-14，熟悉銑床電氣元件的實(shí)際位置和走線情況。

P70機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟

P71表2-18銑床學(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)

機(jī)床主要功能

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

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：銑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2-19中。P71表2-19銑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

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7

8

【閱讀材料】CKA6150型數(shù)控臥式車床的電氣控制（P72）

數(shù)字控制機(jī)床（簡稱“數(shù)控機(jī)床”）是由計算機(jī)或?qū)Ｓ每刂蒲b置進(jìn)行控制的，具有廣泛的通用性和較大靈活性的高度自動化的機(jī)床。與普通機(jī)床不同的是，數(shù)控機(jī)床在加工零件時，根據(jù)所輸入的數(shù)控程序，由數(shù)控系統(tǒng)控制機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各種動作（如機(jī)床主運(yùn)動的變速、起停，進(jìn)給運(yùn)動的方向、速度和位移量，以及刀具的選擇與交換、工件的夾緊與松開、冷卻潤滑的啟停等），從而使刀具與工件（及其它輔助裝置）嚴(yán)格按照數(shù)控程序規(guī)定的順序、路徑和參數(shù)進(jìn)行加工，以保證加工出來的工件滿足給定的技術(shù)要求。因此，數(shù)控機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械加工的高速度、高精度和高度自動化。CKA6150型數(shù)控臥式車床如圖2-15所示，為縱(Z)、橫(X)兩坐標(biāo)控制的數(shù)控臥式車床，能夠?qū)Ω鞣N軸類和盤類零件自動完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、圓弧面、端面、切槽、倒角等工序的切削加工，并能車削公制直螺紋、端面螺紋及英制直螺紋和錐螺紋等各種車削加工。適合于多品種、中小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)，對復(fù)雜、高精度零件的加工尤其能顯示其優(yōu)越性。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【閱讀材料】CKA6150型數(shù)控臥式車床的電氣控制P73圖2-15CKA6150型數(shù)控臥式車床

P73圖2-16數(shù)控機(jī)床的組成機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【閱讀材料】CKA6150型數(shù)控臥式車床的電氣控制

1.數(shù)控機(jī)床的組成

數(shù)控機(jī)床的組成如圖2-16所示。(1)程序載體

程序載體用于記載數(shù)控加工程序表示的各種加工信息，如零件加工的工藝過程、工藝參數(shù)（進(jìn)給量和主軸轉(zhuǎn)速等）?，F(xiàn)常用的程序載體有磁帶、磁盤和閃存卡等。其中，閃存卡由于存儲量大、數(shù)據(jù)交流迅速和記錄可靠，已在數(shù)控機(jī)床中大量使用。(2)輸入輸出裝置

輸入輸出裝置用于將程序載體中的各種加工信息輸送給數(shù)控機(jī)床的CNC單元，并由數(shù)控系統(tǒng)顯示數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)等。根據(jù)程序載體的不同，輸入裝置有磁帶錄音機(jī)、磁盤驅(qū)動器和計算機(jī)接口等?，F(xiàn)在的數(shù)控機(jī)床還可以通過手動的方式將工件加工程序用數(shù)控系統(tǒng)操作面板上的按鍵直接鍵入CNC單元，或者通過通信接口從其它計算機(jī)獲取加工程序輸入CNC單元。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【閱讀材料】CKA6150型數(shù)控臥式車床的電氣控制

1.數(shù)控機(jī)床的組成(3)CNC單元“CNC”是“計算機(jī)數(shù)控（ComputerNumericalControl）”的英文縮寫。CNC單元是數(shù)控機(jī)床的核心，它接收來自程序載體的控制信息并轉(zhuǎn)換成數(shù)控機(jī)床的操作信號。CNC單元由輸入接口、CPU、存儲器和輸出接口等部分組成。輸入接口用于接收控制信息；CPU對輸入信息進(jìn)行分類、處理并發(fā)出控制信號到輸入裝置；輸出接口則與主軸系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和PLC控制的輔助功能部件等連接，將CPU發(fā)出的控制信號轉(zhuǎn)換成各個功能部件能接收的控制信號，使其完成預(yù)定的控制功能。(4)伺服系統(tǒng)

伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床位置控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其作用是將CNC單元輸出的信號控制機(jī)床運(yùn)動部件的速度、方向和位移。因此，伺服系統(tǒng)的性能是決定了數(shù)控機(jī)床的加工精度、表面質(zhì)量和生產(chǎn)效率。目前，伺服驅(qū)動裝置有功率步進(jìn)電動機(jī)、直流伺服電動機(jī)和交流伺服電動機(jī)等。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【閱讀材料】CKA6150型數(shù)控臥式車床的電氣控制

1.數(shù)控機(jī)床的組成(5)可編程控制器（PLC）

數(shù)控機(jī)床采用PLC取代了普通機(jī)床控制柜中的大部分電氣元件，由PLC實(shí)現(xiàn)對工件裝夾、換刀、液壓和氣動及潤滑、冷卻液等輔助動作的控制。(6)位置反饋系統(tǒng)

位置反饋系統(tǒng)的作用

是通過傳感器將驅(qū)動電動

機(jī)的角位移和數(shù)控機(jī)床執(zhí)

行機(jī)構(gòu)的直線位移轉(zhuǎn)換成

電信號，輸送給CNC單元，

與指令位置進(jìn)行比較，并

由CNC單元發(fā)出指令糾正

所產(chǎn)生的偏差。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社(P74)圖2-17CKA6150型數(shù)控臥式車床的控制系統(tǒng)圖【閱讀材料】CKA6150型數(shù)控臥式車床的電氣控制

1.數(shù)控機(jī)床的組成(7)機(jī)床本體

數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體包括主軸箱、導(dǎo)軌、絲桿等機(jī)械部件和液壓氣動裝置。對于加工中心類的機(jī)床，還有存放刀具的刀庫、自動換刀裝置和自動托盤交換裝置等部件。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床采用了高性能的主軸部件和傳動系統(tǒng)，進(jìn)給系統(tǒng)采用伺服電動機(jī)驅(qū)動，簡化了機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，且許多零部件都已標(biāo)準(zhǔn)化，所以數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)要簡單緊湊很多。CKA6150數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)如圖2-17所示。

2.數(shù)控機(jī)床的控制方式

數(shù)控機(jī)床如果按工藝分類，可分為普通數(shù)控機(jī)床（如數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床等）、數(shù)控加工中心和數(shù)控特種加工機(jī)床（如數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控電火花加工機(jī)床、數(shù)控激光切割機(jī)床等）；如果按伺服系統(tǒng)的控制方式，可分為開環(huán)控制、閉環(huán)控制和半閉環(huán)控制等三類。現(xiàn)簡單介紹閉環(huán)控制方式的基本原理。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【閱讀材料】CKA6150型數(shù)控臥式車床的電氣控制2.數(shù)控機(jī)床的控制方式

閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服驅(qū)動系統(tǒng)是按閉環(huán)反饋控制方式工作的，如圖2-18所示。該系統(tǒng)裝有檢測反饋環(huán)節(jié)，圖中A為速度測量元件，C為位置測量元件。當(dāng)CNC裝置發(fā)出的指令值到位置比較電路時，若此時機(jī)床的工作臺沒有移動，則無反饋量；指令值使得伺服電動機(jī)轉(zhuǎn)動，通過A將速度反饋信號送到速度控制電路，通過C將工作臺的實(shí)際位移量反饋回去。在位置比較電路中與指令值（要求的位置）相比較，按比較的差值進(jìn)行控制，直到差值為零為止，最終實(shí)現(xiàn)精確的定位，達(dá)到較高的加工精度。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社(P75)圖2-18數(shù)控機(jī)床的閉環(huán)控制系統(tǒng)示意圖【項(xiàng)目小結(jié)】

⒈本項(xiàng)目介紹了CY