电机与机床电气控制项目8 组合机床的电气控制

1、 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制1项目项目8 8 组合机床的电气控制组合机床的电气控制 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制2任务任务8.1 8.1 组合机床控制电路基本原理组合机床控制电路基本原理活动情境组合机床的控制系统多采用机械、液压或气动、电气相结合的控制方式，其中电气控制又起着中枢连接作用。多台电动机同时启动并能单独工作的电路；两台动力头同时启动同时或分别停机的控制电路；主轴不转时引入和退出的控制电路；危险区自动切断电动机的控制电路。任务要求1.掌握组合机床控制电路的基本环节。2.了解不同要求组合机床的电气控制电路的设计原理。3.能阅读和分析组合机床控制电路基本环节

2、电路。4.能处理各种组合机床控制电路的简单故障。 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制3基本活动8.1.1 8.1.1 多台电动机同时启动并能单独工作的电路多台电动机同时启动并能单独工作的电路图8.1为多台电动机同时启动并能单独工作的控制电路图。按下启动按钮 sb2，接触器km1km3线圈通电吸合并自锁，3台电动机同时启动旋转。当需单独调整组合机床某一运动部件时，可单独控制某一台电动机单独工作。8.1.2 8.1.2 两台动力头同时启动，同时或分别停机的控制电路两台动力头同时启动，同时或分别停机的控制电路（1）两台动力头电动机同时启动、同时停止的控制电路如图8.2所示为两台电动机同时启动

3、、同时停止的控制电路。当甲、乙动力头加工结束，按下停止按钮sb1，km1，km2，ka断电释放，电动机同时停止。也可通过机械传动使动力头在加工结束后返回原位， 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制4图8.1 多台电动机同时启动并能 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制5图8.2 两台电动机同时启动同时停止的控制电路图 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制6分别压下sq1sq4原位开关，使km1，km2线圈断电释放，也能达到同时停机的目的。（2）两台动力头电动机同时启动、分别停止的控制电路两台动力头电动机同时启动、分别停止的控制电路，各元件作用与图8.2电路大体相同，如图8.3

4、所示，所不同的是须采用复合按钮sb2来实现两台电动机的同时启动，可利用中间继电器ka两对常闭触头运行时断开。8.1.3 8.1.3 主轴不转时引入和退出的控制电路主轴不转时引入和退出的控制电路组合机床在加工中有时要求进给电动机拖动的动力部件，在主轴不旋转的状态下向前运动，当运动到接近工件的加工部位时，主轴才启动旋转，进行切削加工。8.1.4 8.1.4 危险区自动切断电动机的控制电路危险区自动切断电动机的控制电路组合机床加工工件时，往往从几个加工面采用多把刀具同时进行加工， 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制7图8.3 两台动力头电动机同时启动分别停止的控制电路图 出版社电机与机床电气

5、控制电机与机床电气控制8图8.4 主轴不转时引入和退出的控制电路图 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制9图8.5 在加工交叉孔零件时的危险区 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制10此时就有可能在工件内部发生刀具相撞的危险，这个可能发生刀具相撞的区域称为“危险区”。在两钻头进入危险区前，应使其中一台动力头暂停进给，另一台动力头继续加工，直至加工结束退离危险区后再启动暂停进给的那一台动力头继续加工，直至全部加工完成。单独调整动力头时，可分别操作sa1，sa2开关。当乙动力头单独工作时，操作开关sa1，使其常闭触头断开，常开触头闭合，电路工作。任务任务8.2 8.2 组合机床通用部件

6、的控制组合机床通用部件的控制活动情境组合机床的通用部件一般是由专门工厂设计制造的成套设备，并配有相应的电气控制电路。在动力部件中，能同时完成刀具切削运动及进给运动的部件称为动力头；而只能完成进给运动的动力部件称为动力滑台； 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制11图8.6 危险区自动切断电机控制电路图 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制12图8.7 两台动力头分别启动连续加工的电路图 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制13另外，回转分度工作台是多工位组合机床和自动线中不可缺少的输送部件等。这些通用部件大多由机械、液压、电气结合来实现自动控制的。任务要求1.掌握组合机床的通

7、用部件控制电路的基本环节。2.了解不同组合机床的通用部件电气控制电路的设计原理。3.能阅读和分析组合机床的通用部件控制电路。4.能处理各种组合机床的通用部件控制电路的简单故障。基本活动8.2.1 8.2.1 小型机械动力头的电气控制电路小型机械动力头的电气控制电路图8.8为小型机械钻孔动力头的传动系统示意图。它是由一台电动机实现主轴旋转和进给运动。 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制14图8.8 机械钻孔动力头传动系统示意图 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制15图8.9为小型机械动力头的控制电路图。图中km为动力头电动机线路接触器，ka1，ka2为中间继电器，yc1为进给电磁

8、离合器，yc2为制动电磁离合器，sq1为主轴套筒原位开关，sq2为主轴套筒终点开关。图8.9 小型机械钻孔动力头控制电路图 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制168.2.2 8.2.2 箱体移动式机械动力头控制电路箱体移动式机械动力头控制电路箱体移动式机械动力头安装在滑座上，上面装有两台电动机，一台为主电动机，另一台为快速电动机。图8.10为箱体移动式机械动力头传动系统示意图。图8.10 箱体移动式机械动力头传动系统示意图 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制17（1 1）箱体移动式机械动力头传动原理）箱体移动式机械动力头传动原理主电动机m1通过变速齿轮ze，zf带动主轴旋转。箱

9、体的进给运动由主轴上的蜗杆z1、蜗轮z2，经过电磁离合器，再经过一对变换齿轮za，zb（一次进给）或zc，zd（二次进给），传递给第二对蜗杆z3、蜗轮z4，带动装有螺母的套筒回转，由于丝杠被快速电动机m2端部的制动电磁铁yb抱住不转，所以套筒回转实现了箱体（或主轴）的一次（或二次）进给。主轴电动机与快速电动机配合，能完成如图8.11所示的3种工作循环。图8.11 箱体移动式机械动力头工作循环图 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制18（2 2）具有二次进给的电气控制电路）具有二次进给的电气控制电路如图8.12所示为具有二次工作进给的控制电路图。图8.12 箱体移动式机械动力头二次进给控制

10、电路图 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制19通过分析可知这种电路的特点如下：按下启动按钮sb2，在延续至动力头离开原位后才可松开，否则ka无法通电，km3也无法通电工作。原位行程开关sq1触头设置在退回电路上，节省了中间继电器。中间继电器ka除了作为加工完成信号外，在电路上还起着失电压、欠电压保护作用。动力头快速引进和快速退回时，主轴电动机均不工作。8.2.3 8.2.3 机械动力滑台控制电路机械动力滑台控制电路机械动力滑台是只完成进给运动的动力部件。在机械动力滑台上可配置各种切削头，用来进行钻、扩、铰、镗、铣及攻螺纹等加工，也可作为工作台使用，因此，具有很大灵活性。 出版社电机与机

11、床电气控制电机与机床电气控制20（1）机械动力滑台机械动力滑台由动力滑台、机械滑座、电动机及传动装置等组成。机械动力滑台根据不同加工工艺要求，可实现如图8.14所示的几种工作循环。（2）机械动力滑台的电气控制电路下以jt4522，jt4532，jt4542及jt4552系列机械动力滑台控制电路为例，分析其自动工作循环过程。1）具有一次工作进给的机械动力滑台控制电路图8.15中km常开触头可保证滑台在主轴电动机启动后，才进行工作循环。sa是为方便滑台调整而设置的开关。sq4为超行程保护开关，当滑台向前越位时，sq4被压下，切断滑台进给电路而停车，并可设报警装置，通知操作者及时处理。 出版社电机与

12、机床电气控制电机与机床电气控制21图8.13 机械动力滑台传动系统示意图 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制22图8.14 机械动力滑台工作巡回图 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制23图8.15 机械动力滑台具有一次工进的控制电路图 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制242）具有正、反向工作进给的机械动力滑台控制电路图8.16为机械滑台具有正、反向工作进给控制电路图。8.2.4 8.2.4 液压动力滑台的电气控制电路液压动力滑台的电气控制电路液压动力滑台进给运动是借助压力油通入液压缸的前腔和后腔来实现的。液压动力滑台由滑台、滑座和液压缸3部分组成。电气控制一般采用行程

13、原则、时间原则及压力控制方式。1）液压动力滑台系统工作分析如图8.17所示为液压动力滑台二次进给液压系统图。滑台在各个工作顺序时，液压系统工作情况如下：快速趋近。一次工作进给。 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制25图8.16 机械滑台具有正、反向工作进给控制电路图 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制26图8.17 液压动力滑台二次进给液压系统图 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制27二次工作进给。死挡铁停留。快速退回。原位停止。2）液压动力滑台电液配合的控制电路具有一次工作进给及死挡铁停留的工作循环是组合机床中比较常用的工作循环之一，其液压系统如图8.17去掉虚线部分

14、所示。下面仅以此为例来分析其工作情况。液压系统工作时，各种元件动作见表8.1。电气控制电路如图8.18所示。8.2.5 8.2.5 回转工作台控制电路回转工作台控制电路回转工作台是多工位组合机床的一种输送部件。在回转工作台台面上安放各 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制28 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制29图8.18 一次工作进给死挡铁停留的控制电路图 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制30工位的夹具，工件装在夹具上，在加工时，每完成一道工序加工后，回转工作台自动转位，即将工件从一个工位输送到另一个工位，再进行加工。小型机械回转工作台控制电路如图8.19所示。图中

15、km为转位电动机接触器，sq为定位销开关，插入定位销压下sq，拔出定位销松开sq。ka1为启动中间继电器，ka2为转位中间继电器，ka3为动力头工作、回转停止中间继电器。液压回转工作台是靠液压阀的转换来改变油路，实现工作台转位的，而液压阀的转换又是靠电气系统的控制来实现的，所以液压回转工作台可实现机电液的综合控制。任务任务8.3 8.3 组合机床的电气控制组合机床的电气控制活动情境组合机床的电气控制系统的基本电路是由通用部件的典型控制电路和一些基本控制环节组成，再根据加工、操作要求和自动循环特点进行专用化设计。 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制31图8.19 小型机械回转工作台控制电

16、路图 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制32任务要求1.了解常用组合机床的主要结构及运动情况。2.掌握组合机床电气控制电路的工作原理、常见故障原因。3.能阅读和分析常用组合机床简单电气控制原理图。4.能根据不同要求，将组合机床基本电路和通用部件控制电路适当组合，构成不同的组合机床单机的电气控制电路，能处理各种组合机床控制电路的简单故障。基本活动根据不同要求，将组合机床的基本电路和通用部件控制电路经适当组合，可构成组合机床单机的电气控制电路。图8.20为具有液压滑台和左、右动力头的单机组合机床电气控制电路图。图中m1为液压泵电动机，m2，m3为甲、乙铣削动力头电动机。 出版社电机与机床电

17、气控制电机与机床电气控制33图8.20 单机组合机床电气控制电路图 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制348.3.1 8.3.1 电气控制要求电气控制要求两台铣削加工动力头分别由m2，m3笼形异步电动机拖动，单向旋转，无需电气变速和停机制动，为实现对刀应有点动控制。液压泵电动机单向旋转，机床在完成一次半自动工作循环后，液压泵电动机不停机，只有按下总停按钮后才停机。加工至终点，在动力头完全停止后，动力滑台才可快速退回。液压动力滑台前进与后退时均能实现点动调整。电磁阀yv1，yv2线圈采用直流供电。机床应具有照明环节，保护和调整环节。8.3.2 8.3.2 电动机的启动与停止控制电动机的启

18、动与停止控制液压泵电动机m1由sb1，sb2按钮与接触器km1构成电动机单向旋转启动、停止电路，实现m1的启动与停止。 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制35当机床处于半自动工作状态时，开关sa置于a，左、右铣削动力头电动机m2与m3的启动与停止是由液压动力滑台压下行程开关来实现的。8.3.3 8.3.3 液压动力滑台的电气控制液压动力滑台的电气控制液压泵电动机m1启动后，按下按钮sb3，中间继电器ka1通电吸合并自锁，电磁阀线圈yv1通电，控制液压油路实现液压动力滑台的快速趋近。当滑台压下行程阀，滑台转为工作进给，工作进给至终点，死挡铁停留，进油路油压升高，使压力继电器kp动作，ka1断电释放，yv1断电。8.3.4 8.3.4 保护与调整环节保护与调整环节熔断器fu1:实现对电动机m1、变压器t1，t2次侧的短路保护。熔断器fu2:实现对电动机m2，m3的短路保护。熔断器fu3:实现控制电路短路保护。熔断器fu4:实现照明电路短路保护。 出版社电机与机床电气控制电机与机床电气控制36熔断器fu5:实现电磁阀线圈短路保护。热继电器fr1，fr2，fr3:分别为电动机m1，m2，m3的长期过载保护，且当其中任一台电动机过载时