常用機床電路分析

第3章常用機床電路分析3.1普通車床電路分析3.2搖臂鉆床電氣控制電路3.3銑床電氣控制電路3.4組合機床電氣控制電路電氣控制系統(tǒng)分析基礎(chǔ)一、電氣控制系統(tǒng)分析的內(nèi)容設(shè)備說明書電氣控制原理圖電氣設(shè)備的總裝接線圖電器元件布置圖與接線圖

二、電氣原理圖分析方法與分析步驟分析主電路分析控制電路分析輔助電路分析聯(lián)鎖與保護環(huán)節(jié)分析特殊控制環(huán)節(jié)總體檢查

3.1普通車床電氣控制電路分析3.1.1車床的運動要求

車床是最為廣泛的金屬切削機床，能夠車削外圓、內(nèi)圓、端面、螺紋、定型表面，并可以用鉆頭、鉸刀等進行加工。1)主拖動電動機一般選用三相籠型異步電動機，并采用機械變速。2)為車削螺紋，主軸要求正、反轉(zhuǎn)。對于小型車床主軸正反轉(zhuǎn)由拖動電動機正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)；當(dāng)主軸拖動電動機容量較大時，主軸的正反轉(zhuǎn)則靠摩擦離合器來實現(xiàn)，電動機只作單向旋轉(zhuǎn)。3)一般中小型車床的主抽電動機均采用直接起動。停車時為實現(xiàn)快速停車，一般采用機械制動或電氣制動。4)車削加工時，需用切削液對刀具和工件進行冷卻。為此，設(shè)有一臺冷卻泵電動機，拖動冷卻泵輸出冷卻液，冷卻泵電動機與主軸電動機有著聯(lián)鎖關(guān)系，即冷卻泵電動機應(yīng)在主軸電動機起動后才可選擇起動與否；而當(dāng)主軸電動機停止時，冷卻泵電動機便立即停止。5)為實現(xiàn)溜板箱的快速移動，由單獨的快速移動電動機拖動，且采用點動控制。6)電路應(yīng)有必要的保護環(huán)節(jié)和安全可靠的照明電路和信號電路。一、CY6140普通車床的外觀圖3.1.2CY6140普通車床二、6140的運動分析車床的主運動為工件的旋轉(zhuǎn)運動，它是由主軸通過卡盤或頂尖帶動工件旋轉(zhuǎn)，其為車削加工時的主要切削功率。車削加工時，應(yīng)根據(jù)加工工件，刀具種類、工件尺寸、工藝要求等來選擇不同的切削速度，這就要求主軸能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)調(diào)速，對于臥式車床調(diào)速范圍一般大于70。車削加工時，一般不要求反轉(zhuǎn)，但在加工螺紋時，為避免亂扣，要反轉(zhuǎn)退力，再以正向進刀繼續(xù)加工，這就要求主軸具有正、反轉(zhuǎn)。車床的進給運動是溜板帶動刀架的橫向或縱向直線運動。其運動方式有手動或機動兩種。加工螺紋時，工件的切削速度與刀具的進給速度應(yīng)有嚴格的比例關(guān)系。為此，車床滑板箱與主軸箱之間通過齒輪傳動來連接，而主運動與進給運動由一臺電動機拖動。車床的輔助運動有刀架的快速移動，尾架的移動以及工件的夾緊與放松等。三、CY6140普通車床的電氣原理圖1、主電路2、控制電路

和照明電路3.1.3CM6132普通車床四、CM6132普通車床控制電路1、主電路2

、

控

制

電

路

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電

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、

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元

件

表4、機床控制電路特點（1）主軸電機控制（2）主軸變速（3）主軸制動（4）零壓及欠壓保護5、CM6132車床的特點主電機用于拖動主運動及進給運動；液壓泵電機供主運動變速裝置用油，由繼電器KA控制；冷卻泵電機M3由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2控制。主運動的正反轉(zhuǎn)由操作手柄控制，用繼電器實現(xiàn)控制電路的自鎖并作控制電路的零壓保護。主軸采用電磁離合器制動，當(dāng)操作手柄板向停車（中間）位置時，電磁離合器線圈自動通電，主軸制動。待通電一段時間后，電磁離合器電路自動切斷。機床由自動開關(guān)接通電源，液壓泵的起動、停止由自動開關(guān)控制。返回3.1.4

C650臥式車床電氣控制電路

重點：掌握正、反雙向轉(zhuǎn)動的反接制動控制電路結(jié)構(gòu)和原理。一、車床結(jié)構(gòu)介紹和控制要求

C650車床：最大回轉(zhuǎn)直徑1020mm，最大的工件長度3000mm。

主軸電動機：用于主軸正反向運動和刀具的工步進給運動，通過手柄操縱機械變速箱改變主軸和進給的轉(zhuǎn)速。 要求：①因轉(zhuǎn)動慣量過大，主軸采用電氣停車制動。②快移電動機實現(xiàn)刀架拖板快速移動，以減少輔助工時。驅(qū)動電機電氣控制要求：主軸電動機（30KW）：①正、反轉(zhuǎn)②電氣反接制動③正向點動?？煲齐妱訖C（2.2KW）：點動控制。冷卻泵電動機（0.125KW）：起?？刂?。（提供冷卻液）。二、C650車床主電路分析M1（主電動機）：①KM1、KM2實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；②KT與電流表PA用于檢測運行電流；③KM3用于點動和反接制動時串入電阻R限流；正反轉(zhuǎn)電動運行時R旁路。④速度繼電器KS用于反接制動時，轉(zhuǎn)速的過零檢測。M2（冷卻泵電機）：KM4用于起?？刂?。M3（快移電動機）：KM5用于起停（點動）控制。1、主電動機M1的控制：①、點動（正向）按下點動按鈕SB2→KM1線圈通電（無自鎖）→M1串R全壓正向點動，電流表PA不投入。松開點動按鈕SB2→KM1線圈斷電，點動停止。②、正反轉(zhuǎn)控制（SB3、SB4）。

按動正轉(zhuǎn)SB3→KT線圈通電延時、KM3線圈通電→主回路R被旁路→KA線圈通電→KM1線圈通電自鎖→M1正向起動。啟動完畢，KT延時時間到→PA投入檢測運行電流。③、反接制動（正轉(zhuǎn)時n>0觸點閉合）

按動停車按鈕SB1→KM1、KT、KM3、KA線圈斷電，松開SB1→KM2線圈通電→M1串R反接→n<100r/min時→KM2線圈斷電，切除反接電源，M1停止轉(zhuǎn)動。反轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)的反接制動請自行分析。2、其他控制電路原理M2（冷卻泵）：

SB5、SB6及KM4構(gòu)成起?？刂齐娐罚篗3（快移）：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M3點動。圖3-3電氣控制電路圖冷卻泵電動機M2主軸電動機M1刀架快速電動機M3?？刂铺攸c：1)主軸電動機Ml采用電氣正反轉(zhuǎn)控制。2)Ml容量為20kW，采用電氣反按制動，實現(xiàn)快速停車。3)為便于對刀操作，主軸設(shè)有點動控制。4)采用電流表來檢測電動機負載情況。

一、主軸電動機的控制

1．主軸正反轉(zhuǎn)控制KM1、KM2控制主軸電動機正反轉(zhuǎn)KM3主觸點短接反接制動電阻R，實現(xiàn)全壓直接起動運轉(zhuǎn)具體實現(xiàn)由按鈕SB2、SB3和接觸器KM1、KM2組成主軸電動機正反轉(zhuǎn)控制電路，并由接觸器KM3主觸點短接反接制動電阻R，實現(xiàn)全壓直接起動運轉(zhuǎn)。3.1.5

C650-2臥式車床電氣控制電路

2．主軸的點動控制

SB4與接觸器KMl控制具體實現(xiàn)SB4與接觸器KMl控制，并在主軸電動機M1主電路中串入電阻R減壓起動和低速運轉(zhuǎn)，獲得單方向的低速點動，便于對刀操作。3．主軸電動機反接制動的停車控制停止按鈕SB1與正反轉(zhuǎn)接觸器KMl、KM2及反接制動接觸器KM3、速度繼電器KS具體實現(xiàn)主軸停車時，由停止按鈕SB1與正反轉(zhuǎn)接觸器KMl、KM2及反接制動接觸器KM3、速度繼電器KS，構(gòu)成電動機正反轉(zhuǎn)反接制動控制電路，在KS控制下實現(xiàn)反接制動停車。

4．主軸電動機負載檢測及保護環(huán)節(jié)采用電流表檢測主軸電動機定子電流。為防止起動電流的沖擊，采用時間繼電器KT的常閉通電延時斷開觸點連接在電流表的兩端，為此KT延時應(yīng)稍長于M1的起動時間。二、刀架快速移動的控制刀架助快速移動由快速移動電動機M3拖動，由刀架快速移動手柄操作。當(dāng)扳動刀架快速移動手柄時，壓下行程開關(guān)ST，接觸器KM5線圈通電吸合，使M3電動機直接起動，拖動刀架快速移動。當(dāng)將快速移動手柄扳回原位的。SQ不受壓，KM5斷電釋放，M3斷電停止，刀架快速移動結(jié)束。三、冷卻泵電動機的控制由按鈕SB5、SB6和接觸器KM4構(gòu)成電動機單方向起動、停止電路，實現(xiàn)對冷卻泵電動機M2的控制。返回3.2搖臂鉆床電氣控制電路一、鉆床的基本概念作用：用來鉆孔、擴孔、鉸孔、攻絲及修刮端面等多種形式的加工。分類：立式鉆床、臺式鉆床、多軸鉆床、搖臂鉆床及專用鉆床等。二、Z3040的結(jié)構(gòu)及運動形式1、搖臂鉆床的外觀圖搖臂下降按鈕立柱、主軸箱的松開按鈕立柱、主軸箱的夾緊按鈕搖臂上升按鈕主運動：主軸的旋轉(zhuǎn)運動及進給運動。輔助運動：搖臂沿外立柱的垂直移動，主軸箱沿搖臂的徑向移動及搖臂與外立柱一起相對于內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運動，后兩者為手動主軸箱、搖臂、內(nèi)外立柱的夾緊和松開。運動部件較多，采用多電動機拖動。要求主軸及進給有較大的調(diào)速范圍。主運動與進給運動由一臺電動機拖動，經(jīng)主軸與進給傳動機構(gòu)實現(xiàn)主軸旋轉(zhuǎn)和進給。主軸要求正反轉(zhuǎn)。由機械方法獲得，主軸電動機只需單方向旋轉(zhuǎn)。對立柱、主軸箱及搖臂的夾緊放松采用液壓技術(shù)。具有必要的聯(lián)鎖與保護。

三、控制要求四、液壓系統(tǒng)簡介操縱機構(gòu)液壓系統(tǒng):安裝在主軸箱內(nèi)，實現(xiàn)主軸正反轉(zhuǎn)、停車制動、空檔、預(yù)選及變速。夾緊機構(gòu)液壓系統(tǒng):安裝在搖臂背后的電器盒下部，用以夾緊松開主軸箱、搖臂及立柱。五、電氣控制電路分析主軸電動機的控制過程搖臂升降電動機的控制過程主軸箱與立柱的松開、夾緊控制過程Z3040搖臂鉆床電氣原理圖返回3.3銑床電氣控制電路

按照結(jié)構(gòu)形式和加工性能的不同，銑床可分為立銑、臥銑、龍門銑、仿形銑和專用銑床。銑銷加工一般有順銑和逆銑兩種形式。1、銑床的運動

刀具的旋轉(zhuǎn)運動為主運動。工件（工作臺）的移動或進給箱的移動為進給運動，工作臺的快速移動，及圓工作臺的旋轉(zhuǎn)運動為輔助運動。銑床工作臺可在垂直、縱向、橫向三個方向移動。主運動和進給運動的變速，采用孔盤變速機構(gòu)，變速手柄動作過程中通過凸輪壓動行程開關(guān)，使電動機得到瞬時點動，以利變速齒輪的順利嚙合。2、銑床加工對電氣的要求1

主軸電機要求正反轉(zhuǎn)，但在加工過程中不需要變換主軸的旋轉(zhuǎn)方向。主軸應(yīng)采用停車制動裝置。主軸和工作臺分別是用單獨的電機拖動。工作臺的移動由一臺進給電機拖動，由方向選擇手柄來選擇運動方向，進給電機要求有正反轉(zhuǎn)。銑床加工對電氣的要求2

在操作順序上，應(yīng)保證先開動主軸電機，然后才能開動進給電機。停車時，進給電機先?；蛲瑫r停。銑床的主軸和進給運動采用變速箱調(diào)速，調(diào)速時要求傳動電動機做瞬時點動。工作臺的進給運動，可工進也可快進。以X52K為例。3、銑床的結(jié)構(gòu)1為縱向左右進給，2為十字操作手柄，控制工作臺垂直升降和前后進給3為操作按鈕臺，SB5為快速按鈕，SB3起動按鈕SB1停止按鈕4為后操作臺SA1為圓工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān)SA3為冷卻電機轉(zhuǎn)換開關(guān)主電機換向用轉(zhuǎn)換開關(guān)SA5和電源開關(guān)QF在兩邊床腳X52

立式

升降

臺銑

床電

氣元

件表4、X52銑床電氣原理圖（1）主電路（2）控制電路、進給電路和照明電路（3）X52銑床電動機

X52K銑床有3臺電動機：

M1為主電動機，功率7.5KW，用換相轉(zhuǎn)換開關(guān)SA5選擇主軸的轉(zhuǎn)向，停車時采用電磁離合器制動。

M2電機為工作進給電動機，功率為1.5KW?？焖僖苿油ㄟ^電磁離合器械接通快速傳動鏈來實現(xiàn)。

M3為冷卻泵電動機。（4）X52銑床的特點用換相轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇主電機的制動；主運動采用電磁離合器制動；主運動和進給運動變速，均有瞬時點動；主運動和進給運動各有單獨的電動機驅(qū)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；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；工作臺6個方向的進給運動，具有完備的聯(lián)鎖。具備多地點控制環(huán)節(jié)；具有短路、零壓、過載和超程保護。返回3.4組合機床電氣控制

1、組合機床的特點

組合機床是由一些通用部件及少量專用部件組成的高效率自動化或半自動化專用機床?？赏瓿摄@孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車銷、銑銷、磨銷及精加工等工序?？啥噍S、多刀、多工序、多面同時加工。組合機床控制系統(tǒng)采用機構(gòu)、液壓、電氣或氣動相結(jié)合的控制方式。

其通用部件一般有：動力部件、支撐部件、輸送部件、控制部件和其它部件。（2）動力部件其主要有動力頭和動力滑臺，是完成刀具切削運動和進給運動的部件。動力頭：能同時完