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1、模块3 典型机床的电气控制,教学目标,知识目标：1.熟悉典型机床电气控制系统。 2.了解机床上机械、液压和电气控制三者之间的配合。 3.掌握典型机床电气控制电路的分析和故障排除方法。,能力目标：1.学会阅读、分析机床电气控制原理图和常见故障诊断、 排除的方法、步骤。 2.初步具备从事电气设备安装、调试运行和维护的能力。,3.1 机床电气控制电路分析概述,3.3 M7120型平面磨床的电气控制,3.4 Z3040型摇臂钻床的电气控制,3.5 XA6132型卧式万能洗床的电气控制,3.6 机床电气控制系统故障排除的方法,3.2 CA6140型普通车床的电气控制,教学内容,第一部分 理论知识,3.
2、1 机床电气控制电路分析概述,3.1.1 机床电气控制电路分析的内容,1、设备说明书,2、电气控制原理图,3、电气设备总装接线图,4、电器元件布置图与接线图,3.1.2 机床电气原理图阅读分析的方法和步骤,1、先机后电,2、先主后辅,3、化整为零,4、集零为整,5、总结特点,3. 2 CA6140型普通车床的电气控制,图3-1 CA6140型普通车床的结构示意图,1-进给箱 2-挂轮箱 3-主轴变速箱 4-溜板与刀架 5-溜板箱 6-尾架 7-丝杠 8-光杠 9-床身,3.2.1 CA6140型普通车床的主要结构及控制要求,1、主要结构,2、主要运动形式,如图3-1所示，主要由床身、主轴变速箱
3、、挂轮箱、进给箱、溜板箱 溜板与刀架、尾架、光杆和丝杆等部分组成。,主运动为工件的旋转运动。 进给运动为刀架的纵向或横向直线运动。 辅助运动为刀架的快速移动、尾座的移动以及工件的夹紧与放松等。,（1）主拖动电动机一般选用笼型异步电动机，为满足调速要求，采用机械变速。,（2）为车削螺纹，主轴要求正、反转。,（3）主轴电动机的起动、停止应能实现自动控制。一般中小型车床均采用直接起动，当电机容量较大时，常用Y-降压起动。,（4）车削加工时，有时需冷却。为此，设有一台冷却泵，冷却泵电动机只需单方向旋转，且与主轴电动机有着联锁关系。,（5）溜板箱的快速移动由单独的快速移动电动机拖动，采用点动控制。,3、
4、CA6140车床电力拖动特点及控制要求,（6）控制电路应具有必要的保护及安全可靠的局部照明装置。,图3-2 CA6140型普通车床的电气原理图,3.2.2 CA6140型车床电气控制电路分析,（1）主电路共有三台电动机。M1为主轴电动机（位于原理图3区），带动主轴旋转和刀架作进给运动；M2为刀架快速移动电动机（位于原理图4区）；M3为冷却泵电动机（位于原理图5区）。,1、主电路分析,（2）三台电动机容量都小于10kW，均采用直接起动，皆为接触器控制的单向运行电路。三相交流电源通过开关QS引入，M1由接触器KM1控制其起停，FR1作为过载保护。M2由接触器KM3控制其起停，因M2为短时工作，所以
5、未设过载保护。M3由接触器KM2控制器起停，FR2作为过载保护。熔断器FU1FU5分别对主电路、控制电路和辅助电路实现短路保护。,2、控制电路分析,（1）主轴电动机M1的控制 采用了具有过载保护全压启动控制的典型环节。,（2）冷却泵电动机M3的控制 采用两台电动机M1、M3顺序连锁控制的典型环节，以满足生产要求，使主轴电动机启动后，冷却泵电动机才能启动；当主轴电动机停止运行时，冷却泵电动机也自动停止运行。,（3）刀架快速移动电动机M2的控制 采用点动控制。,3、照明与信号电路分析,控制变压器TC的次级分别输出24V、6.3V电压，作为机床照明和信号灯的电源。EL为机床的低压照明灯，由开关SA2
6、控制；HL为电源的信号灯。,3.2.3 CA6140型车床电气控制电路常见故障 分析与检修,1、主轴电动机M1不能起动,2、主电动机M1起动后不自锁,3、主轴电动机M1不能停车,4、主轴电动机在运行中突然停车,5、刀架快速移动电动机不能起动,3、控制电路分析,（5）主轴电动机负载检测及保护环节,（1）主轴的正反转控制,（2）主轴的点动控制,（3）主轴电动机反接制动停车控制,（4）刀架快速移动控制,3. 3 M7120型平面磨床的电气控制,3.3.1 M7120型平面磨床的主要结构及控制要求,1、平面磨床的主要结构,图3-3 M7120型平面磨床结构示意图 1床身 2工作台 3电磁吸盘 4砂轮箱
7、 5砂轮箱横向移动手轮 6滑座 7立柱手柄 8工作台换向撞块 9工作台往返运动换向 10活塞杆 11砂轮箱垂直进刀手轮,图3-4 矩形工作台平面磨床工作图 1-砂轮 2-主运动 3-纵向进给运动 4-工作台 5-横向进给运动 6-垂直进给运动,2、平面磨床的运动形式,（2）进给运动有垂直进给，即滑座在立柱上的上下运动；横向进给，即砂轮箱在滑座上的水平运动；纵向进给，即工作台沿床身的往复运动。,（3）辅助运动是指砂轮箱在滑座水平导轨上作快速横向移动，滑块沿立柱上的垂直导轨作快速垂直移动，以及工作台往复运动速度的调整运动等。,（1）砂轮的旋转运动是主运动。,（2）为适应磨削小工件需要，采用电磁吸盘
8、来吸持工件,（1）M7120型平面磨床采用多电机分散拖动、直接起动,1）砂轮电动机拖动砂轮旋转；,2）液压电动机枢动液压泵，供出压力油，经液压传动机构来完成工作台往复纵向运动并实现砂轮的横向自动进给并承担工作台导轨的润滑；,5）无论电磁吸盘工作与否，均可开动各电动机，以便进行磨床的调整运动，具有完善的保护环节和工件退磁环节及机床照明电路。,3、M7120型平面磨床的电力拖动特点及控制要求,3）冷却泵电动机拖动冷却泵，供给磨削加工时需要的 冷却液。,4）砂轮箱升降电动机要求能正反转，冷却泵电动机与砂轮电动机具有顺序联锁关系，在砂轮电动机启动后才可开起冷却泵电动机。,3.3.2 M7120型平面磨
9、床的电气控制电路分析,图3-5 M7120型平面磨床电气控制原理图,1、主电路分析,液压泵电动机M1由接触器KM1控制，砂轮电动机M2与冷却泵电动机M3同由接触器KM2控制。砂轮上升、下降电动机M4由接触器KM3、KM4控制。,2、电动机控制电路分析,（1）SB1、SB2与KM1构成M1单向起-停控制电路；,（2）SB3、SB4与KM2构成M2、M3单向起-停控制电路。,（3）SB5、SB6与KM3、KM4构成M4砂轮升降控制电路。均为点动控制。,四台电动机共用FU1作短路保护，M1、M2、M3分别由热继电器FR1、FR2、FR3作长期过载保护。由于砂轮升降电动机M4作短时运行，故不设置过载保
10、护。,3、电磁吸盘控制电路分析,图3-6 电磁吸盘结构与工作原理 1-钢制吸盘体 2-线圈 3-钢制盖板 4-隔磁板 5-工件,（1）电磁吸盘构造及原理,（2）电磁吸盘控制电路 它由整流装置、控制装置及保护装置等部分组成。,（3）电磁吸盘保护环节 电磁吸盘具有欠电流保护、过电压保护及短路保护等。,4、照明电路及信号电路分析,EL为局部照明灯，由变压器TC供电，工作电压36V,由QS2控制。各信号灯工作电压为6.3V。HL1为电源指示灯，HL2为M1运行指示灯，HL3为M2运行指示灯，HL4为M4运行指示灯，HK5为电磁吸盘工作指示灯。,3.3.6 M7120型平面磨床电气控制电路常见故障分析与
11、检修,1、M1M3三台电动机都不能起动,2、砂轮电动机的热继电器FR2经常脱扣,3、电磁吸盘没有吸力,4、电磁吸盘吸力不足,5、电磁吸盘退磁不好使工件取下困难,3. 4 Z3040型摇臂钻床的电气控制,3.4.1 Z3040型摇臂钻床的主要结构及控制要求,图3-7 Z3040型摇臂钻床结构及运动情况示意图 1底座 2工作台 3主轴纵向进给 4主轴旋转主运动 5主轴 6摇臂 7主轴箱沿摇臂径向运动 8主轴箱 9内外立柱 10摇臂回转运动 11摇臂垂直移动,1、摇臂钻床的主要结构,Z3040型摇臂钻床的结构如图3-7所示。它主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱、工作台等组成。,2、摇臂钻床的运
12、动形式,主运动：主轴的旋转。 进给运动：主轴的轴向运动。 辅助运动：摇臂沿外立柱的上下垂直移动；主轴箱沿摇臂水平导轨的径向移动；摇臂与外立柱一起绕内立柱的回转运动。,（5）具有必要的联锁与保护环节，并有安全可靠的局部照明和信号指示。,（1）设有主轴电动机、摇臂升降电动机、立柱夹紧放松电动机及冷却泵电动机。,（2）要求主轴进给有较大的调速范围。,（3）加工螺纹时要求主轴能正反转。摇臂钻床的正反转一般用机械方法实现，电动机只需单方向旋转。,（4）为了实现主轴箱、内外立柱和摇臂的夹紧与放松，要求液压泵电动机正反转。,3、摇臂钻床的电力拖动特点及控制要求,3.4.2 Z3040型摇臂钻床的电气控制分析
13、,图3-8 Z3040型摇臂钻床电气控制原理图,1、主电路分析,（1）M1为单向旋转，由接触器KM1控制，主轴的正反转则由机床液压系统操作机构配合正、反转摩擦离合器实现，并由热继电器FR1作电动机长期过载保护。,（2）M2由正、反转接触器KM2、KM3控制实现正反转。M2为短时工作，不设长期过载保护。,（3）M3由接触器KM4、KM5实现正反转控制，并由热继电器FR2作长期过载保护。,（4）M4电动机容量小，仅0.125kW，由开关SA1控制其起停。,M1为主轴电动机，M2为摇臂升降电动机，M3为液压泵电动机，M4为冷却泵电动机。,2、电气控制电路分析,（1）主轴电动机控制 由按钮SB1、SB
14、2与KM1构成主轴电动机M1的单方向旋转起动停止电路。,（2）摇臂升降控制 由摇臂上升按钮SB3、下降按钮SB4及正反转接触器KM2、KM3组成具有双重互锁的电动机正反转点动控制电路。,（3）主轴箱和立柱松开与夹紧的控制 由松开按钮SB5、KM4和夹紧按钮SB6、KM5组成的正反转点动控制电路实现的。,3、照明及信号电路分析,机床局部照明灯EL 由控制变压器T提供24V安全电压，由手动开关SA2控制。 信号指示灯HL1HL3 由控制变压器T二次侧提供的另一AC 6.3V电压控制，HL1为主轴箱与立柱松开指示灯，HL2为主轴箱与立柱夹紧指示灯，HL3为主轴旋转工作指示灯。,3.4.3 Z3040
15、型摇臂钻床电气控制电路常见 故障分析与检修,1、摇臂不能升降,2、摇臂升降后，摇臂夹不紧,3、立柱、主轴箱不能夹紧或松开,4、摇臂上升或下降限位保护开关失灵,5、按下SB6，立柱、主轴箱能夹紧，但释放后就松开,3. 5 XA6132型卧式万能铣床电气控制,3.5.1 卧式万能铣床主要结构及控制要求,图3-9 XA6132 型卧式万能铣床结构示意图 1底座 2进给电动机 3升降台 4进给变速手柄及变速盘 5滑板 6转动部分 7工作台 8刀架之杆 9悬梁 10主轴 11主轴变速盘 12主轴变速手柄 13床身 14主轴电动机,1、XA6132型卧式万能铣床的主要结构,2、摇臂钻床的运动形式,XA61
16、32型万能铣床主要由底座、床身、主轴、悬梁、刀杆支架、工作台、溜板和升降台等几部分组成，如图3-9所示。,主运动 主轴带动铣刀的旋转运动。 进给运动 工件夹持在工作台上在垂直于铣刀轴线方向做直线运动，包括工作台上下、前后、左右3个互相垂直方向上的进给运动。 辅助运动 工件与铣刀相对位置的调整运动即工作台在上下、前后、左右3个互相垂直方向上的快速直线运动及工作台的回转运动。,（1） 采用单独传动，即主轴和工作台分别由主轴电动机，进给电动机拖动。而工作台工作进给与快速移动由进给电动机拖动；经电磁离合器传动来获得。,（2）主轴能移实现正、反转但旋转方向不需经常改变。,（3）采用电磁离合器控制主轴停车制动和主轴上刀制动。,（4） 进给电动机能正、反转。而且，同一时间只允许工作台只有一个方向的移动，故应有联锁保护。,（5） 使用圆工作台时，工作
