机床电路分析

本章将介绍几台常用典型机床控制电路，以使读者学会分析整台机床的电气控制原理、提高阅图能力，加深对基本控制电路的认识。一般来讲，机床的电气电路可分为三部分：主电路、控制电路及信号电路。3-1普通车床电气控制电路,第三章机床电路分析,车床的主运动为主轴回转运动，刀架的移动为进给运动。车床的调速一般仍采用变速箱，车床主运动转向的改变，一是用离合器的方法，或者用电气的方法。一、CY6140普通车床控制电路从图3-1可看出，车床刀架处有两个按钮，分别为主电机起动、停止按钮，快速电机按钮在车床十字手柄端部，以上三按钮对应图2-21电气原理图中的SB1、SB2、SB3。,从电气原理图可看出，该机床有三台电机：主电机M1、冷却泵电机M2、快速移动电机M3。,图3-1CY6140车床外观图,二、CM6132普通车床控制电路,从图3-2可看出：CM6132普通车床也有三台电机，用途与CY6140车床不尽相同。,1.CM6132车床的特点（1）主运动的正反转由操作手柄控制，用继电器实现控制电路的自锁并作控制电路的零压保护。（2）主轴采用电磁离合器制动，当操作手柄扳向停车位置时，电磁离合器线圈自动通电，主轴制动。待通电一段时间后，电磁离合器电路自动切断。（3）液压泵的起、停由自动开关控制。2.主轴电机控制M1由KM1和KM2控制其正反转，KM1、KM2分别由操作手柄的转换开关触头SA1-2、SA1-3控制，SA1-1触头为停止位置时闭合的触头。,3.主轴变速机床主运动为分离传动，主运动变速箱中的九级速度，是利用液压机构操作两组拨叉进行改变的。4.主轴制动将操作手柄扳到停车位置（SA1-1触头闭合），KT断电，电磁离合器YC接通，VC整流电路提供YC直流电，产生制动。KT延时触头延时断开，YC、VC断电，制动结束。5.零压及欠压保护,钻床种类：台钻、立式钻床、摇臂钻床、卧式钻床、专门钻床用途：钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹（加专用装置）,3-2摇臂钻床电气控制电路,图3-3Z3040外观图,3-2摇臂钻床电气控制电路,一、电力拖动与控制要求M1主电动机：提供主轴旋转和进给。M2升降电动机：摇臂升降M3液压泵电动机：立柱、摇臂、主轴箱的夹紧、放松的压力油。M4冷却泵电动机：冷却刀具（工件）,二、电路分析1主电路QF：引入电源M4：SA1起动M1：KM1控制通断M2：KM2正转，KM3反转M3：KM4/KM5正/反转,2控制电路（1）主电动机M1旋转控制按下SB2，KM1自锁，主电机M1工作，指示灯HL3亮。,（2）摇臂升降控制工作过程：摇臂松开上升/下降摇臂夹紧行程开关SQ1/SQ6升/降极限保护6-7上升极限保护23-7下降极限保护行程开关SQ2检测松开、SQ3检测夹紧,a.上升（按SB3）E：1SB3SQ1KT+SQ2KTKM5KM4+M3+正转摇臂松开1KTSB5SB6YV+(活塞杆通过弹簧片压动限位开关SQ2，使其SQ2（7-14）打开，KM4-，M3停）1SQ1FR2SQ2SB4KM3KM2+M2+正转摇臂上升（到达要求高度松开SB3、KM2-、M2-、KT-，经延时KT（18-19）闭合）1SQ3KTKM4KM5+M3+反转摇臂夹紧（压SQ3，KM5-，YV-复位，停止）到达极限位置SQ1动作，终止摇臂上升,b.下降（按SB4）E：1SB4SQ6KT+SQ2KTKM5KM4+M3+正转摇臂松开（压SQ2、M3）SQ2SB3KM2KM3+M2+反转摇臂下降（到达要求高度松开SB4、M2、KT）SQ3KTKM4KM5+M3+反转摇臂夹紧（压SQ3停止）到达极限位置SQ6动作，终止摇臂下降,（3）立柱和主轴箱松开、夹紧,a.主轴箱松开（按SB5）松开：E：1SB5KM5KM4+M3+正转，此时电磁阀YV不通电，高压油经二位六通电磁阀到另一油路，油缸移动，主轴箱松开SQ4复位HL1亮,b.主轴箱夹紧（按SB6）E：1SB6KTKM4KM5+M3+反转油缸移动，主轴箱夹紧SQ4压下HL2亮,四、机床安装后控制电路的检查可利用夹紧或放松按钮，检查通电电源相序。当按下SB5时，若放松指示灯HL1亮，同时摇臂能回转，表明所接电源相序正确。,3-3铣床电气控制电路按照结构形式和加工性能的不同，铣床可分为立铣、卧铣、龙门铣、仿形铣和专用铣床。铣削加工一般有顺铣和逆铣两种形式，因此要求主轴能正反转。铣床工作台可在垂直、纵向、横向三个方向移动。在操作顺序上，应保证先开动主轴电动机，然后才能开动进给电动机。,加工范围：铣平面、斜面、沟槽装上分度头：铣直齿轮、螺旋面装圆工作台：铣凸轮、弧形槽,铣床的运动：主运动：主轴的旋转运动（顺铣、逆铣）为加工前对刀和提高生产率，要求有制动。进给运动：工作台的左右（纵向）、前后（横向）、上下（垂直）运动，还有每个方向的快速移动。,组成：床身、悬梁、刀杆支架、主轴、工作台、升降台,图3-5为X52铣床的外观图，图3-6为其电气原理图，表3-5为该机床的电气控制元件表，表3-6为其开关位置说明。,图3-5X52K铣床外观图,一、电力拖动与控制要求1主轴电动机M1：7KW、1450rpm，转换开关控制正反转（顺逆铣）、电磁离合器制动，二处起停、换刀制动。2进给电动机M2：直接起动。正反转能满足纵、横、垂直三个方向进给运动和快速移动。3.冷却泵电动机M3：转换开关控制.,根据工艺要求，应满足如下电气联锁：1、顺序动作：只有主轴旋转后才能进给和快速移动。（防止刀具和机床损坏）2进给停止后才能主轴停止或同时停止，保证表面粗糙度的要求。3、各方向运动互锁：六个方向同时只能有一个方向运动产生，由手柄和机械离合器选择进给方向。4主轴和进给运动变速时采用瞬时点动，保证啮合良好。5、安全保护（主电机或冷却电机过载时，进给必须停止，防止刀具和机床损坏）,二、控制电路工作原理控制线路110V，变压器供电，QF引入电源。M1：KM1通断，SA5正反转，直接起动，YB制动FR1保护。M2：KM2、KM3正反转，直接起动。KM4工作进给、快速进给切换接触器。YC1工作进给，YC2快速进给。FU1、FR2保护。M3：SA3通断，直接起动。M1、M2、M3均为直接起动，连续运行,(1)主电动机的起停：先选择主轴转向。再按SB3或SB4，停止按SB1或SB2。(2)主电动机的制动：按SB1或SB2，接通YB。(3)主轴变速时的瞬时点动：将变速手柄拉出，转动手轮再复位，压动SQ7瞬时点动。(4)主轴换刀制动：转换开关SA2。,1主电动机的控制,2、进给运动控制工作台三个方向运动通过操作手柄和机械联动机构控制相应的行程开关，使进给电动机正转或反转来实现。纵向手柄：控制工作台左右移动，压下行程开关SQ1/SQ2，接通纵向离合器。十字手柄：控制工作台上下、前后运动，压下行程开关SQT3/SQ4，接通离合器。,十字手柄：上、下运动：接通垂直进给离合器，压下SQ3/SQ4前、后运动：接通横向离合器，压下SQ3/SQ4中位：不接通SQ3压下：向前或下运动SQ4压下：向后或上运动,工作台的左右(纵向)运动：压下行程开关SQ1或SQ2。工作台上、下(垂直)运动和前后(横向)运动：压下行程开关SQ3或SQ4，注意还要结合手柄的动作方向。进给变速时的瞬时点动：进给手柄必须放在零位。变速手柄拉出选好速度再继续拉出，压合SQ6，瞬时点动，然后推回原位停止。一次不行，可多次重复。,进给方向的快速移动：通过进给手柄和快速按钮（SB5或SB6）配合使用。接触器KM4工作接通快速离合器YC2。进给运动方向上的极限位置保护：采用机械和电气相配合的方式，由挡块确定极限位置，挡块与操纵手柄联动，使手柄复位，也使手柄压合的行程开关复位。机械挡块电气行程开关,三、圆形工作台的控制为扩大机床加工能力，可在工作台上安装圆形工作台，进行圆弧或凸轮铣削加工。使转换开关SA1打到工作台接通位置。SA1-1和SA1-3断开，SA1-2接通。电流经过四个行程开关常闭触点使工作台旋转。四个行程开关确保各个手柄在零位，不会引起工作台在各个方向的运动。否则圆形工作台马上停止动作。,组合机床是由一些通用部件及少量专用部件组成的高效率自动化或半自动化专用机床。组合机床的控制系统大多采用机构、液压、电气或气动相结合的控制方式，其中电气控制起着中枢联接作用。(1)一次工作进给(2)二次工作进给(3)跳跃进给,3-6组合机床电气控制电路,(4)双向工作进给(5)分级进给一、机械动力滑台控制电路机械动力滑台由滑台、滑座和双电机(快速和进给电机)、传动装置三部分组成，滑台的自动工作循环由机械传动和电气控制完成。电路的工作原理如下：(1)滑台原位停止,图3-10机械动力滑台控制电路,(1)滑台原位停止(2)滑台快进(3)滑台工进(4)滑台反向工进(5)滑台快退二、液压动力滑台控制电路液压滑台是由滑台、滑座及油缸三部分组成。1.具有一次工作进给的液压动力滑台电气控制电路(图3-11)。,图3-11一次工作进给控制电路,(1)