X6132铣床的电气控制线路分析

模块二X6132铣床的电气控制线路分析一、工作任务分析图3-1工作原理二、相关实践性知识（一）铣床认识（回顾机加工实习对铣床的认识）1．铣床的结构认识X6132万能卧式铣床主要构造由床身、悬梁及刀杆支架、工作台、溜板和升降台等几部分组成，其外形图如图3-6所示。（说明：主要关注可移动部分的结构）主轴（铣刀）→主轴电机→主轴电机控制电路工作台→进给电机→进给电机控制电路箱形的床身4固定在底座14上，在床身内装有主轴传动机构及主轴变速操纵机构。在床身的顶部有水平导轨，其上装有带着一个或两个刀杆支架的悬梁。刀杆支架用来支承安装铣刀心轴的一端，而心轴的另一端则固定在主轴上。在床身的前方有垂直导轨，一端悬持的升降台可沿之作上下移动。在升降台上面的水平导轨上，装有可平行于主轴轴线方向移动（横向移动）的溜板10。工作台8可沿溜板上部转动部分9的导轨在垂直与主轴轴线的方向移动（纵向移动）。这样，安装在工作台上的工件可以在三个方向调整位置或完成进给运动。此外，由于转动部分对溜板10可绕垂直轴线转动一个角度（通常为±450），这样，工作台于水平面上除能平行或垂直于主轴轴线方向进给外，还能在倾斜方向进给，从而完成铣螺旋槽的加工。教学目标：能够熟练分析机床电气控制线路工作过程2．铣床的运动情况认识主运动：铣刀的旋转运动。进给运动：工件相对于铣刀的移动。工作台的左右、上下和前后进给移动。旋转进给移动：装上附件圆工作台。工作台是用来安装夹具和工件。在横向溜板上的水平导轨上，工作台沿导轨作左、右移动。在升降台的水平导轨上，使工作台沿导轨前、后移动。升降台依靠下面的丝杠，沿床身前面的导轨同工作台一起上、下移动。变速冲动：为了使主轴变速、进给变速时变换后的齿轮能顺利地啮合，主轴变速时主轴电动机应能转动一下，进给变速时进给电动机也应能转动一下。这种变速时电动机稍微转动一下，称为变速冲动。其它运动有：进给几个方向的快移动运动；工作台上下、前后、左右的手摇移动；回转盘使工作台向左、右转动±45０；悬梁及刀杆支架的水平移动。除进给几个方向的快移运动由电动机拖动外，其余均为手动。进给速度与快移速度的区别，只不过是进给速度低，快移速度高，在机械方面由改变传动链来实现。3．铣床加工对控制线路要求分析—从运动情况看电气控制要求图3-6铣床结构图1－主轴变速手柄2－主轴变速盘3－主轴电动机4－床身5－主轴6－悬架7－刀架支杆8－工作台9－转动部分10－溜板11－进给变速手柄及变速盘12－升降台13－进给电动机14－底盘（1）主运动——铣刀的旋转运动机械调速：铣刀直径、工件材料和加工精度的不同，要求主轴的转速也不同。正反转控制：顺铣和逆铣两种铣削方式的需要。制动：为了缩短停车时间，主轴停车时采用电磁离合器机械制动。变速冲动：为使主轴变速时变速器内齿轮易于啮合，减小齿轮端面的冲击，要求主轴电动机在变速时具有变速冲动。（2）进给运动——工件相对于铣刀的移动为什么进给运动需要纵向、横向和垂直三个方向运动？运动方向：纵向、横向和垂直六个方向。实现方法：通过操作选择运动方向的手柄与开关，配合进给电动机的正反转来实现的。联锁要求：主轴电动机和进给电动机的联锁：在铣削加工中，为了不使工件和铣刀碰撞发生事故，要求进给拖动一定要在铣刀旋转时才能进行，因此要求主轴电动机和进给电动机之间要有可靠的联锁。纵向、横向、垂直方向与圆工作台的联锁：为了保证机床、刀具的安全，在铣削加工时，只允许工作台作一个方向的进给运动。在使用圆工作台加工时，不允许工件作纵向、横向和垂直方向的进给运动。为此，各方向进给运动之间应具有联锁环节。两地控制：便于操作。冷却润滑要求：铣削加工中，根据不同的工件材料，也为了延长刀具的寿命和提高加工质量，需要切削液对工件和刀具进行冷却润滑，而有时又不采用，因此采用转换开关控制冷却泵电动机单向旋转。此外还应配有安全照明电路。（二）元器件认识1．电磁离合器（1）结构认识（摩擦片式电磁离合器）：电磁离合器的结构图如图3-7所示。主要由激磁线圈、铁芯、衔铁、摩擦片及联接件等组成。一般采用直流24V作为供电电源。（2）动作原理分析：主动轴1的花键轴端，装有主动摩擦片2，它可以沿轴向自由移动，因系花键联接，将随主动轴一起转动。从动摩擦片3与主动摩擦片交替装叠，其外缘凸起部分卡在与从动齿轮4固定在一起的套筒5内，因而从动摩擦片可以随同从动齿轮，在主动轴转动时它可以不转。当线圈6通电后，将摩擦片吸向铁芯7，衔铁8也被吸住，紧紧压住各摩擦片。依靠主、从动摩擦片之间的摩擦力，使从动齿轮随主动轴转动。线圈断电时，装在内外摩擦片之间的圈状弹簧使衔铁和摩擦片复原，离合器即失去传递力矩的作用。线圈一端通过电刷和滑环9输入直流电，另一端可接地。作用：电磁离合器是一种自动化执行元件，它利用电磁力的作用来传递或中止机械传动中的扭矩。类型认识：根据结构不同，分为摩擦片式电磁离合器、牙嵌式电磁器、磁粉式电磁器和涡流式电磁离合器等图3-7电磁离合器结构图1－主轴2－主动摩擦片3－从动摩擦片4－从动齿轮5－套筒6－线圈7－铁芯8－衔铁9－滑环图3-8电磁离合器电气符号YC线圈触点YC（三）电气线路分析1．主轴电动机控制线路分析（1）电路图（2）原理分析①主轴的起动过程分析换向开关SA1旋转到所需要的旋转方向→起动按钮SB5或SB6→接触器KM1线圈通电→常开辅助触点KM1（6-7）闭合进行自锁，同时常开主触点闭合→主轴电动机M1旋转。在主轴起动的控制电路中串联有热继电器FR1和FR2的常闭触点（22-23）和（23-24）。这样，当电动机M1和M2中有任一台电动机过载，热继电器常闭触点的动作将使两台电动机都停止。主轴起动的控制回路为：1→SA2-1→SQ6-2→SB1-1→SB2-1→SB5（或SB6）→KM1线圈→KT→22→FR2→23→FR1→24②主轴的停车制动过程分析按下停止按钮SB1或SB2→其常闭触点（3-4）或（4-6）断开→接触器KM1因断电而释放，但主轴电动机等因惯性仍然在旋转。按停止按钮时应按到底→其常开触点（109-110）闭合→主轴制动离合器YC1因线圈通电而吸合→使主轴制动，迅速停止旋转。③主轴的变速冲动过程分析主轴变速时，首先将变速操纵盘上的变速操作手柄拉出，图3-9铣床主轴电动机控制线路图然后转动变速盘，选好速度后再将变速操作手柄推回。当把变速手柄推回原来位置的过程中，通过机械装置使冲动开关SQ6-1闭合一次，SQ6-2断开。SQ6-2（2-3）断开→KM1接触器断电；SQ6-1瞬时闭合→时间继电器KT通电→其常开触点（5-7）瞬时闭合→接触器KM1瞬时通电→主轴电动机作瞬时转动，以利于变速齿轮进入啮合位置；同时，延时继电器KT线圈通电→其常闭触点（25-22）延时断开→KM1接触器断电，以防止由于操作者延长推回手柄的时间而导致电动机冲动时间过长、变速齿轮转速高而发生打坏轮齿的现象。主轴正在旋转，主轴变速时不必先按停止按钮再变速。这是因为当变速手柄推回原来位置的过程中，通过机械装置使SQ6-2（2-3）触点断开，使接触器KM1因线圈断电而释放，电动机M1停止转动。④主轴换刀时的制动过程分析为了使主轴在换刀时不随意转动，换刀前应将主轴制动。将转换开关SA2扳到换刀位置→其触点（1-2）断开了控制电路的电源，以保证人身安全；另一个触点（109-110）接通了主轴制动电磁离合器YC1，使主轴不能转动。换刀后再将转换开关SA2扳回工作位置→触点SA2-1（1-2）闭合，触点SA2-2（109-110）断开→主轴制动离合器YC1断电，接通控制电路电源。2。进给电动机控制线路分析（1）原理图（2）工作台纵向进给操纵机构图图3-10工作台纵向、横向、垂直进给控制线路图（3）1台进给电机拖动工作台六个方向运动示意图（4）工作原理分析条件：将电源开关Q1合上，起动主轴电机M1，接触器KM1吸合自锁，进给控制电路有电压，就可以起动进给电动机M3。①工作台纵向（左、右）进给运动的控制分析图3-11工作台纵向进给操纵机构图1－手柄2－叉子3－垂直轴4－压块5－微动开关SQ16、9－弹簧7、8－可调螺钉10－微动开关SQ2前（SQ3）后（SQ4）右（SQ1）左（SQ2）进给电机YC5（SQ8）A下（SQ3）上（SQ4）aMbB垂直工作台纵向YC4（SQ7）Cc横向图3-12进给电机拖动工作台六个方向运动示意图先将圆工作台的转换开关SA3扳在“断开”位置，这时，转换开关SA3上的各触点的通断情况见表3-1。表3-1圆工作台转换开关SA3触点通断情况触点圆工作台位置接通断开SA3-1（13-16）-+SA3-2（10-14）+-SA3-3（9-10）-+由于SA3-1（13-16）闭合，SA3-2（10-14）断开，SA3-3（9-10）闭合，所以这时工作台的纵向、横向和垂直进给的控制电路如图3-10所示。向右运动步骤：工作台纵向运动手柄扳到右边位置，一方面进给电动机的传动链和工作台纵向移动机构相联结，另一方面压下向右进给的微动开关SQ1→常闭触点SQ1-2（13-15）断开，同时常开触点SQ1-1（14-16）闭合→接触器KM2因线圈通电→进给电动机M3就正向旋转，拖动工作台向右移动。向右进给的控制回路是：9→SQ5-2→SQ4-2→SQ3-2→SA3-1→SQ1-1→KM2线圈→KM3→21。向左运动步骤：将纵向进给手柄向左，一方面进给电动机的传动链和工作台纵向移动机构相联结，另一方面压下向左进给的微动开关SQ2→常闭触点SQ2-2（10-15）断开，同时常开触点SQ2-1（16-19）闭合→接触器KM3因线圈通电→进给电动机M3就反向转动→拖动工作台向左移动。向左进给的控制回路是：9→SQ5-2→11→SQ4-2→12→SQ3-2→13→SA3-1→16→SQ2-1→19→KM3线圈→20→KM2→21。当将纵向进给手柄扳回到中间位置（或称零位）时，一方面纵向运动的机械机构脱开，另一方面微动开关SQ1和SQ2都复位，其常开触点断开，接触器KM2和KM3释放，进给电动机M3停止，工作台也停止。终端限位保护的实现：在工作台的两端各有一块挡铁，当工作台移动到挡铁碰动纵向进给手柄位置时，会使纵向进给手柄回到中间位置，实现自动停车。这就是终端限位保护。调整挡铁在工作台上的位置，可以改变停车的终端位置。②工作台横向（前、后）和垂直（上、下）进给运动的控制分析条件：圆工作台转换开关SA3扳到“断开”位置，这时的控制线路也如图3-10所示。操作手柄：操纵工作台横向联合向进给运动和垂直进给运动的手柄为十字手柄。它有两个，分别装在工作台左侧的前、后方。它们之间有机构联接，只需操纵其中的任意一个即可。手柄有上、下、前、后和零位共五个位置。进给也是由进给电动机M3拖动。向下或向前控制步骤：条件：KM1得电，即主轴电动机起动，同时SA3在“断开”位置。向下控制：手柄在“下”位置，SQ8被压，SQ8-1闭合→YC5得电→电动机得传动机构和垂直方向的传动机构相连，同时SQ3被压→KM2得电→M3正转→工作台下移。向上控制：手柄在“上”位置，SQ8被压，SQ8-1闭合→YC5得电→电动机得传动机构和垂直方向的传动机构相连，同时SQ4被压→KM3得电→M3反转→工作台上移。向前控制：手柄在“前”位置，SQ7被压，SQ7-1闭合→YC4得电→电动机得传动机图3-13工作台横向和垂直进给操作机构示意图1、3、6、11－顶销2－鼓轮4－SQ75－SQ87－轴8－壳体9－平键10－手柄12－SQ313－SQ4构和横向传动机构相连，同时SQ3被压→KM2得电→M3正转→工作台前移。向后控制：手柄在“后”位置，SQ7被压，SQ7-1闭合→YC4得电→电动机得传动机构和横向传动机构相连，同时SQ4被压→KM3得电→M3反转→工作台后移。向下、向前控制回路是：6→KM1→9→SA3-3→10→SQ2-2→15→SQ1-2→13→SA3-1→16→SQ3-1→KM2线圈→18→KM3→21。向上、向后控制回路是：6→KM1→9→SA3－3→10→SQ2－2