《电机与电气控制》――常用机床的电气控制电路

电机与电气控制第6章常用机床的电气控制电路教学重点典型机床的结构、运动方式、电力拖动的特点、电气控制电路的工作原理及控制特点和规律。教学难点电气控制电路的工作原理、控制特点和规律，以及电气设备安装、调试、运行、维修等。第6章常用机床的电气控制电路本章主要介绍普通车床、钻床、磨床、铣床等典型生产机械的电气原理图进行分析，从而阐明机床电气控制电路的分析方法、步骤，进一步提高阅读电气原理图的能力，了解典型生产机械中的机械、液压与电气控制之间的相互配合的关系，并进一步加深对基本控制环节的理解和应用，为电气控制系统的设计、安装、调试、运行、维护等打下坚实的基础。第6章常用机床的电气控制电路6.1电气控制线路的读图方法在阅读、分析电气控制原理图时应按照以下方法与步骤：1.按照先主电路，后辅电路的顺序原则2.按照化整为零的方法分析控制电路3.按照集零为整，统领全局的原则4.检查总结第6章常用机床的电气控制电路6.2普通车床电气控制线路6.2.1普通车床的主要结构及运动形式卧式普通车床的结构主要由床身、主轴变速箱、进给箱、丝杠、光杠、刀架、尾架和溜板箱等部分组成。车床的运动形式分为主运动、进给运动和辅助运动。图6-1普通车床的结构示意图1-进给箱；2-挂轮箱；3-主轴变速箱；4-溜板与刀架；5-溜板箱；6-尾架；7-丝杠；8-光杠；9-床身第6章常用机床的电气控制电路6.2.2车床电力拖动的特点及控制要求车床在车削加工时，要根据被加工工件的材料、所使用的刀具种类、工件的尺寸以及加工工艺要求等的不同，来选择不同的切削速度，这就要求主轴能在较大范围内具有调速（变速）功能。车床在进行切削加工时，由于刀具与工件的摩擦，使刀具的温度很高，故需要冷却液来进行冷却。所以一般车床都有一台冷却泵电动机。有的车床为了使机械系统具有较好的润滑，还装有一台润滑泵电动机。第6章常用机床的电气控制电路6.2.3车床的电气控制电路分析C620-1型车床由床身、主轴变速箱、进给箱、丝杠、光杠、刀架、尾架和溜板箱等部分组成。它的主运动为主轴带动工件的旋转运动，主轴电动机通过皮带传动到主轴变速箱，使主轴旋转。机床的进给运动等是通过主轴变速箱、进给箱来实现传动的。C620-1型车床有一台主轴电动机M1和一台冷却泵电动机M2。主轴电动机为三相感应电动机，功率为7kW，主轴的调（变）速由主轴变速箱来完成。冷却泵电动机也为三相感应电动机，功率为0.125kW。机床对主轴电动机和冷却泵电动机均要求单向旋转，全压直接启动第6章常用机床的电气控制电路C620-1型车床的电气控制线路如图6-1所示。图6-1C620-1型车床的电气控制线路在第6章常用机床的电气控制电路6.3钻床电气控制线路6.3.1钻床的结构及运动形式图6-3摇臂钻床结构及运动情况示意图1-内外立柱；2-主轴箱；3-主轴箱沿摇臂径向运动；4-摇臂；5-主轴；6-主轴旋转主运动；7-主轴纵向进给运动；8-工作台；9-底座；10-摇臂回转运动；11-摇臂垂直回转运动如图6-3所示为Z3040摇臂钻床的机械结构主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱、工作台等部分组成。摇臂钻床的主运动为钻头的旋转运动，进给运动为主轴带动钻头的纵向上下运动，辅助运动为摇臂与外立柱一起围绕着内立柱的圆周作的回转运动、主轴箱在摇臂上作的左右移动，以及摇臂在外立柱的边缘作的上下运动等。第6章常用机床的电气控制电路6.3.2钻床的电力拖动特点及控制要求1.钻床的电力拖动特点2.控制要求6.3.3钻床的电气控制线路分析1.主电路的分析2.控制电路分析第6章常用机床的电气控制电路6.4磨床电气控制线路普通磨床是用砂轮作为刀具，利用砂轮的圆周或端面对工件进行磨削加工的一种精密机床。磨床的类型较多，有内圆磨床、外圆磨床、平面磨床、工具磨床、螺纹磨床、齿轮磨床、球面磨床、导轨磨床等，其中应用最为广泛的是平面磨床。下面以普遍使用的M7120平面磨床为例，介绍其电气控制电路。6.4.1磨床的结构形式及运动形式平面磨床主要由床身、工作台、电磁吸盘、砂轮箱、滑座、立柱等部分组成。平面磨床的主运动是砂轮的旋转运动，进给运动有垂直进给运动、横向进给运动和纵向进给运动。第6章常用机床的电气控制电路6.4.2磨床的电力拖动特点及控制要求根据平面磨床的运动特点及加工工艺的特征，对其电气控制电路有如下要求：(1)砂轮电动机、液压泵电动机以及冷却泵电动机要求只有一个方向旋转，而砂轮升降电动机则需正、反两个方向旋转。(2)冷却泵电动机要求在砂轮电动机启动之后才能够启动运行。(3)电磁吸盘要求有去磁控制环节。(4)应设有比较完善的短路、过载保护、零压保护与欠压保护，以及电磁吸盘的欠压（或欠流）等保护。(5)为了安全及便于操作，应设有必要的指示灯和照明灯。6.4.3磨床的电气控制线路分析平面磨床的电气控制线路包含有主电路、控制电路、显示和照明电路等。1.主电路的分析2.控制电路的分析第6章常用机床的电气控制电路6.5铣床电气控制电路铣床也是一种常用的金属切削机床，其数量仅次于车床。铣床的种类繁多，根据其结构形式及加工性能不同，可以分为卧式铣床、立式铣床、龙门铣床、仿形铣床及各种专用铣床等。铣床可对工件进行平面、斜面、和沟槽等多种形式的加工，如果装上分度头，还可以进行直齿齿轮和螺旋面的铣削加工，如果装上圆工作台还可以进行凸轮和弧形槽的铣削加工。现以主轴转速高、调速范围宽、操作方便、应用广泛的X62W型卧式万能铣床为例进行分析。第6章常用机床的电气控制电路6.5.1铣床的结构形式及运动形式1.铣床的结构形式X62W型卧式万能铣床的结构主要包括底座、床身、悬梁、刀杆支架、工作台、溜板箱、升降台、主轴传动及变速机构、进给传动及变速机构及电动机等部分。2.铣床的运动形式铣床的主运动为主轴电动机带动铣刀的旋转运动；铣床的进给运动为工件随工作台相对于铣刀作上下、前后、左右方向的直线运动；铣床的辅助运动为工件与铣刀相对位置的调整及工作台的回转运动、悬梁及刀杆支架的水平移动。第6章常用机床的电气控制电路6.5.2铣床电力拖动特点及控制要求1.电力拖动特点由于铣床的主运动与进给运动彼此之间是相互独立的，它们之间没有严格的速度比例协调关系，所以主轴的旋转与工作台的进给和快速移动分别由两台三相异步电动机单独拖动。同时，为了实现主轴和工作台较大的调速范围，设有主轴箱和进给箱。主轴箱安装在床身内，进给箱安装在升降台上。为了冷却铣刀，应设置一台冷却泵电动机。2.控制要求第6章常用机床的电气控制电路6.5.3铣床电气控制线路分析X62W型卧式万能铣床的电气控制线路包括主电路、控制电路、辅助电路及照明电路等。1.主电路的分析主电路中一共有三台三相异步电动机，其中有主轴电动机M1，工作台进给电动机M2，冷却泵电动机M3。热继电器FR1、FR2、FR3及熔断器FU1、FU2、FU3分别实现对三台电动机的过载和短路保护。2.控制电路的分析1）主轴电动机的控制2）进给电动机的控制3）照明电路的控制