典型設(shè)備電氣控制系統(tǒng)

第5章典型設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析本章通過對典型生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的實例分析（車床、銑床、組合機(jī)床等）1、進(jìn)一步學(xué)習(xí)、掌握電氣控制電路的組成以及各種基本控制電路在具體電氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用。2、掌握分析電氣控制系統(tǒng)的方法，培養(yǎng)閱讀電氣控制圖的能力3、加深對機(jī)械設(shè)備中機(jī)械、液壓與電氣控制緊密配合的理解，為實際工作中對設(shè)備電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行分析打下基礎(chǔ)。設(shè)備整體系統(tǒng)分析有如下三個方面：(1)機(jī)械設(shè)備概況調(diào)查通過閱讀生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備的有關(guān)技術(shù)資料，了解設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)及工作原理、設(shè)備的傳動系統(tǒng)類型及驅(qū)動方式、主要技術(shù)性能和規(guī)格、運(yùn)動要求等。(2)電氣設(shè)備及電氣元件選用狀況分析明確電動機(jī)作用、型號規(guī)格以及控制要求，了解各種電器的工作原理、控制作用及功能。(3)機(jī)械設(shè)備與電氣設(shè)備和電氣元件的聯(lián)接關(guān)系分析了解了被控設(shè)備和采用的電氣設(shè)備、電氣元件的基本狀況，還應(yīng)確定兩者之間的聯(lián)接關(guān)系，即信息采集傳遞和運(yùn)動輸出的形式和方法。信息采集傳遞過程是通過設(shè)備上的各種操作手柄、撞塊、擋鐵以及各種現(xiàn)場信息檢測機(jī)構(gòu)作用到主令信號發(fā)出元件上，并將信號采集傳遞到電氣控制系統(tǒng)中；運(yùn)動輸出關(guān)系是明確電氣控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件將驅(qū)動力送到機(jī)械設(shè)備上的相應(yīng)點，并實現(xiàn)設(shè)備要求的各種動作。機(jī)械設(shè)備電氣控制系統(tǒng)的分析步驟：1、設(shè)備運(yùn)動分析包括液壓傳動分析2、主電路分析確定電路中用電設(shè)備的數(shù)目、接線狀況、控制要求化整為零3、控制電路分析分析各種控制功能的實現(xiàn)

經(jīng)過“化整為零”，逐步分析了每一個局部電路的工作原理以及各部分之間的控制關(guān)系之后，還必須用“集零為整”的方法，統(tǒng)觀整個電路的保護(hù)環(huán)節(jié)以及電氣原理圖中其他輔助電路（如檢測、信號指示、照明等電路）。檢查整個控制線路，看是否有遺漏，特別要從整體角度去進(jìn)一步檢查和理解各控制環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，理解電路中每個元件所起的作用。金屬切削機(jī)床是進(jìn)行機(jī)械加工的主要設(shè)備，它用切削的方法將金屬毛坯加工成有一定形狀、尺寸和表面質(zhì)量的機(jī)械零件。常見的金屬切削機(jī)床有車床、銑床、磨床、鉆床、組合機(jī)床等。金屬切削機(jī)床的機(jī)械運(yùn)動可分為三類：對金屬工件進(jìn)行切削的運(yùn)動稱為主運(yùn)動（一般為機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動）；持續(xù)地把金屬工件的被切削層投入切削的運(yùn)動稱為進(jìn)給運(yùn)動（即加工工具與加工工件之間的相對運(yùn)動）；而其他的運(yùn)動（如機(jī)床部件的位置調(diào)整運(yùn)動）統(tǒng)稱為輔助運(yùn)動。

第一節(jié)普通車床電氣控制系統(tǒng)在金屬切削機(jī)床中，臥式車床是機(jī)械加工中應(yīng)用最廣泛的一種機(jī)床，它的工藝范圍很廣，能完成多種多樣的加工工序：加工各種軸類、套筒類和盤類零件上的回轉(zhuǎn)表面，如車削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、環(huán)槽及成型回轉(zhuǎn)面；車削端面及各種常用螺紋；配合鉆頭、鉸刀等還可進(jìn)行孔加工?？傮w上看，由于臥式車床運(yùn)動形式簡單，采用機(jī)械調(diào)速的方法，因此相應(yīng)的控制電路也不算復(fù)雜。臥式車床外形圖一、車床的主要結(jié)構(gòu)和工作要求分析

C650臥式車床：中型車床，可加工的最大工件回轉(zhuǎn)直徑為1020mm，最大工件長度為3000mm。主運(yùn)動是主軸通過卡盤帶動工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，它的運(yùn)動速度較高，消耗的功率較大；進(jìn)給運(yùn)動是由溜板箱帶動溜板和刀架作縱、橫兩個方向的運(yùn)動。進(jìn)給運(yùn)動的速度較低，所消耗的功率也較少。由于在車削螺紋時，要求主軸的旋轉(zhuǎn)速度與刀具的進(jìn)給速度保持嚴(yán)格的比例，因此，C650臥式車床的進(jìn)給運(yùn)動也由主軸電動機(jī)來拖動。由于加工的工件尺寸較大，加工時其轉(zhuǎn)動慣量也比較大，為提高工作效率，須采用停車制動。在加工時，為防止刀具和工件溫度過高，需要配備冷卻泵及冷卻泵電動機(jī)。為減輕工人的勞動強(qiáng)度以及減少輔助工時，要求溜板箱能夠快速移動。二、控制要求分析

⑴主電動機(jī)M1控制要求三相籠型異步電動機(jī)，完成主軸運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動的拖動。直接起動，能夠正、反兩個方向旋轉(zhuǎn)，并可對正、反兩個旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行電氣停車制動，為加工、調(diào)整方便，還要具有點動功能。⑵冷卻泵電動機(jī)M2控制要求采用直接起動，并且為連續(xù)工作狀態(tài)。⑶快速移動電動機(jī)M3控制要求可根據(jù)需要隨時手動控制起停。三、C650臥式車床的電氣控制系統(tǒng)分析(化整為零)1、C650車床主電路分析M1（主電動機(jī)）：①KM1、KM2實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；②KM3用于點動和反接制動時串入電阻R限流；③KT與電流表PA用于檢測運(yùn)行電流；④速度繼電器SR用于反接制動時轉(zhuǎn)速的過零檢測。M2（冷卻泵電動機(jī)）：KM4用于起?？刂疲ㄩL動）。M3（快移電動機(jī)）：KM5用于起停（點動）控制。分別由熔斷器FU1、FU4、FU5對電動機(jī)M1、M2、M3實現(xiàn)短路保護(hù)，由熱繼電器FR1、FR2對M1和M2進(jìn)行過載保護(hù)，快速移動電動機(jī)M3由于是短時工作制，所以不需要過載保護(hù)。2、控制電路分析

（1）主電動機(jī)M1的控制①點動（正向）(SB2、限流)②正反轉(zhuǎn)控制（SB3、SB4）③反接制動（限流）

（2）冷卻泵電動機(jī)M2

的控制

SB5、SB6及KM4構(gòu)成起?？刂齐娐罚海?）刀架的快速移動電機(jī)M3的控制：刀架操縱手柄控制刀架拖板的工步移動和快速移動。按動操作手柄點動按鈕，壓下位置開關(guān)SQ→KM5線圈通電→電動機(jī)M3點動。（4）照明電路第二節(jié)X62W萬能升降臺銑床電氣控制電路在機(jī)械加工工藝中，銑削是一種高效率的加工方式。銑床的種類很多，有臥銑、立銑、龍門銑、仿形銑以及各種專用銑床等。臥式萬能升降臺銑床可用來加工平面、斜面和溝槽等，裝上分度頭后還可以銑切直齒齒輪和螺旋面，如果裝上圓工作臺還可以銑切凸輪和弧形槽等，是一種常用的通用機(jī)床。一、該銑床的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動形式分析主要由床身、主軸、懸梁、刀桿支架、工作臺、升降工作臺、底座、滑座等部分組成一般中小型銑床都采用三相籠型異步電動機(jī)拖動，主軸帶動銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動稱為主運(yùn)動，它有順銑和逆銑兩種加工方式，并且同工作臺的進(jìn)給運(yùn)動之間無速度比例協(xié)調(diào)的要求，所以主軸的拖動由一臺主電動機(jī)承擔(dān)；

水平工作臺可在上下、左右及前后三個方向上進(jìn)行進(jìn)給運(yùn)動或調(diào)整位置，各運(yùn)動部件在三個方向上的運(yùn)動由同一臺進(jìn)給電動機(jī)拖動；工作臺上還可以安裝圓工作臺，使用圓工作臺可銑削圓弧、凸輪。進(jìn)給電動機(jī)經(jīng)機(jī)械傳動鏈傳動，通過機(jī)械離合器在選定的進(jìn)給方向上驅(qū)動工作臺移動進(jìn)給，進(jìn)給運(yùn)動的傳遞示意圖二、控制要求分析

⑴主軸電動機(jī)M1控制M1空載時直接起動；為完成順銑和逆銑，需要正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)；為提高工作效率，要求有停車制動控制；同時從安全和操作方便考慮，換刀時主軸也處于制動狀態(tài)；主軸電動機(jī)可在兩處進(jìn)行起?？刂?；為保證變速時齒輪易于嚙合，要求變速時主電動機(jī)有點動控制。⑵進(jìn)給電動機(jī)M2控制

直接起動；為滿足縱向、橫向、垂直方向的往返運(yùn)動，要求電動機(jī)能

正反轉(zhuǎn)；為提高生產(chǎn)率，空行程時應(yīng)快速移動；進(jìn)給變速時，也需要瞬時點動控制；從設(shè)備使用安全考慮，各進(jìn)給運(yùn)動之必須聯(lián)鎖，并由手柄操作機(jī)械離合器選擇進(jìn)給運(yùn)動的方向。（3）電動機(jī)M3拖動冷卻泵，在銑削加工時提供切削液。（4）加工零件時，為保證設(shè)備安全，要求主軸電動機(jī)起動以后，進(jìn)給電動機(jī)方能起動工作。

三、銑床電氣控制系統(tǒng)分析控制線路可分為主電路、控制電路和照明電路三部分

1、主電路分析教材P105主電路中共有三臺電動機(jī)2、控建制電債路分?jǐn)澄?化整然為零辯）（1）主譜軸電接動機(jī)M1控制（起隸動控置制、稀瞬時迷點動仙、兩嫂處起李停、遷停車剪制動社、換賺刀制濱動）SA異2為轉(zhuǎn)我換開泊關(guān)，壘正常隨工作佳：SA唯2-羅1閉合脅；換刀亞制動恒：SA仁2-相2閉合冶。（2）進(jìn)飽給電養(yǎng)動機(jī)M2控制SA熟1為工墨作臺押轉(zhuǎn)換駛開關(guān)嶺，水平辦工作飲臺：SA堂1-企1與SA們