常用机床电路分析

第3章常用机床电路分析3.1普通车床电路分析3.2摇臂钻床电气控制电路3.3铣床电气控制电路3.4组合机床电气控制电路电气控制系统分析基础一、电气控制系统分析的内容设备说明书电气控制原理图电气设备的总装接线图电器元件布置图与接线图

二、电气原理图分析方法与分析步骤分析主电路分析控制电路分析辅助电路分析联锁与保护环节分析特殊控制环节总体检查

3.1普通车床电气控制电路分析3.1.1车床的运动要求

车床是最为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹、定型表面，并可以用钻头、铰刀等进行加工。1)主拖动电动机一般选用三相笼型异步电动机，并采用机械变速。2)为车削螺纹，主轴要求正、反转。对于小型车床主轴正反转由拖动电动机正反转来实现；当主轴拖动电动机容量较大时，主轴的正反转则靠摩擦离合器来实现，电动机只作单向旋转。3)一般中小型车床的主抽电动机均采用直接起动。停车时为实现快速停车，一般采用机械制动或电气制动。4)车削加工时，需用切削液对刀具和工件进行冷却。为此，设有一台冷却泵电动机，拖动冷却泵输出冷却液，冷却泵电动机与主轴电动机有着联锁关系，即冷却泵电动机应在主轴电动机起动后才可选择起动与否；而当主轴电动机停止时，冷却泵电动机便立即停止。5)为实现溜板箱的快速移动，由单独的快速移动电动机拖动，且采用点动控制。6)电路应有必要的保护环节和安全可靠的照明电路和信号电路。一、CY6140普通车床的外观图3.1.2CY6140普通车床二、6140的运动分析车床的主运动为工件的旋转运动，它是由主轴通过卡盘或顶尖带动工件旋转，其为车削加工时的主要切削功率。车削加工时，应根据加工工件，刀具种类、工件尺寸、工艺要求等来选择不同的切削速度，这就要求主轴能在相当大的范围内调速，对于卧式车床调速范围一般大于70。车削加工时，一般不要求反转，但在加工螺纹时，为避免乱扣，要反转退力，再以正向进刀继续加工，这就要求主轴具有正、反转。车床的进给运动是溜板带动刀架的横向或纵向直线运动。其运动方式有手动或机动两种。加工螺纹时，工件的切削速度与刀具的进给速度应有严格的比例关系。为此，车床滑板箱与主轴箱之间通过齿轮传动来连接，而主运动与进给运动由一台电动机拖动。车床的辅助运动有刀架的快速移动，尾架的移动以及工件的夹紧与放松等。三、CY6140普通车床的电气原理图1、主电路2、控制电路

和照明电路3.1.3CM6132普通车床四、CM6132普通车床控制电路1、主电路2

、

控

制

电

路

和

照

明

电

路3

、

电

气

元

件

表4、机床控制电路特点（1）主轴电机控制（2）主轴变速（3）主轴制动（4）零压及欠压保护5、CM6132车床的特点主电机用于拖动主运动及进给运动；液压泵电机供主运动变速装置用油，由继电器KA控制；冷却泵电机M3由转换开关SA2控制。主运动的正反转由操作手柄控制，用继电器实现控制电路的自锁并作控制电路的零压保护。主轴采用电磁离合器制动，当操作手柄板向停车（中间）位置时，电磁离合器线圈自动通电，主轴制动。待通电一段时间后，电磁离合器电路自动切断。机床由自动开关接通电源，液压泵的起动、停止由自动开关控制。返回3.1.4

C650卧式车床电气控制电路

重点：掌握正、反双向转动的反接制动控制电路结构和原理。一、车床结构介绍和控制要求

C650车床：最大回转直径1020mm，最大的工件长度3000mm。

主轴电动机：用于主轴正反向运动和刀具的工步进给运动，通过手柄操纵机械变速箱改变主轴和进给的转速。 要求：①因转动惯量过大，主轴采用电气停车制动。②快移电动机实现刀架拖板快速移动，以减少辅助工时。驱动电机电气控制要求：主轴电动机（30KW）：①正、反转②电气反接制动③正向点动。快移电动机（2.2KW）：点动控制。冷却泵电动机（0.125KW）：起停控制。（提供冷却液）。二、C650车床主电路分析M1（主电动机）：①KM1、KM2实现正反转；②KT与电流表PA用于检测运行电流；③KM3用于点动和反接制动时串入电阻R限流；正反转电动运行时R旁路。④速度继电器KS用于反接制动时，转速的过零检测。M2（冷却泵电机）：KM4用于起停控制。M3（快移电动机）：KM5用于起停（点动）控制。1、主电动机M1的控制：①、点动（正向）按下点动按钮SB2→KM1线圈通电（无自锁）→M1串R全压正向点动，电流表PA不投入。松开点动按钮SB2→KM1线圈断电，点动停止。②、正反转控制（SB3、SB4）。

按动正转SB3→KT线圈通电延时、KM3线圈通电→主回路R被旁路→KA线圈通电→KM1线圈通电自锁→M1正向起动。启动完毕，KT延时时间到→PA投入检测运行电流。③、反接制动（正转时n>0触点闭合）

按动停车按钮SB1→KM1、KT、KM3、KA线圈断电，松开SB1→KM2线圈通电→M1串R反接→n<100r/min时→KM2线圈断电，切除反接电源，M1停止转动。反转及反转的反接制动请自行分析。2、其他控制电路原理M2（冷却泵）：

SB5、SB6及KM4构成起停控制电路：M3（快移）：刀架操纵手柄控制刀架拖板的工步移动和快速移动。按动操作手柄点动按钮，压下位置开关SQ→KM5线圈通电→电动机M3点动。图3-3电气控制电路图冷却泵电动机M2主轴电动机M1刀架快速电动机M3。控制特点：1)主轴电动机Ml采用电气正反转控制。2)Ml容量为20kW，采用电气反按制动，实现快速停车。3)为便于对刀操作，主轴设有点动控制。4)采用电流表来检测电动机负载情况。

一、主轴电动机的控制

1．主轴正反转控制KM1、KM2控制主轴电动机正反转KM3主触点短接反接制动电阻R，实现全压直接起动运转具体实现由按钮SB2、SB3和接触器KM1、KM2组成主轴电动机正反转控制电路，并由接触器KM3主触点短接反接制动电阻R，实现全压直接起动运转。3.1.5

C650-2卧式车床电气控制电路

2．主轴的点动控制

SB4与接触器KMl控制具体实现SB4与接触器KMl控制，并在主轴电动机M1主电路中串入电阻R减压起动和低速运转，获得单方向的低速点动，便于对刀操作。3．主轴电动机反接制动的停车控制停止按钮SB1与正反转接触器KMl、KM2及反接制动接触器KM3、速度继电器KS具体实现主轴停车时，由停止按钮SB1与正反转接触器KMl、KM2及反接制动接触器KM3、速度继电器KS，构成电动机正反转反接制动控制电路，在KS控制下实现反接制动停车。

4．主轴电动机负载检测及保护环节采用电流表检测主轴电动机定子电流。为防止起动电流的冲击，采用时间继电器KT的常闭通电延时断开触点连接在电流表的两端，为此KT延时应稍长于M1的起动时间。二、刀架快速移动的控制刀架助快速移动由快速移动电动机M3拖动，由刀架快速移动手柄操作。当扳动刀架快速移动手柄时，压下行程开关ST，接触器KM5线圈通电吸合，使M3电动机直接起动，拖动刀架快速移动。当将快速移动手柄扳回原位的。SQ不受压，KM5断电释放，M3断电停止，刀架快速移动结束。三、冷却泵电动机的控制由按钮SB5、SB6和接触器KM4构成电动机单方向起动、停止电路，实现对冷却泵电动机M2的控制。返回3.2摇臂钻床电气控制电路一、钻床的基本概念作用：用来钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及修刮端面等多种形式的加工。分类：立式钻床、台式钻床、多轴钻床、摇臂钻床及专用钻床等。二、Z3040的结构及运动形式1、摇臂钻床的外观图摇臂下降按钮立柱、主轴箱的松开按钮立柱、主轴箱的夹紧按钮摇臂上升按钮主运动：主轴的旋转运动及进给运动。辅助运动：摇臂沿外立柱的垂直移动，主轴箱沿摇臂的径向移动及摇臂与外立柱一起相对于内立柱的回转运动，后两者为手动主轴箱、摇臂、内外立柱的夹紧和松开。运动部件较多，采用多电动机拖动。要求主轴及进给有较大的调速范围。主运动与进给运动由一台电动机拖动，经主轴与进给传动机构实现主轴旋转和进给。主轴要求正反转。由机械方法获得，主轴电动机只需单方向旋转。对立柱、主轴箱及摇臂的夹紧放松采用液压技术。具有必要的联锁与保护。

三、控制要求四、液压系统简介操纵机构液压系统:安装在主轴箱内，实现主轴正反转、停车制动、空档、预选及变速。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。五、电气控制电路分析主轴电动机的控制过程摇臂升降电动机的控制过程主轴箱与立柱的松开、夹紧控制过程Z3040摇臂钻床电气原理图返回3.3铣床电气控制电路

按照结构形式和加工性能的不同，铣床可分为立铣、卧铣、龙门铣、仿形铣和专用铣床。铣销加工一般有顺铣和逆铣两种形式。1、铣床的运动

刀具的旋转运动为主运动。工件（工作台）的移动或进给箱的移动为进给运动，工作台的快速移动，及圆工作台的旋转运动为辅助运动。铣床工作台可在垂直、纵向、横向三个方向移动。主运动和进给运动的变速，采用孔盘变速机构，变速手柄动作过程中通过凸轮压动行程开关，使电动机得到瞬时点动，以利变速齿轮的顺利啮合。2、铣床加工对电气的要求1

主轴电机要求正反转，但在加工过程中不需要变换主轴的旋转方向。主轴应采用停车制动装置。主轴和工作台分别是用单独的电机拖动。工作台的移动由一台进给电机拖动，由方向选择手柄来选择运动方向，进给电机要求有正反转。铣床加工对电气的要求2

在操作顺序上，应保证先开动主轴电机，然后才能开动进给电机。停车时，进给电机先停或同时停。铣床的主轴和进给运动采用变速箱调速，调速时要求传动电动机做瞬时点动。工作台的进给运动，可工进也可快进。以X52K为例。3、铣床的结构1为纵向左右进给，2为十字操作手柄，控制工作台垂直升降和前后进给3为操作按钮台，SB5为快速按钮，SB3起动按钮SB1停止按钮4为后操作台SA1为圆工作台转换开关SA3为冷却电机转换开关主电机换向用转换开关SA5和电源开关QF在两边床脚X52

立式

升降

台铣

床电

气元

件表4、X52铣床电气原理图（1）主电路（2）控制电路、进给电路和照明电路（3）X52铣床电动机

X52K铣床有3台电动机：

M1为主电动机，功率7.5KW，用换相转换开关SA5选择主轴的转向，停车时采用电磁离合器制动。

M2电机为工作进给电动机，功率为1.5KW。快速移动通过电磁离合器械接通快速传动链来实现。

M3为冷却泵电动机。（4）X52铣床的特点用换相转换开关选择主电机的制动；主运动采用电磁离合器制动；主运动和进给运动变速，均有瞬时点动；主运动和进给运动各有单独的电动机驱动，工作台的快速移动利用电磁离合器接上进给的快速传动链，实现快速移动；进给运动与主运动是联锁的，只有起动主运动后，进给运动才能起动工作；工作台6个方向的进给运动，具有完备的联锁。具备多地点控制环节；具有短路、零压、过载和超程保护。返回3.4组合机床电气控制

1、组合机床的特点

组合机床是由一些通用部件及少量专用部件组成的高效率自动化或半自动化专用机床。可完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、车销、铣销、磨销及精加工等工序。可多轴、多刀、多工序、多面同时加工。组合机床控制系统采用机构、液压、电气或气动相结合的控制方式。

其通用部件一般有：动力部件、支撑部件、输送部件、控制部件和其它部件。（2）动力部件其主要有动力头和动力滑台，是完成刀具切削运动和进给运动的部件。动力头：能同时完