任务2.2 XA6132型万能铣床控制线路分析

《数控机床电气控制》主讲人：刘保朝陕西工业职业技术学院项目二：典型普通机床电气控制线路分析任务2.2XA6132型万能铣床控制线路分析（课时：2学时）学习导航项目布置

XA6132型万能铣床的电气控制线路分析知识准备

铣床的发展变迁史、结构认知XA6132型万能铣床的电力拖动形式及控制要求XA6132型万能铣床的认知任务实施任务实施XA6132型万能铣床的主电路、控制电路分析辅助电路的分析任务2.2XA6132型万能铣床控制线路分析学习导航【能力目标】1.能够认识铣床的主要结构组成，明白各零部件之间的布置与电气关系，根据铣床不同加工应用进行铣床的运动分析。2.能够熟练分析XA6132型万能铣床铣削加工时的主运动、进给运动和辅助运动。3.能够结合铣床加工实际来完成XA6132型万能铣床的主拖动控制电路、进给拖动控制电路、圆工作台的控制电路的分析。1.了解铣床的基本组成与不同分类。2.熟知XA6132型万能铣床的电力拖动方案和控制要求。3.掌握XA6132型万能铣床的电气控制电路分析。【知识目标】机床是工业之母，是国家制造业水平高低的象征。我国机床市场达千亿人民币以上规模，是全球最大的机床市场（2019年占全球市场销售额的27%）。2021年随着新冠肺炎疫情的影响逐步消退，装备制造业景气度上行，装备制造类企业生产需求与国产机床数控化率提升将驱动机床行业快速增长在金属切削机床中，铣床在数量上仅次于车床。铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除了能铣切平面、沟槽、齿轮、螺纹外，还能加工比较复杂的平面，效率比刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。本节内容从XA6132型万能铣床的主要结构和运动分析入手，熟悉其电力拖动形式及控制要求，掌握XA6132型万能铣床电气控制线路的分析。一、任务引入任务2.2XA6132型万能铣床控制线路分析现有XA6132型万能铣床1台。根据电气控制原理图的阅读方法，铣床的控制电路由机械部分和电气部分密切配合进行，因此在分析电气控制原理图时要清晰掌握铣床上各转换开关、行程开关的作用，各指令开关的状态及相应控制手柄的动作关系。二、任务描述任务1、XA6132型万能铣床的主要结构和控制要求认知任务2、XA6132型万能铣床的主电路和控制电路分析1.铣床和车床的区别与联系有哪些？2.XA6132型万能铣床的主电路和控制电路的电动机控制过程包括哪些？3.XA6132型万能铣床电气控制电路的特点有哪些？三、问题思考四、知识准备知识点1：

XA6132型万能铣床的认知1.0铣床发展变迁史铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除了能铣切平面、沟槽、齿轮、螺纹外，还能加工比较复杂的平面，效率比刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。最早的铣床是美国人惠特尼于1818年创造的卧式铣床，为了铣削麻花钻头的螺旋槽，美国人布朗于1862年创立了第一台万能铣床，这是升降台铣床的雏形，1884年又出现了龙门铣床，二十世纪20年代出现了半自动铁床，1950年以后，铣床在控制系统方面发展很快，数字控制的应用大大提升了铣床的自动化程度。尤其是70年代后，微处理机的数字控制系统和自动换刀系统在铣床上得到了应用，扩大了铣床的加工范围，提高了加工精度和效率。四、知识准备1.1铣床结构认知铣床在金属切削机床中应用广泛，主要用于加工零件的平面、斜面、沟槽等型面，装上分度头后，还可加工齿轮和或螺旋面，转上回转圆工作台则可以加工凸轮和弧形槽。铣床的种类很多，有升降台铣床（万能式、卧式、立式）、龙门铣床、仿型铣床以及各类专用铣床。现应用较广泛的是XA6132型卧式万能铣床，实物图如图1所示。XA6132型万能铣床主要由底座、进给电动机、升降台、圆工作台、进给变速手柄及数字盘、主轴、悬梁、主轴变速数字盘和床身等组成。思考：铣床和车床的区别有哪些？图1XA6132型万能铣床知识点1：

XA6132型万能铣床的认知四、知识准备1.2铣床加工及运动形式知识点1

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XA6132型万能铣床的认知XA6132型万能铣床操作简单，铣削精度高，运动平稳，具有效率高、故障率低、操作方便及价格低廉等特点。加工范围：工作台能围绕自己的中心向左右回转45°，适用圆柱、圆片铣刀、角度铣刀、成型铣刀及端面铣刀。铣削加工各种零件，如平面、斜面、沟槽、此轮等。装置分度头或圆工作台附件时，可以加工铣刀、直齿轮、铰刀、螺旋槽、螺旋齿轮、鼓轮、凸轮及弧形槽等。运动形式：主轴转动是由主轴电动机通过弹性升降台联轴器来驱动传动机构，当机构中的一个双联滑动齿轮块啮合时，主轴即可旋转；工作台面的移动是由进给电动机驱动，通过机械机构使工作台能进行三种形式六个方向的移动，即:工作台面能直接在溜板上部可转动部分的导轨上作纵向(左、右)移动；工作台面借助横溜板作横向(前、后)移动；工作台面还能借助升降台作垂直(上、下)移动。图2XA6132型万能卧式铣床及部分铣刀四、知识准备知识点2：

XA6132型万能铣床的电动拖动方案①铣刀的旋转运动

XA6132型万能铣床的主运动是主轴带动铣刀的旋转运动。铣削加工有顺铣和逆铣两种方式，所以要求主轴电动机能实现正反转，但考虑到一批工件一般只用一个方向铣削，在加工过程中不需要经常变换主轴旋转的方向，因此，XA6132型万能铣床是用组合开关来改变主轴电动机的电源相序以实现正反转目的。XA6132型万能铣床的主轴调速是通过改变主轴箱中的齿轮传动比来实现的。②刀架的进给运动XA6132型万能铣床的进给运动是指工件随工作台在前后（横向）、左右（纵向）和上下（垂直）六个方向上的运动以及随圆形工作台的旋转运动。③辅助运动XA6132型万能铣床的辅助运动是指工作台的快速运动及主轴和进给的变速冲动。工作台的快速运动是指工作台在前后、左右和上下六个方向之一上的快速移动。图1XA6132型万能铣床四、知识准备XA6132型万能铣床电气控制要求：①主轴停车制动和主轴上刀制动采用电磁离合器控制主轴停车制动和主轴上刀制动。铣削加工是多切削刃不连续切削。为减轻负载波动的影响在主轴传动系统中加入飞轮，使转动惯量加大。为实现主轴快速停车，主轴电动机应设有停车制动。同时主轴在上刀时，也应使主轴制动。②工作台六个方向的进给运动要联锁、限位保护工作台的垂直、横向和纵向三个方向的运动由一台进给电动机拖动，三个方向的选择是由操纵手柄改变传动链来实现的。每个方向要求进给电动机能正反转且同一时间只允许工作台有一个方向的移动，故应有联锁保护。使用圆工作台时，工作台不得移动，即圆工作台的旋转运动与工作台上下、左右、前后六个方向的运动之间有联锁控制。③应有冷却泵电动机拖动冷却泵，为铣削加工提供切削液。④两地操作的功能为了适应铣削加工时操作者的正面与侧面操作要求，对主轴电动机的运行与停止及工作台的快速移动控制。⑤设有局部照明电路。知识点3：

XA6132型万能铣床的电气控制要求五、任务实施XA6132型万能铣床主电路和控制电路分析图3XA6132型万能铣床电气控制原理图XA6132型万能铣床控制电路由机械部分和电气部分密切配合进行。工作台纵向行程手动可达到700mm，机动680mm；横向行程手动为255mm，机动240mm；垂直行程手动为320mm，机动300mm。工作台的回转角度为±45°。XA6132型万能铣床电气控制线路如图1所示，它分为电源电路、主电路、控制电路和照明电路四个部分。1.0主电路五、任务实施XA6132型万能铣床主电路和控制电路分析由图1所示的电气控制原理图可见，主电路有三台电动机。其中M1是主轴拖动电动机；M2是工作台进给电动机；M3是冷却泵拖动电动机。电动机名称功能控制电器过载保护短路保护主轴电动机M1拖动主轴带动铣刀旋转接触器KM1、KM2和组合开关SA5热继电器FR1熔断器FU1进给电动机M2提供冷却液接触器KM3、KM4、KM5热继电器FR2熔断器FU2冷却泵电动机M3拖动工作台进给运动和快速移动接触器KM6热继电器FR3熔断器FU2各电动机的控制过程分别是:①主轴电动机M1通过换相开关SA5与接触器KM1配合进行电机正反转控制；接触器KM2﹑制动电阻器R及速度继电器配合,实现串电阻瞬时冲动和正反转反接制动控制,并能通过机械进行变速；②进给电动机M2通过接触器KM3、KM4与行程开关及KM5、牵引电磁铁YA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；③冷却泵电动机M3只能正转。图4主电路的控制与保护电器1.1控制电路五、任务实施①主拖动控制电路SB1、SB3与SB2、SB4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；KM1是主轴电动机启动接触器，KM2是反接制动和主轴变速冲动接触器；SQ7是与主轴变速手柄联动的瞬时动作行程开关。工作原理：启动→开关SA扳到主轴电动机所需要的旋转方向→按SB3或SB4启动M1。启动后，速度继电器KS的常开触点闭合。停车时→按SB1或SB2切断KM1电路→接通KM2电路→改变M1电源相序→串电阻反接制动。M1转速＜120r/min→KS常开触点断开→切断KM2电路→M1停转，制动结束。XA6132型万能铣床电气控制原理图的控制电路包括主拖动控制电路、进给拖动控制电路、圆工作台的控制及冷却泵和机床照明控制共4大部分。图5主轴电动机电气控制原理图XA6132型万能铣床主电路和控制电路分析1.1控制电路1.1控制电路五、任务实施②进给拖动控制电路工作台的纵向、横向和垂直运动都由进给电动机M2驱动，接触器KM3和KM4使M2实现正反转，用以改变进给运动方向。行程开关SQ1、SQ2和行程开关SQ3、SQ4组成复合联锁控制。在选择三种运动形式的六个方向移动时，只能进行其中一个方向的移动，以确保操作安全。由原理图可知：M2电机在主轴电机M1起动后才能进行工作。在机床接通电源后，将控制圆工作台的组合开关SA3-2（21-19）扳到断开状态，使触点SA3-1（17-18）和SA3-3（11-21）闭合，然后按下SB3或SB4，这时接触器KM1吸合，使KM1（8－12）闭合，就可进行工作台的进给控制。图4进给拖动控制电路电气控制原理图XA6132型万能铣床主电路和控制电路分析五、任务实施②进给拖动控制电路a.工作台纵向（左右）运动的控制工作台的纵向运动是由进给电动机M2驱动，由纵向操纵手柄来控制。此手柄是复式的，一个安装在工作台底座的顶面中央部位，另一个安装在工作台底座的左下方。工作台向左运动：M1启动→纵向操作手柄扳至向右→机械接通纵向离合器，压下SQ2→SQ2-2断，SQ2-1通→

KM4吸合→M2反转→工作台向右进给运动。其控制电路的通路为：11→15→16→17→18→24→25→KM4线圈→0；工作台向右运动：纵向操纵手柄扳至向左→机械接通纵向进给离合器→压动行程开关SQ1→SQ1-2断、SQ1-1通→KM3吸合→M2正转→工作台向右进给运动。其通路为：11→15→16→17→18→19→20→KM3线圈→0。b.工作台垂直（上下）和横向（前后）运动的控制由垂直和横向进给手柄操纵，有两个完全相同的手柄分别装在工作台左侧的前、后方。工作台向后（或者向上）运动：十字操纵手柄扳至向后（或者向上）→机械接通横向进给（或者垂直进给）离合器→压下SQ3→SQ3-2断、SQ3-1通→KM3吸合→M2正转→工作台向后（或者向上）运动。其通路为：11→21→22→

17→18→19→20→KM3线圈→0；工作台向前（或者向下）运动：十字操纵手柄扳至向前（或者向下）→机械接通横向进给（或者垂直进给）离合器→压下SQ4→SQ4-2断、SQ4-1通→KM4吸合→M2反转→工作台向前（或者向下）运动。其通路为：11→21→22→17

→18→24→25→KM4线圈→0。XA6132型万能铣床主电路和控制电路分析五、任务实施XA6132型万能铣床主电路和控制电路分析②进给拖动控制电路c.工作台的快速进给控制：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。工作台快速进给也是由进给电动机M2来驱动，在纵向、横向和垂直三种运动形式六个方向上都可以实现快速进给控制。主轴电动机启动→进给操纵手柄扳到所需位置→工作台按照选定的速度和方向作常速进给移动→按下快速进给按钮SB5（或SB6）→接触器KM5通电吸合→接通牵引电磁铁YA→电磁铁通过杠杆使摩擦离合器合上→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YA断电，摩擦离合器断开，快速进给运动停止，工作台仍按原常速进给时的速度继续运动。③圆工作台控制电路铣床如需铣切螺旋槽、弧形槽等曲线时，可在工作台上安装圆形工作台及其传动机械，回转运动由M2驱动。圆工作台工作原理：进给操作手柄都扳到中间（停止）位置→组合开关SA3扳到接通位置→SA3-1断→SA3-3断，SA3-2通→按下主轴启动按钮SB3或SB4→接触器KM1与KM3相继吸合→M1与M2相继启动并运转→进给电动机以正