Z3050摇臂钻床电路原理与维修

1、“维修电工”技能考核项目Z3050型摇臂钻床电气控制电路原理与维修主编：童光法 重庆市铜梁职业教育中心 2013年5月Z2030 摇臂钻床电气原理图电源开关及总短路保护冷却泵电动机主轴电机短路保护摇臂电动机液压泵电动机控制电路电源（变压器）照明按钮指示灯主轴控制摇臂延时夹紧摇臂液压泵放松夹紧电磁铁上升下降放松夹紧上升下降放松夹紧Z3050型摇臂钻床电气控制 一、 Z3050型摇臂钻床介绍 （一）作用 钻床是一种用途广泛孔加工机床，可用来钻孔、扩孔、绞孔、攻螺纹及修刮端面多种形式的加工。钻床的结构形式很多，有立式钻床、卧室钻床、深孔钻床等。摇臂钻床是一种立式钻床，它用于单件或批量生产中带有多孔大

2、型零件的孔加工，是一般机械加工车间常用的机床。(二)、结构 摇臂钻床主要由底座、内外立座、摇臂、主轴箱和工作台组成。摇臂的一端为套筒，套筒在外立柱上，并借助丝杆的正、反转可沿外立柱上下移动。主轴箱安装在摇臂的水平轨上可通过手轮操作使其在水平导轨上沿摇臂移动。加工时。根据工件高度的不同，摇臂借助于丝杆可带着主轴箱沿外立柱上下升降。在升降之前，应自动将摇臂松开，再进行升降，当达到所需的位置时，摇臂自动夹紧在立柱上。摇臂钻床钻削加工分为工作运动和辅助运动。工作运动包括：主运动（主轴的旋转运动）和进给运动（主轴轴向运动）；辅助运动包括：主轴箱沿摇臂的横向移动，摇臂的回转和升降运动。钻削加工时，钻头一面

3、旋转一面作纵向进给。 1、采用4台电动机拖动，分别是主轴电动机M1，摇臂升降电动机M2，液压泵电动机（即松紧电机）M3和冷却泵电动机M4。 2、电机运动方式： （1）主轴电动机M1的运动：为了适应多种形式的加工要求，摇臂钻床主轴的旋转及进给运动有较大的调速范围，一般情况下多由机械变速机构实现。主轴变速机构与进给变速机构均装在主轴箱内。在加工螺纹时，要求主轴能正反转。摇臂钻床主轴正反转一般采用机械方法实现。因此主轴电动机仅需要单向旋转。主轴操纵机构液压系统：安装在主轴箱内，用以实现主轴正反、停车制动、空挡、预选及变速； （2）升降电机M2运动方式：摇臂升降由单独的一台电动机M2拖动，要求能实现正

4、反转。 （3）松紧电动机M3运动方式：摇臂的移动严格按照摇臂松开升降摇臂夹紧的程序进行。因此摇臂的松紧与摇臂升降按自动控制进行。摇臂的夹紧与放松以及立柱的夹紧与放松由一台松紧电动机M3配合液压装置（电磁阀YA）来完成，要求这台电动机能正反转。并根据要求采用点动控制。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。主轴箱和立柱的松、紧是同时进行的，所以在操作的过程中，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。（4）冷却泵电动机M4运动方式:钻削加工时，为对刀具及工件进行冷却，需要一台冷却泵电

5、动机拖动冷却泵输送冷却液。 (5)其它：各部分电路之间有必要的保护和联锁环节以及安全照明、信号指示电路。二、Z3050型摇臂钻床电气控制模拟电路说明1、转换开关QS1、QS2分别用两把闸刀开关代替，以方便安装和配线。2、四台电动机（14M）分别用作Y型连接的四组灯泡代替，并且每组灯泡中的按三相四线制接法：零线接公共中性点N，火线分别接三相线U、V、W。若某台电动机缺相，则该相灯泡不亮，其它灯泡发光正常。3、模拟电路中的放松、夹紧液压电磁阀线圈YA用灯泡代替，灯亮则表示线圈YA通电，电磁阀打开，液压工作；灯灭则表示线圈YA断电，电磁阀关闭，液压不工作。4、模拟电路中的位置开关（行程开关SQ1SQ

6、4）全部采用手动复位方式，机床运动和电气控制的自动配合改为手动操作来实现。5、主电路到电机（灯泡）通过接线桩连接；按钮到各控制元件通过接线桩连接。三、Z3050型摇臂钻床电气控制模拟电路操作及功能显示（一）模拟电路中各元件的名称及功能1、闸刀QS 2、保险QS1：电源总闸刀，控制模拟电路板的通电 FU1：电路总保险，整个模拟电路板短路保护QS1：冷却泵4M控制闸刀，控制4M通电 FU2：升降、松紧电机总保险，升降、松紧电机短路保护 FU3：机床照明灯短路保护 3、交流接触器 4、热继电器KM1：控制主轴电动机1M运转 FR1：主轴电机1M热保护KM2：控制摇臂电动机2M正转，使摇臂上升 FR2

7、：松紧电机3M热保护KM3：控制摇臂电动机2M反转，使摇臂下降 5、变压器 KM4: 控制液压泵电动机3M正转，使摇臂放松 TC：初级输入380V,次级输出：127V供二次电路接触器、时间继电器、 KM5：控制液压泵电动机3M反转，使摇臂夹紧 电磁阀线圈；36V供机床照明；6V供按钮指示灯 6、按钮 7、行程开关 SB1：主轴电动机1M停止按钮 SQ1a :摇臂电动机2M上升时的上限位开关SB2：主轴电动机1M启动按钮 SQ1b： 摇臂电动机2M下降时的下限位开关SB3：摇臂电动机2M上升控制按钮 SQ2：摇臂放松行程开关SB4：摇臂电动机2M下降控制按钮 SQ3：主轴箱限位开关SB5：立柱、

8、主轴箱电动机3M放松按钮 SQ4：松紧按钮指示灯的控制SB6：立柱、主轴箱电动机3M夹紧按钮 8、时间继电器 9、电磁阀 KT：松紧控制的瞬时与延时断开与闭合 YA：松紧控制二位三通电磁阀，电磁阀关闭与打开，使液压油流入摇臂夹紧、放松油腔（二）操作前的准备情况1、通电闸刀QS1、QS2处于拉闸断开状态。2、所有位置行程开关SQ1SQ4处于复位状态，即朝着操作者方向。每项功能操作完毕，全部器件要求复位。3、插上三相四线制电源插头。（三）操作步骤及功能显示1、合上电源总闸刀QS1，机床摇臂与立柱处于自动夹紧状态： KM5吸合3M灯亮M3反转夹紧, 电磁阀线圈YA通电YA灯亮电磁阀打开液压工作2、扳

9、动机床照明开关SA照明灯EL亮3、主轴电机M1工作： （1）按主轴启动按钮SB2KM1吸合（自锁）1M灯亮(按钮指示灯HL3点亮) 主轴电机1M工作 （2）主轴停止按钮SB1KM1释放1M灯亮灭(按钮指示灯HL3熄灭)主轴电机1M停4、冷却泵电机M4工作： 合上控制闸刀QS24M灯亮冷却泵电机M4工作 拉断控制闸刀QS24M灯灭冷却泵电机M4停止5、摇臂上升控制：松升紧（1）摇臂对立柱由夹紧放松 KM5延时释放3M灯灭松紧电机3M反转停摇臂夹紧延时释放 按住上升按钮SB3 KM4吸合3M灯亮松紧电机正转3M工作摇臂对立柱放松 夹紧至放松中电磁阀线圈YA通电YA灯亮电磁阀打开液压工作（2）摇臂上

10、升： KM4释放3M灯灭松紧电机正转3M停放松停止 扳动放松限位行程开关SQ2 KM2吸合2M灯亮升降电机正转2M工作摇臂上升 上升中电磁阀线圈YA通电YA灯亮电磁阀打开液压工作（3）上升到位：上升停，并放松夹紧 KM2释放2M灯灭升降电机正转2M停摇臂上升停 扳动上升限位行程开关SQ1a KM5延时吸合3M灯亮松紧电机3M反转摇臂延时夹紧 夹紧中电磁阀线圈YA通电YA灯亮电磁阀打开液压工作（4）松开上升按钮SB3 说明：上升中也可上升到任意位置停（不扳动上升限位行程开关SQ1a），直接在（2）后松开松开上升按钮SB3，同样执行(3)的功能及显示。6、摇臂下降控制：松降紧（1）摇臂对立柱由夹紧

11、放松 KM5延时释放3M灯灭松紧电机3M反转停摇臂夹紧延时释放 按住下降按钮SB4 KM4吸合3M灯亮松紧电机正转3M工作摇臂对立柱放松 夹紧至放松中电磁阀线圈YA通电YA灯亮电磁阀打开液压工作（2）摇臂下降：KM4释放3M灯灭松紧电机正转3M停放松停止扳动放松限位行程开关SQ2 KM3吸合2M灯亮升降电机反转2M工作摇臂下降 下降中电磁阀线圈YA通电YA灯亮电磁阀打开液压工作（3）下降到位：下降停，并放松夹紧 KM2释放2M灯灭升降电机反转2M停摇臂下降停 扳动下降限位行程开关SQ1b KM5延时吸合3M灯亮松紧电机3M反转摇臂延时夹紧 夹紧中电磁阀线圈YA通电YA灯亮电磁阀打开液压工作（4

12、）松开下降按钮SB3 说明：下降中也可下降到任意位置停（不扳动下降限位行程开关SQ1b），直接在（2）后松开松开下降按钮SB4，同样执行(3)的功能及显示。 7、主轴箱和立柱松、紧的点动控制。（1）扳动自动夹紧与电磁阀控制行程开关SQ3 KM5释放松紧电机3M反转停夹紧释放 电磁阀线圈YA断电YA灯灭电磁阀关闭液压停止工作 （2）按住点动放松按钮SB5 KM4吸合3M灯亮松紧电机正转3M工作主轴箱和立柱的松开 点动放松指示灯信号：扳动行程开关SQ4 SB5指示灯HLl灯亮 （3）按住点动夹紧按钮SB6 KM5吸合3M灯亮松紧电机反转3M工作主轴箱和立柱的夹紧 （4）点动夹紧指示灯信号：扳动行程

13、开关SQ4 SB6指示灯HLl灯亮三、Z3050型摇臂钻床电气控制模拟电路原理1、合上电源总闸刀QS1，机床摇臂与立柱处于自动夹紧状态： KM5吸合3M灯亮M3反转夹紧127VFR2SQ3KTKM4KM5线圈 KM5(17-20)分断 YA线圈断电KM5(22-20)吸合 127VFR2SB5SB6KM5YA线圈 YA灯亮电磁阀打开液压工作2、扳动机床照明开关SA照明灯EL亮 36VFU3SAEL 照明灯EL亮3、主轴电机M1工作： （1）按主轴启动按钮SB2: KM1三相主触头吸合 1M电机转动 1M灯亮 127VFR1SB1SB2(合) KM1线圈 KM1（3-4）吸合 自锁按钮SB1 K

14、M1（201-204）吸合 主轴指示灯HL3亮（2）按主轴停止按钮SB1： KM1线圈断电 KM1释放1M灯亮灭(按钮指示灯HL3熄灭)主轴电机1M停4、冷却泵电机M4工作： 合上控制闸刀QS2： L1L2L3 QS1FU1QS24M 4M灯亮 冷却泵电机M4工作 拉断控制闸刀QS24M灯灭冷却泵电机M4停止5、摇臂上升控制：松升紧（1）摇臂对立柱由夹紧放松按住上升按钮SB3: KT（1718）延时分断 KM5线圈断电 KM5 三相主触头分断 3M 127VFR2SB3(合) SQ1a KT线圈 反转停 夹紧停 3M灯灭 KT（14-15）吸合 127VSQ1a SQ2KTKM5KM4线圈 K

15、M4 三相主 触头吸合 3M正转放松 3M灯亮注：KM5线圈断电时 KM5（22-20）分断 YA灯灭 KM5（17-20）复位闭合 YA灯亮 电磁阀仍打开KT线圈通电时 KT（5-20）延时闭合 YA灯亮 电磁阀仍打开（2）摇臂上升：扳动放松限位行程开关SQ2 SQ2（7-14）分断 KM4线圈断电 KM4三相主触头释放 3M灯灭 3M放松停 SQ2（7-9）闭合 127VFR2SB3SQ1aSQ2SB4KM3KM2线圈 KM2吸合 2M灯亮 升降电机正转2M工作 摇臂上升注 ： KT线圈仍通电 KT（5-20）仍闭合（KM5(17-20)也仍闭合） YA灯亮 电磁阀仍打开（3）上升到位：上

16、升停，并放松夹紧扳动上升限位行程开关SQ1a SQ1a（6-7）分断 KM2线圈断电 KM2释放 2M灯灭 2M停 摇臂上升停 KT线圈断电 KT(17-18)延时闭合 127VFR2SQ3KTKM4KM5线圈 3M灯亮 3M反转夹紧注：KT线圈断电时 KT(5-20)延时分断 YA灯灭 KM5线圈通电时 KM5(17-20)分断 YA灯灭 KM5(22-20)吸合 127VFR2SB5SB6KM5YA线圈 YA灯亮 电磁阀仍打开 （4）松开上升按钮SB3 说明：上升中也可上升到任意位置停（不扳动上升限位行程开关SQ1a），直接在（2）后松开松开上升按钮SB3，同样执行(3)的功能及显示。6、

17、摇臂下降控制：松降紧（1）摇臂对立柱由夹紧放松按住下降按钮SB4： KT（1718）延时分断 KM5线圈断电 KM5 三相主触头分断 3M 127VFR2SB4(合) SQ1b KT线圈 反转停 夹紧停 3M灯灭 KT（14-15）吸合 127VSQ1b SQ2KTKM5KM4线圈 KM4 三相主 触头吸合 3M正转放松 3M灯亮注：KM5线圈断电时 KM5（22-20）分断 YA灯灭 KM5（17-20）复位闭合 YA灯亮 电磁阀仍打开KT线圈通电时 KT（5-20）延时闭合 YA灯亮 电磁阀仍打开（2）摇臂下降：扳动放松限位行程开关SQ2 SQ2（7-14）分断 KM4线圈断电 KM4三相

18、主触头释放 3M灯灭 3M放松停 SQ2（7-9）闭合 127VFR2SB4SQ1bSQ2SB3KM2KM3线圈 KM3吸合 2M灯亮 升降电机反转2M工作 摇臂下降注 ： KT线圈仍通电 KT（5-20）仍闭合（KM5(17-20)也仍闭合） YA灯亮 电磁阀仍打开（3）下降到位：下降停，并放松夹紧扳动下降限位行程开关SQ1b SQ1b（8-7）分断 KM3线圈断电 KM3释放 2M灯灭 2M停 摇臂下降停KT线圈断电 KT(17-18)延时闭合 127VFR2SQ3KT KM4 KM5线圈 3M灯亮 3M反转夹紧注：KT线圈断电时 KT(5-20)延时分断 YA灯灭 KM5线圈通电时 KM

19、5(17-20)分断 YA灯灭 KM5(22-20)吸合 127VFR2SB5SB6KM5YA线圈 YA灯亮 电磁阀仍打开（4）松开下降按钮SB3 说明：下降中也可下降到任意位置停（不扳动下降限位行程开关SQ1b），直接在（2）后松开松开下降按钮SB4，同样执行(3)的功能及显示。7、主轴箱和立柱松、紧的点动控制。（1）扳动自动夹紧与电磁阀控制行程开关SQ3 KM5线圈断电 KM5释放 3M反转停 自动夹紧释放 电磁阀线圈YA断电 YA灯灭 电磁阀关闭 液压停止工作 （2）按住点动放松按钮SB5：127VFR2SB5KM5KM4线圈 KM4三相主触头吸合 3M正转放松 3M灯亮 主轴箱和立柱的

20、松开点动放松指示灯信号：扳动行程开关SQ4 6VSQ4HLl 指示灯HLl灯亮 （3）按住点动夹紧按钮SB6 ：127VFR2SB6KTKM4KM5线圈 KM5三相主触头吸合 3M反转夹紧 3M灯亮 主轴箱和立柱的夹紧 点动夹紧指示灯信号：扳动行程开关SQ4 6VSQ4HL2 指示灯HL2灯亮三、Z3050型摇臂钻床电气控制模拟电路实际布线说明1、详见布线图。2、每个元件上的线头均设有数码管对线号作标注。但实际线路的走向均在线槽内，必须通过实际布线图弄清线路的分支与正向，为维修时找出供电顺序提供捷径。四、Z3050型摇臂钻床电气控制模拟电路故障维修（一）故障维修相关说明1、故障设置采取用透明绝

21、缘胶布包裹线头、触片及换用损坏元件（如保险、灯泡等）。要求带有隐蔽性。2、为降低故障难度，按钮盒、行程开关内不设故障；零线不设故障；线槽内线路不允许开路。3、设故障不允许改变线路接线原理。4、排除故障前，应根据操作及功能显示和电路工作原理，在电路图上圈定故障大致范围，再根据电路原理利用仪表检测，找出故障点，并在电路图上标出准确的故障点。5、维修思路：根据电路原理，采用逐功能逐路查找法；熟练后可根据多功能操作集中公共支路确定法，以压缩故障范围。6、维修的方法：（1）不通电的情况下利用电阻法测通断；（2）通电的情况下利用交流电压法测有无供电。注意：一次电路测相电压时用三相四线供电系统的中性线（地），二次电路测相电压时用变压器次级系统的中性线（地）； （3）交流电压法测试时通常采用逆推法：即逆着电机（灯泡）或KM线圈供电反方向查有无供电。（二）常见故障的维修1、缺相（1）故障现象：三相线中缺一相导致电机不能工作，1M4M中某组灯泡中其中一个不亮。（2）故障原因：一次回路中三相供