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1、项目四 铣床电气控制,学 习 目 标,1了解转换开关、电磁离合器的工作原理、特点及其在机床电气控制中的应用 2掌握电动机不同顺序控制电气线路的设计方法与技巧 3掌握电动机多地控制的原理与设计这类控制电路的特点与技巧 4了解X62W型万能铣床的主要结构和运动形式，并熟悉铣床的基本操作过程 5掌握X62W型万能铣床电气控制线路工作原理与电气故障的分析方法 6能检修转换开关、电磁离合器的电器故障 7学会电动机顺序控制、多地控制线路的安装接线与故障维修 8能排除X62W万能铣床的常见电气故障,铣床电气控制,学 习 目 标,返回上级,X62W万能铣床项目学习内容,返回上级,X62W 万 能 铣 床 组
2、成 与 结 构,一、 X62W万能铣床简述,返回上级,X62W万能铣床的主要结构和运动形式,床身固定于底座上，用于安装和支承铣床的各部件，在床身内还装有主轴部件、主传动装置、变速操纵机构等。床身顶部的导轨上装有悬梁，悬梁上装有刀杆支架。铣刀则装在刀杆上，刀杆的一端装在主轴上，另一端装在刀杆支架上。刀杆支架可以在悬梁上水平移动，悬梁又可以在床身顶部的水平导轨上水平移动，因此可以适应各种不同长度的刀杆。 床身的前部有垂直导轨，升降台可以沿导轨上下移动，升降台内装有进给运动和快速移动的传动装置及其操纵机构等。在升降台的水平导轨上装有滑座，可以沿导轨作平行于主轴轴线方向的横向移动；工作台又经过回转盘装
3、在滑座的水平导轨上，可以沿导轨作垂直于主轴轴线方向的纵向移动。这样，紧固在工作台上的工件，通过工作台、回转盘、滑座和升降台，可以在相互垂直的3个方向上实现进给或调整运动。,在工作台与滑座之间的回转盘还可以使工作台左右转动45，因此工作台在水平面上除了可以作横向和纵向进给外，还可以实现在不同角度的各个方向上的进给，用以铣削螺旋槽。 由此可见，铣床的主运动是主轴带动刀杆和铣刀的旋转运动；进给运动包括工作台带动工件在水平的纵、横方向及垂直方向3个方向的运动；辅助运动则是工作台在3个方向的快速移动。,铣床的电力拖动系统由3台电动机所组成：主轴电动机、进给电动机和冷却泵电动机。 铣床对电力拖动及其控制有
4、要求： （1）铣床的主运动由一台笼型异步电动机拖动，直接启动，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，直接启动，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）3台电动机之间有联锁控制，即主轴电动机启动之后，才能对另外两台电动机进行控制。 （5）主轴电动机启动后才允许工作电动机工作。,X62W万能铣床电气控制要求,二、相关知识,返回上级,组合开关也称转换开关。 常用于交流50 Hz、380 V以下及直流220 V以下的电气线路中，供手动不频繁的接通和分断电路、电源开关或控制5 kW以下小容量异
5、步电动机的启动、停止和正反转。,（一）转换开关,组合开关有单极、双极和多极之分。普通类型的转换开关各极是同时通断的； 特殊类型的转换开关是各极交替通断，以满足不同的控制要求。其表示方法类似于万能转换开关。,返回上级,各种类型的转换开关,无限位型转换开关手柄可以在360范围内旋转，无固定方向。常用的是全国统一设计产品HZ10系列，它实际上就是由多节触点组合而成的刀开关，开关的3对静触点分别装在3层绝缘垫板上，并附有接线柱，用于与电源及用电设备相接。,（1）无限位转换开关,开关的顶盖部分是由滑板、凸轮、弹簧、手柄等构成的操作机构。 由于采用了弹簧储能，可使触点快速闭合或分断，因此提高了开关的通断能
6、力。,HZ10-10/3型组合开关结构图,有限位型转换开关也称为可逆转换开关或倒顺开关，只能在90范围内旋转，有定位限制，类似双掷开关，即所谓的两位置转换类型，常用的为HZ3系列。,（2）有限位转换开关,HZ3-132型转换开关的手柄有倒、停、顺3个位置，手柄只能从“停”位置左转45和右转45,HZ系列型号含义,电磁离合器又称电磁联轴节，是利用表面摩擦和电磁感应原理在两个旋转运动的物体间传递力矩的执行电器。 电磁离合器便于远距离控制，控制能量小，动作迅速、可靠，结构简单，因此广泛用于机床的自身控制。 铣床上采用的是摩擦式电磁离合器，来实现铣床工作能的快速进给与常速进给。 电磁离合器为单片式与多
7、片式两种，机床上普遍采用多片式电磁离合器。,（二）电磁离合器,返回上级,当线圈通电后产生磁场，将摩擦片吸向铁芯，衔铁也被吸住，紧紧压住各摩擦片，于是，依靠主动摩擦片与从动摩擦片之间的摩擦力使从动齿轮随主动轴转动，实现力矩的传递。 当电磁离合器线圈电压达到额定值时的85%105%时，离合器就能可靠地工作。当线圈断电时，装在内外摩擦片之间的圆桩弹簧使衔铁和摩擦片复原，离合器便失去传递力矩的作用。,电磁离合器工作原理,多片摩擦式电磁离合器结构示意图,（三）顺序控制,当一般机床是由多台电动机来实现机床的机械拖动与辅助运动控制的，用于满足机床的特殊控制要求，在启动与停车时需要电动机按一定的顺序来启动与停
8、车控制。,返回上级,某处机床，要求在加工前先给机床提供液压油，使机床床身导轨进行润滑，或是提供机械运动的液压动力，这就要求先启动液压泵后A才能启动机床的工作台拖动电动机B或主轴电动机；当机床停止时要求先停止拖动电动机B或主轴电动机，才能让液压泵A停止。其电气控制原理图如下图所示：,1、先起后停控制,在有的特殊控制中，要求A电动机先启动后才能启动B，当A停止后B才能停止。其电气控制原理图如图下所示 ：,2、先起先停控制,（二）多地控制,SB1、SB2为机床上正面、侧面两地总停开关；SB3、SB4为M1电动机的两地正转启动控制，SB5、SB6为M2电动机的两地反转启动控制。,返回上级,多地控制的原
9、则是：起动按钮并联，停车按钮串联,三、应 用 举 例,返回上级,1、两地控制一台电动机,设计一个控制电路，能在A、B两地分别控制同一台电动机单方向连续运行与点动控制，画出电气原理图。,设计方法一,返回上级,2、两台电动机的起停控制,设计能同时满足以下要求的控制电路： （1）能同时控制2台电动机同时启动和停止。 （2）能分别控制2台电动机启动和停止。,返回上级,（三） X62W万能铣床 线路分析与故障排除,返回上级,X62W万能铣床电气控制原理图,返回上级,X62W万能铣床电气控制线路分析,主电路分析 ：,三相电源由电源开关QS1引入，FU1作全电路的短路保护。 主轴电动机M1的运行由接触器KM
10、1控制，由换相开关SA3预选其转向。 冷却泵电动机M3由QS2控制其单向旋转，但必须在M1启动运行之后才能运行。 进给电动机M2由KM3、KM4实现正反转控制。 3台电动机分别由热继电器FR1、FR2、FR3提供过载保护。,返回上级,X62W万能铣床电气控制线路分析,控制电路分析 ：,（1）主轴电动机M1的控制 M1由交流接触器KM1控制，为操作方便，在机床的不同位置各安装了一套启动和停止按钮：SB2和SB6装在床身上，SB1和SB5装在升降台上。对M1的控制包括有主轴的启动、停止制动、换刀制动和变速冲动。 A、主轴电电动机的起动控制 B、主轴电动机的停止与制动控制 C、主轴变速冲动控制 D、
11、主轴换刀制动,返回上级,X62W万能铣床电气控制线路分析,控制电路分析 ：,（2）进给运动的控制 工作台的进给运动分为常速（工作）进给和快速进给，常速进给必须在M1启动运行后才能进行，而快速进给属于辅助运动，可以在M1不启动的情况下进行。 工作台在6个方向上的进给运动是由机械操作手柄带动相关的行程开关SQ3SQ6，通过控制接触器KM3、KM4来控制进给电动机M2正反转实现。,X62W万能铣床电气控制线路分析,控制电路分析 ：,（2）进给运动的控制 行程开关SQ5和SQ6分别控制工作台的向右和向左运动，SQ3和SQ4则分别控制工作台的向前、向下和向后、向上运动。 进给拖动系统使用的两个电磁离合器
12、YC2和YC3都安装在进给传动链中的第4根传动轴上。当YC2吸合而YC3断开时，为常速进给；当YC3吸合而YC2断开时，为快速进给。,X62W万能铣床电气控制线路分析,控制电路分析 ：,（2）进给运动的控制 工作台纵向进给运动控制 将纵向进给操作手柄扳向右边行程开关SQ5动作其动断触点SQ5-2（2729）先断开，动合触点SQ5-1（2123）后闭合KM3线圈通过（13151719212325）路径通电M2正转工作台向右运动。 若将操作手柄扳向左边，则SQ6动作KM4线圈通电M2反转工作台向左运动。 SA2为圆工作台控制开关，此时应处于“断开”位置，3组触点状态为SA2-1、SA2-3接通，S
13、A2-2断开。,X62W万能铣床电气控制线路分析,控制电路分析 ：,（2）进给运动的控制 工作台垂直与横向进给运动控制 将工作台垂直与横向进给运动由一个十字形手柄操纵，十字形手柄有上、下、前、后和中间5个位置，将手柄扳至向下或向上位置时，分别压动行程开关SQ3或SQ4，控制M2正转或反转，并通过机械传动机构使工作台分别向下和向上运动。而当手柄扳至向前或向后位置时，虽然同样是压动行程开关SQ3和SQ4，但此时机械传动机构使工作台分别向前和向后运动。当手柄在中间位置时，SQ3和SQ4均不动作。 将十字形手柄扳至“向上”位置，SQ4的动断触点SQ42先断开，动合触点SQ41后闭合KM4线圈经（132
14、72919213133）路径通电M2反转工作台向上运动。,X62W万能铣床电气控制线路分析,控制电路分析 ：,（2）进给运动的控制 工作台进给变速冲动控制 将进给变速时需要使M2瞬间点动一下，使齿轮易于啮合。进给变速冲动由行程开关SQ2控制，在操纵进给变速手柄和变速盘（见图4-1）时，瞬间压动了行程开关SQ2，在SQ2通电的瞬间，其动断触点SQ2-1（1315）先断开而动合触点SQ2-2（1523）后闭合，使KM3线圈经（1327291917152325）路径通电，M2正向点动。由KM3的通电路径可见：只有在进给操作手柄均处于零位（即SQ3SQ6均不动作）时，才能进行进给变速冲动。,X62W万
15、能铣床电气控制线路分析,控制电路分析 ：,（2）进给运动的控制 工作台快速进给控制 工作台在6个方向上的快速进给，是在按常速进给的操作方法操纵进给控制手柄的同时，还要按下快速进给按钮开关SB3或SB4（两地控制），使KM2线圈通电，其动断触点（105109）切断YC2线圈支路，动合触点（105111）接通YC3线圈支路，使机械传动机构改变传动比，实现快速进给。由于与KM1的动合触点（713）并联了KM2的一个动合触点，所以在M1不启动的情况下也可以进行快速进给。,X62W万能铣床电气控制线路分析,控制电路分析 ：,（2）圆工作台进给控制 将控制开关SA2扳至“接通”的位置，此时SA22接通而SA21、SA23断开。在主轴电动机M1启动的同时，KM3线圈经（1315171929272325）的路径通电，使M2正转，带动圆工作台旋转运动（圆工作台只需要单向旋转）。由KM3线圈的通电路径可见，只要扳动工作台进给操作的任何一个手柄，SQ3SQ6其中一个行程开关的动断触点断开，都会切断KM3线圈支路，使圆工作台停止运动，这就实现了工作台进给和圆工作台运动的联锁关系。,X62W万能铣床电气常见故障 分析与处理方法,（1）主轴停车时没有制动作用,故障分析方法： 电磁离合器YC1不工作，工作台能正常进给和快速进给；
