典型机床的电气控制资料.ppt

第3章典型机床的电气控制,内容：常用机床：普通车床、平面磨床、万能铣床等的电气控制原理分析。要求：具有一定的机床电气控制线路分析的能力。,3.1电气控制电路分析基础,一、分析电气控制电路主要包括：(1)详细阅读说明书，了解设备的结构，技术指标，机械传动、液压与气动的工作原理；电机的规格型号；设备的使用，各操作手柄、开关、旋钮等的作用；与机械、液压部分直接关联的行程开关、电磁阀、电磁离合器等的位置、工作状态及作用。(2)电气控制原理图，电气控制线路原理图主要由主电路、控制电路、辅助电路及特殊控制电路等组成，这是分析控制线路的关键内容。(3)电气总装接线与电器元件布置图。主要电气部件的布置、安装要求；电器元件布置与接线；在调试、检修中可通过布置图和接线图很方便地找到各种电器元件和测试点，进行维护和维修保养。,二、电气控制原理图的分析方法与步骤电气控制原理图的分析主要包括主电路、控制电路和辅助电路等几部分。1.分析主电路首先从主电路入手分析,根据各电动机和执行电器的控制要求去分析各电动机和执行电器的控制环节去分析它们的控制内容。控制内容包括电动机的起动、方向控制、调速和制动等状况。2.分析控制电路根据各电动机的执行电器的控制要求找出控制电器中的控制环节，可将控制线路按功能不同分成若干个局部控制线路来进行分析处理。分析控制电路的基本方法是查线读图法。,3.分析辅助电路辅助电路由电源显示、工作状态显示、照明和故障报警等部分组成。4.分析联锁与保护环节机床加工对安全性和可靠性有很高的要求，实现这些要求，除了要合理地选择拖动和控制方案以外，在控制线路中还必须设置一系列电气保护和必要的电气联锁控制。5.总体检查要化整为零，在逐步分析了每一个局部电路的工作原理以及各部分之间的控制关系之后，又必须用集零为整的方法，检查整个控制线路是否有遗漏。要从整体角度去进一步检查和理解各控制环节之间的联系，了解电路中每个元件所起的作用。,3.2CA6140普通车床的电气控制,CA6140型普通车床结构示意外形图1-主轴箱；2-纵溜板；3-横溜板；4-转盘；5-方刀架；6-小溜板；7-尾架；8-床身；9-右床座；10-光杠；11-丝杠；12-溜扳箱；13-左床座；14-进给箱；15-挂轮架；i6-操纵手柄,CA6140型普通车床的外形图,元器件位置图,一、普通车床的主要运动形式车床的主运动为零件旋转运动,由主轴通过卡盘带动零件旋转,是承担车削加工时的主要切削功率。在车削加工时，要根据被加零件材料、刀具种类、零件尺寸、工艺要求等来选择不同的切削速度和切削用量。,二、普通车床的电气控制电路分析CA6140型普通车床的电气控制原理图，分为主电路、控制电路及照明电路三部分。,CA6140电气控制原理图,1.主电路分析在主电路中，一共有三台电动机。M1为主轴电动机，带动主轴旋转和刀架作进给运动；M2为冷却泵电动机；用来输送切削液；M3为刀架快速移动电动机。,接通三相交流电源开关Q，主轴电动机M1由接触器KM1控制起动,热继电器FR1作过载保护，熔断器FU作短路保护，接触器KM1还可作失压和欠压保护。冷却泵电动机M2由接触器KM2控制起动，热继电器FR2作为冷却泵电动机M2的过载保护。,2.控制电路分析（1）主轴电动机M1的控制。按下启动按钮SB2，接触器KM1的线圈得电吸合，KM1主触头闭合，主轴电动机M1起动运行。按下按钮SB1,主轴电动机M1停转。,（2）冷却泵电动机M2的控制由于主轴电动机M1和冷却泵M2在控制电路中采用顺序控制，所以只有在主轴电机M1运转情况下，即KM1常开触头闭合，冷却泵电动机M2得电才能起动。当M1停止运行时，M2自动停止。,（3）刀架快速移动电动机M3的控制刀架快速移动电动机M3的起动是由安装在进给操纵手柄顶端的按钮SB3控制,它与交流接触器KM3组成点动控制环节。,3.照明、信号灯电路分析照明与信号灯电路，由控制变压器TC的二次侧分别输出24V和6V电压,作为机床照明灯和信号灯的电源。EL为机床的低压照明灯,由开关SA2控制;HL为电源的信号灯。合上电源总开关Q,HL亮,表示机床控制线路电源正常。分别由FU4和FU3作短路保护。,C650普通车床电气控制原理图,3.3M7120平面磨床的控制电路,平面磨床的主运动是砂轮的旋转运动。进给运动为工作台和砂轮的纵向往返运动，砂轮箱升降运动为辅助运动。工作台每完成一次纵向进给，砂轮自动作一次横向进给，只有当加工完整个平面以后，砂轮用手动作垂直进给。M7120平面磨床主要由纵向移动手轮、砂轮箱、滑座、横向进给手轮、砂轮调节器、立柱、工作台、垂直进给手轮、床身、等部分组成。工作台上放的电磁吸盘,用来吸持工件，工作台可在床身的导轨上作往返(纵向)运动，主轴可在床身的横向导轨上作横向进给运动，砂轮箱可在立柱导轨上作垂直运动。,一、平面磨床的主要工作情况,1-立柱；2-滑座；3-砂轮箱；4-电磁吸盘；5-工作台；6-床身M7120平面磨床的结构示意图,元器件位置图,二、平面磨床的基本控制要求,(1)所使用的液压泵电动机、砂轮电动机、砂轮箱升降电动机和冷却泵电动机均采用普通笼型交流异步电动机。(2)换向是通过工作台上的撞块碰撞床身上的液压换向开关来实现的，对磨床的砂轮、砂轮箱升降和冷却泵不要求调速。(3)磨削工件采用电磁吸盘来吸持工件。并有必要的信号指示和局部照明。(4)砂轮电动机、液压泵电动机和冷却泵电动机采用直接起动，砂轮箱升降电动机要求能正、反转。(5)保护环节完善，对电动机设有短路保护、过载保护、电磁吸盘欠压保护等。(6)为减少工件在磨削加工中的热变形并冲走磨屑，以保证加工精度，需用冷却液。,三、平面磨床的电气控制电路分析,1.主电路分析主电路中共有4台电动机,其中M1为液压泵电动机，用于工作台的往返运动；M2为砂轮电动机，用于砂轮的旋转运动；M3为冷却泵电动机，拖动冷却泵供给磨削加工时需要的冷却液，当砂轮电动机M2起动后，才可起动冷却泵电动机M3；M4为砂轮升降电机，用于磨削过程中调整砂轮与工件的位置。M1、M2、M3只进行单方向运行,且磨削加工无调速要求。用接触器KM2控制砂轮电动机M2，用热继电器FR2进行过载保护；冷却泵电动机用热继电器FR3作过载保护。用接触器KM1控制液压泵电动机M1，用热继电器FR1作过载保护。接触器M3、M4分别控制M4正反转。,控制电路分析(1)液压泵电动机控制SB2、SB1为液压泵电动机M1的起动和停止按钮，在欠电压继电器KV的常开触点闭合情况下，按下SB2按钮，KM1线圈得电，辅助触点闭合自锁，电动机M1旋转，按按钮SB1即可停止。,控制电路分析(2)砂轮和冷却泵电动机控制在控制电路中，SB4、SB3为砂轮电动机M2和冷却泵电动机M3的起动和停止按钮,在欠压继电器KV的常开触点闭合情况下,按下SB4按钮，KM2线圈得电,辅助触点闭合自锁，电动机M2和M3旋转，按下SB2按钮，砂轮和冷却泵电动机停止。,控制电路分析(3)砂轮升降电机M4的控制由于砂轮升降是短时间运转，所以采用点动控制，通过按下SB5、SB6分别接通接触器KM3、KM4线圈，使电机M4正转或反转，由于电路无自锁，当松开按钮SB5或SB6时电机M4停止。,3.电磁吸盘电路的分析电磁吸盘电路包括整流电路，控制电路和保护电路三部分。整流变压器TR将380V的交流电压降为135V，然后经桥式整流后输出110V直流电压。按钮SB8、SB7、SB9分别为“充磁”、“断电”和“退磁”三个功能按钮。,4.照明和指示灯电路变压器TC将380V的交流电压降压为36V和6.3V两组电压。EL为照明灯接36V电压，一端接地，另一端由开关SA控制。FU3熔断器作照明电路的短路保护。指示灯接6.3V电压，通过指示灯HL、HL1、HL2、HL3、HL4分别显示电源、液压泵、砂轮机、砂轮升降、电磁吸盘等的工作状态。,Z3040型摇臂钻床的电气控制,作用：用来钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及修刮端面等多种形式的加工。结构：,一、控制要求,运动部件较多，采用多电动机拖动。要求主轴及进给有较大的调速范围。主运动与进给运动由一台电动机拖动，经主轴与进给传动机构实现主轴旋转和进给。主轴要求正反转。由机械方法获得，主轴电动机只需单方向旋转。对立柱、主轴箱及摇臂的夹紧放松采用液压技术。具有必要的联锁与保护。,二、液压系统简介,操纵机构液压系统:安装在主轴箱内，实现主轴正反转、停车制动、空档、预选及变速。夹紧机构液压系统:安装在摇臂背后的电器盒下部，用以夹紧松开主轴箱、摇臂及立柱。,三、电气控制电路分析,主轴电动机的控制过程摇臂升降电动机的控制过程主轴箱与立柱的松开、夹紧控制过程,3.4X62W万能铣床的电气控制,一、万能铣床的主要结构及运动方式1.主要结构,X62W型万能铣床外形图1-床身；2-主轴；3-刀杆；4-悬梁；5-刀杆支架；6-工作台；7-回转盘；8-横溜板；9-升降台；10-底座床身固定在底座上,内装主轴传动机构和变速机构,床身顶部有水平导轨,悬梁可沿导轨水平移动。刀杆支架可在悬梁上水平移动。升降台可沿床身垂直导轨上下移动。横溜板在升降的水平导轨上可作平行于主轴轴线方向横向移动。工作台可沿导轨作垂直于主轴轴线的纵向移动，还可绕垂直轴线左右旋转45,加工螺旋槽。,2.X62W万能铣床的运动形式X62W万能卧式铣床有三种运动：主运动、进给运动和辅助运动。主运动：铣床的主运动是指主轴带动铣刀的旋转运动。铣床加工一般有顺铣和逆铣两种,要求主轴能正反转,但铣刀种类选定了,铣削方向也就定了,通常主轴运动的方向不需经常改变。进给运动：铣床的进给运动是指工作台的前后(横向)、左右(纵向)和上下(垂直)6个方向的运动，或圆工作台的旋转运动。辅助运动：铣床的辅助运动是指工作台在进给方向上的快速运动、旋转运动等。,X62W型万能铣床元器件位置图,3.电气控制特点（1）X62W型万能铣床的主轴与工作台各自采用单独的笼型异步电动机拖动。（2）主轴电动机空载起动，采用直接起动。为完成顺铣和逆铣，要求有正反转。（3）主轴电动机有停车制动控制。（4）工作台的纵向、横向和垂直三个方向的进给运动由同一台进给电动机拖动，三个方向的选择由操纵手柄改变传动链来实现，同一时间只允许工作台向一个方向移动，故三个方向的运动之间应有完善的联锁保护。,（5）X62W型万能铣床通过吸合一个快速电磁铁的方法来改变传动链的传动比从而实现快速移动。（6）要求圆工作台旋转运动与工作台的上下、左右、前后三个方向的直线运动之间有联锁保护控制。（7）X62W型铣床采用机械方式变速。要求主轴或进给变速时电动机进行冲动（短时转动）控制。（8）主轴旋转与工作台进给之间应有起停顺序联锁控制，（9）冷却泵由一台电动机拖动，供给铣削时的冷却液。（10）为操作方便，机床的起、停要求两处控制。,（一）主电路分析：万能铣床主电路共有三台电动机，其中M1为主轴拖动电动机，M2为工作台进给拖动电动机，M3为冷却泵电动机。,（二）控制电路分析：1控制电路电源：由控制变压器TC的110V副边供给。,（3）主轴变速时的冲动控制主轴变速时的冲动控制，是利用变速手柄、SQ7行程开关和变速数字盘的机电联合控制实现的。既可以停车变速，又可以运行时变速。,3.工作台进给电动机M2的控制:(1)圆工作台控制:SA1扳到“接通圆工作台”位置12SQ62SQ42SQ32SQ12SQ22SA12KM3线圈KM4常闭触头20,（2）工作台左右（纵向）运动的控制：,（2）工作台左右（纵向）运动的控制：,（3）工作台的上下（升降）和前后（横向）运动的控制：,注意：对电路分析来说，工作台的“向前”与“向下”运动使用的是同一个电流通路；而“向后”