机床电气控制技术课件.ppt

1、本章将介绍几台常用典型机床控制电路，以使读者学会分析整台机床的电气控制原理、提高阅图能力，加深对基本控制电路的认识。一般来讲，机床的电气电路可分为三部分：主电路、控制电路及信号电路。3-1 普通车床电气控制电路第三章第三章 机床电路分析机床电路分析车床的主运动为主轴回转运动，刀架的移动为进给运动。车床的调速一般仍采用变速箱，车床主运动转向的改变，一是用离合器的方法，或者用电气的方法。一、CY6140普通车床控制电路从图3-1可看出，车床刀架处有两个按钮，分别为主电机起动、停止按钮，快速电机按钮在车床十字手柄端部，以上三按钮对应图2-21电气原理图中的SB1、SB2、SB3。从从电电气气原原理理

2、图图可可看看出出，该该机机床床有有三三台台电电机机：主主电电机机M1、冷却泵电机、冷却泵电机M2、快速移动电机、快速移动电机M3。图3-1 CY6140车床外观图二、二、CM6132普通车床控制电路普通车床控制电路从从图图3-2可可看看出出：CM6132普普通通车车床床也也有有三三台台电电机机，用用途途与与CY6140车床不尽相同。车床不尽相同。1.CM6132车床的特点车床的特点（1）主主运运动动的的正正反反转转由由操操作作手手柄柄控控制制，用用继继电电器器实实现现控控制电路的自锁并作控制电路的零压保护。制电路的自锁并作控制电路的零压保护。（2）主主轴轴采采用用电电磁磁离离合合器器制制动动，

3、当当操操作作手手柄柄扳扳向向停停车车位位置置时时，电电磁磁离离合合器器线线圈圈自自动动通通电电，主主轴轴制制动动。待待通通电电一一段时间后，电磁离合器电路自动切断。段时间后，电磁离合器电路自动切断。（3）液压泵的起、停由自动开关控制。）液压泵的起、停由自动开关控制。2.主轴电机控制主轴电机控制 M1由由KM1和和KM2控控制制其其正正反反转转，KM1、KM2分分别别由由操操作作手手柄柄的的转转换换开开关关触触头头SA1-2、SA1-3控控制制，SA1-1触触头为停止位置时闭合的触头。头为停止位置时闭合的触头。3.主轴变速主轴变速 机机床床主主运运动动为为分分离离传传动动，主主运运动动变变速速箱

4、箱中中的的九九级级速速度，是利用液压机构操作两组拨叉进行改变的。度，是利用液压机构操作两组拨叉进行改变的。4.主轴制动主轴制动 将将操操作作手手柄柄扳扳到到停停车车位位置置（SA1-1触触头头闭闭合合），KT断断电电，电电磁磁离离合合器器YC接接通通，VC整整流流电电路路提提供供YC直直流流电电，产产生生制制动动。KT延延时时触触头头延延时时断断开开，YC、VC断电，制动结束。断电，制动结束。5.零压及欠压保护零压及欠压保护钻床种类：钻床种类：台钻、立式钻床、摇臂钻床、卧式钻床、专台钻、立式钻床、摇臂钻床、卧式钻床、专门钻床门钻床用途：用途：l钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹（加专用装置）钻孔、扩孔、

5、铰孔、攻螺纹（加专用装置）3-2 摇臂钻床电气控制电路摇臂钻床电气控制电路图3-3 Z3040外观图 3-2 摇臂钻床电气控制电路摇臂钻床电气控制电路一、电力拖动与控制要求一、电力拖动与控制要求 M1主电动机：提供主轴旋转和进给。主电动机：提供主轴旋转和进给。M2升降电动机：摇臂升降升降电动机：摇臂升降 M3液压泵电动机：立柱、摇臂、主轴箱的夹紧、液压泵电动机：立柱、摇臂、主轴箱的夹紧、放松的压力油。放松的压力油。M4冷却泵电动机：冷却刀具（工件）冷却泵电动机：冷却刀具（工件）二、电路分析二、电路分析1主电路主电路QF：引入电源：引入电源M4：SA1起动起动M1：KM1控制通断控制通断M2：K

6、M2正转，正转，KM3反转反转M3：KM4/KM5 正正/反转反转2控制电路控制电路（1）主电动机）主电动机M1旋转控制旋转控制 按下按下SB2，KM1自锁，主电机自锁，主电机M1工作，指示工作，指示灯灯HL3亮。亮。（2）摇臂升降控制）摇臂升降控制 工作过程：摇臂松开工作过程：摇臂松开 上升上升/下降下降 摇臂夹紧摇臂夹紧 行程开关行程开关SQ1/SQ6 升升/降极限保护降极限保护 6-7 上升极限保护上升极限保护 23-7 下降极限保护下降极限保护 行程开关行程开关SQ2检测松开检测松开、SQ3检测夹紧检测夹紧 a.上升（按上升（按SB3）E：1 SB3 SQ1 KT+SQ2 KT KM5

7、 KM4+M3+正转正转摇臂松开摇臂松开 1KT SB5 SB6 YV+(活塞杆通过弹簧片压动限位开关活塞杆通过弹簧片压动限位开关SQ2，使其，使其SQ2（7-14）打开，）打开，KM4-，M3停）停）1SQ1 FR2 SQ2 SB4 KM3 KM2+M2+正转正转摇臂上升摇臂上升 （到达要求高度松开（到达要求高度松开SB3、KM2-、M2-、KT-，经延时，经延时KT（18-19）闭合）闭合）1SQ3 KT KM4 KM5+M3+反转反转摇臂夹紧摇臂夹紧（压（压SQ3，KM5-，YV-复位，停止）复位，停止）b.下降（按下降（按SB4）E：1 SB4 SQ6 KT+SQ2 KT KT2 KM

8、5 KM4+M3+正转摇臂松开正转摇臂松开（压（压SQ2、M3）SQ2 SB3 KM2 KM3+M2+反转反转 摇臂摇臂下降下降（到达要求高度松开（到达要求高度松开SB4、M2、KT）SQ3 KT KM4 KM5+M3+反转摇臂夹紧反转摇臂夹紧（压（压SQ3停止）停止）到达极限位置到达极限位置SQ1动作，终止摇臂上升动作，终止摇臂上升/下降下降（3）立柱和主轴箱松开、夹紧）立柱和主轴箱松开、夹紧a.主轴箱松开（按主轴箱松开（按SB5）松开：松开：E：1 SB5 KM5 KM4+M3+正转正转此时电磁阀此时电磁阀YV不通电，高压油经二位六通电不通电，高压油经二位六通电磁阀到另一油路，磁阀到另一油

9、路，油缸移动，主轴箱松开油缸移动，主轴箱松开 SQ4复位复位 HL1亮亮 b.主轴箱夹紧主轴箱夹紧（按（按SB6）E：1 SB6 KT KM4 KM5+M3+反转反转 油缸移动，主轴箱夹紧油缸移动，主轴箱夹紧 SQ4压下压下 HL2 亮亮 四、机床安装后控制电路的检查四、机床安装后控制电路的检查 可可利利用用夹夹紧紧或或放放松松按按钮钮，检检查查通通电电电电源源相相序序。当当按按下下SB5SB5时时，若若放放松松指指示示灯灯HL1HL1亮亮，同同时时摇摇臂臂能能回转，表明所接电源相序正确。回转，表明所接电源相序正确。3-3 3-3 铣床电气控制电路铣床电气控制电路按按照照结结构构形形式式和和加

10、加工工性性能能的的不不同同，铣铣床床可可分分为为立立铣、卧铣、龙门铣、仿形铣和专用铣床。铣、卧铣、龙门铣、仿形铣和专用铣床。铣铣削削加加工工一一般般有有顺顺铣铣和和逆逆铣铣两两种种形形式式，因因此此要要求求主轴能正反转。主轴能正反转。铣床工作台可在垂直、纵向、横向三个方向移动。铣床工作台可在垂直、纵向、横向三个方向移动。在在操操作作顺顺序序上上，应应保保证证先先开开动动主主轴轴电电动动机机，然然后后才能开动进给电动机。才能开动进给电动机。加工范围：加工范围：铣平面、斜面、沟槽铣平面、斜面、沟槽装上分度头：铣直齿轮、螺旋面装上分度头：铣直齿轮、螺旋面装圆工作台：铣凸轮、弧形槽装圆工作台：铣凸轮、

11、弧形槽铣床的运动：铣床的运动：主运动：主运动：主轴的旋转运动（顺铣、逆铣）主轴的旋转运动（顺铣、逆铣）为加工前对刀和提高生产率，要求有制动。为加工前对刀和提高生产率，要求有制动。进给运动：进给运动：工作台的左右（纵向）、前后（横向）、上工作台的左右（纵向）、前后（横向）、上下（垂直）运动，还有每个方向的快速移动。下（垂直）运动，还有每个方向的快速移动。l组成：组成：床身、悬梁、刀杆支架、主轴、工作台、升降台床身、悬梁、刀杆支架、主轴、工作台、升降台图图3-53-5为为X52X52铣铣床床的的外外观观图图，图图3-63-6为为其其电电气气原原理理图图，表表3-53-5为为该该机机床床的的电电气气

12、控控制制元元件件表表，表表3-63-6为为其其开开关关位位置置说明。说明。图3-5 X52K铣床外观图 一、电力拖动与控制要求一、电力拖动与控制要求1主轴电动机主轴电动机M1：l 7KW、1450rpm，转换开关控制正反转，转换开关控制正反转（顺逆铣）、电磁离合器制动，（顺逆铣）、电磁离合器制动，二处起二处起停、换刀制动。停、换刀制动。2进给电动机进给电动机M2：l 直接起动直接起动。正反转能满足纵、横、垂直。正反转能满足纵、横、垂直三个方向进给运动和快速移动。三个方向进给运动和快速移动。3.冷却泵电动机冷却泵电动机M3：转换开关控制：转换开关控制.l根据工艺要求，应满足如下电气联锁：根据工艺

13、要求，应满足如下电气联锁：1、顺序动作：、顺序动作：只有主轴旋转后才能进给和快速移动。只有主轴旋转后才能进给和快速移动。（防止刀具和机床损坏）（防止刀具和机床损坏）2进给停止后才能主轴停止或同时停止，保证表面进给停止后才能主轴停止或同时停止，保证表面粗糙度的要求。粗糙度的要求。3、各方向运动互锁：六个方向同时只能有一个方向、各方向运动互锁：六个方向同时只能有一个方向运动产生，由手柄和机械离合器选择进给方向运动产生，由手柄和机械离合器选择进给方向。4主轴和进给运动变速时采用主轴和进给运动变速时采用瞬时点动瞬时点动，保证啮合，保证啮合良好。良好。5、安全保护（主电机或冷却电机过载时，进给必须、安全

14、保护（主电机或冷却电机过载时，进给必须停止，防止刀具和机床损坏）停止，防止刀具和机床损坏）二、控制电路工作原理二、控制电路工作原理控制线路控制线路110V，变压器供电，变压器供电，QF引入电源。引入电源。M1：KM1通断通断，SA5正反转，直接起动，正反转，直接起动，YB制动制动 FR1保护。保护。M2：KM2、KM3正反转，直接起动。正反转，直接起动。KM4工作进给、快速进给切换工作进给、快速进给切换 接触器。接触器。YC1工作进给，工作进给，YC2快速进给快速进给。FU1、FR2保护。保护。M3：SA3通断，直接起动。通断，直接起动。M1、M2、M3均为直接起动，连续运行均为直接起动，连续

15、运行(1)主电动机的起停主电动机的起停：先选择主轴转向。再按先选择主轴转向。再按SB3或或SB4，停止按，停止按SB1或或SB2。(2)主电动机的制动：主电动机的制动：按按SB1或或SB2，接通，接通YB。(3)主轴变速时的瞬时点动：主轴变速时的瞬时点动：将变速手柄拉出，转动手轮再复位，压动将变速手柄拉出，转动手轮再复位，压动SQ7瞬时瞬时点动。点动。(4)主轴换刀制动：主轴换刀制动：转换开关转换开关SA2。1主电动机的控制主电动机的控制2 2、进给运动控制、进给运动控制工作台三个方向运动通过操作手柄和机械联动机构工作台三个方向运动通过操作手柄和机械联动机构控制相应的行程开关，使进给电动机正转

16、或反转来控制相应的行程开关，使进给电动机正转或反转来实现。实现。纵向手柄：控制工作台左右移动，压下行程开关纵向手柄：控制工作台左右移动，压下行程开关SQ1/SQ2SQ1/SQ2，接通纵向离合器。接通纵向离合器。十字手柄：控制工作台上下、前后运动，压下行程十字手柄：控制工作台上下、前后运动，压下行程开关开关SQT3/SQ4SQT3/SQ4，接通离合器。接通离合器。十字手柄：十字手柄：上、下运动上、下运动：接通垂直进给离合器，压下：接通垂直进给离合器，压下SQ3/SQ4前、后运动前、后运动：接通横向离合器，压下：接通横向离合器，压下SQ3/SQ4中位：中位：不接通不接通SQ3压下：压下：向前或下运

17、动向前或下运动SQ4压下：压下：向后或上运动向后或上运动 工作台的左右工作台的左右(纵向纵向)运动：运动：压下行程开关压下行程开关SQ1SQ1或或SQ2SQ2。工作台上、下工作台上、下(垂直垂直)运动和前后运动和前后(横向横向)运动：运动：压下行程开关压下行程开关SQ3SQ3或或SQ4SQ4，注意还要结合手柄的动注意还要结合手柄的动作方向。作方向。进给变速时的瞬时点动：进给变速时的瞬时点动：进给手柄必须放在零位进给手柄必须放在零位。变速手柄拉出选好速度变速手柄拉出选好速度再继续拉出，压合再继续拉出，压合SQ6SQ6，瞬时点动，然后推回原位瞬时点动，然后推回原位停止。停止。一次不行，可多次重复。

18、一次不行，可多次重复。进给方向的快速移动：进给方向的快速移动：通过进给手柄和快速按钮（通过进给手柄和快速按钮（SB5或或SB6）配合使用。配合使用。接触器接触器KM4工作接通快速离合器工作接通快速离合器YC2。进给运动方向上的极限位置保护：进给运动方向上的极限位置保护：采用机械和电气相配合的方式，由挡块确定极限位采用机械和电气相配合的方式，由挡块确定极限位置，挡块与操纵手柄联动，使手柄复位，也使手柄置，挡块与操纵手柄联动，使手柄复位，也使手柄压合的行程开关复位。压合的行程开关复位。机械机械 挡块挡块电气电气 行程开关行程开关三、圆形工作台的控制三、圆形工作台的控制为扩大机床加工能力，可在工作台

19、上安装圆形工为扩大机床加工能力，可在工作台上安装圆形工作台，进行圆弧或凸轮铣削加工。作台，进行圆弧或凸轮铣削加工。使转换开关使转换开关SA1打到工作台接通位置。打到工作台接通位置。SA1-1和和SA1-3断开，断开，SA1-2接通。电流经过四个接通。电流经过四个行程开关常闭触点使工作台旋转。行程开关常闭触点使工作台旋转。四个行程开关确保各个手柄在零位，不会引起工四个行程开关确保各个手柄在零位，不会引起工作台在各个方向的运动。否则圆形工作台马上停作台在各个方向的运动。否则圆形工作台马上停止动作。止动作。组合机床是由一些通用部件及少量专用部件组成的高效率自动化或半自动化专用 机床。组合机床的控制系

20、统大多采用机构、液压、电气或气动相结合的控制方式，其中电气控制起着中枢联接作用。(1)一次工作进给(2)二次工作进给(3)跳跃进给3-6 组合机床电气控制电路(4)双向工作进给(5)分级进给一、机械动力滑台控制电路机械动力滑台由滑台、滑座和双电机(快速和进给电机)、传动装置三部分组成，滑台的自动工作循环由机械传动和电气控制 完成。电路的工作原理如下：(1)滑台原位停止图3-10 机械动力滑台控制电路(2)滑台快进(3)滑台工进(4)滑台反向工进(5)滑台快退二、液压动力滑台控制电路液压滑台是由滑台、滑座及油缸三部分 组成。1.具有一次工作进给的液压动力滑台电气控制电路(图3-11)。(1)滑台原位停止(2)滑台快进(3)滑台工进(4)滑台快退(5)滑台的点动调整在上述电路中，若需要使滑台工进到终点，延时停留，即使工作循环成为：快时工进延时停留快退，则稍加修改，加一延时线路即可，控制电路如图3-12所示。图3-11 一次工作进给控制电路图3-12 具有“延时停留”的电路2.二次工作进给控制电路(1)滑台原位停止(2)滑台快进(3)滑台一工进(4)滑台二工进(5)滑台快退图3-13 二次工作进给控制电路