第1章--CA6140卧式车床机电传动与控制

2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强1/27江苏食品职业技术学院2011年8月第1章CA6140卧式车床机电传动与控制机电一体化技术2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强2/27本章要点CA6140卧式车床电气控制的实现。CA6140卧式车床主轴箱机械传动的实现。技能目标熟知各电气元件在控制电路中的作用。会设计车床电气控制柜。会进行车床电气故障的诊断与维修。会拆卸、清洗、组装主轴箱。项目案例导入CA6140卧式车床机械运动、电气电路控制。第1章CA6140卧式车床机电传动与控制2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强3/271.项目目的(1)掌握各电气元件在控制电路中的作用。(2)掌握车床电气故障的诊断及维修方法与技巧。(3)掌握主轴箱结构。(4)掌握设计电气控制柜的基本思路和设计要点。2.项目条件(1)能拆卸和组装的CA6140卧式车床裸机。(2)与CA6140卧式车床配套的电气控制柜或实验电气控制柜。3.项目内容及要求根据所学知识，首先进行电气控制柜的设计，然后制作电气控制柜，实现电气控制柜与机床的对接，并调试成功。第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.1项目说明2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强4/27第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识CA6140卧式车床是典型的机加工设备之一，其可以实现多种转速的输出，可以车削内外圆柱面、圆锥面、环形槽、回转体成型面、各种螺纹，还可以进行钻中心孔、钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、套螺纹和滚花等工作。那么CA6140卧式车床是怎样实现其机械运动呢？又通过怎样的电气电路来进行运动控制呢？2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强5/27岗位责任体系概述车床的运动部分包括三个基本部分：执行件、运动源和传动装置。执行件：是带动工件和刀具，使之完成一定形式的运动并保持正确的轨迹，如车床主轴、刀架等；运动源：是车床运动的来源，它向运动部分提供动力，如交流电动机；传动装置：是传递运动和动力的装置，它把运动源的运动和动力传给执行件，并完成运动形式、方向、速度的转换等工作，从而在运动源和执行件之间建立起运动联系，使执行件获得一定的运动，如车床主轴箱。第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强6/27第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识1.2.1CA6140卧式车床的机械结构1-进给箱；2-挂轮箱；3-主轴变速箱；4-溜板与刀架；5-尾座；6-丝杠；7-光杠；8-床身；9-溜板箱2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强7/271.2.1CA6140卧式车床的机械结构1.主轴箱CA6140卧式车床的主轴箱是一个比较复杂的运动部件，包括：箱体、主轴部件、传动机构、操纵机构、换向装置、制动装置和润滑装置等。其功用在于支承主轴和传动其旋转，使其实现起动、停止、变速和换向等。第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强8/271.2.1CA6140卧式车床的机械结构1.主轴箱1-花键套；2-带轮；3-法兰；4-主轴箱体；5-钢球；6、10-齿轮；7-销；8、9-螺母；11-滑套；12-羊角摆块；13-制动盘；14-制动带；15-齿条；16-拉杆；17-拨叉；18-扇形齿轮；19-键(1)CA6140卧式车床主轴箱部件图第1章CA6140卧式车床机电传动与控制——1.2基础知识2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强9/271.2.1CA6140卧式车床的机械结构1.主轴箱(2)开停、换向及制动操纵机构1-双联齿轮；2-齿轮；3-羊角摆块；4-滑套；5-制动杠杆；6-钢带；7-手柄；8-操纵杆；9-杠杆；10-连杆；11-摆杆；12-转轴；13-扇形齿轮；14-齿条轴；15-拨叉；16-拉杆第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强10/271.2.1CA6140卧式车床的机械结构1.主轴箱(2)开停、换向及制动操纵机构双向多片离合器装置1-双联齿轮；2-内摩擦片；3-外摩擦片；4、7-螺母；5-套；6-长销；8-齿轮；9-拉杆；10-滑套；11-销轴；12-羊角摆块；13-拨叉第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强11/271.2.1CA6140卧式车床的机械结构1.主轴箱(3)制动装置1-箱体；2-齿条轴；3-杠杆支承轴；4-杠杆；5-调节螺钉；6-制动带；7-制动轮；8-制动轴第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强12/271.2.1CA6140卧式车床的机械结构1.主轴箱(4)六速操纵机构1-双联齿轮；2-三联齿轮；3-拨叉；4-拨销；5-曲柄；6-凸轮；7-轴；8-链条；9-操作手柄；10-圆销；11-杠杆；12-拨叉；Ⅱ、Ⅲ-传动轴第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强13/271.2.1CA6140卧式车床的机械结构2.溜板箱溜板箱的作用是：把丝杠或光杠传来的旋转运动转变为直线运动并带动刀架进给；控制刀架运动的接通、断开和换向；机床过载时控制刀架停止进给；手动操纵刀架移动和实现快速移动。溜板箱中设有以下几种机构：接通丝杠传动的开合螺母机构；将光杠的运动传至纵向齿轮齿条和横向进给丝杠的传动机构；接通、断开和转换纵、横向进给的转换机构；保证机床工作安全的过载保险装置和互锁机构；控制刀架运动的操纵机构；改变纵、横向机动进给运动方向的换向机构；快速空行程传动机构。第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强14/27(1)纵向、横向进给操纵机构1-手柄；2-销轴；3-手柄座；4-球头销；5-轴；6-手柄；7-轴；8-弹簧销；9-球头销；10-拨叉轴；11-杠杆；12-连杆；13-凸轮；14-圆销；15-拨叉轴；16、17-拨叉；18、19-圆销；20-杠杆；21-销轴；22-凸轮；23-轴1.2.1CA6140卧式车床的机械结构2.溜板箱第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强15/271.2.1CA6140卧式车床的机械结构2.溜板箱(2)开合螺母机构1-手柄；2-轴；3-轴承套；4-下半螺母；5-上半螺母；6-圆柱销；7-圆盘；8-定位钢球；9-销钉；10、12-螺钉；11-平镶条第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强16/271.2.1CA6140卧式车床的机械结构2.溜板箱(3)互锁机构避免因操作失误引起丝杠传动和纵横向进给机构同时接通的互锁机构。5-轴；7-操纵轴；8-弹簧销；9-球头销；23-轴；24-支撑套第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强17/27第1章CA6140卧式车床机电传动与控制——1.2基础知识1.2.2CA6140卧式车床运动形式及传动系统分析2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强18/271.2.3CA6140卧式车床电气原理图1.电力拖动特点及控制要求（1）M1主轴动机为三相笼型异步电动机，为满足调速要求，采用机械变速。采用直接起动；由机械换向实现正、反转；齿轮箱进行机械有级调速。（2）M2冷却泵电动机，车削加工时，由于刀具与工件温度高，所以需要冷却。应在主轴电动机起动后方可起动；当主轴电动机停止时，应立即停止。（3）M3刀架快移电动机，为实现溜板箱的快速移动，采用点动控制。（4）电路应具有必要的保护环节和安全可靠的照明和信号指示。第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识－控制要求2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强19/271.2.3CA6140卧式车床电气原理图2.CA6140卧式车床电气原理图第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识－电气原理图2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强20/271.2.3CA6140卧式车床电气原理图－主电路第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识－主电路电机热继电器交流接触器2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强21/271.2.3CA6140卧式车床电气原理图第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识－控制电路KM1自锁触头主轴启动按钮主轴停机按钮2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强22/271.2.3CA6140卧式车床电气原理图第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.2基础知识－信号电路控制变压器控制电路信号灯主电信号灯照明灯2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强23/27第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.3电气控制柜项目1.3.1工作计划序号内容负责人/责任人开始时间结束时间验收要求完成/执行情况记录个人体会、行为改变效果1研讨任务全体组员分析项目的控制要求2制订计划小组长制订完整的工作计划3确定设计流程全体组员根据任务研讨结果，确定项目的设计流程4具体操作全体组员根据设计流程，设计电气控制柜5效果检查小组长检查本组组员计划执行情况和设计图纸6评估老师/讲师根据小组协同完成的情况进行客观评价，并填写评价表2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强24/271.3.2机床电气控制柜的一般制作工艺规程第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.3CA6140车床电气控制柜项目－制作工艺2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强25/271.3.3项目分析1.熟悉电路图主电路分析，根据机床控制要求及机床电气原理图，分析各电器执行元件的控制内容。搞清楚3台电动机的作用，这些电动机分别用哪些接触器或开关控制，有没有进行电器的短路保护、过载保护等。控制电路分析，将控制电路分为3个环节，即主轴电动机控制环节、冷却泵电动机控制环节、刀架快速移动电动机控制环节。辅助电路分析，分析照明电路和通电指示电路的可行。第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.3CA6140车床电气控制柜项目－电路图2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强26/272.元器件选择根据控制电路的工作电压、工作电流及保护要求，选择变压器、接触器、低压断路器、转换开关、热继电器、熔断器、指示灯、按钮开关、导线、接线端子。第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.3CA6140车床电气控制柜项目－元器件1.3.3项目分析2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强27/273.元件明细表制作根据控制电路的工作电压、工作电流及保护要求，选择变压器、接触器、低压断路器、转换开关、热继电器、熔断器、指示灯、按钮开关、导线、接线端子。序号元件符号元件名称型号规格备注第1章CA6140卧式车床机电传动与控制1.3CA6140车床电气控制柜项目－元器件明细表1.3.3项目分析2020/2/11江苏食品职业技术学院《机电一体化技术》，胡继强28/274.柜体设计(1)功能要求，机柜的功能要求包括产品的功能要求和机柜结构的功能要求这两个方面。归纳起来大致有：①电