组合机床的电气控制

第六节组合机床的电气控制组合机床是针对特定工件，采用多刀、多面、多工序、多工位同时加工，是由通用部件和专用部件组成的具有工作自动循环功能的高效率专用机床。它的动力部件采用电动机驱动或采用液压系统驱动，电气控制线路是将各个部件的工作组合成一个统一的循环系统，是典型的机电或机电液一体化的自动化加工设备。组合机床的通用部件有：动力部件，如动力头和动力滑台；支承部件，如滑座、床身、立柱和中间底座；输送部件，如回转分度工作台，回转鼓轮、自动线工作回转台及零件输送装置；控制部件，如液压元件、控制板、按钮台及电气挡板；其它部件，如机械扳手、排屑装置和润滑装置等。通用部件已标准化、系列化和通用化。一、组合机床的主要结构及运动形式双面钻孔组合机床用于在工件两相对表面上钻孔，机床的结构简图如图所示。1-侧底座2-刀具电动机3-工件及定位夹位夹紧装置4-主轴箱及钻头5-动力滑台机床由动力滑台提供进给运动，电动机拖动主轴箱的刀具主轴提供切削主运动。两液压动力滑台对面布置，安装在标准侧底座上，刀具电动机固定在滑台上，中间底座上装有工件定位夹紧装置。机床工作的自动循环过程如图3-14a所示。工作时，工件装入夹具（定夹位夹紧装置），按动起动按钮SB6，开始工件的定位和夹紧，然后两面的动力滑台同时进行快速进给，工作进给和快速退回的加工循环，同时刀具电动机也起动工作，冷却泵在工进过程中提供切削液，加工循环结束后，动力滑台退回到原位，夹具松开并拔出定位销，一次加工的工作循环结束。二、组合机床的拖动特点及控制要求1）机床的动力滑台和工件的定位夹紧装置均由液压系统驱动，定位夹紧装置的动作由定位销液压缸和夹紧液压缸完成，三位四通电磁换向阀控制液压缸活塞运动方向的切换。电磁阀线圈YV5-1与YV5-2控制定位销液压缸活塞运动方向，YV1-1与YV1-2控制夹紧液压缸活塞运动方向，YV2-1、YV2-2，YV4-1为左机滑台油路中电磁换向阀线圈，YV3-1、YV3-2，YV6-1为右机滑台油路中电磁换向阀线圈，各工步电磁阀线圈通电状态如表3-4所示。表3-4电器动作表电磁换向阀线圈电动机转换指令YV1-1YV1-2YV2-1YV2-2YV4-1YV3-1YV3-2YV4-2YV5-1YV5-2M2M3M4工件定位+SB6工件夹紧+SQ2滑台快进（+）++++++KP滑台工进（+）+++++SQ3,SQ6滑台快退（+）++++SQ4,SQ7松开工件+SQ5,SQ8拔定位销+SQ9停止SQ1备注夹紧左机滑台右机滑台定位刀具电动机冷却注:()为保持得电;“+”为得电；空格为失电。2）M1为液压泵的驱动电动机，液压泵电动机M1首先直接起动，使系统正常供油后，其它电动机的控制电路以及液压系统的控制电路方可通电工作。3）M2为左机的刀具电动机，M3为右机的刀具电动机，刀具电动机在滑台进给循环开始时即起动，滑台退回原位后停机。4）M4为冷却泵电动机，冷却泵电动机可由手动控制起停，也可机动控制在滑台工作进给时，自动起动供液和工作进给结束时停止供液。三、组合机床的电气控制双面钻孔组合机床的控制电路如图3-14b、c所示，电器元件说明表如表3-5所示。a）机床工作循环图b）机床控制电路图一c）机床控制电路图二图3-14双面钻孔组合机床控制电路表3-5电器元件说明表符号名称及用途符号名称及用途M1油泵电动机SA6右机摘除开关M2左机刀具电动机SA7左机工作方式选择开关M3右机刀具电动机SA8右机工作方式选择开关M4冷却泵电动机QS电源隔离开关KM1油泵电动机起动接触器SB1总停按钮KM2左机刀具电动机起动接触器SB2油泵电动机起动按钮KM3右机刀具电动机起动接触器SB3，SB4刀具电动机起停按钮M4冷却泵电动机起动接触器SB5，SB6液压系统循环工作起停按钮KA1～9中间继电器SB7松开夹具按钮SQ1，SQ2定位行程开关SB8，SB9左机点动向前和复位按钮SQ3，SQ4，SQ5左机滑台行程开关SB10，B11右机点动向前和复位按钮SQ6，SQ7，SQ8右机滑台行程开关FR1～4电动机热继电器SQ9压紧原位行程开关FU1～7熔断器SA1～3电动机摘除开关TC变压器SA4冷却泵电动机开关VC整流器SA5左机摘除开关SP压力继电器图中主回路共有四台电动机，电动机均为直接起动，单向旋转，由接触器KM1、KM2、KM3、KM4分别控制电动机Ml、M2、M3和M4的定子绕组通电或断电。控制回路有交流电路部分和直流电路部分，交流部分用于对电动机进行控制，直流部分用于对液压系统的控制。1、交流电路交流控制电路中，SB1为总停按钮，SB2为油泵电动机的起动按钮。当按下SB2时，油泵电动机的控制接触器KM1线圈得电，其主触点闭合，油泵电动机起动工作，其辅助触点闭合，接通刀具电动机的控制电路和液压系统的控制电路，满足机床进入加工工作循环的条件。刀具电动机M2与M3在加工自动循环过程中，由中间继电器及行程开关控制起停，在调整时，由按钮SB3、SB4手动控制起停，通过选择开关SA1与SA2将刀具电动机从工作循环中摘除，以便于运动部件分别调整。冷却泵电动机有两种工作方式：一是通过开关SA4手动控制；一是通过工进工作状态中间继电器KA3和KA6的触点机动控制，选择开关SA3可将冷却泵电动机从工作循环中摘除。2、直流电路直流电路部分控制液压系统，实现运动的自动循环控制，控制电路由定位夹紧控制部分、左机滑台控制部分、右机滑台控制部分组成，可实现整机自动循环控制、单机半自动循环控制和滑台点动与复位控制。开始全自动工作循环时，接触器KM1的辅助触点闭合；左右机的滑台在原位并压下行程开关SQ5、SQ8；定位液压缸及来紧缸的活塞均在原位，SQ1与SQ9均压下。当以上条件满足时，压下起动循环的按钮SB6，即可开始自动加工工作循环过程，按钮SB5可中止循环。加工自动工作循环的全过程见电器动作顺序表3-6。选择开关SA5与SA6可将左机滑台和右机滑台从整机循环中摘除，从而实现单机半自动循环。当SA5触点闭合，SA6触点断开时，右机从循环中摘除，此时按动起动循环按钮SB6，左机单循环，当SA5触点断开，SA6触点闭合，左机摘除，右机单循环，当SA5与SA6均断开时，可调整定位夹紧的控制。左机与右机滑台的选择开关SA7与SA8选择滑台的工作方式是：选择手动时，可通过点动按钮SB8与SB10分别向前点动滑台；选择自动工作方式时，可通过复位按钮SB9与SBll分别使滑台快退回原位。组合机床的控制是一典型的顺序控制，实际生产中，常采用可编程序控制器来构成电气控制系统，使得电气控制设备体积小，工作可靠，并且控制要求易于修改，特别是在多动力部件，运动循环复杂的情况下，优点更突出。表3-6加工自动工作循环的全过程电器动作顺序表