任務(wù)2.2 XA6132型萬能銑床控制線路分析

《數(shù)控機(jī)床電氣控制》主講人：劉保朝陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院項(xiàng)目二：典型普通機(jī)床電氣控制線路分析任務(wù)2.2XA6132型萬能銑床控制線路分析（課時(shí)：2學(xué)時(shí)）學(xué)習(xí)導(dǎo)航項(xiàng)目布置

XA6132型萬能銑床的電氣控制線路分析知識準(zhǔn)備

銑床的發(fā)展變遷史、結(jié)構(gòu)認(rèn)知XA6132型萬能銑床的電力拖動(dòng)形式及控制要求XA6132型萬能銑床的認(rèn)知任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施XA6132型萬能銑床的主電路、控制電路分析輔助電路的分析任務(wù)2.2XA6132型萬能銑床控制線路分析學(xué)習(xí)導(dǎo)航【能力目標(biāo)】1.能夠認(rèn)識銑床的主要結(jié)構(gòu)組成，明白各零部件之間的布置與電氣關(guān)系，根據(jù)銑床不同加工應(yīng)用進(jìn)行銑床的運(yùn)動(dòng)分析。2.能夠熟練分析XA6132型萬能銑床銑削加工時(shí)的主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)。3.能夠結(jié)合銑床加工實(shí)際來完成XA6132型萬能銑床的主拖動(dòng)控制電路、進(jìn)給拖動(dòng)控制電路、圓工作臺的控制電路的分析。1.了解銑床的基本組成與不同分類。2.熟知XA6132型萬能銑床的電力拖動(dòng)方案和控制要求。3.掌握XA6132型萬能銑床的電氣控制電路分析?！局R目標(biāo)】機(jī)床是工業(yè)之母，是國家制造業(yè)水平高低的象征。我國機(jī)床市場達(dá)千億人民幣以上規(guī)模，是全球最大的機(jī)床市場（2019年占全球市場銷售額的27%）。2021年隨著新冠肺炎疫情的影響逐步消退，裝備制造業(yè)景氣度上行，裝備制造類企業(yè)生產(chǎn)需求與國產(chǎn)機(jī)床數(shù)控化率提升將驅(qū)動(dòng)機(jī)床行業(yè)快速增長在金屬切削機(jī)床中，銑床在數(shù)量上僅次于車床。銑床是用銑刀對工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)床。銑床除了能銑切平面、溝槽、齒輪、螺紋外，還能加工比較復(fù)雜的平面，效率比刨床高，在機(jī)械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。本節(jié)內(nèi)容從XA6132型萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析入手，熟悉其電力拖動(dòng)形式及控制要求，掌握XA6132型萬能銑床電氣控制線路的分析。一、任務(wù)引入任務(wù)2.2XA6132型萬能銑床控制線路分析現(xiàn)有XA6132型萬能銑床1臺。根據(jù)電氣控制原理圖的閱讀方法，銑床的控制電路由機(jī)械部分和電氣部分密切配合進(jìn)行，因此在分析電氣控制原理圖時(shí)要清晰掌握銑床上各轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)的作用，各指令開關(guān)的狀態(tài)及相應(yīng)控制手柄的動(dòng)作關(guān)系。二、任務(wù)描述任務(wù)1、XA6132型萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)和控制要求認(rèn)知任務(wù)2、XA6132型萬能銑床的主電路和控制電路分析1.銑床和車床的區(qū)別與聯(lián)系有哪些？2.XA6132型萬能銑床的主電路和控制電路的電動(dòng)機(jī)控制過程包括哪些？3.XA6132型萬能銑床電氣控制電路的特點(diǎn)有哪些？三、問題思考四、知識準(zhǔn)備知識點(diǎn)1：

XA6132型萬能銑床的認(rèn)知1.0銑床發(fā)展變遷史銑床是用銑刀對工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)床。銑床除了能銑切平面、溝槽、齒輪、螺紋外，還能加工比較復(fù)雜的平面，效率比刨床高，在機(jī)械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。最早的銑床是美國人惠特尼于1818年創(chuàng)造的臥式銑床，為了銑削麻花鉆頭的螺旋槽，美國人布朗于1862年創(chuàng)立了第一臺萬能銑床，這是升降臺銑床的雛形，1884年又出現(xiàn)了龍門銑床，二十世紀(jì)20年代出現(xiàn)了半自動(dòng)鐵床，1950年以后，銑床在控制系統(tǒng)方面發(fā)展很快，數(shù)字控制的應(yīng)用大大提升了銑床的自動(dòng)化程度。尤其是70年代后，微處理機(jī)的數(shù)字控制系統(tǒng)和自動(dòng)換刀系統(tǒng)在銑床上得到了應(yīng)用，擴(kuò)大了銑床的加工范圍，提高了加工精度和效率。四、知識準(zhǔn)備1.1銑床結(jié)構(gòu)認(rèn)知銑床在金屬切削機(jī)床中應(yīng)用廣泛，主要用于加工零件的平面、斜面、溝槽等型面，裝上分度頭后，還可加工齒輪和或螺旋面，轉(zhuǎn)上回轉(zhuǎn)圓工作臺則可以加工凸輪和弧形槽。銑床的種類很多，有升降臺銑床（萬能式、臥式、立式）、龍門銑床、仿型銑床以及各類專用銑床?，F(xiàn)應(yīng)用較廣泛的是XA6132型臥式萬能銑床，實(shí)物圖如圖1所示。XA6132型萬能銑床主要由底座、進(jìn)給電動(dòng)機(jī)、升降臺、圓工作臺、進(jìn)給變速手柄及數(shù)字盤、主軸、懸梁、主軸變速數(shù)字盤和床身等組成。思考：銑床和車床的區(qū)別有哪些？圖1XA6132型萬能銑床知識點(diǎn)1：

XA6132型萬能銑床的認(rèn)知四、知識準(zhǔn)備1.2銑床加工及運(yùn)動(dòng)形式知識點(diǎn)1

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XA6132型萬能銑床的認(rèn)知XA6132型萬能銑床操作簡單，銑削精度高，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，具有效率高、故障率低、操作方便及價(jià)格低廉等特點(diǎn)。加工范圍：工作臺能圍繞自己的中心向左右回轉(zhuǎn)45°，適用圓柱、圓片銑刀、角度銑刀、成型銑刀及端面銑刀。銑削加工各種零件，如平面、斜面、溝槽、此輪等。裝置分度頭或圓工作臺附件時(shí)，可以加工銑刀、直齒輪、鉸刀、螺旋槽、螺旋齒輪、鼓輪、凸輪及弧形槽等。運(yùn)動(dòng)形式：主軸轉(zhuǎn)動(dòng)是由主軸電動(dòng)機(jī)通過彈性升降臺聯(lián)軸器來驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，當(dāng)機(jī)構(gòu)中的一個(gè)雙聯(lián)滑動(dòng)齒輪塊嚙合時(shí)，主軸即可旋轉(zhuǎn)；工作臺面的移動(dòng)是由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過機(jī)械機(jī)構(gòu)使工作臺能進(jìn)行三種形式六個(gè)方向的移動(dòng)，即:工作臺面能直接在溜板上部可轉(zhuǎn)動(dòng)部分的導(dǎo)軌上作縱向(左、右)移動(dòng)；工作臺面借助橫溜板作橫向(前、后)移動(dòng)；工作臺面還能借助升降臺作垂直(上、下)移動(dòng)。圖2XA6132型萬能臥式銑床及部分銑刀四、知識準(zhǔn)備知識點(diǎn)2：

XA6132型萬能銑床的電動(dòng)拖動(dòng)方案①銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

XA6132型萬能銑床的主運(yùn)動(dòng)是主軸帶動(dòng)銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。銑削加工有順銑和逆銑兩種方式，所以要求主軸電動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，但考慮到一批工件一般只用一個(gè)方向銑削，在加工過程中不需要經(jīng)常變換主軸旋轉(zhuǎn)的方向，因此，XA6132型萬能銑床是用組合開關(guān)來改變主軸電動(dòng)機(jī)的電源相序以實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)目的。XA6132型萬能銑床的主軸調(diào)速是通過改變主軸箱中的齒輪傳動(dòng)比來實(shí)現(xiàn)的。②刀架的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)XA6132型萬能銑床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是指工件隨工作臺在前后（橫向）、左右（縱向）和上下（垂直）六個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)以及隨圓形工作臺的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。③輔助運(yùn)動(dòng)XA6132型萬能銑床的輔助運(yùn)動(dòng)是指工作臺的快速運(yùn)動(dòng)及主軸和進(jìn)給的變速沖動(dòng)。工作臺的快速運(yùn)動(dòng)是指工作臺在前后、左右和上下六個(gè)方向之一上的快速移動(dòng)。圖1XA6132型萬能銑床四、知識準(zhǔn)備XA6132型萬能銑床電氣控制要求：①主軸停車制動(dòng)和主軸上刀制動(dòng)采用電磁離合器控制主軸停車制動(dòng)和主軸上刀制動(dòng)。銑削加工是多切削刃不連續(xù)切削。為減輕負(fù)載波動(dòng)的影響在主軸傳動(dòng)系統(tǒng)中加入飛輪，使轉(zhuǎn)動(dòng)慣量加大。為實(shí)現(xiàn)主軸快速停車，主軸電動(dòng)機(jī)應(yīng)設(shè)有停車制動(dòng)。同時(shí)主軸在上刀時(shí)，也應(yīng)使主軸制動(dòng)。②工作臺六個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)要聯(lián)鎖、限位保護(hù)工作臺的垂直、橫向和縱向三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)由一臺進(jìn)給電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，三個(gè)方向的選擇是由操縱手柄改變傳動(dòng)鏈來實(shí)現(xiàn)的。每個(gè)方向要求進(jìn)給電動(dòng)機(jī)能正反轉(zhuǎn)且同一時(shí)間只允許工作臺有一個(gè)方向的移動(dòng)，故應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)。使用圓工作臺時(shí)，工作臺不得移動(dòng)，即圓工作臺的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與工作臺上下、左右、前后六個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)之間有聯(lián)鎖控制。③應(yīng)有冷卻泵電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)冷卻泵，為銑削加工提供切削液。④兩地操作的功能為了適應(yīng)銑削加工時(shí)操作者的正面與側(cè)面操作要求，對主軸電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行與停止及工作臺的快速移動(dòng)控制。⑤設(shè)有局部照明電路。知識點(diǎn)3：

XA6132型萬能銑床的電氣控制要求五、任務(wù)實(shí)施XA6132型萬能銑床主電路和控制電路分析圖3XA6132型萬能銑床電氣控制原理圖XA6132型萬能銑床控制電路由機(jī)械部分和電氣部分密切配合進(jìn)行。工作臺縱向行程手動(dòng)可達(dá)到700mm，機(jī)動(dòng)680mm；橫向行程手動(dòng)為255mm，機(jī)動(dòng)240mm；垂直行程手動(dòng)為320mm，機(jī)動(dòng)300mm。工作臺的回轉(zhuǎn)角度為±45°。XA6132型萬能銑床電氣控制線路如圖1所示，它分為電源電路、主電路、控制電路和照明電路四個(gè)部分。1.0主電路五、任務(wù)實(shí)施XA6132型萬能銑床主電路和控制電路分析由圖1所示的電氣控制原理圖可見，主電路有三臺電動(dòng)機(jī)。其中M1是主軸拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)；M2是工作臺進(jìn)給電動(dòng)機(jī)；M3是冷卻泵拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)名稱功能控制電器過載保護(hù)短路保護(hù)主軸電動(dòng)機(jī)M1拖動(dòng)主軸帶動(dòng)銑刀旋轉(zhuǎn)接觸器KM1、KM2和組合開關(guān)SA5熱繼電器FR1熔斷器FU1進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2提供冷卻液接觸器KM3、KM4、KM5熱繼電器FR2熔斷器FU2冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3拖動(dòng)工作臺進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和快速移動(dòng)接觸器KM6熱繼電器FR3熔斷器FU2各電動(dòng)機(jī)的控制過程分別是:①主軸電動(dòng)機(jī)M1通過換相開關(guān)SA5與接觸器KM1配合進(jìn)行電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制；接觸器KM2﹑制動(dòng)電阻器R及速度繼電器配合,實(shí)現(xiàn)串電阻瞬時(shí)沖動(dòng)和正反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)控制,并能通過機(jī)械進(jìn)行變速；②進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2通過接觸器KM3、KM4與行程開關(guān)及KM5、牽引電磁鐵YA配合，能實(shí)現(xiàn)進(jìn)給變速時(shí)的瞬時(shí)沖動(dòng)、六個(gè)方向的常速進(jìn)給和快速進(jìn)給控制；③冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3只能正轉(zhuǎn)。圖4主電路的控制與保護(hù)電器1.1控制電路五、任務(wù)實(shí)施①主拖動(dòng)控制電路SB1、SB3與SB2、SB4是分別裝在機(jī)床兩邊的停止（制動(dòng)）和啟動(dòng)按鈕，實(shí)現(xiàn)兩地控制；KM1是主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)接觸器，KM2是反接制動(dòng)和主軸變速沖動(dòng)接觸器；SQ7是與主軸變速手柄聯(lián)動(dòng)的瞬時(shí)動(dòng)作行程開關(guān)。工作原理：啟動(dòng)→開關(guān)SA扳到主軸電動(dòng)機(jī)所需要的旋轉(zhuǎn)方向→按SB3或SB4啟動(dòng)M1。啟動(dòng)后，速度繼電器KS的常開觸點(diǎn)閉合。停車時(shí)→按SB1或SB2切斷KM1電路→接通KM2電路→改變M1電源相序→串電阻反接制動(dòng)。M1轉(zhuǎn)速＜120r/min→KS常開觸點(diǎn)斷開→切斷KM2電路→M1停轉(zhuǎn)，制動(dòng)結(jié)束。XA6132型萬能銑床電氣控制原理圖的控制電路包括主拖動(dòng)控制電路、進(jìn)給拖動(dòng)控制電路、圓工作臺的控制及冷卻泵和機(jī)床照明控制共4大部分。圖5主軸電動(dòng)機(jī)電氣控制原理圖XA6132型萬能銑床主電路和控制電路分析1.1控制電路1.1控制電路五、任務(wù)實(shí)施②進(jìn)給拖動(dòng)控制電路工作臺的縱向、橫向和垂直運(yùn)動(dòng)都由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2驅(qū)動(dòng)，接觸器KM3和KM4使M2實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，用以改變進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向。行程開關(guān)SQ1、SQ2和行程開關(guān)SQ3、SQ4組成復(fù)合聯(lián)鎖控制。在選擇三種運(yùn)動(dòng)形式的六個(gè)方向移動(dòng)時(shí)，只能進(jìn)行其中一個(gè)方向的移動(dòng)，以確保操作安全。由原理圖可知：M2電機(jī)在主軸電機(jī)M1起動(dòng)后才能進(jìn)行工作。在機(jī)床接通電源后，將控制圓工作臺的組合開關(guān)SA3-2（21-19）扳到斷開狀態(tài)，使觸點(diǎn)SA3-1（17-18）和SA3-3（11-21）閉合，然后按下SB3或SB4，這時(shí)接觸器KM1吸合，使KM1（8－12）閉合，就可進(jìn)行工作臺的進(jìn)給控制。圖4進(jìn)給拖動(dòng)控制電路電氣控制原理圖XA6132型萬能銑床主電路和控制電路分析五、任務(wù)實(shí)施②進(jìn)給拖動(dòng)控制電路a.工作臺縱向（左右）運(yùn)動(dòng)的控制工作臺的縱向運(yùn)動(dòng)是由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2驅(qū)動(dòng)，由縱向操縱手柄來控制。此手柄是復(fù)式的，一個(gè)安裝在工作臺底座的頂面中央部位，另一個(gè)安裝在工作臺底座的左下方。工作臺向左運(yùn)動(dòng)：M1啟動(dòng)→縱向操作手柄扳至向右→機(jī)械接通縱向離合器，壓下SQ2→SQ2-2斷，SQ2-1通→

KM4吸合→M2反轉(zhuǎn)→工作臺向右進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。其控制電路的通路為：11→15→16→17→18→24→25→KM4線圈→0；工作臺向右運(yùn)動(dòng)：縱向操縱手柄扳至向左→機(jī)械接通縱向進(jìn)給離合器→壓動(dòng)行程開關(guān)SQ1→SQ1-2斷、SQ1-1通→KM3吸合→M2正轉(zhuǎn)→工作臺向右進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。其通路為：11→15→16→17→18→19→20→KM3線圈→0。b.工作臺垂直（上下）和橫向（前后）運(yùn)動(dòng)的控制由垂直和橫向進(jìn)給手柄操縱，有兩個(gè)完全相同的手柄分別裝在工作臺左側(cè)的前、后方。工作臺向后（或者向上）運(yùn)動(dòng)：十字操縱手柄扳至向后（或者向上）→機(jī)械接通橫向進(jìn)給（或者垂直進(jìn)給）離合器→壓下SQ3→SQ3-2斷、SQ3-1通→KM3吸合→M2正轉(zhuǎn)→工作臺向后（或者向上）運(yùn)動(dòng)。其通路為：11→21→22→

17→18→19→20→KM3線圈→0；工作臺向前（或者向下）運(yùn)動(dòng)：十字操縱手柄扳至向前（或者向下）→機(jī)械接通橫向進(jìn)給（或者垂直進(jìn)給）離合器→壓下SQ4→SQ4-2斷、SQ4-1通→KM4吸合→M2反轉(zhuǎn)→工作臺向前（或者向下）運(yùn)動(dòng)。其通路為：11→21→22→17

→18→24→25→KM4線圈→0。XA6132型萬能銑床主電路和控制電路分析五、任務(wù)實(shí)施XA6132型萬能銑床主電路和控制電路分析②進(jìn)給拖動(dòng)控制電路c.工作臺的快速進(jìn)給控制：為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，要求銑床在不作銑切加工時(shí)，工作臺能快速移動(dòng)。工作臺快速進(jìn)給也是由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2來驅(qū)動(dòng)，在縱向、橫向和垂直三種運(yùn)動(dòng)形式六個(gè)方向上都可以實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)給控制。主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)→進(jìn)給操縱手柄扳到所需位置→工作臺按照選定的速度和方向作常速進(jìn)給移動(dòng)→按下快速進(jìn)給按鈕SB5（或SB6）→接觸器KM5通電吸合→接通牽引電磁鐵YA→電磁鐵通過杠桿使摩擦離合器合上→工作臺按運(yùn)動(dòng)方向作快速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。當(dāng)松開快速進(jìn)給按鈕時(shí)，電磁鐵YA斷電，摩擦離合器斷開，快速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)停止，工作臺仍按原常速進(jìn)給時(shí)的速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。③圓工作臺控制電路銑床如需銑切螺旋槽、弧形槽等曲線時(shí)，可在工作臺上安裝圓形工作臺及其傳動(dòng)機(jī)械，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由M2驅(qū)動(dòng)。圓工作臺工作原理：進(jìn)給操作手柄都扳到中間（停止）位置→組合開關(guān)SA3扳到接通位置→SA3-1斷→SA3-3斷，SA3-2通→按下主軸啟動(dòng)按鈕SB3或SB4→接觸器KM1與KM3相繼吸合→M1與M2相繼啟動(dòng)并運(yùn)轉(zhuǎn)→進(jìn)給電動(dòng)機(jī)以正