345：常用机床的电气控制.ppt

学习目标:,掌握分析常用机床的电气控制电路的方法通过常用机床控制电路的分析，加深对典型控制环节的理解、掌握及其应用了解机床等电气设备上机械、电气、液压之间的配合关系运用电气控制的典型环节进行电气控制系统的设计、了解电气控制系统的安装、调试、故障检修等,第七章常用机床的电气控制,第三节Z3050摇臂钻床电气控制电路,钻床是一种用途广泛的孔加工机床。它主要是用钻头钻削精度要求不太高的孔，另外还可用来扩孔、铰孔、镗孔，以及刮平面、攻螺纹等。,摇臂钻床是一种立式钻床，它适用于单件或批量生产中带有多孔的大型零件的孔加工。,型号含义,一、主要结构及运动形式,主轴箱是一个复合的部件，它具有主轴及主轴旋转部件和主轴进给的全部变速和操纵机构,借助于丝杆，摇臂可沿着外立柱上下移动摇臂也可以与外立柱一起相对内立柱回转,摇臂钻床的运动形式,二、摇臂钻床的电力拖动及控制要求,1由于摇臂钻床的运动部件较多，为简化传动装置，需使用多台电动机拖动，主轴电动机承担主钻削及进给任务，摇臂升降、夹紧放松和冷却泵各用一台电动机拖动。2为了适应多种加工方式的要求，主轴及进给应在较大范围内调速。但这些调速都是机械调速，用手柄操作变速箱调速，对电动机无任何调速要求。主轴变速机构与进给变速机构在一个变速箱内，由主轴电动机拖动。,3加工螺纹时要求主轴能正反转。摇臂钻床的正反转一般用机械方法实现，电动机只需单方向旋转。4摇臂升降由单独的一台电动机拖动，要求能实现正反转。,5摇臂的夹紧与放松以及立柱的夹紧与放松由一台异步电动机配合液压装置来完成，要求这台电动机能正反转。摇臂的回转和主轴箱的径向移动在中小型摇臂钻床上都采用手动。6钻削加工时，为对刀具及工件进行冷却，需要一台冷却泵电动机拖动冷却泵输送冷却液。7各部分电路之间有必要的保护和联锁,（一）主电路分析,主轴电动机，由交流接触器KM1控制，只要求单方向旋转，主铀的正反转由机械手柄操作,摇臂升降电动机该电动机短时间工作，故不设过载保护,液压油泵电动机，可以做正向转动和反向转动，供给夹紧装置压力油、实现摇臂和立柱的夹紧与松开,冷却泵电动机，功率很小，由开关直接起动和停止,三、Z3050型摇臂钻床的电气控制线路分析,三、Z3050型摇臂钻床的电气控制线路分析,（二）控制电路分析,主电动机起动按钮,主电动机停止按钮,主电动机运行指示灯,1.主电动机控制,（二）控制电路分析,2摇臂升降控制,按下上升按钮SB3，KT通电，瞬动触点闭合，KM4通电，M3运转供出液压油，使摇臂松开。SQ3动断触点闭合，与KT断电延时打开的触点一起使YV通电,摇臂完全松开后，行程开关SQ2动作，SQ2动断触点（613）断开，KM4线圈断电，M3停转；SQ2动合触点（68）闭合，KM2线圈通电，M2正转，摇臂上升,三、Z3050型摇臂钻床的电气控制线路分析,（二）控制电路分析,2摇臂升降控制,摇臂上升到位后松开SB3,KM2线圈断电，M2停转；KT线圈断电,延时13S，KT动合触点（117）断开，YV线圈通过SQ3（117）仍然通电；KT动断触点（1718）闭合，KM5线圈通电，M3反转，摇臂夹紧,摇臂完全松开后，行程开关SQ2动作，SQ2动断触点（613）断开，KM4线圈断电，M3停转；SQ2动合触点（68）闭合，KM2线圈通电，M2正转，摇臂上升,（二）控制电路分析,2摇臂升降控制,摇臂的下降由SB4控制KM3M2反转来实现。KT的作用是在摇臂升降到位、M2停转后，延时13s再起动M3将摇臂夹紧，其延时时间视从M2停转到摇臂静止的时间长短而定,（二）控制电路分析,2摇臂升降控制,摇臂松开由行程开关SQ2发出信号，而摇臂夹紧后由行程开关SQ3发出信号。如果夹紧机构的液压系统出现故障，摇臂夹不紧；或者因SQ3的位置安装不当，在摇臂已夹紧后SQ3仍不能动作，则SQ3的动断触点（1-17）长时间不能断开，M3出现长期过载，因此M3须由热继电器FR2进行过载保护,摇臂升降的限位保护由行程开关SQl实现，SQl有两对动断触点：SQl-1（56）实现上限位保护，SQl2（76）实现下限位保护。,（2）主轴箱和立柱松、紧的控制,主轴箱和立柱的松、紧是同时进行的，SB5和SB6分别为松开与夹紧控制按钮，由它们点动控制KM4、KM5,控制M3的正、反转。SB5、SB6的动断触点（172021）串联在YV线圈支路中。,（二）控制电路分析,在操作SB5、SB6使M3点动作的过程中，电磁阀YV线圈不吸合，液压泵供出的压力油进入主轴箱和立柱的松开、夹紧油腔，推动松、紧机构实现主轴箱和立柱的松开、夹紧,主轴箱和立柱夹紧时HLl灭HL2亮，松开时，HLl亮而HL2灭,（三）辅助电路,照明和信号指示电路。照明电路的工作电压为安全电压36V，信号指示灯的工作电压为6V，均由控制变压器TC提供,四、Z3050型摇臂钻床常见电气故障的诊断与检修,（一）摇臂不能松开摇臂作升降运动的前提是摇臂必须完全松开。摇臂和主轴箱、立柱的松、紧都是通过液压泵电动机M3的正反转来实现的，因此先检查一下主轴箱和立柱的松、紧是否正常。如果正常，则说明故障不在两者的公共电路中，而在摇臂松开的专用电路上。如时间继电器KT的线圈有无断线，其动合触点（1-17）、（13-14）在闭合时是否接触良好，限位开关SQl的触点SQl-1（5-6）、SQl-2（7-6）有无接触不良等。,如果主轴箱和立柱的松开也不正常，则故障多发生在接触器KM4和液压泵电动机M3这部分电路上。如KM4线圈断线、主触点接触不良，KM5的动断互锁触点（1415）接触不良等。如果是M3或FR2出现故障，则摇臂、立柱和主轴箱既不能松开，也不能夹紧。,四、Z3050型摇臂钻床常见电气故障的诊断与检修,（二）摇臂不能升降除前述摇臂不能松开的原因之外，可能的原因还有：行程开关SQ2的动作不正常，这是导致摇臂不能升降最常见的故障。如SQ2的安装位置移动，使得摇臂松开后，SQ2不能动作，或者是液压系统的故障导致摇臂放松不够，SQ2也不会动作，摇臂就无法升降。SQ2的位置应结合机械、液压系统进行调整，然后紧固。,摇臂升降电动机M2、控制其正反转的接触器KM2、KM3以及相关电路发生故障，也会造成摇臂不能升降。在排除了其他故障之后，应对此进行检查。如果摇臂是上升正常而不能下降，或是下降正常而不能上升，则应单独检查相关的电路及电器部件（如按钮开关、接触器、限位开关的有关触点等）。,（三）摇臂上升或下降到极限位置时，限位保护失灵检查限位保护开关SQl，通常是SQl损坏或是其安装位置移动。,四、Z3050型摇臂钻床常见电气故障的诊断与检修,（四）摇臂升降到位后夹不紧如果摇臂升降到位后夹不紧（而不是不能夹紧），通常是行程开关SQ3的故障造成的。如果SQ3移位或安装位置不当，使SQ3在夹紧动作未完全结束就提前吸合，M3提前停转，从而造成夹不紧。,（五）摇臂的松紧动作正常，但主轴箱和立柱的松、紧动作不正常应检查：控制按钮SB5、SB6，其触点有无接触不良，或接线松动。液压系统出现故障。,磨床是用磨具和磨料（如砂轮、砂带、油石、研磨剂等）对工件的表面进行磨削加工的一种机床，它可以加工各种表面，如平面、内外圆柱面、圆锥面和螺旋面等。通过磨削加工，使工件的形状及表面的精度、光洁度达到预期的要求；同时，它还可以进行切断加工。,第四节M7475型平面磨床电气控制电路,根据用途和采用的工艺方法分类,使用最广,型号含义,M7475B经过两次改进设计,工作台直径为750mm,立轴圆台式,平面,磨床,一、平面磨床的主要结构和运动形式,平面磨床运动形式,（1）主运动是砂轮电动机M1带动砂轮的旋转运动。（2）进给运动是工作台转动电动机M2拖动圆工作台转动。（3）辅助运动是工作台移动电动机M3带动工作台的左右移动和磨头升降电动机M4带动砂轮架沿立柱导轨的上下移动。磨床的砂轮和工作台分别由单独的电动机拖动，并用继电器，接触器控制，属于纯电气控制。,二、平面磨床的电力拖动形式和控制要求,1、砂轮电动机M1只要求单方向旋转。由于容量较大，采用Y-降压启动以限制启动电流。,2、工作台转动电动机M2选用双速异步电动机来实现工作台的高速和低速旋转，以简化传动机构。工作台低速转速时，电动机的定子绕组接成形，转速为940rmin。工作台高速旋转时，电动机定子绕组接成Y形，转速为1440rmin。,二、平面磨床的电力拖动形式和控制要求,3、工作台正反转电动机M3、磨头升降电动机M4快速移动电动机，由继电器控制它们正反转。,4、通过KA2是否得电控制电磁吸盘的励磁，退磁采用电子线路控制。为了加工后能将工件取下，要求圆工作台的电磁吸盘在停止励磁后自动退磁。,电磁吸盘结构与原理示意图,交流去磁器结构原理图,电磁吸盘,三、M7475型平面磨床电气控制线路分析,1、主电路分析,M74750B型平磨床的三相交流电源由低压断路器QF引入，由图1可知主电路共有五台三相交流异步电动机。M1是砂轮机电动机，由接触器KM1、KM2控制实现Y-降压启动，并由低压断路器QF兼做短路保护。M2是工作太转动电动机，由KM3和KM4控制其低速和高速运转，由熔断器FU1实现短路保护。M3是工作台移动电动机，由KM5、KM6控制其正反转，实现工作台的左右移动。M4是磨头升降电动机，由KM7KM8控制其正反转。冷却泵电动机M5的启动停止由插接器X和接触器KM9控制。5台电动机均用热继电器做过载保护。M3M4和M5共用熔断器FU2作短路保护。,三、M7475型平面磨床电气控制线路分析,2、控制电路的分析,控制电路由控制变压器TC1的一组抽头提供220V的交流电压，由熔断器FU3作短路保护。,三、M7475型平面磨床电气控制线路分析,2、控制电路的分析,（1）零电压保护,磨床中工作台转动电动机M2和冷却泵电动机M5的启动和停止采用无自动复位功能的开关操作，当电源电压消失后开关仍保持原状。为防止电压恢复是M2M5自行启动，线路中设置了零压保护环节。在启动各电动机之前，必须先按下SB2（14区），零压保护继电器KA1得电自锁，其自锁常开触头接通控制电路电源。电路断电时，KA1释放；当恢复供电时，KA1不会自行得电，从而实现零压保护。,2、控制电路的分析,(2)砂轮电动机M1的控制,合上电源开关QF（1区），将工作台高、低速转换开关SA1（2325区）置于零位，按下SB2使KA1通电吸合后，再按下启动按钮SB3（16区），KT和KM1同时得电动作，KM1的常闭辅助触头（19区）断开对KM2联锁，的常开辅助触头闭合自锁，其主触头闭合使电动机的定子绕组接成Y形启动。,2、控制电路的分析,(2)砂轮电动机M1的控制,经过延时，时间继电器KT延时断开的常闭触头（20区）断开，KM1断电释放，M1失电作惯性运转。KM1的常闭辅助触头(19区)闭合为KM2得电作准备。同时KT延时闭合的触头(21区)闭合,接触器KM2得电动作并自锁,其主触头(4区)闭合使M1的定子绕组接成形；而KM2的另一对常开辅助触头(22区)闭合,KM1从新得电动作,将电动机M1电源接通,使电动机定子绕组接成形进入正常运行状态。,2、控制电路的分析,(2)砂轮电动机M1的控制,该控制线路在电动机M1的定子绕组Y-转换的过程中，要求KM1线断电释放，然后KM2得电吸合，接着KM再得电吸合。其原因是接触器KM2的触头容量（40A）比KM1（75A）小，且线路中用KM2的常闭辅助触头将电动机M1的定子绕组接成Y形，而辅助触头的断流能力又远小于主触头。因此，首先使KM1释放，切断电源，使KM2在触头没有通过电流的情况下动作，将电动机定子绕组接成形，再使KM1动作，重新接通电动机电源。如果KM1不先断电释放而直接使KM2动作，则KM2的辅助触头要断开大电流，这可能会将触头烧坏更严重的是，由于再断开大电流是要产生强烈的电弧，而辅助触头的灭弧能力又差，到KM2的主触头闭合时，它的辅助触头间的电弧可能尚未熄灭，从而将产生电源短路事故。,2、控制电路的分析,(2)砂轮电动机M1的控制,停车时，按下停止按钮SB4（20区），接触器KM1KM2和时间继电器KT断电释放，砂轮电动机M1失电停转。,三、M7475型平面磨床电气控制线路分析,2、控制电路的分析,工作台转动电动机M2由转换开关SA1控制，有高速和低速两种旋转速度。将SA1扳到低速位置，接触器KM3得电吸合，M2定子绕组接成形低速运转，带动工作台低速运转。将SA1扳到高速位置，接触器KM4得电吸合，M2定子绕组接成双Y形，带动工作台高速转动。将SA1扳到中间位置，KM3和KM4均失电，M2停止运转。,（3）工作台转动电动机M2的控制,三、M7475型平面磨床电气控制线路分析,2、控制电路的分析,（4）工作台移动电动机M3的控制,工作台移动电动机采用点动控制，分别由按钮SB5（26区）SB6（27区）控制其正反转。按下按钮SB5，KM5吸合，M3正转，带动工作台向左移动；按下SB6，KM6吸合，M3反转带动带动工作台右移动。工作台的左移和右移分别用限位开关SQ1和SQ2作限位保护。当工作台移动到极限位置时，压动位置开关SQ1或SQ2，断开KM5或KM6线圈电路，使M3失电停转，工作台停止移动。,三、M7475型平面磨床电气控制线路分析,2、控制电路的分析,（5）磨头升降电动机M4的控制,磨头升降电动机也采用了点动控制。按下上升按钮SB7（28区），接触器KM7吸合，M4得电正转，拖动磨头向上运动。按下下降按钮SB8（29区），接触器KM8吸合，M4反转，拖动磨头向下运动。磨头的上升限位保护由位置开关SQ3实现。,三、M7475型平面磨床电气控制线路分析,2、控制电路的分析,（5）磨头升降电动机M4的控制,在磨头的下降过程中，不允许工作台转动，否则将发生机械事故。因此，再工作台转动控制线路中，串接磨头下降接触器KM8的常闭辅助触头（24区），当KM8吸合磨头下降时，切断工作台控制电路。在工作台转动时，不允许磨头下降，因此，再工作台转动控制线路中，串接磨头下降接触器KM3和KM4的常闭触头（29区），使工作台转动时切断磨头下降的控制电路，实现电器联锁。,三、M7475型平面磨床电气控制线路分析,2、控制电路的分析,（6）冷却泵电动机M5的控制,冷却泵电动机M5由接插器X（12区）和接触器KM9控制。当加工过程中需要冷却液时，将接插器插好，然后将开关SA2（30区）接通，KM9通电吸合，M5启动运转，断开SA2，KM9断电释放，M5停转。,第五节T68型卧式镗床电气控制电路,镗床也是用于孔加工的机床，与钻床比较，镗床主要用于加工精确的孔和各孔间的距离要求较精确的零件，如一些箱体零件（机床主轴箱、变速箱等）。镗床的加工形式主要是用镗刀镗削在工件上已铸出或已粗钻的孔，除此之外，大部分镗床还可以进行铣削、钻孔、扩孔、铰孔等加工。,型号含义,一、卧式镗床的主要结构和运动形式,卧式镗床的运动形式,二、卧式镗床的电力拖动形式和控制要求,1卧式镗床的主运动和进给运动多用同一台异步电动机拖动。为了适应各种形式和各种工件的加工，要求镗床的主轴有较宽的调速范围，因此多采用由双速或三速笼型异步电动机拖动的滑移齿轮有级变速系统。采用双速或三速电动机拖动，可简化机械变速机构。目前，采用电力电子器件控制的异步电动机无级调速系统已在镗床上获得广泛应用。,镗床的主运动和进给运动都采用机械滑移齿轮变速，为有利于变速后齿轮的啮合，要求有变速冲动。要求主轴电动机能够正反转；可以点动进行调整；并要求有电气制动，通常采用反接制动。卧式镗床的各进给运动部件要求能快速移动，一般由单独的快速进给电动机拖动。,三、T68型卧式镗床电气控制电路分析,（一）主电路,（二）控制电路,1.主电动机控制,主轴和进给变速行程开关SQ3SQ6状态表,1.M1的正反转控制,（二）控制电路,以正转低速为例。反转分析类似,2M1的高速运行控制,（二）控制电路,如果手柄置于高速则SQ7闭合KT通电，低速起动一段时间后从KM4切换至KM5(高速),3.M1的停车制动,（二）控制电路,以原为正转高速为例。其他分析类似,3.M1的停车制动,（二）控制电路,以原为正转高速为例。其他分析类似,4M1的点动控制,（二）控制电路,5.主轴的变速控制,（二）控制电路,以原为正转低速为例。其他分析类似,断开,拉出,手柄推回后，SQ3动作，KM1/KM3/KM4重新充电，M1重新起动,6.主轴的变速冲动,（二）控制电路,变速时，如果齿轮未啮合好，手柄推不上，处于图中的位置。两条支路交替导通，电动机低速冲动直到啮合好。,7进给变速控制,（二）控制电路,与上述主轴变速控制的过程基本相同，只是在进给变速控制时，拉动的是进给变速手柄，动作的行程开关是SQ4和SQ6。,8快速移动电动机M2的控制,（二）控制电路,扳动快速操作手柄时，将压合行程开关SQ8或SQ9，接触器KM6或KM7通电，实现M2快速正转或快速反转,9联锁保护,（二）控制电路,防止工作台及主轴箱与主轴同时进给。当工作台及主轴箱进给手柄在进给位置时，SQ1的触点断开；而当主轴的进给手柄在进给位置时，SQ2的触点断开。,（三）照明电路和指示灯电路,四、T68型卧式镗