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铣床电气控制识图

供稿:中国工控网 2010/10/13 9:06:08

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  • 关键词: 铣床 电气控制
  • 摘要:X62W型卧式普通铣床电气原理图。该机床共有三台电动机:M1是主轴电动机,在电气上需要实现起动控制与制动快速停转控制,为了完成顺铣与逆铣,还需要正反转控制,此外还需主轴临时制动以完成变速操作过程。

一、X62W万能铣床电气控制对象

  图1是X62W型卧式普通铣床电气原理图。该机床共有三台电动机:M1是主轴电动机,在电气上需要实现起动控制与制动快速停转控制,为了完成顺铣与逆铣,还需要正反转控制,此外还需主轴临时制动以完成变速操作过程。
  M2是工作台进给电动机,X62W万能铣床有水平工作台和圆形工作台,其中水平工作台可以实现纵向进给(有左右两个进给方向)、横向进给(有前后两个进给方向)和升降进给(有上下两个进给方向),圆工作台转动等四个运动,铣床当前只能进行一个进给运动(普通铣床上不能实现二个或以上多个进给运动的联动),通过水平工作台操作手柄、圆工作台转换开关、纵向进给操作手柄、十字复式操作手柄等选定,选定后M2的正反转就是所选定进给运动的两个进给方向。
  YA是快速牵引电磁铁。当快速牵引电磁铁线圈通电后,牵引电磁铁通过牵引快速离合器中的连接控制部件,使水平工作台与快速离合器连接实现快速移动,当YA断电时,水平工作台脱开快速离合器,恢复慢速移动。
  M3是冷却泵电动机,只有在主轴电动机M1起动后,冷却泵电动机才能起动。

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图1  X62W型卧式普通铣床电气原理图

 

二、动力电路识读

1.主轴转动电路
  三相电源通过FU1熔断器,由电源隔离开关QS引入X62W万能铣床的主电路。在主轴转动区中,FR1是热继电器的加热元件,起过载保护作用。
  KM3主触头闭合、KM2主触头断开时,SA5组合开关有顺铣、停、逆铣三个转换位置,分别控制M1主电动机的正转、停、反转 。一旦KM3主触头断开,KM2主触头闭合,则电源电流经KM2主触头、两相限流电阻R在KS速度继电器的配合下实现反接制动。
  与主电动机同轴安装的KS速度继电器检测元件对主电动机进行速度监控,根据主电动机的速度对接在控制线路中的速度继电器触头KS1、KS2的闭合与断开进行控制。

2.进给运动电路
  KM4主触头闭合、KM5主触头断开时,M2电动机正转。反之KM4主触头断开、KM5主触头闭合时,则M2电动机反转。
  M2正反转期间,KM6主触头处于断开状态时,工作台通过齿轮变速箱中的慢速传动路线与M2电动机相联,工作台作慢速自动进给;一旦KM6主触头闭合,则YA快速进给磁铁通电,工作台通过电磁离合器与齿轮变速箱中的快速运动传动路线与M2电动机相联,工作台作快速移动。

3.冷却泵电路
  KM1主触头闭合, M3冷却泵电动机单向运转;KM1断开,则M3停转。主电路中,M1、M2、M3均为全压起动。

三、控制线路识读

  TC变压器的一次侧接入交流电压,二次侧分别接出127V与36V两路二相交流电,其中36V供给照明线路,而127V则供给控制线路使用。

1.主轴电动机控制
  1)主轴电动机全压起动

  主轴电动机M1采用全压起动方式,起动前由组合开关SA5选择电动机转向,控制线路中SQ71断开、SQ72闭合时主轴电动机处在正常工作方式。
  按下SB1或SB2,通过3、8、12、SB1(或SB2)、13、14支路,KM3线圈接通,而16区的KM3常开辅助触头闭合形成自锁。主轴转动电路中因KM3主触头闭合,主电动机M1按SA5所选转向起动。
  2)主轴电动机制动控制
  按下SB3或SB4时,KM3线圈因所在支路断路而断电,导致主轴转动电路中KM3主触头断开。
  由于控制线路的11区与13区分别接入了两个受KS速度继电器控制的触头KS1(正向触头)、KS2(反向触头)。按下SB3或SB4的同时,KS1或 KS2触头中总有一个触头会因主轴转速较高而处于闭合状态,即正转制动时KS1闭合,而反转制动时KS2闭合。正转制动时通过8、SB3、11、9、 KM3、10支路,反转制动时通过8、SB4、9、KM3、10支路,都将使KM2线圈通电,导致主轴转动电路中KM2主触头闭合。
  主轴转动电路中KM3主触头断开的同时,KM2主触头闭合,主轴电动机M1中接入经过限流的反接制动电流,该电流在M1电动机转子中产生制动转矩,抵消KM3主触头断开后转子上的惯性转矩使M1迅速降速。
  当M1转速接近零速时,原先保持闭合的KS1或KS2触头将断开,KM2线圈会因所在支路断路而断电,从而及时卸除转子中的制动转矩,使主轴电动机M1停转。
SB1与SB3、SB2与SB4两对按钮分别位于X62W万能铣床两个操作面板上,实现主轴电动机M1的两地操作控制。
  3)主轴变速制动控制
  主轴变速时既可在主轴停转时进行,也可有主轴运转时进行。当主轴处于运转状态,拉出变速操作手柄将使变速开关SQ71、SQ72触动,即SQ71闭合、 SQ72断开。SQ72率先断开12区中的KM3线圈所在支路,然后SQ71通过3、7、KM3、10支路,使15区中的KM2线圈通电。
  主轴转动电路中KM3主触头率先断开、KM2主触头随后闭合,主电动机M1反接制动,转速迅速降低并停车,保证主轴变速过程顺利进行。
  主轴变速完成后,推回变速操作手柄,KM2主触头率先断合,KM3主触头随后闭合、主轴电动机M1在新转速下重新运转。

2.进给电动机M2控制
  只有14~16区中的SB1、SB2、KM3三个触头中的一个触头保持闭合时,KM3线圈才能通电,而线圈KM3通电之后,进给控制区和快速进给区的控制线路部分才能接入电流,即X62W万能铣床的进给运动与刀架快速运动只有在主轴电动机起动运转后才能进行。
  1)水平工作台纵向进给控制
  水平工作台左右纵向进给前,机床操纵面板上的十字复合手柄扳到“中间”位置,使工作台与横向前后进给机械离合器、同时与上下升降进给机械离合器脱开;而圆工作台转换开关SA1置于“断开”位置,使圆工作台与圆工作台转动机械离合器也处于脱开状态。以上操作完成后,水平工作台左右纵向进给运动就可通过纵向操作手柄与行程开关SQ1和SQ2组合控制。
  纵向操作手柄有左、停、右三个操作位置。当手柄扳到“中间”位置时,纵向机械离合器脱开,行程开关SQ11(19区)、SQ12(20区)、SQ21(21区)、SQ22(20区)不受压,KM4与KM5线圈均处于断电状态,主电路中KM4与KM5 主触头断开,电动机M2不能转动,工作台处于停止状态。
  纵向手柄扳到“右”位时,将合上纵向进给机械离合器,使行程开关SQ1压下(SQ11 闭合、SQ12断开)。因SA1置于“断开”位,导致SA11闭合,通过SQ62、SQ42、SQ32、SA11、SQ11、17、18的支路使KM4线圈通电,电动机M2正转,工作台右移。
  纵向手柄扳到“左”位时,将压下SQ2而使SQ21闭合、SQ22断开,通过SQ62、SQ42、SQ32、SA11、SQ21、19、20的支路使KM5线圈通电,电动机M2反转,工作台左移。
  2)水平工作台横向进给控制
  当纵向手柄扳到“中间”位置、圆形工作台转换开关置于“断开”位置时,SA11、SA13接通,工作台进给运动就通过十字复合手柄不同工作位置选择以及SQ3、SQ4组合确定。
  十字复合手柄扳到“前”位时,将合上横向进给机械离合器并压下SQ3而使SQ31闭合、SQ32断开,因SA11、SA13接通,所以经15、 SA13、SQ22、SQ12、16、SA11、SQ31、17、18的支路使KM4线圈通电,电动机M2正转,工作台横向前移。
  十字复合手柄扳到“后”位时,将合上横向进给机械离合器并压下SQ4而使SQ41闭合、SQ42断开,因SA11、SA13接通,所以经15、SA13、SQ22、 SQ12、16、SA11、SQ41、19、20的支路使KM5线圈通电,电动机M2反转,工作台横向后移。
  3)水平工作台升降进给控制
  十字复合手柄扳到“上”位时,将合上升降进给机械离合器并压下SQ3而使SQ31闭合、SQ32断开,因SA11、SA13接通,所以经15、 SA13、SQ22、SQ12、16、SA11、SQ31、KM5常闭辅助触头的支路使KM4线圈通电,电动机M2正转,工作台上移。
  十字复合手柄扳到“后”位时,将合上升降进给机械离合器并压下SQ4而使SQ41闭合、SQ42断开,因SA11、SA13接通,所以经15、SA13、 SQ22、SQ12、16、SA11、SQ41、KM4常闭辅助触头的支路使KM5线圈通电,电动机M2反转,工作台下移。
  4)水平工作台快速点动控制

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1-导轨  2-缓冲垫  3-动铁芯  4-短路环  5-产品铭牌  6-磁轭
7-安装面  8-安装孔  9-线圈  10-导向件  11-引出线

图2  交流牵引电磁铁结构

  水平工作台在左右、前后、上下任一个方向移动时,若按下SB5或SB6,KM6线圈通电,主电路中因KM6主触头闭合导致牵引电磁铁线圈YA通电,于是水平工作台接上快速离合器而朝所选择的方向快速移动。当SB5或SB6按钮松开时,快速移动停止并恢复慢速移动状态。牵引电磁铁的结构见图2。
  5)水平工作台进给联锁控制
  如果每次只对纵向操作手柄(选择左、右进给方向)与十字复合操作手柄(选择前、后、上、下进给方向)中的一个手柄进行操作,必然只能选择一种进给运动方向,而如果同时操作两个手柄,就须通过电气互锁避免水平工作台的运动干涉。
  由于受纵向手柄控制的SQ22、SQ12常闭触头串接在20区的一条支路中,而受十字复合操作手柄控制的SQ42、SQ32常闭触头串接在19区的一条支路中,假如同时操作纵向操作手柄与十字复合操作手柄,两条支路将同时切断,KM4与KM5线圈均不能通电,工作台驱动电动机M2就不能起动运转。
  6)水平工作台进给变速控制
  变速时向外拉出控制工作台变速的蘑菇形手轮,将触动开关SQ6使SQ62率先断开,线圈KM4或KM5断电;随后SQ61再闭合,KM4线圈通过15、 SQ61、17、KM4线圈、KM5常闭触头支路通电,导致M2瞬时停转,随即正转。若M2处于停转状态,则上述操作导致M2正转。
  蘑菇形手轮转动至所需进给速度后,再将手轮推回原位,这一操作过程中,SQ61率先断开,SQ62随后闭合,水平工作台以新的进给速度移动。
  7)圆形工作台运动控制
为了扩大X62W万能铣床的加工能力,可在水平工作台上安装圆形工作台。使用圆形工作台时,工作台纵向操作手柄与十字复合操作手柄均处于中间位置,圆形工作台转换开关SA1则置于“接通”位,此时SA12闭合、SA11和SA13断开,通过15、SQ62、SQ42、SQ32、16、SQ12、SQ22、 SA12、17、18的支路使KM4线圈通电,电动机M2正转并带动圆形工作台单向回转,其回转速度也可通过变速手轮调节。
  由于圆形工作台控制支路中串联了SQ42、SQ32、SQ12、SQ22等常闭辅助触头,所以扳动水平工作台任意一个方向的进给操作手柄时,都将使圆形工作台停止回转运动。

3.冷却泵电动机M3控制
  SA3转换开关置于“开”位时,KM1线圈通电,冷却泵主电路中KM1主触头闭合,冷却泵电动机M3起动供液。而SA3置于“关”位时,M3停止供液。

4.照明线路与保护环节
  机床局部照明由TC变压器供给36V安全电压,转换开关SA4控制照明灯。
  当主轴电动机M1过载时, FR1动作断开整个控制线路的电源;进给电动机M2过载时,由FR2动作断开自身的控制电源;而当冷却泵电动机M3过载时,FR3动作就可断开M2、M3的控制电源。
  FU1、FU2实现主电路的短路保护,FU3实现控制电路的短路保护,而FU4则用于实现照明线路的短路保护。
  X62W万能铣床电气原理图中各电气元件符号及功能说明见下表。

表   X62W万能铣床电气元件符号及其功能

电气元件符号 名称及用途电气元件符号名称及用途
M1主轴电动机SQ6进给变速控制开关
M2进给电动机SQ7主轴变速制动开关
M3冷却泵电动机SA1圆工作台转换开关
KM1冷却泵电动机起停控制接触器SA3冷却泵转换开关
KM2反接制动控制接触器SA4照明灯开关
KM3主电动机起停控制接触器SA5主轴换向开关
KM4、KM5进给电动机正转、反转控制接触器QS电源隔离开关
KM6快移控制接触器SB1、SB2分设在两处的主轴起动按钮
KS速度继电器SB3、SB4分设在两处的主轴停止按钮
YA快速移动电磁铁线圈SB5、SB6工作台快速移动按钮
R限流电阻FR1主轴电动机热继电器
SQ1工作台向右进给行程开关FR2进给电动机热继电器
SQ2工作台向左进给行程开关FR3冷却泵热继电器
SQ3工作台向前、向上进给行程开关TC变压器
SQ4工作台向后、向下进给行程开关FU1~FU4熔断器

四、工作任务

  叙述XA6132电气控制线路的控制原理;排查电气控制线路。

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审核编辑(王静)
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