《機(jī)床電氣控制與plc》課件第3章__典型機(jī)床控制線路

1、第3章 典型機(jī)床控制線路第3章 典型機(jī)床控制線路3.1電氣控制線路分析基礎(chǔ)3.2 CA6140車床的電氣控制3.3 M7120平面磨床控制線路分析3.4 X62W銑床結(jié)構(gòu)及電氣控制線路3.1電氣控制線路分析基礎(chǔ)1.電氣控制線路分析的內(nèi)容 (1)詳細(xì)閱讀說明書: 了解設(shè)備的結(jié)構(gòu),技術(shù)指標(biāo),機(jī)械傳動、液壓與氣動的工作原理；電機(jī)的規(guī)格型號；設(shè)備的使用,各操作手柄、開關(guān)、旋鈕等的作用；與機(jī)械、液壓部分直接關(guān)聯(lián)的行程開關(guān)、電磁閥、電磁離合器等的位置、工作狀態(tài)及作用。 (2)電氣控制原理圖。電氣控制線路原理圖主要由主電路、控制電路、輔助電路及特殊控制電路等組成,這是分析控制線路的關(guān)鍵內(nèi)容。 (3) 電氣總

2、裝接線與電器元件布置圖。主要電氣部件的布置、安裝要求；電器元件布置與接線；在調(diào)試、檢修中可通過布置圖和接線圖很方便地找到各種電器元件和測試點,進(jìn)行維護(hù)和維修保養(yǎng)。 2.電氣控制原理圖及故障的分析方法與步驟 (1)主電路。首先從主電路入手分析, 根據(jù)各電動機(jī)和執(zhí)行電器的控制要求去分析各電動機(jī)和執(zhí)行電器的控制環(huán)節(jié),如電動機(jī)的起動、轉(zhuǎn)向、速度、制動等狀況。按下起動按鈕，如果出現(xiàn)異常聲音，故障一般在主電路。 (2)控制電路。根據(jù)各電動機(jī)的執(zhí)行電器的控制要求找出控制電器中的控制環(huán)節(jié),可將控制線路按功能不同分成若干個局部控制線路來進(jìn)行分析處理。如果主電路通電正常，按下起動按鈕無反映，故障一般在控制電路。產(chǎn)

3、生故障的因素較多，控制線路不同，分析故障的方法也不同。 3.2 CA6140車床的電氣控制CA6140型普通(臥式)主要由床身、主軸變速箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、絲杠、光杠、尾架等部分組成。如3-1所示是CA6140車床結(jié)構(gòu)示意圖。1.車床型號意義 2.主要結(jié)構(gòu)CA6140型普通車床的外形圖如圖3-1所示。圖3-1 CA6140型普通車床結(jié)構(gòu)示意外形圖1-主軸箱；2-縱溜板；3-橫溜板；4-轉(zhuǎn)盤；5-方刀架；6-小溜板；7-尾架；8-床身；9-右床座；10-光杠；11-絲杠；12-溜扳箱； 13-左床座；14-進(jìn)給箱；15-掛輪架；i6-操縱手柄 一、主要運動形式 車床的主運動為零件的旋轉(zhuǎn)運動

4、, 由主軸通過卡盤帶動零件旋轉(zhuǎn), 是承擔(dān)車削加工時的主要切削功率。在車削加工時,要根據(jù)被加零件材料、刀具種類、零件尺寸、工藝要求等來選擇不同的切削速度和切削用量。在車削加工時,通常不要求反轉(zhuǎn),但在加工螺紋時,為避免亂扣,要反轉(zhuǎn)退刀,再縱向進(jìn)刀繼續(xù)加工,這就要求主軸應(yīng)具備有正、反轉(zhuǎn)功能。 二、電氣控制線路分析 圖3-2為CA6140型普通車床的電氣控制原理圖,分為主電路、控制電路及照明電路三部分。 圖3-2 CA6140電氣控制原理圖 1.主電路分析在主電路中，一共有三臺電動機(jī)。M1為主軸電動機(jī)，帶動主軸旋轉(zhuǎn)和刀架作進(jìn)給運動；M2為冷卻泵電動機(jī)；用來輸送切削液;M3為刀架快速移動電動機(jī)。 2.控

5、制電路分析（1）主軸電動機(jī)M1的控制。（2）冷卻泵電動機(jī)M2的控制（3）刀架快速移動電動機(jī)M3的控制3.照明、信號燈電路分析照明與信號燈電路，由控制變壓器TC的二次側(cè)分別輸出24V和6V電壓,作為機(jī)床照明燈和信號燈的電源。EL為機(jī)床的低壓照明燈, 由開關(guān)SA2控制;HL為電源的信號燈。合上電源總開關(guān)Q,HL亮,表示機(jī)床控制線路電源正常。分別由FU4和FU3作短路保護(hù)。4.常見故障分析(1)主軸電動機(jī)M1不能起動 (2)主軸電動機(jī)M1起動后不能自鎖(3)主軸電動機(jī)M1不能啟動(4)主軸電動機(jī)M1不能停止(5)刀架快速移動電動機(jī)M3不能起動。 3.3 M7120平面磨床控制線路分析 一、M7120

6、平面磨床的主要工作情況平面磨床的主運動是砂輪的旋轉(zhuǎn)運動。進(jìn)給運動為工作臺和砂輪的縱向往返運動,砂輪箱升降運動為輔助運動。工作臺每完成一次縱向進(jìn)給,砂輪自動作一次橫向進(jìn)給,只有當(dāng)加工完整個平面以后,砂輪用手動作垂直進(jìn)給。 M7120平面磨床主要由縱向移動手輪、砂輪箱、滑座、橫向進(jìn)給手輪、砂輪調(diào)節(jié)器、立柱、工作臺、垂直進(jìn)給手輪、床身、等部分組成。工作臺上放的電磁吸盤, 用來吸持工件,工作臺可在床身的導(dǎo)軌上作往返(縱向)運動,主軸可在床身的橫向?qū)к壣献鳈M向進(jìn)給運動,砂輪箱可在立柱導(dǎo)軌上作垂直運動。M7120平面磨床的結(jié)構(gòu)如圖3-3所示,圖3-3 M7120平面磨床的結(jié)構(gòu)示意圖 二、M7120型平面磨

7、床的基本控制要求(1)所使用的液壓泵電動機(jī)、砂輪電動機(jī)、砂輪箱升降電動機(jī)和冷卻泵電動機(jī)均采用普通籠型交流異步電動機(jī)。 (2) 換向是通過工作臺上的撞塊碰撞床身上的液壓換向開關(guān)來實現(xiàn)的，對磨床的砂輪、砂輪箱升降和冷卻泵不要求調(diào)速。 (4) 磨削工件采用電磁吸盤來吸持工件。并有必要的信號指示和局部照明。 (5)砂輪電動機(jī)、液壓泵電動機(jī)和冷卻泵電動機(jī)采用直接起動，砂輪箱升降電動機(jī)要求能正、反轉(zhuǎn)。 (7)保護(hù)環(huán)節(jié)完善,對電動機(jī)設(shè)有短路保護(hù)、過載保護(hù)、電磁吸盤欠壓保護(hù)等。 (3)為減少工件在磨削加工中的熱變形并沖走磨屑,以保證加工精度,需用冷卻液。 三、M7120平面磨床的電氣控制線路分析 1.主電路分

8、析 主電路中共有四臺電動機(jī),其中Ml是液壓泵電動機(jī),用于工作臺的往返運動;M2是砂輪電動機(jī), 用于砂輪轉(zhuǎn)動來完成磨削加工;M3是冷卻泵電動機(jī)。為砂輪磨削工件時輸送冷卻液, 用于單向旋轉(zhuǎn)。冷卻泵電機(jī)M3只有在砂輪電機(jī)M2運轉(zhuǎn)后才能運轉(zhuǎn)。M4電動機(jī)是砂輪升降,用于磨削過程中調(diào)整砂輪與工件之間的位置。 四臺電動機(jī)的工作情況是:M1、M2和M3為單向旋轉(zhuǎn)控制, M4為正、反轉(zhuǎn)控制。 2.控制電路分析 (1)液壓泵電動機(jī)M1的控制。 (2)砂輪電動機(jī)M2及冷卻泵電動機(jī)M3的控制。 (3) M4為砂輪升降控制電動機(jī)。 （4）電磁吸盤控制電路分析。 （5）保護(hù)裝置。 (6)照明和指示燈電路分析。 圖3-4

9、M7120平面磨床的電氣控制線路 (1)液壓泵電動機(jī)M1的控制。接通總開關(guān)Q1,由變壓器一個二次側(cè)輸出135V交流電壓,經(jīng)橋式整流得到直流電壓,使電壓繼電器KA得電動作, KA常開觸頭閉合, 為起動電機(jī)做準(zhǔn)備。然后按下啟動按鈕SB3, 接觸器KM1通電吸合并自鎖,液壓泵電動機(jī)M1起動運轉(zhuǎn),HL燈亮。若按下停止按鈕SB2,接觸器KM1線圈斷電釋放,電動機(jī)M1斷電停轉(zhuǎn)。 (2)砂輪電動機(jī)M2及冷卻泵電動機(jī)M3的控制。按下啟動按鈕SB5,接觸器KM2線圈得電吸合,砂輪電動機(jī)M2起動運行, 由于冷卻泵電動機(jī)M3通過接插器Xl與M2聯(lián)動控制,冷卻泵電動機(jī)M3也同時起動運行。若不需要冷卻時,可將插頭拉出。

10、 停止運行：按下停止按鈕SB4，接觸器KM2線圈斷電釋放,M2與M3同時斷電停轉(zhuǎn)。熱繼電器FR2和FB3的常閉觸頭串聯(lián)在KM2電路中,只要有一臺電動機(jī)過載,就使KM2斷電。(3) M4為砂輪升降控制電動機(jī)。由于砂輪升降是短時運轉(zhuǎn),所以采用點動控制。當(dāng)按下點動按鈕SB6后,接觸器KM3線圈得電吸合,電動機(jī)M4起動使砂輪上升;當(dāng)上升到所需位置時,松開SB6, KM3線圈斷電釋放,電動機(jī)M4停轉(zhuǎn),砂輪停止上升。當(dāng)按下點動按鈕SB7后,接觸器KM4線圈得電吸合,電動機(jī)M4起動反轉(zhuǎn),砂輪下降;當(dāng)砂輪下降到所需的位置時,松開SB7, KM4線圈斷電釋放,電動機(jī)M4停轉(zhuǎn),砂輪停止下降。為了防止電動機(jī)M4的正

11、、反轉(zhuǎn)線路同時接通,在對方線路中串入接觸器KM4和KM3的常閉觸頭實現(xiàn)聯(lián)鎖控制。 （4）電磁吸盤控制電路分析。電磁吸盤是用來吸住工件以便進(jìn)行磨削加工,其線圈通以直流電,使芯體被磁化,將工件牢牢吸住。吸盤的控制線路包括整流線路、控制線路和保護(hù)裝置三個部分。 充磁過程是: 按下起動按鈕SB8, 接觸器KM5線圈得電, 其主觸點閉合同時KM5自鎖, 電磁吸盤YH線圈得電, 工作臺充磁吸住工件，聯(lián)鎖觸頭斷開。 去磁過程是：按下點動按鈕SB10,接觸器KM6線圈得電,使KM6主觸頭閉合,電磁吸盤YH線圈接入反向直流電,可使工作臺和工件去磁。為防止去磁時因時間過長而使工作臺反向磁化,再次吸住工件,所以接觸

12、器KM6采用點動控制。 （5）保護(hù)裝置：由放電電阻R、電容C以和欠壓繼電器KA組成。R、C組成放電回路,吸收電磁吸盤YH線圈斷電時產(chǎn)生的自感電動勢。欠壓繼電器KA保證了當(dāng)電源電壓不足而使電磁吸盤吸不牢工件時, 欠壓繼電器KA的常開觸頭斷開, 切斷控制電路的電源,使接觸器液壓泵電動機(jī)Ml和砂輪電動機(jī)M2停轉(zhuǎn), 防止高速旋轉(zhuǎn)的工件被砂輪撞擊而飛出,確保安全生產(chǎn)。 (6)照明和指示燈電路分析。 HL1亮,表示控制電路的電源正常。 HL2亮,表示液壓泵電動機(jī)M1處于運轉(zhuǎn)狀態(tài),工作臺正在進(jìn)行往復(fù)運動。 HL3亮,表示冷卻泵電動機(jī)M3及砂輪電動機(jī)M2處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)。 HL4亮,表示砂輪升降電動機(jī)M4處于工作

13、狀態(tài)。 HL5亮,表示電磁吸盤YH處于工作狀態(tài);不亮則表示電磁吸盤未工作。（7）電氣線路常見故障分析 電磁吸盤無吸力:先檢查變壓器TC的整流輸入端熔斷器FU4及電磁吸盤電路熔斷器FU5的熔體是否熔斷;接著檢查接插器的接觸是否良好,電磁吸盤YH線圈兩端的出線頭是否短路或斷路。要學(xué)會使用萬用表檢查線路。 電磁吸盤吸力不足:檢查空載時整流器輸出電壓是否正?；蚪佑|器KM5的主觸點及接插器是否接觸不良。 其它故障:砂輪只能下降而不能上升或只能上升不能下降。 3.4 X62W銑床結(jié)構(gòu)及電氣控制線路一.銑床的主要結(jié)構(gòu)及運動方式1. X62W萬能銑床的主要結(jié)構(gòu) X62W萬能銑床是臥式銑床,主要由床身、主軸、刀

14、桿、懸梁、刀桿支架、工作臺、回轉(zhuǎn)盤、橫溜板、升降臺、底座等組。如圖3-5所示,床身固定在底座上,內(nèi)裝主軸傳動機(jī)構(gòu)和變速機(jī)構(gòu),床身頂部有水平導(dǎo)軌,懸梁可沿導(dǎo)軌水平移動。刀桿支架可在懸梁上水平移動。升降臺可沿床身垂直導(dǎo)軌上下移動。橫溜板在升降的水平導(dǎo)軌上可作平行于主軸軸線方向橫向移動。工作臺可沿導(dǎo)軌作垂直于主軸軸線的縱向移動，還可繞垂直軸線左右旋轉(zhuǎn)45, 加工螺旋槽。 2.X62W萬能銑床的運動形式 X62W萬能臥式銑床有三種運動：主運動、進(jìn)給運動和輔助運動。 主運動：銑床的主運動是指主軸帶動銑刀的旋轉(zhuǎn)運動。銑床加工一般有順銑和逆銑兩種,要求主軸能正反轉(zhuǎn),但銑刀種類選定了,銑削方向也就定了,通常主

15、軸運動的方向不需經(jīng)常改變。 進(jìn)給運動：銑床的進(jìn)給運動是指工作臺的前后(橫向)、左右(縱向)和上下(垂直)6個方向的運動，或圓工作臺的旋轉(zhuǎn)運動。 輔助運動：銑床的輔助運動是指工作臺在進(jìn)給方向上的快速運動、旋轉(zhuǎn)運動等。圖3-5 X62W型萬能銑床外形圖1-床身；2-主軸；3-刀桿；4-懸梁；5-刀桿支架；6-工作臺；7-回轉(zhuǎn)盤；8-橫溜板；9-升降臺；10-底座二.X62W萬能銑床的電氣控制圖3-6為X62W型臥式萬能銑床電氣控制電路圖。M1為主軸電動機(jī), M2為工作臺進(jìn)給電動機(jī), M3為冷卻泵電動機(jī)。SQ1與SQ2為工作臺縱向(左右)進(jìn)給位置開關(guān),SQ3與SQ4為工作臺橫向(前后)和豎向(上下)

16、進(jìn)給位置開關(guān),SA1為圓工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān)。SA3是冷卻泵控制開關(guān)。SA4是照明燈開關(guān), SQ6與SQ7為由各自變速手輪控制的工作臺進(jìn)給變速和主軸變速沖動開關(guān)。圖3-6 X62W型臥式萬能銑床電氣控制電路圖 （一）、主電路分析主電路共有三臺電動機(jī)。 1.M1是主軸電動機(jī), 拖動主軸帶動銑刀進(jìn)行銑削加工, 起動和停止采用兩地控制,一處在升降臺上,一處在床身上，KM1是M1的起動接觸器,SA5是主軸換向開關(guān)。2.M2是進(jìn)給電動機(jī),通過操縱手柄和機(jī)械離合器的配合后可進(jìn)行工作臺前后、左右、上下6個方向的進(jìn)給運動和快速移動，由接觸器KM3、KM4控制M2的正反轉(zhuǎn)。6個方向的運動是聯(lián)鎖的。 3.M3是冷卻泵電

17、動機(jī),供應(yīng)切削液, 主軸電動機(jī)M1和冷卻泵電動機(jī)M3采用順序控制,當(dāng)M1起動后M3才能起動, 由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA3控制。 4.三臺電動機(jī)M1、M2、M3共用熔斷器FU1作短路保護(hù),熱繼電器FRl,FR2,FR3分別作過載保護(hù)。（二）控制電路分析1.主軸電動機(jī)Ml的控制（1）起動運行：接通主軸換向開關(guān)SA5，,然后按下起動按鈕SB1(或 SB2), 接觸器KM1線圈得電，KMl輔助觸頭自鎖，電動機(jī)M1主軸起動運行。 （2）停止運行：按下停止按鈕SB3(或SB4), 接觸器KM1斷電，速度繼電器KS正轉(zhuǎn)常開觸頭閉合，接觸器KM2通電當(dāng)M1轉(zhuǎn)速降低到較低時,速度繼電器KS常開觸頭復(fù)位，接觸器KM2斷電，

18、M1停轉(zhuǎn),反接制動結(jié)束。（3）主軸的變速沖動控制: X62W萬能銑床主軸的變速采用孔盤機(jī)構(gòu),集中操縱。變速可以在停車時變速,也可以在主軸旋轉(zhuǎn)時進(jìn)行變速。無需先按停止按鈕, 利用變速手柄與限位開關(guān)SQ7的聯(lián)動機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。 變速時:先把變速手柄拉出, 使齒輪組脫離嚙合, 調(diào)到新的轉(zhuǎn)速后將手柄以較快的速度推回原處,使改變了傳動比的齒輪重新嚙合。 運行變速：主軸在運行中變速，通過限位開關(guān)SQ7先使KM1斷電，再使KM2通電, 電動機(jī)M1先進(jìn)行反接制動,轉(zhuǎn)速迅速下降后再進(jìn)行變速操作。2.進(jìn)給電動機(jī)M2的電氣控制 (1)圓工作臺的控制: 由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1控制。 (2)工作臺左右進(jìn)給的控制: 工作臺運動由

19、工作臺縱向操作手柄控制,手柄有三個位置:左位、中位、右位。 停止運行:將手柄扳向中位,脫離開縱向進(jìn)給離合器,斷開SQ1。接觸器KM3斷電，進(jìn)給電動機(jī)M2停止，工作臺停止。 (3)工作臺前后、上下進(jìn)給的控制: 工作臺的前后和上下運動由垂直和橫向手柄控制,該手柄有五個位置: 有上、下、前、后、中五個位置，中間位置為停位。 3.工作臺的快速移動控制 當(dāng)需要工作臺快速移動時, 將操作手柄扳向相應(yīng)的方向。按下快速移動按鈕SB5或SB6, 接觸器KM5得電,電動機(jī)M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)運行?？焖僖苿与姶盆FYA得電，帶動工作臺實現(xiàn)相應(yīng)方向的快速移動。斷開SB5(SB6)， 接觸器KM5斷電, 快速移動電磁鐵YA斷電，快速移動停止。工作臺仍按原來進(jìn)給速度原方向繼續(xù)進(jìn)給，快速移