《机床电气控制技术》课件：第3章 常用机床的电气控制

1、第3章 常用机床的电气控制线路掌握分析常用机床的电气控制电路的方法通过常用机床控制电路的分析，加深对典型控制环节的理解、掌握及其应用了解机床等电气设备上机械、电气、液压之间的配合关系运用电气控制的典型环节进行电气控制系统的设计、了解电气控制系统的安装、调试、故障检修等第3章 常用机床的电气控制线路3.1 车床的电气控制线路3.2 钻床的电气控制线路3.3 铣床的电气控制线路卧式车床是机械加工中广泛使用的一种机床，可以用来加工各种回转表面、螺纹和端面。3.1 车床的电气控制线路CA6140型普通车床结构示意外形图1-主轴箱；2-纵溜板；3-横溜板；4-转盘；5-方刀架；6-小溜板；7-尾架；8-

2、床身；9-右床座；10-光杠；11-丝杠；12-溜扳箱； 13-左床座；14-进给箱；15-挂轮架；i6-操纵手柄CA6140型普通车床结构示意外形图1-主轴箱；2-纵溜板；3-横溜板；4-转盘；5-方刀架；6-小溜板；7-尾架；8-床身；9-右床座；10-光杠；11-丝杠；12-溜扳箱； 13-左床座；14-进给箱；15-挂轮架；i6-操纵手柄一、车床结构及运动形式结构图 加工示意图 3.1 车床的电气控制线路车床运动形式主运动进给运动辅助运动主轴通过卡盘带动工件的旋转运动 溜板带动刀架的纵向和横向直线运动。纵向运动是指相对操作者向左或向右的运动横向运动是指相对于操作者向前或向后的运动 包括

3、刀架的快速移动、工件的夹紧与松开等 3.1 车床的电气控制线路3.1.2 CA6140型卧式车床的电气控制要求1主轴电动机 主轴电动机选用7.5KW、4磁极的三相异步笼型电动机，采用全压直接启动、单向连续（长动）运转的控制方式。 根据加工工件的最大尺寸和加工工艺要求，主轴旋转应具有正反两个方向，主轴旋转应有20级以上的等比调速，刀具进给运动和主运动的比例关系应有30种以上。按照调速和制动要求，采用主轴变速箱、挂轮箱和进给箱实现主轴、刀具进给的机械有级调速。主轴的正反转换向采用摩擦离合器实现。2刀架快速移动电动机 采用250W、4磁极的三相异步笼型电动机，采用全压直接启动、单向点动运转的控制方式

4、。3.1.2 CA6140型卧式车床的电气控制要求3冷却方式 加工时由一台90W的机床冷却泵供给冷却液，为工件和刀具降温。为了防止冷却泵做无效运转，要求主轴电动机启动后，冷却泵电动机才能启动，主轴电动机停转时，冷却泵电动机也应停转。4安全保护措施 控制线路中应有必要的欠压、失压、过载、短路保护措施。为了防止发生人身伤亡事故，在可打开的床头皮带罩处、床座的配电柜门处设有断电保护措施，以及电动机、床身的金属外壳装设保护接地装置。5其他要求 应有安全电压电源供电的局部照明和电源指示装置。3.1.3 CA6140型卧式车床的电气控制线路分析1主电路M1（3区）为主轴电动机，采用额定功率7.5KW、额定

5、转速1450r/min的三相异步笼型电动机，为主轴旋转和刀架进给运动提供动力。采用全压直接启动，由交流接触器KM控制做单向旋转。M2为90W的冷却泵电动机，由中间继电器KA1控制。M3为刀架快速移动电动机，采用额定功率250W、额定转速1360r/min的三相异步笼型电动机。采用全压直接启动，由KA2控制做单向旋转。三相电源通过QF引入（1区），QF为带分励式脱扣器的低压断路器。为整个控制线路实现与电源隔离和断电、过载、短路保护作用。分励式脱扣器在正常工作时，其电磁线圈是断电的，在需要控制时，使电磁线圈通电，衔铁带动脱扣机构动作，使断路器主触头断开。2.控制电路（1）主轴电动机的控制 由FR1

6、、SB1、SB2、KM组成M1的长动控制电路（3区和10区）。M1启动过程：M1停止过程：2.控制电路（2）冷却泵电动机的控制 由FR2、SA2、KM辅助常开触头、KA1组成控制电路（5区和12区）。M2启动过程：M2停止过程：2.控制电路（3）刀架快速移动电动机控制 由按钮SB3、KA2组成点动控制电路（6区和11区）。操作前，先将快速进给手柄扳到所需移动方向按住SB3不放 KA2通电吸合 KA2的常开触头（6区）闭合 M3通电运转刀架就向给定方向快速移动。松开SB3 KA2断电释放 KA2的常开触头（6区）断开 M3断电停转刀架停止移动。3.辅助电路由控制变压器TC的二次侧分别输出24V和

7、6V电压（7区），为局部照明灯EL（9 区）和电源指示信号灯HL（8区）供电。开关SA1（9区）控制照明灯EL。4.保护环节（1）断电保护1）电源开关是带分励式脱扣器低压断路器QF1（1区）。接通电源时需用带锁开关SA3（13区）操作，先用钥匙插入SA3锁孔内并顺时针旋至1号位SA3断开使QF电磁线圈（13区）断电再扳动QF手柄将其合闸（信号指示灯HL应发光表明机床已通电。断电时将SA3逆时针旋 SA3闭合 QF电磁线圈通电脱扣器动作使QF跳闸。或者操作QF手柄使其主触头断开。4.保护环节（1）断电保护2）机床控制配电盘壁箱门内侧处装有安全开关SQ2（13区）。关上箱门时SQ2受压触头断开。打

8、开箱门时 SQ2复位触头闭合 QF电磁线圈通电脱扣器动作 QF跳闸切断电源。以免发生人体触及配电盘的带电体引发触电事故。4.保护环节（1）断电保护3）车床床头的皮带罩处装有安全开关SQ1（10区）。盖上皮带罩时，SQ1触头闭合，可以进行正常操作。打开皮带罩时，SQ1触头断开，切断了KM、KA1、KA2电磁线圈的供电。所有电机都不能工作，确保人身安全。4.保护环节（2）短路保护1）FU1（2区）、FU2（4区）、FU3（7区）用于电源和配电线路的短路保护。2）FU4、FU5、FU6用于控制变压器TC的短路保护。4.保护环节（3）过载保护FR1用于主轴电动机M1的过载保护，FR2用于冷却泵电机的过

9、载保护。4.保护环节（4）失压、欠压保护 由交流接触器的自锁电路和中间继电器实现失压、欠压保护。4.保护环节（5）触点防护 三台电动机的金属外壳、机床的金属床身、控制变压器的铁芯及外壳都通过PE线接地。防止因“碰壳”、漏电引发人身触电事故。三、车床电气控制系统分析 3.2 钻床的电气控制线路钻床是一种用途广泛的孔加工机床。它主要是用钻头钻削精度要求不太高的孔，另外还可用来扩孔、铰孔、镗孔，以及刮平面、攻螺纹等。台式钻床、深孔钻床、立式钻床、卧式钻床、中心钻床、摇臂钻床3.2.1 Z3050型摇臂钻床简介1摇臂升降电动机 2主轴电动机 3内立柱 4摇臂升降丝杠 5主轴箱 6摇臂 7主轴 8外立柱

10、 9工作台 10底座Z3050摇臂钻床的外观摇臂钻床的运动形式主运动进给运动辅助运动主轴的旋转运动 主轴的垂直移动 摇臂在外立柱上的升降运动、摇臂与外立柱一起沿内立柱的转动及主轴箱在摇臂上的水平移动 3.2.2 Z3050型摇臂钻床电气控制要求1主轴电动机：功能：主轴的旋转和纵向进给运动主轴能正反转，单向长动控制，直接启起。调速由机械传动及变速机构实现2.摇臂升降电动机:功能：摇臂的升降电动机能正反转，直接启动，不需要调速和制动控制3.2.2 Z3050型摇臂钻床电气控制要求3液压油泵电动机：功能：内外立柱、主轴箱与摇臂的夹紧与松开摇臂升降时，摇臂处于松开状态，摇臂固定时，摇臂处于夹紧状态由于

11、主轴箱和立柱的夹紧、松开动作是点动操作的。液压油泵电动机采用正反转加点动控制方式3.2.2 Z3050型摇臂钻床电气控制要求4冷却方式根据加工需要，可手动操作一台90W或125W的冷却泵电动机做单向旋转。5安全保护措施控制线路中应有必要的欠压、失压、过载、短路保护措施，以及电动机、床身的金属外壳装设保护接地装置。电气控制箱柜门要有安全门控装置。摇臂升降电动机的正反转控制要有联锁保护环节，摇臂升降要有限位保护。液压油泵电动机的正反转控制要有联锁保护环节，液压机构的夹紧与松开要有限位保护。6其他要求要有安全电压电源供电的局部照明和电源指示、主轴电动机的工作指示装置。3.2.3 Z3050型摇臂钻床

12、的电气控制线路分析主电路控制电路1.主电路M1为主轴电动机，KM1控制做单向长动运转M2（4区）为摇臂升降电动机，KM2、KM3控制实现正反转M3（5区）为液压泵电动机，为立柱、摇臂、主轴箱的松开与夹紧提供压力油，KM4、KM5控制实现正反转M4为90W的冷却泵电动机，由小型低压断路器QF2控制。控制电路-主轴旋转按下SB3KM1通电吸合自锁 M1通电运转驱动主轴旋转指示灯HL2亮（9区）。按下SB2 KM1断电释放 M1断电停转 HL2同时熄灭。Z3050摇臂钻床的液压松开与夹紧原理YA1、YA2通电，液压油被分配给给主轴箱、立柱的夹紧或公开，摇臂夹紧油腔不会得到液压油YA1、YA2断电，不

13、能给主轴箱、立柱的夹紧油腔分配液压油，液压油被分配给摇臂夹紧或松开。SQ1：摇臂上升限位开关SQ2：摇臂下降限位开关SQ3：摇臂液压松开限位开关SQ4：摇臂液压夹紧限位开关控制电路-摇臂松夹及升降控制摇臂上升过程摇臂松开摇臂上升摇臂停止上升摇臂夹紧SQ1：摇臂上升限位开关SQ2：摇臂下降限位开关SQ3：摇臂液压松开限位开关SQ4：摇臂液压夹紧限位开关摇臂上升按钮控制电路-摇臂松夹及升降控制摇臂下降过程摇臂松开摇臂下降摇臂停止下降摇臂夹紧SQ1：摇臂上升限位开关SQ2：摇臂下降限位开关SQ3：摇臂液压松开限位开关SQ4：摇臂液压夹紧限位开关摇臂下降按钮控制电路-立柱和主轴箱的松夹控制SQ1：摇臂

14、上升限位开关SQ2：摇臂下降限位开关SQ3：摇臂液压松开限位开关SQ4：摇臂液压夹紧限位开关松开按钮主柱和主轴箱松开过程摇臂升降操作NO主柱和主轴箱松开 松开停止摇臂升降操作YES控制电路-立柱和主轴箱的松夹控制主柱和主轴箱松开过程摇臂升降操作NO主柱和主轴箱松开 松开停止摇臂升降操作YESSQ1：摇臂上升限位开关SQ2：摇臂下降限位开关SQ3：摇臂液压松开限位开关SQ4：摇臂液压夹紧限位开关松开按钮3.信号灯、照明灯路照明灯信号灯信号灯4.保护环节-断电、触电保护分励式脱扣器低压断路器QF1分励式脱扣器低压断路器QF1控制配电箱安全开关4.保护环节-短路、过载保护4.保护环节-位置保护SQ1

15、：摇臂上升限位开关SQ2：摇臂下降限位开关SQ3：摇臂液压松开限位开关SQ4：摇臂液压夹紧限位开关3.3 铣床的电气控制线路它采用多种形状的铣刀加工各种形状的平面、沟槽、键槽、T形槽、燕尾槽、螺纹、螺旋槽，以及齿轮、链轮、花键轴、棘轮等各种成型表面卧式铣床立式铣床龙门铣床仿形铣床分类专用铣床等3.3.1 铣床的基本介绍1床身 2主轴 3悬梁 4支架 5工作台 6回转盘 7床鞍 8升降台 9底座图 X6132万能卧式升降台铣床的外观铣床的运动形式主运动进给运动辅助运动主轴带动刀杆和铣刀的旋转运动 工作台带动工件在水平的纵、横方向及垂直方向三个方向的运动 工作台在三个方向的快速移动 工作台回转运动

16、3.3.1 铣床的基本介绍1铣床的主运动由一台笼型异步电动机拖动，直接起动，能够正反转，并设有电气制动环节，能进行变速冲动。2工作台的进给运动和快速移动均由同一台笼型异步电动机拖动，直接起动，能够正反转，也要求有变速冲动环节。3冷却泵电动机只要求单向旋转。4三台电动机之间有联锁控制，即主轴电动机起动之后，才能对其余两台电动机进行控制。3.3.2 铣床的电气控制要求3.3.2 铣床的电气控制线路分析主电路控制电路3.3.2 铣床的电气控制线路分析M1为主轴电动机M2为进给电动机M3为冷却泵电动机控制电路-主轴电动机控制主轴电动机启动扭钮控制电路-主轴电动机控制主轴电动机停止按钮控制电路-主轴电动机控制主轴电动机变速冲动开关控制电路-工作进给控制纵向操作行程开关控制电路-主轴电动机控制只有主轴电动机启动后（KA1通电吸合），才能进行工作台的进给运动工作台向右控制电路-主轴电动机控制工作台向左控制电路-工作进给控制横向及升降操作行程开关控制电路-工作进给控制工作台向前控制电路-工作进给控制工作台向后控制电路-工作台进给控制工作台进给电动机变速冲动开关控制电路-工作台快速移动工作台快速移动按钮由按钮SB5、SB6（两地控制）控制工作台快速移动。电磁离合器YC2实