第六章金属切削机床的电气控制线路.ppt

金 属 切 削 机 床 的 电气控制线路,七、卧式车床的电气 控制线路,电气控制系统是金属切削机床的重要组成部分，在 机械设备中起着神经中枢的作用。通过它对电动机的控 制，能驱动生产机械，实现各种运行状态达到加工生产 的目的。不同的生产机械设备，或者同类型的机床设备， 由于各自的工作方式，工艺要求不同，其电气控制系统 也不尽相同。,分析金属切削机床的电气控制电路，以下几个方面尤其需要注意：,了解金属切削机床的主要结构、运动方式、主要技术性能，液压 气压传动系统的工作原理，机械设备对电气控制系统的要求。 分析主电路，了解各电动机的用途、传动方案、采用的控制方法 及其工作状态。 了解各主令电器(如操作手柄、开关、按钮等)在电路中的功能和 操作方式，以及由那些电路环节实现保护、联锁、信号指示和照 明等电路控制。 能按工艺过程、工作方式，分析整个控制电路，能分块分区域总 结出控制电路的功能、规律、信号的走向。,总之，任何一个复杂的电气控制系统，按其功能要求都是由 一些基本控制环节构成，因此分析电路时应先按功能将电路分解 成基本功能环节(即化整为零)，然后再一个个对基本功能环节进 行分析，最后根据系统总功能，再积零为整，达到对整个电气控 制系统的理解。,卧式车床是车床中应用最广泛的一种，它可以完成车削外圆 内孔、端面、钻孔、铰孔、切槽切断、螺纹及成形表面等加工工 序。车床在加工工件时，随着工件材料和材质的不同，需选择合 适的主轴转速及进给速度，需提供主轴的正反转，需提供切削时 的对刀具的冷却润滑功能等，这都需要控制电路发挥作用。,7.1.1 卧式车床主要结构及运动形式,普通车床的结构示意图,进给箱,挂轮箱,主轴变速 箱,溜板与刀架,溜板箱,尾架,丝杆,光杆,床身,7.1.2 卧式车床的工作特性,1通常车削加工近似于恒功率负载，同时考虑经济性、工作 可靠性等因素，主拖动电动机选用笼型异步电动机。 2为了满足车削加工调速范围大的要求，车床主轴主要采用 机械变速方法，但在较大型车床上也采用电动机变极调速的方法， 进行速度分档。,3车削螺纹时，要求主轴能正、反向旋转，对于小型车床 采用控制电动机正、反转来实现，这样可大大简化机械结构。对 于较大型的车床，直接控制电动机正、反转时，为了避免对电网 的冲击，同时便于平滑过渡加工过程，因此很多采用了机械传动 方法来实现主轴正、反转，如摩擦离合器、多片式电磁离合器等。 4车削螺纹时，刀架移动与主轴旋转运动之间必须保持正 确的比例关系，故主运动和进给运动只由一台电动机拖动，它们 之间通过一系列齿轮传动来实现配合。,3.1.2 卧式车床的工作特性,5主电机的起动与停止，当主电机功率小于5kW时且电网 容量满足要求的情况下，可控制直接起动，否则应采用降压起动 的控制方法。 6较大型车床拖板是由一台可以正、反向旋转的电动机单 独拖动。这样可以有效减轻工人劳动强度，提高机加工的效率。,7.1.2 卧式车床的工作特性,7车削加工中，为防止刀具和工件的温度过高，延长刀具 使用寿命，提高加工质量，车床都附有一台冷却泵电动机，只需 单方向旋转，且只在主轴电动机起动加工时，方可选择起动与否， 主轴电动机停止时它也应停止。当加工铸件或高速切削钢件时， 不采用冷却液，以保护机床与刀具，因此，冷却泵驱动电动机还 应设有单独操作的控制开关。 8必要的保护环节、联锁环节、照明和信号电路。,7.1.2 卧式车床的工作特性,7.1.3 CM6132型卧式车床电气控制线路,7.2 摇臂钻床的电气 控制线路,选讲,钻床为孔加工机床，按其结构型式不同，有立式钻床、卧式钻 床、深孔钻床、多轴钻床及摇臂钻床等，摇臂钻床是机械加工中常 见的机床，它适用于单件或批量生产中带有多孔的零件的加工。 Z3040型摇臂钻床即为常见的一种摇臂钻床。,摇臂钻床主要的运动包括： 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。 另外还需考虑主轴箱、摇臂、内外立柱的夹紧和松开。,内外立柱,主轴箱,摇臂,主轴,工作台,底座,SB1-主电机停止按钮 SB2-主电机起动按钮 SB3-摇臂上升按钮 SB4-摇臂下降按钮 SB5-松开按钮 SB6-夹紧按钮,7.2.1 摇臂钻床主要结构及运动形式,Z3040摇臂钻床有4台工作电动机，一般采用笼式异步电机， 其中M1主电机：控制主轴旋转运动和进给运动，单向旋转，用机 械变换完成加工螺纹所需的正、反向；M2摇臂升降电机：控制摇 臂升降运动，双向旋转；M3液压泵电机：控制摇臂夹紧、放松， 主油箱及外立柱相对内立柱的夹紧与放松，双向旋转；M4冷却泵 电机：手动控制，单向旋转。,7.2.1 摇臂钻床主要结构及运动形式,主电机由KM1接触器控制， SB2、SB1为起动和停止按钮。 当自动开关QF接通电源后，按 下SB2按钮时，KM1接触器得 电并自锁，主电机M1起动旋转。 按下停止按钮SBl，KM1断电， M1电机停止。,7.2.1 摇臂钻床主要结构及运动形式,内立柱固定在底座的一端，外立柱套在内立柱上，并可绕内立 柱回转360°，摇臂的一端为套筒，它套在外立柱上，借助升降丝 杠的正、反向旋转可沿外立柱作上下移动。由于升降丝杠与外立柱 构成一体，而升降螺母则固定在摇臂上，所以摇臂只能与外立柱一 起绕内立柱回转。主轴箱是一个复合部件，它由主传动电动机、主 轴和主轴传动机构、进给和变速机构以及机床的操作机构等部分组 成。主轴箱安装于摇臂的水平导轨上，可以通过手轮操作使主轴箱 沿摇臂水平导轨移动。,7.2.1 摇臂钻床主要结构及运动形式,钻削加工时，主轴旋转为主运动，而主轴的直线移动为进给 运动。当进行钻孔工作时钻头面作旋转运动，一面作纵向进给 运动。此时，主轴箱应通过夹紧装置紧固在摇臂的水平导轨上， 摇臂与外立柱也应通过夹紧装置紧固在内立柱上。摇臂钻床的辅 助运动有：摇臂沿外立柱作上下移动、主轴箱沿摇臂水平导轨作 长度方向移动、摇臂与外立柱一起绕内立柱的回转运动。,7.2.1 摇臂钻床主要结构及运动形式,7.2.2 摇臂钻床电气控制特点,摇臂钻床的工作特性与电力拖动控制要求如下： 1一般为了简化机床传动装置的结构，常采用多电动机拖动。 2主轴的旋转运动、纵向进给运动及其变速机构均通过主轴箱 的一台异步电动机进行拖动。 3为了适应多种加工方式的要求，主轴的旋转与进给运动均有 较大的调速范围，一般情况下由机械变速机构实现，有时采用可变极 调速的笼型异步电动机来简化变速箱的结构设计。,4加工螺纹时，要求主轴能正、反向旋转，若采用机械方法 来实现，则拖动主轴的电动机只需单向旋转，否则也需要设计正反 转控制电路。 5摇臂的升降由升降电动机拖动，要求电动机能正、反向旋 转，一般采用笼型异步电动机配合正反转控制电路实现。 6内外立柱、主轴箱与摇臂的夹紧与松开，有采用手柄机械 操作、电气-机械装置、电气-液压装置、电气-液压-机械装置等控 制方法。Z3040型摇臂钻床采用电动机带动液压泵，通过夹紧机构 实现的。其夹紧与松开是通过控制电动机的正、反转，送出不同流 向的压力油，推动活塞、带动菱形块动作来实现。因此拖动液压泵 的电动机要求能正、反向旋转。,7.2.2 摇臂钻床电气控制特点,7摇臂钻床主油箱、立柱的夹紧与松开由一条油路控制，且 能同时动作。而摇臂的夹紧、松开是与摇臂升降工作连成一体，由 另一条油路控制，根据钻床工作要求，通过控制电磁铁操纵两条油 路，使其中一条处于工作状态。由于主轴箱和立柱的夹紧、松开动 作是点动操作的，因此液压泵电动机能采用点动控制。,7.2.2 摇臂钻床电气控制特点,7.2.2 摇臂钻床电气控制特点,8根据加工的不同需要，操作者可以手动操作冷却泵电动机 作单向旋转。 9机床必须有相对独立的安全照明和信号指示电路。,7.2.2 摇臂钻床电气控制特点,7.2.3 Z3040型摇臂钻床电气控制线路,Z3040型摇臂钻床的电器大部分安装在摇臂后面的壁龛内。主轴 电动机安装在主轴箱上方，摇臂升降电动机安装在立柱上方，液压泵 电动机安装在摇臂后面电气盒下部，冷却泵电动机安装在底座上。该 机床采用先进的液压技术，具有两套液压控制系统，一套由主轴电动 机拖动齿轮泵输送压力油，通过操纵机构实现主轴正、反转、停车制 动、空挡、预选与变速。另一套由液压泵电动机拖动液压泵输送压力 油，实现摇臂的夹紧与松开，主轴箱和立柱的夹紧与松开。,7.2.3 Z3040型摇臂钻床电气控制线路,1主轴电动机控制 主轴电动机M1为单向旋转，由按钮SBl、 SB2和接触器KMl实现起动和停止控制。主轴 的正、反转则由M1电动机拖动齿轮泵送出压 力油，通过液压系统操纵机构，配合正、反转 摩擦离合器驱动主轴正转或反转。,7.2.3 Z3040型摇臂钻床电气控制线路,2摇臂升降控制 摇臂钻床在加工时，要求摇臂应处于夹紧状态，才能保证加 工精度。但在摇臂需要升降时，又要求摇臂处于松开状态，否则 电动机负载大，机械磨损严重，无法升降工作。摇臂上升或下降 时，其动作过程是，随着升降指令发出，先使摇臂与外立柱处于 松开状态，而后上升或下降，待升降到位时，要自行重新夹紧。 由于松开与夹紧工作是由液压系统实现，因此，升降控制必须与 松紧机构液压系统紧密配合。,7.2.3 Z3040型摇臂钻床电气控制线路,M2为升降电动机，由按钮SB3、 SB4点动控制接触器KM2、KM3接通 或断开，使M2电动机正、反向旋转， 拖动摇臂上升或下降移动。,7.2.3 Z3040型摇臂钻床电气控制线路,M3为液压泵电动机，通过接触器KM4，KM5接通或断开， 使M3电动机正向带动双向液压泵送出压力油，经二位六通阀至 摇臂夹紧机构实现夹紧与松开。,7.2.3 Z3040型摇臂钻床电气控制线路,3夹紧、松开控制 Z3040型摇臂钻床除了上述摇臂上升下降过程需要夹紧、松开 控制外，还有主轴箱和立柱的松开、夹紧控制。主轴箱和主柱的松 开、夹紧从液压系统中看出二者是同时进行的。,7.2.3 Z3040型摇臂钻床电气控制线路,当按下松开按钮SB5，接触器 KM4线圈得电，液压泵电动机M3正 转，拖动液压泵输送出压力油，经 二位六通阀，进入主轴箱与立柱的 松开油缸推动活塞和菱形块，使主 轴箱与立柱实现松开，此时由于YV 不得电，压力油不会进入摇臂松开 活塞，摇臂仍处于夹紧状态。当主 轴箱与立柱松开时，行程开关SQ4 不受压，触点(101-102)闭合，指示 灯HLl亮，表示主轴箱与立柱处于 松开状态，可以手动操作主轴箱在 摇臂的水平导轨上移动至适当位置。,7.2.3 Z3040型摇臂钻床电气控制线路,同时推动摇臂(套在内立柱上)使 外立柱绕内立柱旋转至适当的位置， 按下夹紧按钮SB6，接触KM5线圈得 电，M3电动机反转，拖动液压泵输 送出反向压力油至夹紧油缸，使主 轴箱和立柱夹紧。同时行程开关SQ4 压下，触点(101-102)断开，HLl灯暗， 而(101-103)闭合，HL2灯亮，指示主 轴箱与立柱处于夹紧状态，可以进行 钻削加工。,7.2.3 Z3040型摇臂钻床电气控制线路,4冷却泵电动机控制 冷却泵电动机容量小(0.125kW)，由SA1开关控制单向旋转。,3.2.3 Z3040型摇臂钻床电气控制线路,5联锁、保护环节 电路中利用SQ2实现摇臂松开到位，开始升降的联锁控制， 利用SQ3，实现摇臂完全夹紧的联锁控制。通过KT延时断开的 常开触点实现摇臂松开后自动夹紧的联锁控制。摇臂升降除了 按钮SB4、SB3机械互锁外，还采用KM2、KM3电气互锁的双 重互锁控制。主轴箱与立柱进行松开、夹紧工作时，为保证压 力油不供给摇臂夹紧油路，通过SB5、SB6常闭触点切断YV线 圈电路，达到联锁目的。,7.2.3 Z3040型摇臂钻床电气控制线路,电路利用熔断器FUl作为总电路和电动机M1、M4的短路保护。 利用熔断器FU2作为电动机M2、M3及控制变压器T一次侧的短路 保护，利用热继电器KRl为M1电动机的过载保护，KR2为M3电动 机的过载保护。组合行程开关SQ1作为摇臂上升、下降的极限位 置保护，SQl有两对常闭触点，当摇臂上升下降至极限位置时，相 应触点动作切断与其对应的上升下降接触器KM2、KM3，使M2电 动机停止转动，摇臂停止升降，实现升降极限位置保护，电路中 失压或欠压保护由各接触器实现。,7.2.3 Z3040型摇臂钻床电气控制线路,6照明与信号指示电路 通过控制变压器T降压提供照明灯EL安全电压，由SA2开关 操作。熔断器FU3作为短路保护。 当主轴电动机工作时，KMl触点(101-104)接通，指示灯HL3 亮，表示主轴工作； 当主轴箱、立柱处于夹紧状态时，SQ4触点(101-103)接通， HL2灯亮。主轴箱、立柱处于松开状态，SQ4触点(101-102)接通， HLl灯亮。,7.2.3 Z3040型摇臂钻床电气控制线路,7.3 万能铣床的电气 控制线路,在金属切削机床中，铣床的数量占有非常大的比例。铣床可用 来加工平面、斜面、沟槽等。装上分度头，可以铣切直齿轮和螺旋 面。若装上圆工作台，可铣切凸轮和弧形槽。 以常用的立铣和卧铣来说，刀具(铣刀)的旋转运动称为主运动， 工件(工作台)的移动或进给箱的移动称为进给运动，辅助运动有工作 台的快速移动及工作台的旋转运动。主运动与进给运动没有比例协 调的要求，为缩短传动链和便于分别控制，大多数铣床将主轴和工 作台分别用单独的电机拖动，对于中小型铣床来说，一般用普通三 相异步电动机拖动。,7.3.1 铣床结构和运动方式,X62W铣床主要由底座、床身、悬梁、刀杆支脚、升降工作台组 成。铣削加工时，铣刀安装在刀杆上，铣刀的旋转运动为主运动。工 件安装在工作台上，工件可随工作台作纵向进给运动，可沿滑座导轨 作横向进给运动，还可随升降台作垂直方向进给运动。因此，工件在 工作台上能实现三个方向的进给运动。为了减少工件向刀具接近或离 开的时间，三个方向的进给运动都配有快速移动装置。X62W铣床还 配有立铣头和圆工作台以扩大铣床的加工范围。,图3.6 卧式万能铣床外形结构图 1-底座 2-主轴电动机 3-床身 4-主轴 5-悬梁 6-刀杆挂脚 7-工作台 8-工作台左右进给操作手柄 9-滑座 10-工作台前后、上下操作手柄 11-进给变手柄及变速盘 12-升降工作台 13-进给电动机 14-主轴变速盘 15-主轴变速手柄,7.3.1 铣床结构和运动方式,7.3.2 铣床的工作特点和要求,铣削加工方式有逆铣与顺铣。顺铣时，铣刀正向安装，要求 主轴电动机正向旋转；逆铣时因加工需要，铣刀需反向安装，同 时要求主轴电动机反向旋转。当铣削方向确定后，在铣削加工过 程中则不需要改变旋转方向。因此，对主轴电动机的控制要求是 在加工之前选择好转向(正向或反向)，而后起动加工。铣刀是一 种多刃刀具，其切削过程是断续的，负载随时间波动，造成电机 拖动的不平衡，为了减小负载波动的影响，在主轴上采用飞轮增 加惯量，这样又引起主轴在停车时的惯性大，停车时间较长，影 响生产效率，为了实现能快速停车的目的，主轴都采用了制动停 车方式。,铣削时根据工件的加工要求，有纵向、横向和垂直三个方向的 进给运动，由一台电动机拖动。进给运动的方向，是通过操作选择 运动方向的手柄与开关，配合进给施动电动机的正、反转来实现的。 为了保证机床、刀具的安全，在铣削加工时只允许工件作一个方向 的进给运动。在使用圆工作台加工时，不允许工件作纵向、横向和 垂直方向的进给运动。为此，各向进给运动之间应具有联锁环节。 铣削加工中，为了提高停车位置的准确性，也可采用制动方法。,7.3.2 铣床的工作特点和要求,铣床主运动和进给运动间没有比例协调的要求，但从机械结构 的合理性考虑，应采用两台电动机单独拖动。在铣削加工中，为了 不使工件与铣刀碰撞而造成事故，要求进给运动一定要在铣刀旋转 后才能进行，铣刀停止旋转，进给运动就应该停止或同时停止。因 此，要求进给运动电动机与主轴电动机之间要有可靠的联锁。 为了适应各种不同的铣削加工要求，铣床主轴及进给运动都应 具有一定的调速范围。为了使齿轮在变速时易于相互啮合，要求主 轴电动机和进给施动电动机都应具有变速冲动控制电路。,7.3.2 铣床的工作特点和要求,为了使操作者能在铣床的正面、侧面方便地操作，对主轴的 起动、停止，工作台进给运动选向及快速移动等的控制，设置了 多地点控制方案。为保证加工质量相机床设备的安全，要求控制 系统中应具有较完善的联锁保护环节。 铣削加工中，根据不同的工件材料，也为了延长刀具寿命和 提高加工质量，需要切削液对工件刀具进行冷却润滑，而有时又 不采用，因此，采用转换开关控制冷却泵电动机单向旋转。此外， 还应配有安全照明电路。,7.3.2 铣床的工作特点和要求,7.3.3 X62W万能铣床的电气控制线路,万能铣床的机械操纵与电气控制的配合得非常紧密，同样也是 作为机电控制研究的一个典型，这种机床控制线路有以下特点： 电气控制线路与机械配合相当紧密，因此分析中要详细了解 机械结构与电气控制的关系，但机械结构相对比较复杂。 控制线路中设置了变速冲动控制，从而使变速顺利进行。 采用多地控制，操作方便。 具有完善的电气联锁，并具有短路、零压、过载及超行程限 位保护环节，下面介绍其相应的电气控制电路。,1主轴电动机控制 Ml为主轴拖动电动机。它的旋转方向通过转换开关SA5预设来 确定。转换开关SA5触点动作见表3.1。主轴电动机的起动、停止由 接触器KM3控制，接触器KM2及电阻R和速度继电器KS组成停机反 接制动控制。,7.3.3 X62W万能铣床的电气控制线路,(1)主轴电动机起动 接通电源开关Q，选择主轴电动机转向，操作转换开关SA5于所需的位置。主 轴电动机起动、停止分别由装于工作台上与床身上的控制按钮SB1、SB2和SB3、 SB4实现多地控制。按下按钮SB1或SB2，接触器KM3得电，主触点闭合并自锁，主轴电动机按预选方向起动，带动主轴、铣刀旋转，同时速度继电器KS常开 触点闭合，为停机反接制动作准备。,7.3.3 X62W万能铣床的电气控制线路,(2)主轴电动机停机 按下停机按钮SB3或SB4。接触器KM3 失电，切断正序电源，同时接触器KM2得电， 电动机串电阻实现反接制动，当主轴电动机 转速低于120转分，KS触点断开，KM2断 电，电动机反接制动结束。停机操作时应注 意在按下SB3或SB4要按到底，否则反接制 动电路未接入，电动机只能实现自然停机。 如果在按下按钮时间太短，反接制动的时间 也太短，制动效果差，因此，操作时要在主 轴快停机时再松开按钮。,7.3.3 X62W万能铣床的电气控制线路,(3)主轴的变速点动 主轴的变速采用圆孔盘式结构，变速时操作变速手柄在拉出 或推回过程中短时触动点动开关SQ7，主轴电动机瞬动一下而实 现。,7.3.3 X62W万能铣床的电气控制线路,主轴处于停车状态时，操作变速手柄，触动冲动开关SQ7 使接触器KM2瞬时电，电动机定子串电阻冲动一下，带动齿轮 转动一下，便于齿轮啮合，完成变速。,3.3.3 X62W万能铣床的电气控制线路,主轴已起动工作时，要变速同样操作变速手柄，操作时也触动 冲动开关SQ7，使接触器KM3失电，KM2得电瞬间进行反接制动， 使主轴转速迅速下降，以便于在低速下齿轮啮合，完成变速后，应 重新按起动按钮，主轴电动机转动继续工作。主轴在变速操作时， 以较快速度将手柄推入啮合位置，因为SQ7的瞬动是靠手柄上凸轮 的一次接触达到，如果推入动作缓慢，凸轮与SQ7接触时间延长， 会使主轴电动机转速过高，从而位齿轮啮合不上，甚至损坏断轮。,7.3.3 X62W万能铣床的电气控制线路,2工作台进给运动控制 工作台的进给运动需在主轴起动之后进行。接触器KM3常开触点 (12-13)闭合，接通进给控制电源。工作台的左、右、前、后、上、 下方向的进给运动均由进给拖动电动机M2驱动，通过M2电动机的正、 反转及机械结构的联合动作，来实现六个方向的进给运动。控制工作 台运动的电路是与左、右机械操作手柄联动的行程开关SQ1、SQ2及 与前、后、上、下操作手柄联动的行程开关SQ3、SQ4复合控制。这 时圆工作台开关SA1在断开位置，即SA1触点(16-17)和(12-21)接通 ，(21-18)断开，进给电动机通过工作台方向操作手柄进行控制。圆工 作台开关SA1动作见表3.3。,7.3.3 X62W万能铣床的电气控制线路,7.3.3 X62W万能铣床的电气控制线路,7.3.3 X62W万能铣床的电气控制线路,(1)工作台的左、右(纵向)进给运动 工作台的左、右进给运动由工作台前面的纵向操作手柄进行 控制。当将操作于柄扳到向右位置时，行程开关SQ1压合，其常 开触点(18-19)接通，常闭触点(22-l6)断开，此时，控制电源经( 12-14-15-16-17-1819-20)接通接触器KM4，KM4吸合，主触点 接通M2电动机正序电源，M2正向旋转，工作台作向右进给运动。 同理，当将操作于柄扳到向左位置时，行程开关SQ2压合，工作台 向左进给运动。若将手柄置于中间位置，SQ1、SQ2复原，KM4、 KM5均不吸合，工作台停止左右方向运动。,7.3.3 X62W万能铣床的电气控制线路,7.3.3 X62W万能铣床的电气控制线路,(2)工作台前后(横向)进给运动和上、下(垂直)进给运动 工作台的前后及上下进给运动，共用一套操作于柄控制， 手柄有5个控制位置，处于中间位置为原始状态，进给离合器 处于脱开状态，行程开关SQ3、SQ4均被复位，工作台不运 动。当操作向前、向后手柄时，通过机械装置连结前、后进 给离合器。当操作向上、向下手柄时，连结上、下进给离合 器。同时，使SQ3或SQ4压合接通，M 2电动机正向或反向 旋转，带动工作台作前后、上下进给运动。,7.3.3 X62W万能铣床的电气控制线路,7.3.3 X62W万能铣床的电气控制线路,工作台向前和向下进给运动的电气控制电路相同。当将操作 手柄扳到向前或向下位置时，压合行程开关SQ3，使其常闭触点 断开，常开触点闭合，控制电源经(12-21-22-16-17-18-19)接通 KM4线圈，KM4吸合，进给电动机M2正向旋转并通过机械联动将 前、后进给离合器或上下进给离合器接入，使工作台作向前或向下 下方向的进给运动。 工作台向后和向上进给运动也共用一套电气控制装置。当将 操作手柄扳到向后或向上位置时。压合行程开关SQ4，进给电动 机反向旋转，使工作台作向后或向上方向进给运动电路的工作过 程与前面分析类似。,7.3.3 X62W万能铣床的电气控制线路,(3)圆工作台的工作 圆工作台的回转运动由进给电动机M2经传动机构驱动。在使用 时，首先必须将圆工作台转换开关SA1扳至“接通”位置，即圆工作 台的工作位置。此时，SA1的触点(16-17)、(12-21)断开，(21-18)接 通，这样就切断了铣床工作台的进给运动控制回路，工作台就不能 作左、右、前、后和上、下方向的进给运动。圆工作台的控制电路 中，控制电源经(12-14-15-16-22-21-18-19)接通接触器KM4线圈回路， 使M2电动机带动圆工作台作回转运动。由于KM5线圈回路被切断， 所以进给电动机仅能以正向旋转。因此，圆工作台只能按一个方向 作回转运动。,7.3.3 X62W万能铣床的电气控制线路,(4)进给变速冲动 进给变速冲动与主轴变速冲动一样，为了便于变速时齿轮的啮 合，电气控制上没有进给变速冲动电路。但进给变速时不允许工作 台作任何方向的运动。 变速时，先将变速手柄拉出，使齿轮脱离啮合，然后转动变速 盘至所选择的进给速度挡，最后推入变速手柄。在推入变速手柄时， 应先将手柄向极端位置拉一下，使行程开关SQ6被压合一次，其常 闭触点(12-14)断开，常开触点(14-17)接通，控制电源经(12-21-22 -16-15-14-17-19)接通接触器KM4，进给电动机M2作瞬时转动，便于 齿轮啮合。,7.3.3 X62W万能铣床的电气控制线路,(5)工作台快速移动 铣床工作台除能实现进给运动外，还可进行快速移动， 它可通过方向控制手柄配合快速移动按钮SB5或SB6进行操作。,7.3.3 X62W万能铣床的电气控制线路,3冷却泵电动机的控制与照明电路 冷却泵电动机M3通常在铣削时由转换开关SA3操作。当转换 开关扳至“接通”位置时，触点SA3(3-4)闭合，接触器KM1通电， M3起动旋转，拖动冷却泵送出冷却液。 机床的局部照明由变压器T2输出24V安全电压，由开关SA4 控制照明灯EL。,7.3.3 X62W万能铣床的电气控制线路,4控制电路的联锁与保护 铣床的运动较多，电气控制电路较复杂，为了保证刀具、 工件和机床能够安全可靠地进行工作，应具有完善的联锁与保护。,7.3.3 X62W万能铣床的电气控制线路,(1)主运动与进给运动的顺序联锁 进给运动电气控制电路接在主轴电动机接触器KM3触点(11-12) 之后。这就保证了在主电动机M1起动后，进给电动机M2才可起动， 主轴电动机Ml停止时，进给电动机M2应立即停止。,7.3.3 X62W万能铣床的电气控制线路,(2)工作台六个进给运动方向间的联锁 工作台左、右、前、后及上、下六个方向进给运动分别由两套机 械机构操作，而铣削加工时只许一个方向的进给运动，为了避免误操 作，采用机械联锁比较困难，因此采用电气联锁。当工作台实现左、 右方向进给运动时，控制电源，必须通过控制上、下与前、后进给的 行程开关SQ2、SQ4常闭触点支路。当工作台作前、后和上下方向进 给运动时，控制电源必须通过控制右、左进给的行程开关SQl、SQ2 常闭触点支路。这就实现了由电气配合机械定位的六个进给运动方向 的联锁。,7.3.3 X62W万能铣床的电气控制线路,(3)圆工作台工作与六个方向进给运动间的联锁 圆工作台工作时不允许六个方向进给运动中作任一方向的进给 运动。电路中除了通过SA1开关定位联锁外，还必须使控制电路通 过SQ1、SQ2、SQ3、SQ4的常闭触点实现电气联锁。,7.3.3 X62W万能铣床的电气控制线路,(4)进给变速冲动不允许工作台作任何方向的进给运动联锁 变速冲动时，SQ6动作触点(12-14)断开，(14-15)接通，因此， 控制电源必须经过SA1-3触点(即圆工作台不工作)和SQ1、SQ2、 SQ3、SQ4四个常闭触点(即工作台六个方向均无进给运动)，才能 实现进给变速冲动。,7.3.3 X62W万能铣床的电气控制线路,(5)保护环节 主电路、控制电路和照明电路都具有短路保护。六个方向进给 运动的终端限位保护，是由各自的限位挡铁来碰撞操作手柄，使其 返回中间位置以切断控制电路来实现。 三台电动机的过载保护，分别由热继电器FR1、FR2、FR3实 现。为了确保刀具与工件的安全，要求主轴电动机、冷却泵电动机 过载时，除二台电动机停转外，进给运动也应停止，否则撞坏刀具 与工件，因此，FKRl、FR3应串接在相对位置的控制电路中。当进 给电动机过载时，则要求进给运动先停止，允许刀具空转一会，再 由操作人员全部停车。因此，FR2的常闭触点只串接在进给运动控 制支路中。,7.3.3 X62W万能铣床的电气控制线路,3.4 龙门刨床的电气控制线路,选讲,龙门刨床是用来加工各种平面，斜面及槽的大型机床。刨床的 工作台作往复循环运动，在前进行程时进行切削加工，返回行程时 不切削，而以较高的速度返回，以减少空行程时间。为适应刨床生 产的工艺要求，大型龙门刨床都有较复杂的电气控制线路。,3.4.1 龙门刨床工作特点和对电气系统的要求,1工作台有较宽的调速范围，以便加工时能选择最合适的切削速度。 2工作台能按照需要实现自动的往复运动，并使返回速度高于切削 速度。 3高速切削时，为了减小对刀具的冲击，应使刀具慢速切入工件， 然后再增加到规定的速度，在前进与返回行程的末尾，工作台能 自动减速，以避免工件边缘崩裂，同时可减小返向冲程和对电机、 机械的冲击。 4工作台在换向、减速等过渡过程中应迅速，平稳。 5具有必要的限位、联锁保护环节，保证刨床安全运行。,3.4.2 龙门刨床的主传动系统,龙门刨床的主传动系统，最早采用交流异步电动机拖动工作台 并实现正反转的方案，以及采用交流电动机通过液压系统实现正反 转的方案。20世纪60年代开始使用直流发电机-电动机组的拖动方 案。这种方案又分为两类：一类是用自励放大机控制并改变发电机 励磁进行调速的方案，如国产B210、B215型龙门刨床；另一类是 采用交磁放大机控制并改变发电机励磁进行调速的方案，如国产A 系列龙门刨床。目前使用越来越多的是晶闸管直接供电给直流电动 机（SCR-M）来拖动工作台方案的龙门刨床系列化产品。,3.4.3 工作台的控制线路,1.行程开关的作用 工作台自动循环是由装在床身侧面的六个行程开关来控制的。 行程开关的工作情况如图3.11所示。在自动工作过程中各个制子碰 撞各自的行程开关，前进限位制子A碰撞前进减速限位开关ST1， 然后制子B碰撞前进换向开关ST2，工作台经过一段越位后开始后 退。后退开始时，制子B使ST2复位，然后制子A使ST1复位。在后 退快结束时，制子C碰撞后退减速开关ST4，然后制子D碰撞后退换 向开关ST3，同样经过一段越位后，后退换成前进。制子D将ST3复 位，然后制子C使ST4复位，如此反复循环工作下去。,3.4.3 工作台的控制线路,前进时如果由于ST2动作失效不起作用，制子在碰撞安全 限位开关SL1后，使工作台停止，防止工作台因ST2失效而冲 出去。SL2是后退安全限位开关。,3.4.3 工作台的控制线路,在工作中为了避免因行程开关不在零位而被撞坏(图3.12为工作 台前进方向，而前进减速开关因不在零位，导致制子A将ST1撞坏)， 所以一般都是在安装或故障排除后试车时，先将行程开关拨在零位， 然后进行步进、步退试验，正常后再开工作台前进或后退使其自动 工作。,3.4.3 工作台的控制线路,2步进、步退控制电路 工作台控制电路如图3.13所示，当按下步进按钮SB8时，由于 常开触点KM(101-103)在电机正常运行时是接通的，故KQ线圈通 电。其过程是：101 KM(101-103) KAF(103-105) SB10(105 -107) ST2-1(107-109) SB11(109-111) SB8(111-113) KH( 113-115) KQ线圈(115-102) 102。直流电动机以步进速度带动 工作台前进。由于无自锁触点，按钮松开后，工作台就停止前进。 步退电路同理。操作时如果行程开关ST2，ST3没有复位，是接不 通此电路的。,3.4.3 工作台的控制线路,3.4.3 工作台的控制线路,3润滑泵控制电路 工作台运行时需加以润滑，所以工作台在开动前必须先开动 润滑泵，否则工作台强行工作是非常危险的。在操纵台上润滑泵 控制开关SA7有两个工作位置，当工作台不工作而需要润滑泵时， 将SA7打在“连续”位置；工作台自动工作时打在“自动”位置，SA7 拨到“连续”或“自动”其中一个位置上，KMRB线圈均能通电，润 滑泵电机工作，油泵上油，至一定压力时压力继电器KPL常开触 点(129-131)闭合，为工作台自动工作做好准备。,3.4.3 工作台的控制线路,4工作台自动循环工作 刀具切入工件之前减速的目的，是为了减小刀具在切入时所 承受的冲击，延长刀具的使用寿命，称为慢速切入。切入工件后 再加速到规定的切削速度。切出工件之前减速的目的，是为了防 止工件边缘的崩裂。返回过程不切削工件，为提高生产率，反向 时直接加速到高速返回速度。返回行程再反向到工作速度之前， 为了减小反向时的越位和对传动机构的冲击，还要求有一个减速 过程。,3.4.3 工作台的控制线路,5慢速切人，低速运行，磨削控制电路,（1）以较高速度切削时，为了保护刀具，需要慢速切入。 这时将操纵台上慢速切入开关SA6拨在“通”的位量上，157-161 接通，因后退变前进时常开触点K1Q(161-163)是闭合的，因而 KJ线圈通电，所以反向以后减速前进，至ST3复位后，K1Q线 圈断电，KJ线圈断电，工作台以切削速度前进。,3.4.3 工作台的控制线路,(2)当前进或后退速度调速手柄拨在低速位置时，这个低速位置 约在直流电动机转速为200转/分，工作台速度11米/分左右处，STQ (101-171)或STH(101-173)接通，使KJO线圈通电。这时常闭触点 KJO(163-165)断开，减速接触器无法接通，于是工作台在低速工作 时就没有减速动作。,3.4.3 工作台的控制线路,(3)工作台需要进行磨削时，将操纵台上SA8拨到磨削位置， 这时触点(179-183)接通，继电器KM吸合，201与203之间触点KM 断开，使直流分压回路中接入了一个分压电阻，给定电压大大减小， 工作台以磨削速度(1米/分)磨削。整个工作台此时采用了电流正反馈 和典雅负反馈的双闭环控制，保证了工作台不会因切削量的变化而 发生较大的运动变化，保证了加工效率和加工精度。 KM常闭触点(165-181)断开，故磨削时亦不减速。步进按钮SB8、 步退按钮SB12串联在KM线圈电路中，为的是调整时断开电路。,3.4.3 工作台的控制线路,6保护环节控制线路 在KI线圈回路中，接有KMQJ(135-237)，KMHJ(137-139)常闭 触点，在横梁调整时，保证工作台自动循环电路不能接通。如果换 向时换向开关(ST2或ST3)失效，制子就会碰撞SL1或SL2，使KI线 圈断电，工作台停止，防止工作台冲出去。,3.4.3 工作台的控制线路,若由于一时疏忽，忘记把SA7放在零位，或热继电器KRRB动作， 则压力继电器KPL(129-131)断开，工作台仍可前进，但在后退结束时， ST3-1(119-153)闭合，K1Q线圈通电，K1Q常闭触点(129-131)断开， 使KI线圈断电，保证工作台在后退结束时停止。设置这个保护环节是 因为切削过程中发生故障而突然停车，会造成刀具损坏以及影响加工 工件表面的光洁度。因此发生故障后让它在后退结束时停车。,3.4.3 工作台的控制线路,在常用的龙门刨床的电机组起动控制线路中，其触点KM (705-713)，KI(713-725)，K1Q(715-711)支路的作用亦是使工 作台在后退结束时停车。工作台自动工作中热继电器KRFB、 KRB、KRA任一个动作时，由于触点KI(713-715)在自动工作 时是闭合的，只有在后退结束时，K1Q(715-711)才断开。因 此保证了主电机只有在工作台后退结束时才能停转。,3.4.3 工作台的控制线路,7工作台的自动工作,工作台自动工作时，应能够在预定位置上自动换向；在由前进变 为后退及由后退变为前进之前降低速度；当刀具切入工件后，工作台 速度达到工作速度，而返回时要快速返回。 为了限制工作台的速度，在调速手柄内有触点，当选定的工作速 度超过15米/分时，触点闭合，为减速接触器的接通做好准备。,3.4.3 工作台的控制线路,3.4.4 横梁升降的控制线路,图3.14 横梁夹紧结构示意图,1横梁放松 常闭触点KI(101-345)只在工作台停止运动时才闭合，只有在此 种情况下才能操作横梁电路。上升时按下按钮SB6，则KJOH线圈得 电，它的常开触点(621-623)闭合，使KMHJ线圈得电。横梁松紧电 机J工作，横梁放松。横梁放松时控制限位开关制子在放松方向移动， 到一定程度使ST6动作，ST6-2(101-621)断开，KMHJ线圈断电，横 梁放松完毕。,3.4.4 横梁升降的控制线路,2横梁上升 横梁放松后，ST6-1(101-601)接通，由