典型机床电气控制系统分析课件

1、典型机床电气控制系统分析 1 第第5 5章章 典型机床电气控制系统分析典型机床电气控制系统分析 典型机床电气控制系统分析 2 学学 习习 目目 标标 典型机床电气控制系统分析 3 教教 学学 内内 容容 15.1 车床电气控制车床电气控制 25.2 铣床电气控制铣床电气控制 3 5.3 磨床的电气控制磨床的电气控制 4 5.4 摇壁钻床电气控制线路摇壁钻床电气控制线路 典型机床电气控制系统分析 4 在学习了常用低压电器与继电在学习了常用低压电器与继电- -接触器控制电路接触器控制电路 基本环节基础上，下面将对生产机械的电气控制进行基本环节基础上，下面将对生产机械的电气控制进行 分析和研究。本章

2、从常用机床的电气控制入手，以期分析和研究。本章从常用机床的电气控制入手，以期 学会阅读、分析机床电气控制电路的方法、步骤，加学会阅读、分析机床电气控制电路的方法、步骤，加 深对典型控制环节的理解和应用，了解机床上机械、深对典型控制环节的理解和应用，了解机床上机械、 液压、电气三者的紧密配合，从机床加工工艺出发，液压、电气三者的紧密配合，从机床加工工艺出发， 掌握各种典型机床的电气控制，为机床及其生产机械掌握各种典型机床的电气控制，为机床及其生产机械 典型机床电气控制系统分析 5 电气控制的设计、安装、调试、运行等一定基础。电气控制的设计、安装、调试、运行等一定基础。 机床的电气控制，不仅要求能

3、够实现起动、制动、机床的电气控制，不仅要求能够实现起动、制动、 反向和调速等基本要求，更要满足生产工艺的各项反向和调速等基本要求，更要满足生产工艺的各项 要求，还要保证机床各运动的准确和相互协调，具要求，还要保证机床各运动的准确和相互协调，具 有各种保护装置，工作可靠，实现操作自动化等。有各种保护装置，工作可靠，实现操作自动化等。 学习与分析机床电气控制电路时，应注意学习与分析机床电气控制电路时，应注意 典型机床电气控制系统分析 6 以下几个问题：以下几个问题： （1 1）对机床的基本结构、运动情况、加工工艺）对机床的基本结构、运动情况、加工工艺 要求等应有一定的了解，做到了解控制对象，明确要

4、求等应有一定的了解，做到了解控制对象，明确 控制要求。控制要求。 （2 2）应了解机械操作手柄与电器开关元件的关）应了解机械操作手柄与电器开关元件的关 系；了解机床液压系统与电气控制的关系等。系；了解机床液压系统与电气控制的关系等。 （3 3）将整个控制电路按功能不同分成若干局部）将整个控制电路按功能不同分成若干局部 控制电路，逐一分析，分析时应注意各局部控制电路，逐一分析，分析时应注意各局部 典型机床电气控制系统分析 7 电路之间的连锁与互锁关系，然后再通观整个电电路之间的连锁与互锁关系，然后再通观整个电 路，形成一个整体概念。路，形成一个整体概念。 （4 4）抓住各机床电气控制的特点，深刻

5、理解）抓住各机床电气控制的特点，深刻理解 电路中各电器元件、各触点的作用，学会分析的电路中各电器元件、各触点的作用，学会分析的 方法，养成分析的习惯。方法，养成分析的习惯。 下面以几台典型机床控制电路为例，分析其下面以几台典型机床控制电路为例，分析其 电气控制。电气控制。 典型机床电气控制系统分析 8 典型机床电气控制系统分析 9 1.1.了解了解CA6140CA6140车床的电力拖动特点、控制车床的电力拖动特点、控制 要求。要求。 2.2.掌握掌握CA6140CA6140车床电气控制线路的工作原车床电气控制线路的工作原 理。理。 典型机床电气控制系统分析 10 典型机床电气控制系统分析 11

6、 普通车床是最常见的一种机床，约占机床普通车床是最常见的一种机床，约占机床 总数的总数的20203535，其电气控制系统较简单。车，其电气控制系统较简单。车 床可以车削外圆、内圆、端面、螺纹、螺杆和床可以车削外圆、内圆、端面、螺纹、螺杆和 车削定型表面，并可以装上钻头或铰刀进行钻车削定型表面，并可以装上钻头或铰刀进行钻 孔或铰孔等加工。孔或铰孔等加工。 典型机床电气控制系统分析 12 CA6140车床型号意义车床型号意义 CA6140CA6140型普通车床主要由床身、主轴箱、进型普通车床主要由床身、主轴箱、进 给箱、溜板箱、刀架、丝杠、光杠、尾架等部分给箱、溜板箱、刀架、丝杠、光杠、尾架等部分

7、 组成。车床的切削运动包括工件旋转的主运动和组成。车床的切削运动包括工件旋转的主运动和 刀具的直线进给运动。刀具的直线进给运动。 典型机床电气控制系统分析 13 方刀架 卡盘 主轴箱 挂轮架 进给箱 床身 左床座 纵溜板 横溜板 右床座 尾架 小滑板 溜板箱 光杠 丝杠 典型机床电气控制系统分析 14 运动种类运动种类运动形式运动形式控制要求控制要求 主运动主运动 主轴通过主轴通过 卡盘或顶卡盘或顶 尖带动工尖带动工 件的旋转件的旋转 运动运动 （1 1）主轴电动机选用三相笼型异步电动机，不进行）主轴电动机选用三相笼型异步电动机，不进行 调速，主轴采用齿轮箱进行机械有级调速调速，主轴采用齿轮箱

8、进行机械有级调速 （2 2）车削螺纹时要求主轴有正反转，一般由机械方）车削螺纹时要求主轴有正反转，一般由机械方 法实现，主轴电动机只作单向旋转法实现，主轴电动机只作单向旋转 （3 3）主轴电动机的容量不大，可采用直接启动）主轴电动机的容量不大，可采用直接启动 进给运动进给运动 刀架带动刀架带动 刀具的直刀具的直 线运动线运动 进给运动由主轴电动机拖动，主轴电动机的动力通过挂进给运动由主轴电动机拖动，主轴电动机的动力通过挂 轮箱传递给进给箱来实现刀具的纵向和横向进给。加工轮箱传递给进给箱来实现刀具的纵向和横向进给。加工 螺纹时，要求刀具移动和主轴转动有固定的比例关系螺纹时，要求刀具移动和主轴转动

9、有固定的比例关系 辅助运动辅助运动 刀架的快刀架的快 速移动速移动 由刀架快速移动电动机拖动，该电动机可直接启动，也由刀架快速移动电动机拖动，该电动机可直接启动，也 不需要正反转和调速不需要正反转和调速 尾架的纵尾架的纵 向移动向移动 由手动操作控制由手动操作控制 工件的夹工件的夹 紧与放松紧与放松 由手动操作控制由手动操作控制 加工过程加工过程 的冷却的冷却 冷却泵电动机和主轴电动机要实现顺序控制，冷却泵电冷却泵电动机和主轴电动机要实现顺序控制，冷却泵电 动机也不需要正反转和调速动机也不需要正反转和调速 典型机床电气控制系统分析 15 l 主轴电动机：主轴电动机： 选用三相鼠笼型异步电动机。

10、选用三相鼠笼型异步电动机。 启动、停止启动、停止 按钮操作。按钮操作。 调速调速 机械有级调速（齿轮箱）机械有级调速（齿轮箱） 正反转正反转 机械方法（摩擦离合器）机械方法（摩擦离合器） 只须单向连续旋转。只须单向连续旋转。 自锁正转控制线路自锁正转控制线路 典型机床电气控制系统分析 16 l冷却泵电动机冷却泵电动机 与主轴电动机之间是顺序启动、同时停止。与主轴电动机之间是顺序启动、同时停止。 l 刀架快移电动机刀架快移电动机 短时单向旋转。短时单向旋转。 l 刀架移动与主轴转动的固有比例关系由机械传刀架移动与主轴转动的固有比例关系由机械传 动保证。动保证。 l 必须有过载、短路、欠压、失压保

11、护。必须有过载、短路、欠压、失压保护。 l 具有信号、照明电路。具有信号、照明电路。 顺序控制线路顺序控制线路 典型机床电气控制系统分析 17 典型机床电气控制系统分析 18 QS1 QS1电源开关电源开关 M1 M1主电机，主电机，KMlKMl控制，不设短路保护；控制，不设短路保护； M2 M2冷却电机，冷却电机，KM2KM2控制控制 M3 M3快移电机，快移电机，KM3KM3控制控制FUFU11M2M2和和M3M3短路保护短路保护 FR1 FR1、FR2FR2和和FR3FR3过载保护过载保护 控制电路由控制变压器控制电路由控制变压器TCTC将将380380V V交流电压降为交流电压降为 1

12、10110V V控制电压供电，并由熔断器控制电压供电，并由熔断器FU2FU2作短路保护。作短路保护。 典型机床电气控制系统分析 19 合上电源开关合上电源开关QS1QS1，变压器变压器TCTC副边有电，指副边有电，指 示灯示灯HLHL亮。合上亮。合上SA3SA3，照明灯照明灯ELEL点亮。点亮。 按下启动按钮按下启动按钮SB2SB2，接触器，接触器KM1KM1的线圈得电的线圈得电 吸合，吸合，KM1KM1主触头闭合，主轴电动机主触头闭合，主轴电动机M1M1启动。启动。 按下停止按钮按下停止按钮SB1SB1，电动机，电动机M1M1停转。停转。 典型机床电气控制系统分析 20 只有在只有在KM1K

13、M1得电吸合，主轴电动机得电吸合，主轴电动机M1M1启动后，再启动后，再 合上开关合上开关SASA，才能使，才能使KM2KM2线圈得电吸合，冷却泵电线圈得电吸合，冷却泵电 动机动机M2M2启动。启动。 刀架快速移动电动机刀架快速移动电动机M3M3的启动是由安装在进给操的启动是由安装在进给操 纵手柄顶端的按钮纵手柄顶端的按钮SB3SB3来控制。将操纵手柄扳到所需的来控制。将操纵手柄扳到所需的 方向，压下按钮方向，压下按钮SB3SB3，接触器，接触器KM3KM3得电吸合，电动机得电吸合，电动机M3M3 得电启动，刀架就向指定方向快速移动。得电启动，刀架就向指定方向快速移动。 典型机床电气控制系统分

14、析 21 照明灯照明灯EL TCEL TC次级次级2424V V供电，供电，QS2QS2控制；控制； 指示灯指示灯HL TCHL TC次级次级6 6V V供电，供电，QS1QS1按下按下HLHL亮。亮。 短路保护：短路保护：FUFU 过载保护：过载保护：FRFR 零压欠压保护：自锁电路实现。零压欠压保护：自锁电路实现。 典型机床电气控制系统分析 22 刀架快速移动电动机刀架快速移动电动机M3M3由接触器由接触器KM3KM3控制控制, ,于是点动于是点动 控制控制, ,故未设过载保护。故未设过载保护。FUlFUl作为冷却泵电动机作为冷却泵电动机M2M2、快速、快速 移动电动机移动电动机M3M3、

15、控制变压器、控制变压器TCTC的短路保护。的短路保护。 典型机床电气控制系统分析 23 5.2 铣床电气控制铣床电气控制 典型机床电气控制系统分析 24 1.1.了解了解X62WX62W铣床的电力拖动特点、控制要求。铣床的电力拖动特点、控制要求。 2.2.掌握掌握X62WX62W铣床电气控制线路的工作原理。铣床电气控制线路的工作原理。 典型机床电气控制系统分析 25 典型机床电气控制系统分析 26 铣床是一种用途十分广泛的金属切削机铣床是一种用途十分广泛的金属切削机 床，其使用范围仅次于车床。铣床可用于加工床，其使用范围仅次于车床。铣床可用于加工 平面、斜面和沟槽；如果装上分度头，可以铣平面、

16、斜面和沟槽；如果装上分度头，可以铣 削直齿齿轮和螺旋面；如果装上圆工作台，还削直齿齿轮和螺旋面；如果装上圆工作台，还 可以加工凸轮和弧形槽等可以加工凸轮和弧形槽等 。 典型机床电气控制系统分析 27 典型机床电气控制系统分析 28 卧式铣床、立式铣床、龙门铣床、仿形铣床、专用铣床卧式铣床、立式铣床、龙门铣床、仿形铣床、专用铣床 卧式铣床卧式铣床 立式铣床立式铣床 典型机床电气控制系统分析 29 常用的万能铣床有常用的万能铣床有X62W型卧式万能铣床型卧式万能铣床 和和X53K型立式万能铣床型立式万能铣床 典型机床电气控制系统分析 30 典型机床电气控制系统分析 31 1 1）床身）床身 用于安

17、装铣床的其它部件。用于安装铣床的其它部件。 2 2）主轴、悬梁及刀杆支架）主轴、悬梁及刀杆支架 用于固定铣刀。用于固定铣刀。 3 3）工作台）工作台 用于安装夹具和工件，可作垂用于安装夹具和工件，可作垂 直于主轴轴线方向的纵向移动。直于主轴轴线方向的纵向移动。 4 4）横向溜板及回转盘）横向溜板及回转盘 安装于工作台的下安装于工作台的下 方，提供工作台的横向和左右斜向的移动。方，提供工作台的横向和左右斜向的移动。 5 5）升降台）升降台 提供工作台的上下移动。提供工作台的上下移动。 6 6）圆工作台）圆工作台 铣切凸轮和弧形槽等曲线时铣切凸轮和弧形槽等曲线时 所用的铣床附件，使用时安装在工作台

18、上。所用的铣床附件，使用时安装在工作台上。 典型机床电气控制系统分析 32 铣床的铣床的运动形式运动形式 1 1主运动主运动 X62WX62W万能铣床的主运动是主轴带动铣刀的旋转运动。万能铣床的主运动是主轴带动铣刀的旋转运动。 2 2进给运动进给运动 进给运动是指工件随工作台在前后、左右和上下六进给运动是指工件随工作台在前后、左右和上下六 个方向上的运动以及随圆形工作台的旋转运动。个方向上的运动以及随圆形工作台的旋转运动。 典型机床电气控制系统分析 33 3 3辅助运动辅助运动 辅助运动包括工作台的快速运动及主辅助运动包括工作台的快速运动及主 轴和进给的变速冲动轴和进给的变速冲动。 典型机床电

19、气控制系统分析 34 1 1铣床的主运动由一台笼型异步电动机拖动，直接起动，铣床的主运动由一台笼型异步电动机拖动，直接起动， 能够正反转，并设有电气制动环节，能进行变速冲动。能够正反转，并设有电气制动环节，能进行变速冲动。 2 2工作台的进给运动和快速移动均由同一台笼型异步电工作台的进给运动和快速移动均由同一台笼型异步电 动机拖动，直接起动，能够正反转，也要求有变速冲动动机拖动，直接起动，能够正反转，也要求有变速冲动 环节。环节。 3 3冷却泵电动机只要求单向旋转。冷却泵电动机只要求单向旋转。 4 4三台电动机之间有联锁控制，即主轴电动机起动之后，三台电动机之间有联锁控制，即主轴电动机起动之后

20、， 才能对其余两台电动机进行控制。才能对其余两台电动机进行控制。 典型机床电气控制系统分析 35 典型机床电气控制系统分析 36 有三台电动机。有三台电动机。M1M1是主轴电动机；是主轴电动机；M2M2是进给电是进给电 动机；动机；M3M3是冷却泵电动机。是冷却泵电动机。 （1 1）主轴电动机）主轴电动机M1M1通过换相开关通过换相开关SA5SA5与接触器与接触器KM1KM1 配合，能进行正反转控制，而与接触器配合，能进行正反转控制，而与接触器KM2KM2制动电制动电 阻器阻器R R及速度继电器的配合及速度继电器的配合, ,能实现串电阻瞬时冲动能实现串电阻瞬时冲动 和正反转反接制动控制和正反转

21、反接制动控制, ,并能通过机械进行变速。并能通过机械进行变速。 典型机床电气控制系统分析 37 （2 2）进给电动机）进给电动机M2M2能进行正反转控制，通过能进行正反转控制，通过 接触器接触器KM3KM3、KM4KM4与行程开关及与行程开关及KM5KM5、牵引电磁、牵引电磁 铁铁YAYA配合，能实现进给变速时的瞬时冲动、六配合，能实现进给变速时的瞬时冲动、六 个方向的常速进给和快速进给控制。个方向的常速进给和快速进给控制。 （3 3）冷却泵电动机）冷却泵电动机M3M3只能正转。只能正转。 典型机床电气控制系统分析 38 （4 4）熔断器）熔断器FU1FU1作机床总短路保护，也兼作作机床总短路

22、保护，也兼作M1M1的的 短路保护；短路保护；FU2FU2作为作为M2M2、M3M3及控制变压器及控制变压器TCTC、 照明灯照明灯ELEL的短路保护；热继电器的短路保护；热继电器FR1FR1、FR2FR2、 FR3FR3分别作为分别作为M1M1、M2M2、M3M3的过载保护。的过载保护。 典型机床电气控制系统分析 39 名称及代号名称及代号功能功能控制电器控制电器过载保护电过载保护电 器器 主轴电动机主轴电动机M1拖动主轴带动铣刀拖动主轴带动铣刀 旋转旋转 接触器接触器KM1、 KM2和组合开关和组合开关 SA3 热继电器热继电器 FR1 进给电动机进给电动机M2拖动进给运动和快拖动进给运动

23、和快 速移动速移动 接触器接触器KM3和和 KM4 热继电器热继电器 FR2 冷却泵电动机冷却泵电动机 M3 供应冷却液供应冷却液接触器接触器KM3热继电器热继电器 FR3 典型机床电气控制系统分析 40 SB1SB1、SB2SB2与与SB3SB3、SB4SB4是分别装在机床两边的停是分别装在机床两边的停 止（制动）和启动按钮，实现两地控制，方便操作。止（制动）和启动按钮，实现两地控制，方便操作。 KM1KM1是主轴电动机启动接触器，是主轴电动机启动接触器，KM2KM2是反接制动是反接制动 和主轴变速冲动接触器。和主轴变速冲动接触器。 SQ7SQ7是与主轴变速手柄联动的瞬时动作行程开关是与主轴

24、变速手柄联动的瞬时动作行程开关 。 典型机床电气控制系统分析 41 主轴电动机变速时的瞬时（冲动）控制主轴电动机变速时的瞬时（冲动）控制 。 但要注意，不论是开车还是停车时，都应但要注意，不论是开车还是停车时，都应 以较快的速度把手柄推回原始位置，以免以较快的速度把手柄推回原始位置，以免 通电时间过长，引起通电时间过长，引起M1转速过高而打坏齿转速过高而打坏齿 轮。轮。 典型机床电气控制系统分析 42 主轴电动机需启动时，要先将主轴电动机需启动时，要先将SA5SA5扳到主轴扳到主轴 电动机所需要的旋转方向，然后再按启动按钮电动机所需要的旋转方向，然后再按启动按钮 SB3SB3或或SB4SB4来

25、启动电动机来启动电动机M1M1。 M1M1启动后，速度继电器启动后，速度继电器KSKS的一副常开触点的一副常开触点 闭合，为主轴电动机的停转制动作好准备。闭合，为主轴电动机的停转制动作好准备。 典型机床电气控制系统分析 43 停车按停止按钮停车按停止按钮SB1SB1或或SB2SB2切断切断KM1KM1电路，接通电路，接通KM2KM2 电路，改变电路，改变M1M1的电源相序进行串电阻反接制动。当的电源相序进行串电阻反接制动。当M1M1的转的转 速低于速低于120120转转/ /分时，速度继电器分时，速度继电器KSKS的一副常开触点恢复断的一副常开触点恢复断 开，切断开，切断KM2KM2电路，电路

26、，M1M1停转，制动结束停转，制动结束。 典型机床电气控制系统分析 44 M2电机在主轴电机电机在主轴电机M1起动后才能进行工作。起动后才能进行工作。 左右进给手柄左右进给手柄 典型机床电气控制系统分析 45 左右进给操作手柄与行程开关左右进给操作手柄与行程开关SQ1和和SQ2联动，联动， 有左、中、右三个位置有左、中、右三个位置 控制手柄控制手柄手柄位置手柄位置行程开关动作行程开关动作接触器动作接触器动作电动机电动机M2 转向转向传动链搭合丝杠传动链搭合丝杠工作台运动方向工作台运动方向 左右进给 手柄 左SQ2KM4 反转左右进给丝杠 向左 中 停止 停止 右SQ1KM3正转左右进给丝杠 向

27、右 典型机床电气控制系统分析 46 上下与前后进给手柄上下与前后进给手柄 控制手柄控制手柄手柄位置手柄位置行程开关动作行程开关动作接触器动作接触器动作电动机电动机M2 转向转向 传动链搭合丝杠传动链搭合丝杠工作台运动方向工作台运动方向 上下和前后上下和前后 进给手柄进给手柄 下下SQ4KM4反转反转上下进给丝杠上下进给丝杠向下向下 上上SQ3KM3正转正转上下进给丝杠上下进给丝杠向上向上 中中停止停止 后后SQ3KM3正转正转前后进给丝杠前后进给丝杠 向后向后 前前SQ4KM4反转反转前后进给丝杠前后进给丝杠向前向前 典型机床电气控制系统分析 47 变速时，为使齿轮易于啮合，进给变速与主轴变速

28、时，为使齿轮易于啮合，进给变速与主轴 变速一样，设有变速冲动环节。蘑菇形手轮用力向外变速一样，设有变速冲动环节。蘑菇形手轮用力向外 拉到极限位置并随即推向原位，就在一次操纵手轮的拉到极限位置并随即推向原位，就在一次操纵手轮的 同时，其连杆机构二次瞬时压下行程开关同时，其连杆机构二次瞬时压下行程开关SQ6，使，使 KM3瞬时吸合，瞬时吸合，M2作正向瞬动。作正向瞬动。 典型机床电气控制系统分析 48 进给变速手进给变速手 柄及变速盘柄及变速盘 进给变速时，必须先把进给操纵手柄放在中间位置，然后将进给变速进给变速时，必须先把进给操纵手柄放在中间位置，然后将进给变速 盘（在升降台前面）向外拉出，选择

29、好速度后，再将变速盘推进去。在推盘（在升降台前面）向外拉出，选择好速度后，再将变速盘推进去。在推 进的过程中，挡块压下行程开关进的过程中，挡块压下行程开关SQ2，接触器，接触器KM3得电动作，电动机得电动作，电动机M2 启动；但随着变速盘复位，行程开关启动；但随着变速盘复位，行程开关SQ2跟着复位，使跟着复位，使KM3断电释放，断电释放， M2失电停转。失电停转。 典型机床电气控制系统分析 49 为提高劳动生产率，要求铣床在不作铣切加工为提高劳动生产率，要求铣床在不作铣切加工 时，工作台能快速移动。时，工作台能快速移动。 主轴电动机启动后，将进给操纵手柄扳到所需位主轴电动机启动后，将进给操纵手

30、柄扳到所需位 置，工作台按照选定的速度和方向作常速进给移动时，置，工作台按照选定的速度和方向作常速进给移动时， 再按下快速进给按钮再按下快速进给按钮SB5SB5（或（或SB6SB6），使接触器），使接触器KM5KM5通通 电吸合，接通牵引电磁铁，电磁铁通过杠杆使摩擦离电吸合，接通牵引电磁铁，电磁铁通过杠杆使摩擦离 合器合上，减少中间传动装置，使工作台按运动方向合器合上，减少中间传动装置，使工作台按运动方向 作快速进给运动。当松开快速进给按钮时，电磁铁作快速进给运动。当松开快速进给按钮时，电磁铁YAYA 断电，摩擦离合器断开，快速进给运动停止，工作台断电，摩擦离合器断开，快速进给运动停止，工作台

31、 仍按原常速进给时的速度继续运动。仍按原常速进给时的速度继续运动。 典型机床电气控制系统分析 50 圆工作台工作时，应先将进给操作手柄都扳圆工作台工作时，应先将进给操作手柄都扳 到中间（停止）位置，然后将圆工作台组合开关到中间（停止）位置，然后将圆工作台组合开关 SA3SA3扳到圆工作台接通位置。此时扳到圆工作台接通位置。此时SA3-1SA3-1断，断，SA3-3SA3-3 断，断，SA3-2SA3-2通。准备就绪后，按下主轴启动按钮通。准备就绪后，按下主轴启动按钮 SB3SB3或或SB4,SB4,则接触器则接触器KM1KM1与与KM3KM3相继吸合。主轴电机相继吸合。主轴电机 M1M1与进给

32、电机与进给电机M2M2相继启动并运转，而进给电动机相继启动并运转，而进给电动机 仅以正转方向带动圆工作台作定向回转运动。仅以正转方向带动圆工作台作定向回转运动。 典型机床电气控制系统分析 51 5.35.3 M7130M7130型平面磨床电气控制电路型平面磨床电气控制电路 典型机床电气控制系统分析 52 1.1.了解了解M7130M7130磨床的电力拖动特点、控制要磨床的电力拖动特点、控制要 求。求。 2.2.掌握掌握M7130M7130磨床电气控制线路的工作原理。磨床电气控制线路的工作原理。 典型机床电气控制系统分析 53 典型机床电气控制系统分析 54 磨床是用磨具和磨料（如砂轮、砂带、油

33、石、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，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。以进行切断加工。 。 典型机床电气控制系统分析 55 根据用途和采用的工艺方法分类根据用途和采用的工艺方法分类 平面磨床平面磨床 外圆磨床外圆磨床 内圆磨床内圆磨床 工具磨床

34、工具磨床 各种专用磨床（如螺纹磨床、齿轮磨床、各种专用磨床（如螺纹磨床、齿轮磨床、 球面磨床、导轨磨床等）球面磨床、导轨磨床等） 使用最广使用最广 卧轴平面磨床卧轴平面磨床 立轴平面磨床立轴平面磨床 矩台平面磨床矩台平面磨床 圆台平面磨床圆台平面磨床 典型机床电气控制系统分析 56 M 7 1 30M 7 1 30 工作台工作面宽度为300mm工作台工作面宽度为300mm 卧轴矩台式卧轴矩台式 平面平面 磨床磨床 型号含义型号含义 典型机床电气控制系统分析 57 立柱立柱 床身床身 滑座滑座 砂轮架砂轮架 砂轮砂轮 工作台工作台电磁吸盘电磁吸盘 典型机床电气控制系统分析 58 主运动主运动 进

35、给运动进给运动 辅助运动辅助运动 工作台（带动电磁吸盘和工件）作工作台（带动电磁吸盘和工件）作 纵向往复运动；纵向往复运动； 砂轮箱沿滑座上的燕尾槽作横向进给运动砂轮箱沿滑座上的燕尾槽作横向进给运动 砂轮箱和滑座一起沿立柱上的导轨作垂直砂轮箱和滑座一起沿立柱上的导轨作垂直 进给运动进给运动 典型机床电气控制系统分析 59 4.为适应磨削小工件需要，采用电磁吸盘来为适应磨削小工件需要，采用电磁吸盘来 吸持工件。吸持工件。 1.砂轮电动机拖动砂轮旋转；砂轮电动机拖动砂轮旋转； 2. 液压电动机枢动液压泵，供出压力油，经液压电动机枢动液压泵，供出压力油，经 液压传动机构来完成工作台往复纵向运动并实现

36、液压传动机构来完成工作台往复纵向运动并实现 砂轮的横向自动进给并承担工作台导轨的润滑；砂轮的横向自动进给并承担工作台导轨的润滑； 3.冷却泵电动机拖动冷却泵，供给磨削加工时冷却泵电动机拖动冷却泵，供给磨削加工时 需要的需要的 冷却液。冷却液。 M7130平面磨床电机拖动特点平面磨床电机拖动特点 典型机床电气控制系统分析 60 典型机床电气控制系统分析 61 典型机床电气控制系统分析 62 电动机控制、电磁吸盘直流供电、工作照明等部分。电动机控制、电磁吸盘直流供电、工作照明等部分。 主电路中有四台电动机：主电路中有四台电动机： M1M1液压泵电动机，实现工作台的往复运动；液压泵电动机，实现工作台

37、的往复运动； M2M2砂轮电动机，带动砂轮转动来完成磨削工件砂轮电动机，带动砂轮转动来完成磨削工件 加工；加工； M3 M3冷却泵电动机，为砂轮磨削工件时输送切削冷却泵电动机，为砂轮磨削工件时输送切削 液；液； M4 M4砂轮升降电动机，用于磨削过程中调整砂轮砂轮升降电动机，用于磨削过程中调整砂轮 与工件之间的位置。与工件之间的位置。 典型机床电气控制系统分析 63 1. 1.液压泵电动机液压泵电动机M1M1的控制。如电源电压正常时，欠的控制。如电源电压正常时，欠 电压继电器电压继电器KVKV的线圈吸合，的线圈吸合，KVKV常开触点闭合；然后按常开触点闭合；然后按 下启动按钮下启动按钮SB3S

38、B3，接触器，接触器KM1KM1线圈得电，线圈得电，KM1KM1主触点闭主触点闭 合，电动机合，电动机M1M1启动。启动。 2.2.砂轮电动机砂轮电动机M2M2及冷却泵电动机及冷却泵电动机M3M3的控制。按下启的控制。按下启 动按钮动按钮SB5SB5，接触器，接触器KM2KM2线圈得电吸合，砂轮电动机线圈得电吸合，砂轮电动机M2M2 启动。同时冷却泵电动机启动。同时冷却泵电动机M3M3也同时启动。也同时启动。 典型机床电气控制系统分析 64 因为砂轮升降是短时运转，所以采用点动控制。按下点因为砂轮升降是短时运转，所以采用点动控制。按下点 动按钮动按钮SB6SB6，接触器，接触器KM3KM3线圈

39、得电吸合，电动机线圈得电吸合，电动机M4M4启动正转，启动正转， 砂轮上升，砂轮上升到所需的位置，松开砂轮上升，砂轮上升到所需的位置，松开SB6SB6，KM3KM3线圈失电线圈失电 释放，电动机释放，电动机M4M4停转，砂轮停止上升。停转，砂轮停止上升。 按下点动按钮按下点动按钮SB7SB7，接触器，接触器KM4KM4线圈得电吸合，电动机线圈得电吸合，电动机 M4M4启动反转，砂轮下降。当砂轮下降到所需的位置，松开启动反转，砂轮下降。当砂轮下降到所需的位置，松开 SB7SB7，KM4KM4线圈失电释放，电动机线圈失电释放，电动机M4M4停转，砂轮停止下降。停转，砂轮停止下降。 典型机床电气控制

40、系统分析 65 电磁吸盘外形有长方形和圆形两种。矩形平面磨 床采用长方形电磁吸盘。 1 1钢制吸盘体钢制吸盘体 2 2线圈线圈 3 3钢制盖板钢制盖板 4 4隔磁板隔磁板 5 5工件工件 典型机床电气控制系统分析 66 图中图中1 1为钢制吸盘体，在它的中部凸起的芯体为钢制吸盘体，在它的中部凸起的芯体A A 上绕有线圈上绕有线圈2 2，钢制盖板，钢制盖板3 3被隔磁层被隔磁层4 4隔开。在线圈隔开。在线圈 2 2中通入直流电流，芯体将被磁化，磁力线经由盖中通入直流电流，芯体将被磁化，磁力线经由盖 板、工件、盖板、吸盘体、芯体闭合，将工件板、工件、盖板、吸盘体、芯体闭合，将工件5 5牢牢 牢吸住

41、。盖板中的隔磁层由铅、铜、黄铜及巴氏牢吸住。盖板中的隔磁层由铅、铜、黄铜及巴氏 合金等非磁性材料制成，其作用是使磁力线通过合金等非磁性材料制成，其作用是使磁力线通过 工件再回到吸盘体。不致直接通过盖板闭合，以工件再回到吸盘体。不致直接通过盖板闭合，以 增强对工件的吸持力。增强对工件的吸持力。 典型机床电气控制系统分析 67 电磁吸盘电路包括整流电路，控制电路和保护电路电磁吸盘电路包括整流电路，控制电路和保护电路 三部分。三部分。 整流变压器整流变压器TCTC将将3800V3800V的交流电压降为的交流电压降为145V145V，然后，然后 经桥式整流后输出经桥式整流后输出110V110V直流电压

42、。直流电压。 按下启动按钮按下启动按钮SB8SB8，接触器，接触器KM5KM5线圈得电吸合，线圈得电吸合，KM5KM5 主触点闭合，电磁吸盘主触点闭合，电磁吸盘YHYH线圈得电，工作台充磁吸住工线圈得电，工作台充磁吸住工 件。同时件。同时KM5KM5自锁触点闭合，联锁触点断开。自锁触点闭合，联锁触点断开。 典型机床电气控制系统分析 68 磨削加工完毕，取下加工好的工件后，先按磨削加工完毕，取下加工好的工件后，先按 SB9SB9，切断电磁吸盘，切断电磁吸盘YHYH线圈的直流电源，由于吸线圈的直流电源，由于吸 盘和工件都有剩磁，所以需对吸盘和工件进行去盘和工件都有剩磁，所以需对吸盘和工件进行去 磁

43、。磁。 按下点动按钮按下点动按钮SB10SB10，接触器，接触器KM6KM6线圈得电吸合，线圈得电吸合， KM6KM6主触点闭合，电磁吸盘主触点闭合，电磁吸盘YHYH线圈通入反向直流线圈通入反向直流 电，使工作台和工件去磁。去磁时为防止因时间电，使工作台和工件去磁。去磁时为防止因时间 过长使工作台反向磁化，再次吸住工件，因此接过长使工作台反向磁化，再次吸住工件，因此接 触器触器KM6KM6采用点动控制。采用点动控制。 保护装置由放电电阻保护装置由放电电阻R R、放电电容、放电电容C C及欠电压及欠电压 继电器继电器KVKV组成。组成。 典型机床电气控制系统分析 69 图中图中ELEL为照明灯，

44、工作电压为为照明灯，工作电压为24V24V，由变压器，由变压器TCTC供供 给，给，SASA为照明负荷隔离开关。为照明负荷隔离开关。 HL1 HL1电源正常指示电源正常指示 HL2 HL2电动机电动机M1M1工作指示工作指示 HL3 HL3电动机电动机M2M2工作指示工作指示 HL4 HL4 电动机电动机M4M4工作指示工作指示 HL5 HL5电磁吸盘电磁吸盘YHYH工作指示工作指示 典型机床电气控制系统分析 70 5.4 5.4 摇臂钻床电气控制线路摇臂钻床电气控制线路 典型机床电气控制系统分析 71 1.1.了解了解Z3040Z3040摇臂钻床的结构与运动情况摇臂钻床的结构与运动情况 及拖

45、动特点。及拖动特点。 2.2. 掌握掌握Z3040Z3040型摇臂钻床的电气控制原理型摇臂钻床的电气控制原理 分析方法及调试技能分析方法及调试技能 3.3.能对能对Z3040Z3040摇臂钻床常见的电气故障进摇臂钻床常见的电气故障进 行分析、诊断及排除。行分析、诊断及排除。 典型机床电气控制系统分析 72 典型机床电气控制系统分析 73 钻床是一种用途广泛的孔加工机床。它主要是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。孔、铰孔、镗孔，以及刮平面、攻螺纹等。 钻孔钻孔

46、扩孔扩孔 铰孔铰孔 攻螺纹攻螺纹 锪孔锪孔 刮平刮平 面面 典型机床电气控制系统分析 74 立式钻床、台式钻床、摇臂钻床和专门化立式钻床、台式钻床、摇臂钻床和专门化 钻床如深孔钻床等。钻床如深孔钻床等。 分类分类 立式钻床立式钻床 可调式多轴立式钻床可调式多轴立式钻床 台式钻床台式钻床 摇臂钻床摇臂钻床 典型机床电气控制系统分析 75 型号含义型号含义 摇臂钻床是一种立式钻床，它适用于单件或批量生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。产中带有多孔的大型零件的孔加工。 Z3040Z3040摇臂钻床简介：最大钻孔直径摇臂钻床简介：最大钻孔直径400mm400

47、mm 跨距跨距1200mm1200mm 典型机床电气控制系统分析 76 主轴箱主轴箱 是一个复合的是一个复合的 部件，它具有部件，它具有 主轴及主轴旋主轴及主轴旋 转部件和主轴转部件和主轴 进给的全部变进给的全部变 速和操纵机构速和操纵机构 借助于丝杆，借助于丝杆， 摇臂可沿着外摇臂可沿着外 立柱上下移动立柱上下移动 摇臂也可以与摇臂也可以与 外立柱一起相外立柱一起相 对内立柱回转对内立柱回转 典型机床电气控制系统分析 77 5.具有必要的联锁与保护。具有必要的联锁与保护。 1.设有主轴电动机、摇臂升降电动机、立柱夹设有主轴电动机、摇臂升降电动机、立柱夹 紧放松电动机及冷却泵电动机。紧放松电动

48、机及冷却泵电动机。 2.要求主轴进给有较大的调速范围。要求主轴进给有较大的调速范围。 3.摇臂钻床的主运动与进给运动皆为主轴的运动。摇臂钻床的主运动与进给运动皆为主轴的运动。 4.主轴要求正反转，主轴正反转一般由机械主轴要求正反转，主轴正反转一般由机械 方法获得。方法获得。 典型机床电气控制系统分析 78 主运动主运动：主轴带动钻头的旋转运动；：主轴带动钻头的旋转运动； 进给运动进给运动：钻头的上下运动；：钻头的上下运动； 辅助运动辅助运动：摇臂可沿外立柱的圆柱面上下垂直：摇臂可沿外立柱的圆柱面上下垂直 调整位置；主轴箱可沿摇臂的导轨横向调整位置；调整位置；主轴箱可沿摇臂的导轨横向调整位置；

49、摇臂及外立柱绕内立柱转动至不同的位置；工作时摇臂及外立柱绕内立柱转动至不同的位置；工作时 可以很方便的调整主轴的位置（工件不动）。可以很方便的调整主轴的位置（工件不动）。 摇臂钻床上运动形式摇臂钻床上运动形式 典型机床电气控制系统分析 79 一）主电路分析一）主电路分析 主轴电动机，主轴电动机， 由交流接触由交流接触 器器KM1控制，控制， 只要求单方只要求单方 向旋转，主向旋转，主 铀的正反转铀的正反转 由机械手柄由机械手柄 操作操作 摇臂升降电动机摇臂升降电动机 该电动机短时间该电动机短时间 工作，故不设过工作，故不设过 载保护载保护 液压油泵电动机，液压油泵电动机， 可以做正向转动可以做

50、正向转动 和反向转动，供和反向转动，供 给夹紧装置压力给夹紧装置压力 油、实现摇臂和油、实现摇臂和 立柱的夹紧与松立柱的夹紧与松 开开 冷却泵电动冷却泵电动 机，功率很机，功率很 小，由开关小，由开关 直接起动和直接起动和 停止停止 典型机床电气控制系统分析 80 控制要求：控制要求： 1.1.主轴的控制主轴的控制 主轴由机械摩擦片式离合器实现正转、反转及主轴由机械摩擦片式离合器实现正转、反转及 调速的控制调速的控制 。 2.2.摇臂升降过程：摇臂升降过程： 放松放松升升/ /降降夹紧夹紧 a . a . 摇臂在完全放松状态下压下放松位置开关摇臂在完全放松状态下压下放松位置开关SQ2SQ2；

51、b. b. 做升做升/ /降运动；降运动； c.c.升降完毕与夹紧之间加入升降完毕与夹紧之间加入13S13S的时间延时，以的时间延时，以 克服惯性；克服惯性； d.d.升降完毕后，做夹紧运动，完全夹紧，压下夹升降完毕后，做夹紧运动，完全夹紧，压下夹 紧位置开关紧位置开关SQ3SQ3，摇臂升降过程结束。，摇臂升降过程结束。 典型机床电气控制系统分析 81 按下启动按钮按下启动按钮SB2，则接触器，则接触器KM1吸合并自锁，吸合并自锁， 使主电动机使主电动机M1启动运行，同时指示灯启动运行，同时指示灯HL3亮。亮。 按停止按钮按停止按钮SB1，则接触器，则接触器KM1释放，使主电动释放，使主电动

52、机机M1停止旋转，同时指示灯停止旋转，同时指示灯HL3熄灭。熄灭。 3.工作状态指示工作状态指示 HL1、HL2用于主轴箱和立柱的夹紧、放松用于主轴箱和立柱的夹紧、放松 工作状态指示工作状态指示 HL3用于主轴电动机运转工作状态指示。用于主轴电动机运转工作状态指示。 典型机床电气控制系统分析 82 Z3040型摇臂钻床摇臂的升降由型摇臂钻床摇臂的升降由M2拖动，拖动，SB3和和 SB4分别为摇臂升、降的点动按钮，由分别为摇臂升、降的点动按钮，由SB3、SB4和和 KM2、KM3组成具有双重互锁的组成具有双重互锁的M2正反转点动控制正反转点动控制 电路。因为摇臂平时是夹紧在外立柱上的，所以在摇电

53、路。因为摇臂平时是夹紧在外立柱上的，所以在摇 臂升降之前，先要把摇臂松开，再由臂升降之前，先要把摇臂松开，再由M2驱动升降；驱动升降； 摇臂升降到位后，再重新将其夹紧。摇臂升降到位后，再重新将其夹紧。 典型机床电气控制系统分析 83 摇臂的松、紧是由液压系统完成的。在电磁阀摇臂的松、紧是由液压系统完成的。在电磁阀YV 线圈通电吸合的条件下，液压泵电动机线圈通电吸合的条件下，液压泵电动机M3正转，正正转，正 向供出压力油进入摇臂的松开油腔，推动松开机构向供出压力油进入摇臂的松开油腔，推动松开机构 使摇臂松开，摇臂松开后，行程开关使摇臂松开，摇臂松开后，行程开关SQ2动作、动作、 SQ3复位；若复

54、位；若M3反转，则反向供出压力油进入摇臂反转，则反向供出压力油进入摇臂 的夹紧油腔，推动夹紧机构使摇臂夹紧，摇臂夹紧的夹紧油腔，推动夹紧机构使摇臂夹紧，摇臂夹紧 后，行程开关后，行程开关SQ3动作、动作、SQ2复位。复位。 典型机床电气控制系统分析 84 主轴箱在摇臂上的夹紧放松与内外立柱之间的夹紧主轴箱在摇臂上的夹紧放松与内外立柱之间的夹紧 与放松，均采用液压操纵，且由同一油路控制，所以与放松，均采用液压操纵，且由同一油路控制，所以 它们是同时进行的。工作时要求它们是同时进行的。工作时要求2位六通电磁阀线圈位六通电磁阀线圈 YV处于断电状态，松开由松开按钮处于断电状态，松开由松开按钮SB5控

55、制，夹紧由控制，夹紧由 夹紧按钮夹紧按钮SB6控制，并有松开指示灯控制，并有松开指示灯HL1、夹紧指示灯、夹紧指示灯 HL2指示其状态。指示其状态。 典型机床电气控制系统分析 85 冷却泵电动机冷却泵电动机M4由开关由开关SA1手动控制，单手动控制，单 向旋转，可视加工需求操作向旋转，可视加工需求操作SAI，使其起动或，使其起动或 停止。停止。 典型机床电气控制系统分析 86 本机床有四台电动机工作，且机本机床有四台电动机工作，且机- -电电- -液需协调配合，液需协调配合， 故需按一定的相序将电源接入各电动机。调整方法；先确故需按一定的相序将电源接入各电动机。调整方法；先确 定总电源相序，再

56、定各电动机的电源相序。定总电源相序，再定各电动机的电源相序。 1.1.总电源相序总电源相序 按下按下SB4SB4，若主轴箱、立柱不松开，说，若主轴箱、立柱不松开，说 明明M3M3转向不对，则需调整总电源相序。转向不对，则需调整总电源相序。 2.2.主轴电动机主轴电动机M1M1相序相序 按下按下SB2SB2，操纵主轴转动手柄，操纵主轴转动手柄， 若主轴不转动，说明齿轮泵转向不对，则需调整。若主轴不转动，说明齿轮泵转向不对，则需调整。 典型机床电气控制系统分析 87 3. 3.摇臂升降电动机摇臂升降电动机M2M2相序相序 按下按下SB3SB3，若摇臂下降，若摇臂下降， 说明说明M2M2转向不对，则需调整。转向不对，则需调整。 4. 4.冷却泵电动机冷却泵电动机M4M4相序相序 接通接通QSQS，若不出冷却液，说，若不出冷却液，说 明明M4M4转向不对，则需调整。转向不对，则需调整。 典型机床电气控制系统分析 88 电气控制线路中图形、文字符号，机床电气控制原理图电气控制线路中图形、文字符号，机床电气控制原理图, , 元件布置图，电气安装接线图以及各图形画法规则。元件布置图，电气安装接线图以及各图形画法规则。 典型机床电气控制线路的分析和说明，包