電氣控制和可編程控制器技術講義第三章

1、第三章 電氣控制系統(tǒng)分析 3.1 C650臥式車床電氣控制線路分析3.2 X62臥式萬能銑床電氣控制線路分析3.3 T68臥式鏜床電氣控制線路分析3.4 組合機床電氣控制線路分析 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章 電氣控制系統(tǒng)是機械設備的重要組成部分，是保證機械設備各種運動的準確與協(xié)調(diào)，使生產(chǎn)工藝各項要求得以滿足，工作安全可靠及操作自動化的主要技術手段。了解電氣控制系統(tǒng)對于機械設備的正確安裝、調(diào)整、維護與使用都是必不可少的。 本章以幾種典型機床的電氣控制系統(tǒng)為例進行介紹，使讀者學會分析電氣控制系統(tǒng)的方法，提高讀圖能力，并為按照生產(chǎn)設備工藝要求設計電氣控制系統(tǒng)打下一定基礎。 在分析典型生產(chǎn)機

2、械的電氣控制系統(tǒng)時，首先應對其機械結(jié)構及各部分的運動特征有清楚的了解。其次，由于現(xiàn)代生產(chǎn)機械多采用機械、液壓和電氣相結(jié)合的控制技術，并以電氣控制系統(tǒng)技術作為聯(lián)接中樞，所以應樹立機、電、液相結(jié)合的整體概念，注意它們之間的協(xié)調(diào)關系。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章3.1 C650臥式車床電氣控制線路分析 一、普通車床的主要工作情況 普通車床是一種應用極為廣泛的金屬切削機床，主要用于加工各種回轉(zhuǎn)表面、螺紋和端面，并可通過尾架進行鉆孔、鉸孔等切削加工。 車床的切削加工包括主運動、進給運動和輔助運動。主運動為工件的旋轉(zhuǎn)運動：由主軸通過卡盤或頂尖帶動工件旋轉(zhuǎn)。進給運動為刀具的直線運動：由進給箱調(diào)節(jié)加

3、工時的縱向或橫向進給量。輔助運動為刀架的快速移動及工件的夾緊、放松等。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章 根據(jù)切削加工工藝的要求，對電氣控制提出下列要求：主拖動電動機采用三相籠型電動機，主軸的正、反轉(zhuǎn)由主軸電動機正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。調(diào)速采用機械齒輪變速的方法。中小型車床采用直接起動方法（容量較大時，采用星-三角減壓起動）。為實現(xiàn)快速停車，一般采用機械制動或電氣反接制動?？刂凭€路具有必要的保護環(huán)節(jié)和照明裝置。 二、C650型普通車床的電氣控制 圖3-1為C650普通車床的的電氣控制原理圖，表3-1為其電氣元件符號與功能說明。 車床共有三臺電動機：M1為主軸電動機，拖動主軸旋轉(zhuǎn)，并通過進給機構實現(xiàn)

4、進給運動。M2為冷卻電動機，提供切削液。M3為快速移動電動機，拖動刀架的快速移動。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章圖3-1 C650普通車床的的電氣控制原理圖 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章 符號 名稱及用途 符號 名稱及用途 M1主電動機 SB1總停按鈕 M2冷卻泵電動機 SB2主電動機正向點動按鈕 M3快速移動電動機 SB3主電動機正向啟動按鈕 KM1主電動機正轉(zhuǎn)接觸器 SB4主電動機反向啟動按鈕 KM2主電動機反轉(zhuǎn)接觸器 SB5冷卻泵電動機停止按鈕 KM3短接限流電阻接觸器 SB6冷卻泵電動機啟動按鈕 KM4冷卻泵電動機啟動接觸器 TC控制變壓器 KM5快移電動機啟動接觸器

5、FU16熔斷器 KA中間繼電器 FR1主電機過載保護熱繼電器 KT通電延時時間繼電器 FR2冷卻泵電機保護熱繼電器 SQ快移電動機點動行程開關 R限流電阻 SA開關 EL照明燈 KS溫度繼電器 TA電流互感器 A電流表 QS隔離開關電氣控制和可編程控制器技術講義第三章1M1的點動控制 調(diào)速車床時，要求M1點動控制，工作過程如下：合上刀開關QS按起動按鈕SB2接觸器KM1通電M1串接限流電阻R低速轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)點動。 松開SB2接觸器KM1斷電M1停轉(zhuǎn)。2M1的正、反轉(zhuǎn)控制 （1）正轉(zhuǎn)：合上刀開關QS按起動按鈕SB3接觸器KM3通電時間繼電器KT通電 中間繼電器KA通電接觸器KM1通電電動機M1短接

6、電阻R正向起動。主電路中通過電流互感器T接入電流表A監(jiān)視負載電流，為防止起動電流對電流表的沖擊，起動時利用時間繼電器KT常閉觸頭把電流表A短接，電流表起動時被時間繼電器KT常閉觸頭短接延時t秒后KT延時斷開常閉觸頭斷開電流表A串接于主電路中。電氣控制和可編程控制器技術講義第三章 （2）反轉(zhuǎn)：合上刀開關QS按起動按鈕SB4接觸器KM3通電時間繼電器KT通電 中間繼電器KA通電接觸器KM2通電電動機M1反接電源相序，短接電阻R反向起動。電流表A跟正轉(zhuǎn)時作用相同。 （3）停車： 按停止按鈕SB1控制線路電源全部切斷電動機M1停轉(zhuǎn)。3M1的反接制動控制 C650車床采用速度繼電器實現(xiàn)電氣反接制動。速度

7、繼電器KS與電動機M1同軸連接，當電動機正轉(zhuǎn)時，速度繼電器正向觸頭KS2動作，當電動機反轉(zhuǎn)時，速度繼電器反向觸頭KS1動作。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章M1反接制動工作過程如下： M1的正向反接制動： 電動機正轉(zhuǎn)時，速度繼電器正向常開觸頭KS2閉合。制動時，按下停止按鈕SB1接觸器KM3、時間繼電器KT、中間繼電器KA、接觸器KM1均斷電，主回路串入電阻R（限制反接制動電流）松開SB1接觸器KM2通電（由于M1的轉(zhuǎn)動慣性，速度繼電器正向常開觸頭KS2仍閉合）M1電源反接，實現(xiàn)反接制動，當速度0時，速度繼電器正向常開觸頭斷開KM2斷電M1停轉(zhuǎn)、制動結(jié)束。 M1的反向反接制動： 工作過程

8、和正向相同，只是電動機M1反轉(zhuǎn)時，速度繼電器的反向常開觸頭KS1動作，反向制動時，KM1通電，實現(xiàn)反接制動。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章4刀架快速移動控制 轉(zhuǎn)動刀架手柄壓下限位開關SQ接觸器KM5通電電動機M3轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)刀架快速移動。5冷卻泵電動機控制 按起動按鈕SB6接觸器KM4通電電動機M2轉(zhuǎn)動，提供切削液。 按下停止按鈕SB5KM4斷電M2停止轉(zhuǎn)動。三、C650普通車床電氣控制線路特點 （1）主軸與進給電動機M1主電路具有正、反轉(zhuǎn)控制、點動控制以及監(jiān)視電動機繞組工作電流變化的電流表和電流互感器。 （2）該機床采用反接制動的方法控制M1的正、反轉(zhuǎn)制動。 （3）能進行刀架的快速移動

9、電氣控制和可編程控制器技術講義第三章3.2 X62臥式萬能銑床電氣控制線路分析 銑床是用銑刀進行銑削的機床。由于銑床的主運動是銑刀的旋轉(zhuǎn)運動，切削速度高，且又是多刃連續(xù)切削，所以它的生產(chǎn)效率較高 銑床的種類很多，有臥式銑床、立式銑床、仿形銑床和各種專門銑床。銑床可以用來加工平面、斜面和溝槽等，如果裝上分度頭，還可用于銑削直齒輪和螺旋面等。現(xiàn)以X62W萬能銑床為例對其電氣控制系統(tǒng)進行分析。圖3-2是X-62W萬能銑床的外觀簡圖。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章圖3-2 X-62W萬能銑床的外觀簡圖 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章一、主要結(jié)構和運動形式 X62W萬能銑床是臥式銑床，主要

10、由床身、懸梁、刀桿支架、工作臺、溜板和升降臺等幾部分組成。床身固定在底座上，內(nèi)裝主軸傳動機構和變速機構，床身頂部有水平導軌，懸梁可沿導軌水平移動。刀桿支架裝在懸梁上，可在懸梁上水平移動。升降臺可沿床身前面的垂直導軌上下移動。溜板在升降臺的水平導軌上可作平行于主軸軸線方向的橫向移動。工作臺安裝在溜板的水平導軌上，可沿導軌作垂直于主軸軸線的縱向移動。 此外，溜板可繞垂直軸線左右旋轉(zhuǎn)45，所以工作臺還能在傾斜方向進給，以加工螺旋軸。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章 二、電力拖動和控制要求 （1）銑床的主運動是銑刀的旋轉(zhuǎn)運動，主軸由一臺5.5kw鼠籠式異步電動機拖動，要求能正反轉(zhuǎn)。主軸改變轉(zhuǎn)速是

11、通過機械變速機構實現(xiàn)的，可以有18種不同轉(zhuǎn)速。為提高工作效率，停車采用反接制動。 （2）為了實現(xiàn)工作臺縱向、橫向和垂直方向的進給運動，采用一臺1.5kw交流電動機拖動，3個方向的選擇由機械手柄操縱，每個方向的正反向運動由電動機的正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)，還需有快速移動和限位控制。 （3）為保證主軸和進給變速時變速箱內(nèi)齒輪易于嚙合，減小齒輪端面沖擊，要求有變速沖動，即變速時電動機能點動一下。 （4）冷卻泵由一臺0.125kw交流電動機拖動，供給銑削用的冷卻液。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章三、控制電路分析 圖3-3是X62W萬能銑床的電氣控制系統(tǒng)原理圖，表3-2是其電氣元件符號及功能說明。（一）主電動

12、機M1的控制 主電動機由接觸器KM3控制，其邏輯表達式為： 為方便操作，主軸電動機的起停按鈕各有兩個，可在兩處中的任一處進行操作。起動前，先將換向開關SA5旋轉(zhuǎn)到所需旋轉(zhuǎn)方向，然后按下起動按鈕SB1或SB2，接觸器KM3線圈通電并自鎖，主軸電動機M1起動。熱繼電器FR1的動斷觸點串接于KM3控制電路中作過載保護。在主電動機達到一定轉(zhuǎn)速時，速度繼電器KS的動合觸頭閉合，為停車時的反接制動作好準備。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章圖3-3 X62W萬能銑床的電氣控制原理圖 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章 表3-2 銑床電氣元件符號及功能說明 符號 名稱及用途 符號名稱及用途 M1主軸電

13、動機 SQ6進給變速沖動開關 M2進給電動機 SQ7主軸變速沖動開關 M3冷卻泵電動機 SA1圓工作臺轉(zhuǎn)換開關 KM3主電動機啟、停控制接觸器 SA3冷卻泵轉(zhuǎn)換開關 KM2反接制動接觸器 SA4照明燈開關 KM4、KM5進給電動機正、反轉(zhuǎn)接觸器 SA5電源隔離開關 KM6快速移動接觸器 QS控制變壓器 KM1冷卻泵接觸器 SB1、SB2分設在兩處的主軸啟動按鈕 KS速度繼電器 SB3、SB4分設在兩處的主軸停滯按鈕 YA快速電磁鐵線圈 SB5、SB6工作臺快速移動按鈕 R限流電阻 FR1主軸電動機熱繼電器 SQ1工作臺向右進給行程開關 FR2進給電動機熱繼電器 SQ2工作臺向左進給行程開關 F

14、R3冷卻泵熱繼電器 SQ3工作臺向前、向下進給行程開關 TC變壓器 SQ4工作臺向后、向上進給行程開關FU1FU4短路保護電氣控制和可編程控制器技術講義第三章主軸電動機制動時，按下停止按鈕SB3或SB4，其動斷觸點斷開，切斷KM3電源，主軸電動機M1的電源被切斷，因為慣性，M1會繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。SB3或SB4的動合觸點接通，使接觸器KM2線圈通電，M1反接制動，直至轉(zhuǎn)速降低至速度繼電器KS的動合觸點斷開，反接制動停止。在速度繼電器觸點斷開前，不應松開按鈕SB3或SB4，以保證在整個停車過程中進行反接制動。當主軸需要變速時，為保證變速齒輪易于嚙合，需設置變速沖動控制，它是利用變速手柄和沖動開關SQ7通

15、過機械上的聯(lián)動機構完成的。變速沖動的操作過程是：先將變速手柄拉向前面，然后旋轉(zhuǎn)變速盤選擇轉(zhuǎn)速，再把手柄快速推回原位。在手柄推拉過程中，凸輪瞬時壓下彈簧桿，沖動開關SQ7瞬時動作，使接觸器KM2短時通電，電動機M1反轉(zhuǎn)一下，以利齒輪咬合。為避免KM2通電時間過長，手柄的推拉操作都應以較快速度進行。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章（二）進給電動機M2的控制1工作臺橫向（前、后）和升降（上、下）進給運動的控制 先將工作臺轉(zhuǎn)換開關SA1扳在斷開位置，這時SA1-1和SA1-3接通。工作臺的橫向和升降控制是通過十字復式操作手柄進行的，該手柄有上、下、前、后和中間零位共5個位置。在扳動手柄時，通過聯(lián)

16、動機構將控制運動方向的機械離合器合上，并壓下相應行程開關SQ3（向下、向前）或SQ4（向上、向后）。比如欲使工作臺向上運動，將手柄扳到向上位置，壓下SQ4，接觸器KM5線圈通電，M2電動機反轉(zhuǎn)，工作臺向上運動，電氣控制和可編程控制器技術講義第三章其控制邏輯為：工作臺上、下、前、后運動的終端限位，是利用固定在床身上的擋鐵撞擊手柄，使其回復到中間零位加以實現(xiàn)的。2工作臺縱向（左右）運動控制 首先將工作臺轉(zhuǎn)換開關SA1扳到斷開位置，然后通過縱向操作手柄控制工作臺的縱向運動。該手柄有左、右、中間3個位置，扳動手柄時，一方面合上縱向進給機械離合器同時壓下行程開關SQ1（向右）或SQ2（向左）。比如欲使工

17、作臺向右運動，將手柄扳到向右位置，SQ1被壓下，接觸器KM4線圈通電，進給電動機M2正轉(zhuǎn)，工作臺向右移動。停止運動時，只要將手柄扳回中間位置即可。工作臺向左、右運動的終端限位，也是利用床身上的擋鐵撞動手柄使其回到中間位置實現(xiàn)的 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章接觸器KM4線圈的邏輯表達式為： 3工作臺的快速移動控制 工作臺上述6個方向的快速移動也是由M2拖動的，通過上述兩個操作手柄和快速移動按鈕SB5和SB6實現(xiàn)控制。當按下SB5或SB6時，接觸器KM6線圈通電，快速進給電磁鐵YA線圈接通電源，通過機械機構將快速離合器掛上，實現(xiàn)快速進給。由于KM6線圈控制電路中沒有自鎖，所以快速進給為點動

18、工作，松開按鈕，仍以原進給速度工作。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章4進給變速時的沖動控制 由變速手柄與沖動開關SQ6通過機械上的聯(lián)動機構進行控制。其操作順序是：變速時，將蘑菇形進給變速手柄向外拉一些，轉(zhuǎn)動該手柄選擇好進給速度，再把手柄向外一拉并立即推回原位，在拉到極限位置的瞬間，其連桿機構推動沖動開關SQ6，其動斷觸點SQ6-2斷開一下，動合觸點SQ6-1閉合，接觸器KM4線圈短時通電，進給電動機M2瞬時轉(zhuǎn)動一下，完成了變速沖動。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章5圓工作臺回轉(zhuǎn)運動控制 圓工作臺的回轉(zhuǎn)運動由進給電動機M2經(jīng)傳動機構拖動。在機床開動前，先將圓工作臺轉(zhuǎn)換開關SA1扳到接

19、通位置，SA1-1和SA1-3斷開，SA1-2閉合，工作臺全部操作手柄位于中間位置，行程開關SQ1SQ4均不受壓。這時按主軸電動機起動按鈕SB1或SB2，主軸電動機起動，進給電動機M2也因接觸器KM4線圈通電吸合而開始轉(zhuǎn)動，從而拖動工作臺轉(zhuǎn)動。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章此時KM4線圈的邏輯表達式為：電動機M2正向旋轉(zhuǎn)，圓工作臺只能單方向旋轉(zhuǎn)。由于圓工作臺控制電路中串接了SQ1SQ4的動斷觸點，所以只要扳動工作臺的任一進給手柄，都會使圓工作臺停止工作，這就起到了工作臺的進給運動與圓工作臺的聯(lián)鎖保護作用。6進給的聯(lián)鎖 進給運動控制中有如下聯(lián)鎖保護： （1）只有主軸電動機起動后，進給電動

20、機才能起動。這是因為進給控制的電源需經(jīng)接觸器KM3的輔助動合觸點才能形成通路。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章（2）工作臺在同一時刻只允許一個方向的進給運動，這是通過機械和電氣的方法實現(xiàn)聯(lián)鎖的。如果兩個手柄都離開中間零位，則行程開關SQ1SQ4的4個動斷觸點全部斷開，接觸器KM4、KM5的線圈電源全部斷開，進給電動機M2不能轉(zhuǎn)動，達到聯(lián)鎖目的。（3）進給變速時，兩個操作手柄都必須在中間零位。即進給變速沖動時，不能有進給運動。4個行程開關的4個動斷觸點、串聯(lián)后，與沖動開關SQ6的動合觸點SQ6-1串聯(lián)，形成進給沖動控制電路。只要有任一手柄離開中間零位，必有一行程開關被壓下，使沖動控制電路斷

21、開，接觸器KM4不能吸合，M2就不能轉(zhuǎn)動。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章（三）冷卻泵電動機M3的控制冷卻泵電動機由轉(zhuǎn)換開關SA3控制，當接通SA3時，接觸器KM1通電吸合，冷卻泵電動機M3轉(zhuǎn)動。其邏輯表達式為： 在主電動機M1和冷卻泵電動機M3中，任一個電動機過載發(fā)熱都會使KM1斷電，達到過載保護的目的。（四）照明控制機床照明燈由變壓器T將380V交流電壓變?yōu)?6V安全電壓供電，由轉(zhuǎn)換開關SA4控制，熔斷器FU4作短路保護。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章四、X62W萬能銑床的電氣控制線路特點（1）電氣控制線路與機械操作配合相當密切，因此分析中要詳細了解機械結(jié)構與電氣控制的關系。

22、（2）運動速度的調(diào)整主要是通過機械方法，因此簡化了電氣控制系統(tǒng)中的調(diào)速控制線路，但機械結(jié)構就相對比較復雜了。（3）控制線路中設計了變速沖動控制，從而使變速順利進行。（4）采用兩處控制，操作方便。（5）具有完善的電氣聯(lián)鎖，并具有短路、零電壓、過載及超行程限位保護環(huán)節(jié)，工作可靠。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章3.3 T68臥式鏜床電氣控制線路分析 鏜床是一種精密加工機床，主要用于加工工件上的精密圓柱孔。這些孔的軸心線往往要求嚴格地平行或垂直，相互間的距離也要求很準確。這些要求都是鉆床難以達到的。而鏜床本身剛性好，其可動部分在導軌上的活動間隙很小，且有附加支撐，所以，能滿足上述加工要求。 鏜

23、床除能完成鏜孔工序外，在萬能鏜床上還可以進行鏜、鉆、擴、鉸、車及銑等工序。因此，鏜床的加工范圍很廣。 按用途的不同，鏜床可分為臥式鏜床、坐標鏜床、金剛鏜床及專門化鏜床等。本節(jié)僅對常用的臥式鏜床電氣控制進行分析。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章臥式鏜床用于加工各種復雜的大型工件，如箱體零件、機體等。是一種功能很廣的機床。除了鏜孔外，還可以進行鉆、擴、鉸孔以及車削內(nèi)外螺紋、用絲錐攻絲、車外圓柱面和端面。安裝了端面銑刀與圓柱銑刀后，還可以完成銑削平面等多種工作。因此，在臥式鏜床上，工件一次安裝后，即能完成大部分表面的加工，有時甚至可以完成全部加工，這在加工大型及笨重的工件時，具有特別重要的意義

24、。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章一、臥式鏜床的主要結(jié)構及運動情況臥式鏜床的外形結(jié)構如圖3-4所示。 臥式鏜床的床身是由整體的鑄件制成，床身的一端裝有固定不動的前立柱，在前立柱的垂直導軌上裝有鏜頭架，它可以上下移動。鏜頭架上集中了主軸部件、變速箱、進給箱與操縱機構等部件。切削刀具安裝在鏜軸前端的錐孔里，或裝在平旋盤的刀具溜板上。在工作過程中，鏜軸一面旋轉(zhuǎn)，一面沿軸向作進給運動。平旋盤只能旋轉(zhuǎn)，裝在它上面的刀具溜板可在垂直于主軸軸線方向的徑向作進給運動。平旋盤主軸是空心軸，鏜軸穿過其中空部分，通過各自的傳動鏈傳動，因此可獨立轉(zhuǎn)動。在大部分工作情況下，使用鏜軸加工，只有在 用車刀切削端面時才

25、使用平旋盤。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章1-床身 2-尾架 3-導軌 4-后立柱 5-工作臺 6-鏜軸7-前立柱 8-鏜頭架 9-下溜板 10-上溜板圖3-4 T68型臥式鏜床結(jié)構示意圖 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章臥式鏜床后立柱上安裝有尾架，用來夾持裝在鏜軸上的鏜桿的末端。它可隨鏜頭架同時升降，并且其軸心線與鏜頭架軸心線保持在同一直線上。后立柱可在床身導軌上沿鏜軸軸線方向上作調(diào)整移動。 加工時，工件安放在床身中部的工作臺上，工作臺在溜板上面，上溜板下面是下溜板，下溜板安裝在床身導軌上，并可沿床身導軌運動。上溜板又可沿下溜板上的導軌運動，工作臺相對于上溜板可作回轉(zhuǎn)運動。這樣，

26、工作臺就可在床身上作前、后、左、右任一個方向的直線運動，并可作回旋運動。再配合鏜頭架的垂直移動，就可以加工工件上一系列與軸線相平行或垂直的孔。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章 由以上分析，可將臥式鏜床的運動歸納為： 主運動：鏜軸的旋轉(zhuǎn)運動與平旋盤的旋轉(zhuǎn)運動。 進給運動：鏜軸的軸向進給，平旋盤刀具溜板的徑向進給，鏜頭架的垂直進給，工作臺的橫向進給與縱向進給。 輔助運動：工作臺的回旋，后立柱的軸向移動及垂直移動。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章二、臥式鏜床的拖動特點及控制要求 鏜床加工范圍廣，運動部件多，調(diào)速范圍廣，對電力拖動及控制提出了如下要求：（1）主軸應有較大的調(diào)速范圍，且要求恒

27、功率調(diào)速，往往采用機電聯(lián)合調(diào)速。（2）變速時，為使滑移齒輪能順利進入正常嚙合位置，應有低速或斷續(xù)變速沖動。（3）主軸能作正反轉(zhuǎn)低速點動調(diào)整，要求對主軸電動機實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)及點動控制。（4）為使主軸迅速、準確停車，主軸電動機應具有電氣制動。電氣控制和可編程控制器技術講義第三章（5）由于進給運動直接影響切削量，而切削量又與主軸轉(zhuǎn)速、刀具、工件材料、加工精度等因素有關，所以一般臥式鏜床主運動與進給運動由一臺主軸電動機拖動，由各自傳動鏈傳動。主軸和工作臺除工作進給外，為縮短輔助時間，還應有快速移動，由另一臺快速移動電動機拖動。（6）由于鏜床運動部件較多，應設置必要的連鎖和保護，并使操作盡量集中。電氣控制和

28、可編程控制器技術講義第三章三、T68型臥式鏜床的電氣控制T68型臥式鏜床是使用最為廣泛的一種鏜床，現(xiàn)以該型號鏜床為例，分析臥式鏜床的電氣控制線路。圖3-5為T68型臥式鏜床電氣控制電路圖，它包括主電路、控制電路、照明和指示電路，以及各種保護環(huán)節(jié)。表3-3為T68臥式鏜床電氣元件符號及功能說明。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章圖3-5 T68型臥式鏜床電氣控制電路圖 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章 符號 名稱及用途 符號名稱及用途 M1主電動機，帶動主軸和進給運動 YB機械制動電磁鐵線圈 M2快速移動用電動機 SQ1限位開關，控制電機的高低速轉(zhuǎn)動 QS隔離開關 SQ2限位開關，控制主

29、軸和進給變速 KM1、KM2主電動機正反轉(zhuǎn)用接觸器 SQ3、SQ4行程開關，用于聯(lián)鎖保護 KM3KM5主電動機低速和高速轉(zhuǎn)換接觸器 SQ5、SQ6快速限位開關，控制M2的快速移動 KM6、KM7 快速移動電動機正、反轉(zhuǎn)用接觸器 FU1FU3短路保護用熔斷器 KT通電延時時間繼電器 HL指示燈 SB1 主電動機停止按鈕 FR熱繼電器，對M1進行過載保護用 SB3、SB2主電動機正、反轉(zhuǎn)啟動按鈕 EL照明燈 SB4、SB5正、反轉(zhuǎn)點動控制按鈕 SA照明燈開關表3-3 T68臥式鏜床電氣元件符號及功能說明 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章（一）主電路分析圖35所示的主電路有2臺電動機，M1為主拖

30、動雙速電動機，由KM1和KM2的主觸點控制其正、反轉(zhuǎn)，以帶動主軸的旋轉(zhuǎn)和進給。要求M1能正、反向運轉(zhuǎn)，正、反向點動，制動、高、低速調(diào)速，并由雙速電動機的兩極啟動控制，保證主軸的旋轉(zhuǎn)和進給量都有足夠的調(diào)節(jié)范圍。當電動機定子繞組連接成三角形時為低速運行；當定子繞組連接成雙星時為高速運行。M2為快速移動電動機，由KM6，KM7的主觸點來控制其正，反轉(zhuǎn)，它通過不同齒輪，齒條，絲桿的不同連接來完成各運動方向的快速移動，因M2 為短時間運行，故不需過載保護。QS為總電源開關，熔斷器FU1、FU2起主電路短路保護作用，熱繼電器FR起主拖動電動機M1的過載保護作用。電氣控制和可編程控制器技術講義第三章T68臥

31、式鏜床采用電磁鐵控制的機械制動裝置，電路中的YB是機械制動電磁鐵線圈，由KM3和KM5的觸點控制。M1無論是正向還是反向運轉(zhuǎn)，YB均通電吸合，使電動機軸上的制動輪松開，電動機即可自由轉(zhuǎn)動。M1和YB同時斷電時，在彈簧作用下，杠桿將制動帶緊箍在制動輪上制動，電動機很快就停轉(zhuǎn)。（二）控制電路分析1主拖動電動機M1的控制主拖動電動機M1的控制由接觸器KM1KM5、按鈕SB1SB5、時間繼電器KT、限位開關SQ1、SQ2等組成。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章 （1） 低速啟動控制 將變速手柄扳到低速檔，此時SQ11閉合、SQ12斷開。壓下按鈕SB3，KM1吸合并自鎖，自鎖回路由SB5、SB4的

32、常閉觸點及KM1的輔助觸點組成。接觸器KM1的主觸點閉合，為M1通電作好準備。KM1的輔助動合觸點閉合，使接觸器KM3得電，其主觸點閉合，YB 獲電，松開制動輪，主電動機M1以三角形（）連接（KM3通，KM4、KM5斷）低速啟動運轉(zhuǎn)，接觸器KM3聯(lián)鎖斷開。電氣控制和可編程控制器技術講義第三章 （2）高速啟動控制 將變速手柄扳到高速檔，行程開關SQ11斷開，SQ12閉合，壓下按鈕SB3，接觸器KM1閉合，時間斷電器KT通電吸合，KT的瞬動觸點馬上閉合，接觸器KM3吸合，主電動機M1為三角形（）聯(lián)結(jié)低速啟動。時間繼電器KT延時觸點延時斷開后，接觸器KM3釋放，M1切除三角形（）聯(lián)結(jié)，接觸器KM3的

33、動斷觸點又閉合，接觸器KM4、KM5吸合，制動輪保持放松狀態(tài)，主電動機M1以雙星（YY）聯(lián)結(jié)高速啟動，完成兩極啟動。反向運轉(zhuǎn)時壓下按鈕SB2，工作過程和正向運轉(zhuǎn)控制相同，不再重復電氣控制和可編程控制器技術講義第三章 （3）主軸點動控制 主軸點動控制是在低速方式下進行的。點動控制時，壓下點動按鈕SB4或SB5。點動按鈕是復合按鈕，其常閉觸點斷開，斷開了KM1或KM2的自鎖回路。壓住按鈕SB4或SB5時，接觸器KM1或KM2吸合，KM3也吸合，YB通電，制動輪松開，主電動機M1旋轉(zhuǎn)。當松開按鈕時，接觸器KM1或KM2及KM3即斷電釋放，主電動機M1停轉(zhuǎn)，實現(xiàn)點動控制。（4）主軸的停止和制動 壓下停

34、止按鈕SB1，接觸器KM1或KM2 則斷電釋放，主軸電動機M1停止運轉(zhuǎn)，并進行機械制動。M1斷電時制動電磁鐵YB線圈也斷電，由于彈簧的作用抱閘制動，電動機很快停止轉(zhuǎn)動。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章 2主軸變速及進給變速的控制主軸變速和進給變速的控制是在電動機M1運轉(zhuǎn)時進行的。當主軸手柄拉出時，行程限位開關SQ2被壓斷開，使接觸器KM3、KM4、KM5斷電釋放，主軸電動機M1停止運轉(zhuǎn)。主軸轉(zhuǎn)速選好后推回調(diào)速手柄，行程開關SQ2復位，M1自行啟動工作。同理，進給變速時，拉出進給變速操縱手柄，SQ2同樣被壓分斷，M1停止轉(zhuǎn)動；當進給量選好后，將變速手柄推回，SQ2復位，主軸電動機M1自動工

35、作。當變速手柄推不上時可來回推動，使手柄軸通過彈簧裝置作用于行程開關SQ2，使主軸電動機M1通斷時進行沖動，這樣便于齒輪嚙合，變速完成后正常進行工作。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章 3快速移動電動機M2的控制機床各部分的快速移動由單獨的電動機M2來拖動。由快速移動手柄壓下限位開關SQ5或SQ6使其閉合，接觸器KM6或KM7吸合，電動機M2旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)快速移動。 4機械和電氣聯(lián)鎖保護聯(lián)鎖行程開關 SQ4有一個機械結(jié)構和工作臺及主軸箱進給操作手柄相連。 操作手柄處于“進給”位置時，聯(lián)鎖行程開關SQ4的常閉觸頭處于斷開狀態(tài)。行程開關SQ3也有一個機械結(jié)構和主軸及花盤進給與操作手柄相連，當操作手柄

36、處在“進給”位置時，SQ3的常閉觸頭也處于斷開狀態(tài)。這兩個手柄在任一手柄處于“進給”位置時，主軸電動機M1和快速移動電動機M2均可啟動。電氣控制和可編程控制器技術講義第三章 若兩個手柄同時扳到“進給”位置時，則聯(lián)鎖行程開關SQ3和SQ4的觸頭都處在斷開狀態(tài)，切斷控制電路，電動機M1和M2則無法啟動，保證了在誤操作時避免造成事故，起到聯(lián)鎖保護作用。 （三）輔助電路分析因為控制電路使用電器種類較多，所以采用一臺控制變壓器TC供電，控制電路為127V，并有36V安全電壓給局部照明燈EL供電，SA為照明燈開關，HL為電源指示燈。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章四、臥式鏜床電氣控制線路的特點 （1

37、）主軸與進給電動機M1為雙速電動機，由接觸器KM3和KM4、KM5控制定子繞組由三角形接法換接成雙星形接法，進行低高速轉(zhuǎn)換。低速時直接啟動；高速時，先低速啟動，而后自動轉(zhuǎn)換成高速運行，以減小啟動電流。 （2）雙速電動機M1能正、反轉(zhuǎn)運行，并可正、反向點動。制動采用電磁操作的機械制動裝置。 （3）主軸和進給變速均可在運行中進行，只要進行變速，主電動機便斷電停車，變速完成后又恢復運行。 （4）主軸箱、工作臺與主軸進給等部分的快速移動由單獨的快速移動電動機M2拖動，它們與電動機進給之間有機械和電氣的聯(lián)鎖保護。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章3.4 組合機床電氣控制線路分析 組合機床是由一些通用

38、部件及少量專用部件組成的高效自動化或半自動化專用機床?？梢酝瓿摄@孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車削、銑削及精加工等多道工序，一般采用多軸、多刀、多工序、多面、多工位同時加工，適用于大批量生產(chǎn)，能穩(wěn)定地保證產(chǎn)品的質(zhì)量。 組合機床的通用部件和標準件約占7080%，這些部件是系列化的。其余2030%的專用部件是由被加工件的形狀、輪廓尺寸、工藝和工序決定的。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章 組合機床的通用部件包括：動力部件（如動力頭和動力滑臺）、支承部件（如滑座、床身、立柱及中間底座）、輸送部件（如回轉(zhuǎn)分度工作臺、回轉(zhuǎn)鼓輪、自動線工作回轉(zhuǎn)臺及零件輸送裝置）、控制裝置（如液壓元件、控制板、按鈕臺及電

39、氣擋鐵）等。 動力頭和動力滑臺是組合機床最主要的通用部件，是完成刀具切削運動和進給運動的部件。能同時完成切削運動及進給運動的動力部件稱為動力頭，只能完成進給運動的動力部件稱為動力滑臺。動力滑臺按結(jié)構分有機械滑臺和液壓動力滑臺。動力滑臺可配制成臥式或立式的組合機床，動力滑臺配置不同的控制電路，可完成多種自動循環(huán) 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章 動力滑臺的基本工作循環(huán)形式有： （1）一次工作進給 快進工作進給（延時停留）快退 可用于鉆、擴、鏜孔和加工盲孔、刮端面等。 （2）二次工作進給 快進一次工作進給二次工進（延時停留）快退 可用于鏜孔完后又要車削或刮端面等。 （3）跳躍進給 快進工進快進

40、工進（延時停留）快退 例如，鏜削兩層壁上的同心孔，可跳躍進給自動工作循環(huán)。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章 (4）雙向工作進給 快進工進反向工進快退 例如用于正向工進初加工，反向工進精加工。 （5）分級進給 快進工進快退快進工進快退快進工進快退 主要用于鉆深孔。 組合機床的控制系統(tǒng)多采用機械、液壓、電氣或氣動相結(jié)合的控制方式，而電氣控制起著中樞聯(lián)接作用。組合機床的電氣控制系統(tǒng)由通用部件的典型控制線路及基本控制環(huán)節(jié)組成。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章一、機械動力滑臺控制電路 機械動力滑臺由滑臺、滑座及雙電機（快速和進給電機）、傳動裝置三部分組成，滑臺的自動工作循環(huán)由機械傳動及電氣控

41、制完成。在一次循環(huán)中，要實現(xiàn)速度差別很大的快進和工進，兩者之比通常可達300：1?？爝M、進退由快進電機實現(xiàn)，工進由工進電機實現(xiàn)。當快進電機與工進電機同時工作時，快進速度為原來的快進速度加上一個工進速度，快退速度為原來的快退速度減去一個工進速度。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章圖3-6 具有正反向工作進給機械動力滑臺控制電路及其工作循環(huán)圖 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章 圖3-6是具有正反向工作進給機械動力滑臺控制電路及其工作循環(huán)圖。 圖中M1為工作進給電機，M2為快速進給電機?；_的快進由M2電機經(jīng)齒輪使絲桿快速旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)。主軸的旋轉(zhuǎn)靠一專門電機拖動，由接觸器KM4（圖中未畫出）控制

42、。SQ1為原位行程開關，SQ2為快進轉(zhuǎn)工進的行程開關，SQ3為終點行程開關，SQ4為限位保護行程開關。KM1、KM2為控制M1及M2的接觸器，M2還受KM3的控制。YA是制動電磁鐵。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章二、液壓動力滑臺控制電路 液壓動力滑臺與機械滑臺的區(qū)別在于，液壓滑臺進給運動的動力是動力油，而機械滑臺的動力來自于電動機。 液壓動力滑臺由滑臺、滑座、油缸及控制擋鐵等部分組成。油缸拖動滑臺在滑座上移動。 液壓滑臺也具有前面所述機械滑臺的典型自動工作循環(huán)，它通過電氣控制電路控制液壓系統(tǒng)實現(xiàn)?；_的工進速度由節(jié)流閥調(diào)節(jié)，可實現(xiàn)無級調(diào)速。電氣控制電路一般采用行程、時間原則及壓力控制方

43、式。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章 1具有一次工作進給的液壓動力滑臺電氣控制電路 具有一次工作進給的液壓動力滑臺電氣控制電路如圖3-7所示。 （1）滑臺原位停止 滑臺由油缸YG拖動前后進給，電磁鐵YA1、YA2、YA3均為斷電狀態(tài)，滑臺原位停止，并壓下行程開關SQ1，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。 （2）滑臺快進 把轉(zhuǎn)換開關SA扳在“1”位置，按下SB1按鈕，繼電器KA1通電并自鎖，繼而使電磁鐵YA1及YA3通電，使電磁閥1HF及2HF推向右端，于是變量泵打出的壓力油經(jīng)1HF流入滑臺油缸左腔，右腔流出的油經(jīng)1HF、2HF也流入左腔，使滑臺快進，此時，SQ1復位，其常開觸點斷開，常閉觸點閉合。 電氣控制和可編程控制器技術講義第三章（a）電氣控制和可編程控制器技術講義第三章 圖3-7 一次工作進給的液壓動力滑臺電氣控制電路 （b）電氣控制和可編程控制器技術講義第三章 （3）滑臺工進 當擋鐵壓動行程開關SQ3其常開觸點閉合，KA2得電并自鎖，KA2的常閉觸點斷開，電磁鐵YA3斷電，電磁閥2HF復位，滑臺右腔流出的油只能經(jīng)節(jié)流閥L流入油箱，滑臺轉(zhuǎn)為工進。由于有KA2的自鎖，滑臺不會因擋鐵離開SQ3而使KA2電路斷開。此后，SQ3的常開觸點斷開 (4)滑臺快退 當滑臺工進到終點時，擋鐵壓動行程工關SQ4，其