五邑大學機電傳動控制第4章

1、第四章 機床電路分析郝曉曦v機床電氣電路組成主電路控制電路信號電路v機床電路分析方法從主電路入手，了解機床的動作要求分析控制電路，分解成為各種基本電路或局部電路通觀整體，分析各個基本電路之間的連鎖關系及主電路、控制電路之間的關系4-1 普通車床電氣控制電路是主要用車刀對旋轉的工件進行車削加工的機床。在車床上還可用鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進行相應的加工。車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉表面的工件，是機械制造和修配工廠中使用最廣的一類機床。v車床能夠完成的任務： 切削內(nèi)外圓、端面、攻螺紋、螺杠、鉆孔、鏜孔、倒角、割槽及切斷等加工工序.v車床的運動主軸回轉運動：通過卡盤或頂

2、尖帶動工件旋轉(主運動)， 溜板帶動刀架刀架直線移動(進給運動)。v車床的調(diào)速：變速箱調(diào)速車床主運動轉向的改變：離合器方法、電氣方法車床主運動的制動：機械制動、電氣制動普通車床的主要結構及運動形式普通車床的主要結構及運動形式普通車床的結構示意圖普通車床的結構示意圖1-進給箱 2-掛輪箱 3-主軸變速箱 4-溜板與刀架5-溜板箱 6-尾架 7-絲杠 8-光杠 9-床身車床電力拖動特點及控制要求車床電力拖動特點及控制要求 1、主拖動電動機主拖動電動機一般選用一般選用籠型異步電動機籠型異步電動機，為滿足調(diào)速，為滿足調(diào)速要求，要求，采用機械變速采用機械變速。2、為車削螺紋，、為車削螺紋，主軸要求正、反

3、轉主軸要求正、反轉。 3、主軸電動機的起動、停止應能實現(xiàn)自動控制。一般中、主軸電動機的起動、停止應能實現(xiàn)自動控制。一般中小型車床均采用直接起動，當電機容量較大時，常用小型車床均采用直接起動，當電機容量較大時，常用Y-降壓起動降壓起動。4、車削加工時，有時、車削加工時，有時需冷卻需冷卻。為此，設有一臺冷卻泵，。為此，設有一臺冷卻泵，冷卻泵電動機只需單方向旋轉，且與主軸電動機有著聯(lián)冷卻泵電動機只需單方向旋轉，且與主軸電動機有著聯(lián)鎖關系。鎖關系。5、控制電路應具有必要的、控制電路應具有必要的保護保護及安全可靠的局部及安全可靠的局部照明照明裝置。裝置。一些普通車床的實物圖CA6140普通車床控制電路C

4、Y6140車床外觀圖CA6140車床電氣原理圖v零壓保護：當設備在運行時，電源電壓若因某種原因突然消失，機械停止運轉，當電源電壓恢復時，若電動機自動起動，可能造成設備的損壞，甚至人身事故，防止這種現(xiàn)象的保護就叫零壓保護v欠壓保護：因為電源電壓過低引起一些電器釋放，造成控制線路無法正常工作或是“堵轉”，防止這種現(xiàn)象的保護就叫欠壓保護CW6132普通車床電氣控制線路分析電器位置圖 電器位置圖是用來詳細表明電氣原理圖中各電氣設備、元器件的實際安裝位置，為電器控制設備的制造、安裝、維修、提供必要的資料。 電器位置圖安裝接線圖 安裝接線圖用來表明電氣設備或裝置之間的接線關系，清楚的表明電氣設備外部元件的

5、相對位置及它們之間的電氣連接，是實際安裝布線的依據(jù)。安裝接線圖主要用于電器的安裝接線、線路檢查、線路維修和故障處理，通常接線圖與電氣原理圖和元件布置圖一起使用。 安裝接線圖 普通車床電氣控制線路的故障與處理v主軸電動機不起動 v主軸電動機缺相運行:主軸電動機轉速慢，并發(fā)出“嗡嗡”聲v接觸器能吸合，但不能自鎖v主軸電動機不能停轉,即按SB1電動機不停轉v冷卻泵電動機不能起動v照明燈不亮v主軸不能點動v刀架不能快速移動v主軸電動機不能進行反接制動控制v不能檢測主軸電動機負載3-2 搖臂鉆床電氣控制電路v鉆床概述鉆床是指主要用鉆頭在工件上加工孔的機床。通常鉆頭旋轉為主運動，鉆頭軸向移動為進給運動。鉆

6、床結構簡單，加工精度相對較低，可鉆通孔、盲孔，更換特殊刀具，可擴孔、锪孔，鉸孔或進行攻絲等加工。 搖臂鉆床的主要結構及運動情況搖臂鉆床的主要結構及運動情況 搖臂鉆床的電力拖動特點及控制要求搖臂鉆床的電力拖動特點及控制要求5、具有必要的聯(lián)鎖與保護。具有必要的聯(lián)鎖與保護。1、設有主軸電動機、搖臂升降電動機、立柱夾設有主軸電動機、搖臂升降電動機、立柱夾緊放松電動機及冷卻泵電動機。緊放松電動機及冷卻泵電動機。2、要求主軸進給有較大的調(diào)速范圍。要求主軸進給有較大的調(diào)速范圍。3、搖臂鉆床的主運動與進給運動皆為主軸的運動。搖臂鉆床的主運動與進給運動皆為主軸的運動。4、主軸要求正反轉，主軸正反轉一般由機械方法

7、獲主軸要求正反轉，主軸正反轉一般由機械方法獲得。得。搖臂鉆床的運動形式v主運動：主軸的旋轉運動及進給運動v輔助運動：搖臂沿外立柱的垂直運動主軸箱沿搖臂的徑向移動，手動搖臂與外立柱一起相對于內(nèi)立柱的回轉運動，手動主軸箱、搖臂、內(nèi)外立柱的夾緊和松開一些搖臂鉆床的實物圖Z3040搖臂機床電機控制v主電機的控制v搖臂升降、夾緊、放松控制v主軸箱與立柱的夾緊、放松v機床安裝后控制電路的檢查搖臂鉆床Z3040外觀圖Z3040搖臂鉆床電氣控制圖（一）液壓系統(tǒng)簡介（一）液壓系統(tǒng)簡介 1操縱機構液壓系統(tǒng)操縱機構液壓系統(tǒng) 該系統(tǒng)壓力油由主軸電動機該系統(tǒng)壓力油由主軸電動機拖動齒輪泵送出拖動齒輪泵送出 。2夾緊機構液

8、壓系統(tǒng)夾緊機構液壓系統(tǒng) 主軸箱、立柱和搖臂的夾緊與主軸箱、立柱和搖臂的夾緊與松開，是由液壓泵電動機拖動液壓泵送出壓力油，推松開，是由液壓泵電動機拖動液壓泵送出壓力油，推動活塞，菱形塊來實現(xiàn)的。動活塞，菱形塊來實現(xiàn)的。（二）電氣控制電路分析（二）電氣控制電路分析 M1為主軸電動機，為主軸電動機，M2為搖臂升降電動機，為搖臂升降電動機，M3為液為液壓泵電動機，壓泵電動機，M4為冷卻泵電動機。為冷卻泵電動機。1、主電路分析、主電路分析 M1為單方向旋轉，由接觸器為單方向旋轉，由接觸器KM1控制，控制，M2有正、反轉接觸器有正、反轉接觸器KM2、KM3控制實現(xiàn)正反轉，控制實現(xiàn)正反轉，M3由接觸器由接觸

9、器KM4、KM5實現(xiàn)正反轉控制，并由熱繼實現(xiàn)正反轉控制，并由熱繼電器電器FR2做長期過載保護，做長期過載保護，M4電機容量小，僅電機容量小，僅0.125KW有開關有開關SA控制?？刂啤?、控制電路分析、控制電路分析 有按鈕有按鈕SB1、SB2與與KM1構成主軸電構成主軸電動機動機M1的單方向旋轉起動停止電路。由搖臂上升按鈕的單方向旋轉起動停止電路。由搖臂上升按鈕SB3、下降按鈕、下降按鈕SB4及正反轉接觸器及正反轉接觸器KM2、KM3組成具組成具有雙重互鎖的電動機正反轉點動控制電路。有雙重互鎖的電動機正反轉點動控制電路。常見故障分析v主軸電機不能啟動v主軸電機不能停止v搖臂不能上升或下降v搖臂

10、移動后不夾緊v液壓泵電動機不能啟動v液壓系統(tǒng)不能正常工作3-3 銑床電氣控制電路v銑床：指用銑刀在工件上加工各種表面的機床。通常銑刀旋轉運動為主運動，工件和銑刀的移動為進給運動。銑床可以加工平面、溝槽以及各種曲面和齒輪，螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復雜的型面，效率較刨床高，在機械制造和修理部門得到廣泛應用 。臥式萬能銑臥式萬能銑 床的主要結構及運動情況床的主要結構及運動情況 3、輔助運動、輔助運動 工作臺在三個相工作臺在三個相互垂直方向上的快速直線運動。互垂直方向上的快速直線運動。1、主運動、主運動 主軸的旋轉運動；主軸的旋轉運動； 2、進給運動、進給運動 工作臺在三個工作臺在三個相互垂直方向

11、上的直線運動（相互垂直方向上的直線運動（手動或機動）；手動或機動）；萬能臥式銑床的電力拖動特點與控制要求萬能臥式銑床的電力拖動特點與控制要求1、采用單獨傳動，即主軸和工作臺分別由主軸電動機，進給電、采用單獨傳動，即主軸和工作臺分別由主軸電動機，進給電動機拖動。而工作臺工作進給與快速移動由進給電動機拖動；經(jīng)動機拖動。而工作臺工作進給與快速移動由進給電動機拖動；經(jīng)電磁離合器傳動來獲得。電磁離合器傳動來獲得。2、主軸能移實現(xiàn)正、反轉但旋轉方向不需經(jīng)常改變。、主軸能移實現(xiàn)正、反轉但旋轉方向不需經(jīng)常改變。3、采用電磁離合器控制主軸停車制動和主軸上刀制動。、采用電磁離合器控制主軸停車制動和主軸上刀制動。4

12、、進給電動機能正、反轉。而且，同一時間只允許工作臺只有、進給電動機能正、反轉。而且，同一時間只允許工作臺只有一個方向的移動，故應有聯(lián)鎖保護。一個方向的移動，故應有聯(lián)鎖保護。5、使用圓工作臺時，工作臺不得移動、使用圓工作臺時，工作臺不得移動 。6、主軸轉速與進給速度應有較寬的調(diào)節(jié)范圍。、主軸轉速與進給速度應有較寬的調(diào)節(jié)范圍。 7、主軸旋轉和工作臺進給應有先后順序控制、主軸旋轉和工作臺進給應有先后順序控制 8、應有冷卻泵電動機拖動冷卻泵，供給冷卻液。、應有冷卻泵電動機拖動冷卻泵，供給冷卻液。10、工作臺上下，左右、前后六個方向的運動應具有限位保、工作臺上下，左右、前后六個方向的運動應具有限位保護護

13、11、應有局部照明電路、應有局部照明電路9、為適應銑削加工時操作者的正面與側面操作要求，機床應、為適應銑削加工時操作者的正面與側面操作要求，機床應對主軸電動機的起動與停止及工作臺的快速移動控制，具有對主軸電動機的起動與停止及工作臺的快速移動控制，具有兩地操作。兩地操作。XA6132銑床X52K銑床X52K立式銑床的特點v用換相轉換開關選擇主電機的轉向v主運動采用電磁離合器控制v主運動和進給運動變速，均有瞬時點動v主運動和進給運動各有單獨的電動機驅動，工作臺的快速移動利用電磁離合器接上進給的快速傳動鏈，實現(xiàn)快速移動v進給運動與主運動是聯(lián)鎖的，只有起動主運動后，進給運動才能起動工作v工作臺6各方向

14、的進給運動具有完備的聯(lián)鎖v具備多地點控制環(huán)節(jié)v具有短路保護、零壓保護、過載保護和超程保護X52K立式銑床的電氣原理圖1 主軸電動機的控制v主軸起動v主軸停止v主軸變速時的瞬時點動2 進給運動的電氣控制v工作臺縱向進給運動控制工作臺右運動工作臺左運動v工作臺橫向運動向前運動向后運動v工作臺升降運動向上運動向下運動v工作臺快速移動控制v進給變速時的瞬時點動控制v圓形工作臺的控制v其他控制v冷卻泵的控制v機床局部照明控制v換刀制動v離合器的供電X62W萬能臥式銑床結構示意圖1底座 2進給電動機 3升降臺 4進給變速手柄及變速盤 5溜板 6轉動部分 7工作臺 8刀架支桿 9懸梁 10主軸 11主軸變速

15、盤 12主軸變速手柄 13床身 14主軸電動機3-4 數(shù)控銑床控制電路v數(shù)控技術：以數(shù)字量編程實現(xiàn)控制機械或其它設備自動工作的技術。如果一種設備的控制過程是以數(shù)字形式來描述的，其工作過程是可編程序的，并能在程序的控制下自動地進行工作的設備就是數(shù)控設備。工作（加工、控工作（加工、控制）要求制）要求數(shù)控程序數(shù)控程序數(shù)控設備數(shù)控設備工作（加工、控工作（加工、控制）結果制）結果數(shù)控設備工作原理圖數(shù)控機床的工作原理加工圖紙加工圖紙編寫數(shù)控程編寫數(shù)控程序序輸入裝置輸入裝置數(shù)控設備數(shù)控設備伺服驅動伺服驅動位置檢測位置檢測輔助控制輔助控制機床機床主運動主運動進給運動進給運動輔助運動輔助運動加工零件加工零件用途

16、用途 本機床屬三座標數(shù)控銑床，選配適用可靠數(shù)控系統(tǒng)，能完成銑、鏜、鉆等切削運動，可在沒有模具的情況下完成凸輪、樣板、模具等形狀復雜零件的加工。特點：特點：1、主軸采用機械無級調(diào)速。 2、進給系統(tǒng)由交流伺服電機驅動。 3、滑動面優(yōu)質貼塑與淬硬磨削導軌配合，具有良好耐磨性及伺服性。 4、配有主軸快換螺母換刀裝置。5、根據(jù)需要可加配第四軸。XK6325B數(shù)控銑床 數(shù)控銑床的控制要求v主運動：實現(xiàn)對主軸電機的調(diào)速控制v進給運動：X、Y、Z軸各一臺伺服電機驅動，要求對各軸實現(xiàn)速度及轉角控制v輔助運動：實現(xiàn)對液壓泵電機、導軌潤滑電機、銑頭潤滑電機、冷卻泵電機及各種風扇電機的運轉控制v系統(tǒng)緊急停止及工作臺限

17、位保護v各種信號指示v供電電源工作原理v主軸及X、Y、Z軸伺服驅動工作原理vX、Y、Z電機控制電路分析電機的運轉準備控制進給運動的限位保護系統(tǒng)緊急停止3-6 組合機床電氣控制v組合機床是以通用部件為基礎，配以按工件特定形狀和加工工藝設計的專用部件和夾具， 組成的半自動或自動專用機床。v組合機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標準化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設計和制造周期。因此，組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。v組合機床的控制系統(tǒng)通常采用機構、液壓、電氣或

18、氣動等控制方式v組合機床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時，工件一般不旋轉，由刀具的旋轉運動和刀具與工件的相對進給運動，來實現(xiàn)鉆孔、擴孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機床采用車削頭夾持工件使之旋轉，由刀具作進給運動，也可實現(xiàn)某些回轉體類零件(如飛輪、汽車后橋半軸等)的外圓和端面加工。 組合機床的組成v動力部件動力部件 動力部件用來實現(xiàn)主運動或進給運動。有動力臺、動力箱和各種切削頭。 v支承部件支承部件 支承部件主要為各種底座，用于支承、安裝組合機床的其它零部件，它是組合機床的基礎部件。 v輸送部件輸送部件 輸送部件用于多工位組合機床中，用來完成工件的工位轉換，有直線移動工作臺、回轉工作臺、回轉鼓輪工作臺等。 v控制部件控制部件 用于組合機床完成預定的工作循環(huán)程序。它包括液壓元件、控制擋鐵、操縱板、按鈕臺及電氣控制部分。 v輔助部件輔助部件 輔助部件包括冷卻、排屑、潤滑等裝置，以及機械手、定位、夾緊、導向等部件。 v組合機床的組成單工位三面復合式組合機床結構示意圖1、6、10滑臺 2、9動力頭 3、5、8變速箱4工件 7立柱 11底座 12工作臺組合機床的主要部件 動力頭和動力滑臺v動力頭：能同時完成切削和進給運動的動力部件v動力滑臺：只能完成進給