电气控制及PLC课件13.ppt

1、第四章 典型生产机械设备电气控制线路 4.3 X62W型卧式普通铣床电气控制线路 铣床是主要用于加工机械零件的平面、斜面、沟槽等型面的机床，在装上分度头以后，可以加工正直齿轮和螺旋面；装上回转工作台，则可以加工凸轮和弧形槽。铣床的用途广泛，在金属切削机床使用数量上，仅次于车床。铣床的类型很多，有立铣、卧铣、龙门铣、仿型铣以及各种专用铣床。各种铣床在结构、传动形式、控制方式等方面有许多类似之处，下面仅以X62W型卧式万能铣床为例，对铣床电气控制电路进行分析。,4.3.1 X62W型卧式万能铣床主要结构及运动形式 X62W卧式万能铣床主轴转速高、调速范围宽、调速平稳、操作方便，工作台装有完整的自动

2、循环加工装置，是目前广泛应用的一种铣床。,图4-5 X62W卧式万能铣床的结构示意图,X62W型铣床有三种运动，即主运动、进给运动和辅助运动。主运动：主轴带动铣刀的旋转运动；进给运动：加工过程中工作台带动工件在三个互相垂直方向上的直线运动；辅助运动：工作台在三个互相垂直方向上的快速直线运动，以及工作台的旋转运动。,表4-4 各开关位置及其动作状态表,4.3.2 X62W型卧式万能铣床的电力拖动及控制要求 根据上面的结构分析以及运动情况分析可知，X62W型铣床对电力拖动控制的主要要求是： （1）X62W型万能铣床的主运动和进给运动之间，没有速度比例协调的要求，所以主轴与工作台各自采用单独的笼型异

3、步电动机拖动。 （2）主轴电动机是在空载时直接起动，为完成顺铣和逆铣，要求有正反转。可根据铣刀的种类来选择转向，在加工过程中不必变换转向。 （3）为了减小负载波动对铣刀转速的影响，以保证加工质量，主轴上装有飞轮，其转动惯量较大。为提高工作效率，要求主轴电动机有停车制动控制。 （4）工作台的纵向、横向和垂直三个方向的进给运动由一台进给电动机拖动，三个方向的选择由操纵手柄改变传动链来实现，每个方向有正反向运动，要求有正反转。同一时间只允许工作台向一个方向移动，故三个方向的运动之间应有联锁保护。,（5）为了缩短调整运动的时间，提高生产率，工作台应有快速移动控制，X62W型铣床采用快速电磁铁吸合来改变

4、传动链的传动比从而实现快速移动。 （6）使用回转工作台时，要求回转工作台旋转运动与工作台的上下、左右、前后三个方向的运动之间有联锁保护控制，即回转工作台旋转时，工作台不能向其他方向移动。 （7）为适应加工的需要，主轴转速与进给速度应有较宽的调节范围。X62W型铣床是采用机械变速的方法，改变变速箱传动比来实现的。为保证变速时齿轮易于啮合，减小齿轮槽面的冲击，要求变速时有电动机冲动(短时转动)控制。 （8）根据工艺要求，主轴旋转与工作台进给应有联锁控制，即进给运动要在铣刀旋转之后才能进行，加工结束必须在铣刀停转前停止进给运动。 （9）冷却泵由一台电动机拖动，供给铣削时的冷却液。 （10）为操作方便

5、，应能在两处控制各部件的起动停止。,4.3.3 X62W型卧式万能铣床控制电路分析 X62W型万能铣床电气控制电路如图4-6所示。 1主电路分析 由电路图可知，主电路中共有三台电动机，其中M1为主轴拖动电动机、M2为工作台进给拖动电动机、M3为冷却泵拖动电动机。QS为电源开关，各电动机的控制过程分别是： 1) M1由KM3控制。由转向选择开关SA5预选转向。KM2的主触头串联两相电阻与速度继电器KS配合实现M1的停车反接制动。另外还通过机械机构和接触器KM2进行变速冲动控制。 2) 工作台拖动电动机M2。由接触器KM4、KM5的主触头控制正、反转，并由接触器KM6的主触头控制快速电磁铁，决定工

6、作台移动速度，KM6接通为快速，断开为慢速。 3) 冷却泵拖动电动机M3。由接触器KM1控制，只要求单方向运转。,2控制电路分析 1）控制电路电源 由变压器TC供给控制电压110V和36V照明电压。,2）主轴电动机M1的控制 控制电路中的SBl和SB2是两处控制的起动按钮， SB3和SB4是两处控制的停止按钮，为方便操作，它们分别装在机床两地。KM3是主轴电动机M1的起动接触器；KM2是主轴电动机M1的反接制动接触器。SQ7是主轴变速冲动行程开关。主轴电动机是通过弹性联轴器和变速机构的齿轮传动链来传动的，可使主轴获得18级不同的转速。,(1) 主轴电动机M1的起动 起动前先合上电源开关QS，再

7、把主轴换向转换开关SA4扳到主轴所需要的旋转方向，然后按下起动按钮SB1(或SB2)，接触器KM3的线圈得电并自锁，KM3主触头闭合，主轴电动机M1全压起动。 当电动机M1的转速高于120rmin时，速度继电器KS的动合触头KS-l(或KS-2)闭合，为主轴电动机M1的停车制动作好准备。 (2) 主轴电动机M1的停车制动 当需要主轴电动机M1停转时，按停止按钮SB3(或SB4)，接触器KM3线圈断电释放，同时接触器KM2线圈得电并自锁，KM2主触头闭合，使主轴电动机M1的电源相序改变，进行反接制动。当主轴电动机转速低于100rmin时，速度继电器KS的常开触头自动断开，使电动机M1的反向电源切

8、断，制动过程结束，电动机M1停转。,(3) 主轴变速时的冲动控制 主轴变速时的冲动控制，是利用变速手柄与冲动行程开关SQ7通过机械上的联动机构进行控制的。变速时，先把变速手柄向下压，然后拉到前面，转动变速盘，选择所需的转速，再把变速手柄以连续较快的速度推回原来的位置。当变速手柄推向原来位置时，其联动机构瞬时压合行程开关，使SQ7的一个触头SQ72断开，另一个触头SQ71闭合，接触器KM2线圈瞬时得电，主轴电动机M1瞬时反向转动一下，以利于变速时的齿轮啮合，行程开关SQ7即刻复原，接触器KM2又断电释放，主轴电动机M1断电停转，主轴的变速冲动操作结束。,主轴电动机M1在转动时，可以不按停止按钮直

9、接进行变速操作，因为将变速手柄从原位拉向前面时，压合行程开关SQ7，使SQ72断开，切断接触器KM3线圈电路，电动机M1便断电；然后SQ71闭合，使接触器KM2线圈得电，电动机M1进行反接制动；变速手柄推向原来位置，行程开关SQ7复原，主轴电动机M1断电停转，主轴变速冲动结束。,3）工作台进给电动机M2的控制 进给电动机M2的控制电路分为二部分：第一部分为顺序控制部分，当主轴电动机起动后，其控制起动接触器KM3的常开辅助触头闭合，进给电动机控制接触器KM4与KM5的线圈电路方能通电工作；第二部分为工作台各进给运动之间的联锁控制部分，可实现水平工作台各运动之间的联锁，也可以实现水平工作台与圆工作

10、台之间的联锁；各进给方向开关位置及其动作状态如表4-4所示。,(1) 水平工作台纵向进给运动控制。,表4-5 工作台纵向进给控制过程,电路由KM3常开辅助触头开始，工作电流经:SQ62SQ42SQ32SA11SQ11KM4线圈KM5常闭触头(右移)，或者由SA11SQ21KM5线圈KM4常闭触头(左移)。,表4-4 各开关位置及其动作状态表,(2) 水平工作台横向和升降进给运动控制,表4-6 工作台横向与垂直方向进给控制过程,特别说明:向前向下时,电气控制相同,但机械装置动作不同.请看下图:,表4-4 各开关位置及其动作状态表,(3) 水平工作台进给运动的联锁控制 由于操作手柄在“工作”位置时

11、，只存在一种运动选择。因此铣床直线进给运动之间的联锁只要满足两个操作手柄之间的联锁即可实现。联锁控制电路如第二章联锁电路所述，由两条电路并联组成，纵向手柄控制的行程开关SQl、SQ2的常闭触头串联在一条支路上，十字复式手柄控制的行程开关SQ3、SQ4的常闭触头串联在另一条支路上，扳动任何一个操作手柄，只能切断其中一条支路，另一条支路仍能正常通电，使接触器KM4或KM5的线圈不失电，若同时扳动两个操作手柄，则两条支路均被切断，接触器KM4或KM5的线圈断电，工作台立即停止移动，从而防止误操作造成设备事故。,(4) 圆形工作台控制 为了扩大机床的加工能力，可在工作台上安装圆形工作台。在使用圆形工作台时，工作台纵向及十字操作手柄都应置于中间位置。,4）冷却泵电动机M3的控制 由转换开关SA2和控制触器KMl来控制冷却泵电动机M3的起动和停止。 5） 辅助电路及保护环节分析 机床的局部照明由变压器TC供给36V安全电压，转换开关SA3控制照明灯。,4.3.4 X62W卧式万能铣床电器控制电路的特点 从以上分析可知，这种机床控制电路有以下特点： 1) 电气控制电路与机械配合相当密切，因此分析中要详细了解机械机构与电气控制的关系。 2) 运动速度的调整主要是通过机械方法，因此简化了电气控制系统中的调速控制电路，但机械机构就相对比较复