第1章--CA6140卧式车床机电传动与控制

2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,1/27,江苏食品职业技术学院2011年8月,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制,机电一体化技术,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,2/27,本章要点CA6140卧式车床电气控制的实现。CA6140卧式车床主轴箱机械传动的实现。技能目标熟知各电气元件在控制电路中的作用。会设计车床电气控制柜。会进行车床电气故障的诊断与维修。会拆卸、清洗、组装主轴箱。项目案例导入CA6140卧式车床机械运动、电气电路控制。,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,3/27,1.项目目的(1)掌握各电气元件在控制电路中的作用。(2)掌握车床电气故障的诊断及维修方法与技巧。(3)掌握主轴箱结构。(4)掌握设计电气控制柜的基本思路和设计要点。2.项目条件(1)能拆卸和组装的CA6140卧式车床裸机。(2)与CA6140卧式车床配套的电气控制柜或实验电气控制柜。3.项目内容及要求根据所学知识，首先进行电气控制柜的设计，然后制作电气控制柜，实现电气控制柜与机床的对接，并调试成功。,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.1项目说明,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,4/27,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识,CA6140卧式车床是典型的机加工设备之一，其可以实现多种转速的输出，可以车削内外圆柱面、圆锥面、环形槽、回转体成型面、各种螺纹，还可以进行钻中心孔、钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、套螺纹和滚花等工作。那么CA6140卧式车床是怎样实现其机械运动呢？又通过怎样的电气电路来进行运动控制呢？,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,5/27,岗位责任体系概述,车床的运动部分包括三个基本部分：执行件、运动源和传动装置。执行件：是带动工件和刀具，使之完成一定形式的运动并保持正确的轨迹，如车床主轴、刀架等；运动源：是车床运动的来源，它向运动部分提供动力，如交流电动机；传动装置：是传递运动和动力的装置，它把运动源的运动和动力传给执行件，并完成运动形式、方向、速度的转换等工作，从而在运动源和执行件之间建立起运动联系，使执行件获得一定的运动，如车床主轴箱。,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,6/27,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识,1.2.1CA6140卧式车床的机械结构,1-进给箱；2-挂轮箱；3-主轴变速箱；4-溜板与刀架；5-尾座；6-丝杠；7-光杠；8-床身；9-溜板箱,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,7/27,1.2.1CA6140卧式车床的机械结构,1.主轴箱CA6140卧式车床的主轴箱是一个比较复杂的运动部件，包括：箱体、主轴部件、传动机构、操纵机构、换向装置、制动装置和润滑装置等。其功用在于支承主轴和传动其旋转，使其实现起动、停止、变速和换向等。,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,8/27,1.2.1CA6140卧式车床的机械结构1.主轴箱,1-花键套；2-带轮；3-法兰；4-主轴箱体；5-钢球；6、10-齿轮；7-销；8、9-螺母；11-滑套；12-羊角摆块；13-制动盘；14-制动带；15-齿条；16-拉杆；17-拨叉；18-扇形齿轮；19-键,(1)CA6140卧式车床主轴箱部件图,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,9/27,1.2.1CA6140卧式车床的机械结构1.主轴箱,(2)开停、换向及制动操纵机构,1-双联齿轮；2-齿轮；3-羊角摆块；4-滑套；5-制动杠杆；6-钢带；7-手柄；8-操纵杆；9-杠杆；10-连杆；11-摆杆；12-转轴；13-扇形齿轮；14-齿条轴；15-拨叉；16-拉杆,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,10/27,1.2.1CA6140卧式车床的机械结构1.主轴箱,(2)开停、换向及制动操纵机构,双向多片离合器装置1-双联齿轮；2-内摩擦片；3-外摩擦片；4、7-螺母；5-套；6-长销；8-齿轮；9-拉杆；10-滑套；11-销轴；12-羊角摆块；13-拨叉,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,11/27,1.2.1CA6140卧式车床的机械结构1.主轴箱,(3)制动装置,1-箱体；2-齿条轴；3-杠杆支承轴；4-杠杆；5-调节螺钉；6-制动带；7-制动轮；8-制动轴,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,12/27,1.2.1CA6140卧式车床的机械结构1.主轴箱,(4)六速操纵机构,1-双联齿轮；2-三联齿轮；3-拨叉；4-拨销；5-曲柄；6-凸轮；7-轴；8-链条；9-操作手柄；10-圆销；11-杠杆；12-拨叉；、-传动轴,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,13/27,1.2.1CA6140卧式车床的机械结构,2.溜板箱溜板箱的作用是：把丝杠或光杠传来的旋转运动转变为直线运动并带动刀架进给；控制刀架运动的接通、断开和换向；机床过载时控制刀架停止进给；手动操纵刀架移动和实现快速移动。溜板箱中设有以下几种机构：接通丝杠传动的开合螺母机构；将光杠的运动传至纵向齿轮齿条和横向进给丝杠的传动机构；接通、断开和转换纵、横向进给的转换机构；保证机床工作安全的过载保险装置和互锁机构；控制刀架运动的操纵机构；改变纵、横向机动进给运动方向的换向机构；快速空行程传动机构。,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,14/27,(1)纵向、横向进给操纵机构,1-手柄；2-销轴；3-手柄座；4-球头销；5-轴；6-手柄；7-轴；8-弹簧销；9-球头销；10-拨叉轴；11-杠杆；12-连杆；13-凸轮；14-圆销；15-拨叉轴；16、17-拨叉；18、19-圆销；20-杠杆；21-销轴；22-凸轮；23-轴,1.2.1CA6140卧式车床的机械结构2.溜板箱,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,15/27,1.2.1CA6140卧式车床的机械结构2.溜板箱,(2)开合螺母机构,1-手柄；2-轴；3-轴承套；4-下半螺母；5-上半螺母；6-圆柱销；7-圆盘；8-定位钢球；9-销钉；10、12-螺钉；11-平镶条,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,16/27,1.2.1CA6140卧式车床的机械结构2.溜板箱,(3)互锁机构,避免因操作失误引起丝杠传动和纵横向进给机构同时接通的互锁机构。,5-轴；7-操纵轴；8-弹簧销；9-球头销；23-轴；24-支撑套,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,17/27,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识,1.2.2CA6140卧式车床运动形式及传动系统分析,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,18/27,1.2.3CA6140卧式车床电气原理图,1.电力拖动特点及控制要求（1）M1主轴动机为三相笼型异步电动机，为满足调速要求，采用机械变速。采用直接起动；由机械换向实现正、反转；齿轮箱进行机械有级调速。（2）M2冷却泵电动机，车削加工时，由于刀具与工件温度高，所以需要冷却。应在主轴电动机起动后方可起动；当主轴电动机停止时，应立即停止。（3）M3刀架快移电动机，为实现溜板箱的快速移动，采用点动控制。（4）电路应具有必要的保护环节和安全可靠的照明和信号指示。,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识控制要求,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,19/27,1.2.3CA6140卧式车床电气原理图,2.CA6140卧式车床电气原理图,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识电气原理图,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,20/27,1.2.3CA6140卧式车床电气原理图主电路,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识主电路,交流接触器,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,21/27,1.2.3CA6140卧式车床电气原理图,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识控制电路,KM1自锁触头,主轴启动按钮,主轴停机按钮,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,22/27,1.2.3CA6140卧式车床电气原理图,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识信号电路,控制变压器,控制电路信号灯,主电信号灯,照明灯,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,23/27,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.3电气控制柜项目,1.3.1工作计划,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,24/27,1.3.2机床电气控制柜的一般制作工艺规程,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.3CA6140车床电气控制柜项目制作工艺,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,25/27,1.3.3项目分析,1.熟悉电路图主电路分析，根据机床控制要求及机床电气原理图，分析各电器执行元件的控制内容。搞清楚3台电动机的作用，这些电动机分别用哪些接触器或开关控制，有没有进行电器的短路保护、过载保护等。控制电路分析，将控制电路分为3个环节，即主轴电动机控制环节、冷却泵电动机控制环节、刀架快速移动电动机控制环节。辅助电路分析，分析照明电路和通电指示电路的可行。,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.3CA6140车床电气控制柜项目电路图,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,26/27,2.元器件选择根据控制电路的工作电压、工作电流及保护要求，选择变压器、接触器、低压断路器、转换开关、热继电器、熔断器、指示灯、按钮开关、导线、接线端子。,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.3CA6140车床电气控制柜项目元器件,1.3.3项目分析,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,27/27,3.元件明细表制作根据控制电路的工作电压、工作电流及保护要求，选择变压器、接触器、低压断路器、转换开关、热继电器、熔断器、指示灯、按钮开关、导线、接线端子。,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.3CA6140车床电气控制柜项目元器件明细表,1.3.3项目分析,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,28/27,4.柜体设计(1)功能要求，机柜的功能要求包括产品的功能要求和机柜结构的功能要求这两个方面。归纳起来大致有：电气元器及其附件的安装要求；外壳防护要求屏蔽和接地要求；通风散热要求；人机学要求；布线要求；机柜的强度和刚性要求等。(2)机柜的工艺性要求，满足使用功能要求的前提下，对机柜的总体及零件、部件制造的可行性和经济性的要求，以及机柜满足电气设备装配的工艺和可维修性要求。在设计一般的配电、控制柜时，柜体都可选用标准系列柜。对于非标准柜，可根据以上设计原则进行设计。,1.3.3项目分析,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.3CA6140车床电气控制柜项目柜体设计,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,29/27,5.电气布置图设计低压电器电控设备的布置原则元器件的空间距离应符合GB4720-1984电气传动控制设备第一部分；低压电器电控设备的规定。布置元器件时，应留有布线、接线、维修和调整操作的空间间距，板前接线式元器件应大于板后接线式元器件的空间间距。,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.3CA6140车床电气控制柜项目低压电器布置,1.3.3项目分析,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,30/27,5.电气布置图设计(2)操纵器件的布置操纵器件包括：低压断路器操作手柄、按钮、按键开头，转换开头等。控制柜的仪表板上只能安装小型操纵器件，且一般布置在仪表板的下部。向上喷弧低压断路器应留有足够喷弧距离或增设阻隔电弧的设施，以免损坏其他元器件。,1.3.3项目分析,第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.3CA6140车床电气控制项目操纵器件布置,2020/6/7,江苏食品职业技术学院机电一体化技术，胡继强,31/27,6.安装接线图设计在接线图中，应表示出：项目及相对位置，项目代号；端子间的电连接关系、端子代号；导线形式、导线号；需补充说明的其他内容。,7.二次接线工艺备图备料核对元器件名称、型号及规格填写元器件