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第三章常用机床电气控制第一节车床的电气控制第二节磨床的电气控制第三节钻床的电气控制第四节铣床的电气控制第五节镗床的电气控制小结第三章常用机床电气控制1.学会阅读、分析机床电气控制电路的方法、步骤，加深对典型控制环节的理解和应用，2.了解机床上机械、液压、电气三者的紧密配合，3.从机床加工工艺出发，掌握各种典型机床的电气控制，为机床及其生产机械电气控制的设计、安装、调试、运行等一定基础。机床的电气控制:1.能够实现起动、制动、反向和调速等基本要求，2.满足生产工艺的各项要求3.保证机床各运动的准确和相互协调，具有各种保护装置，工作可靠，实现操作自动化等。分析机床电气控制电路时，应注意的问题：1）对机床的基本结构、运动情况、加工工艺要求等应有一定的了解，做到了解控制对象，明确控制要求。2）应了解机械操作手柄与电器开关元件的关系；了解机床液压系统与电气控制的关系等。3）将整个控制电路按功能不同分成若干局部控制电路，逐一分析，分析时应注意各局部电路之间的连锁与互锁关系，然后再通观整个电路，形成一个整体概念。4）抓住各机床电气控制的特点，深刻理解电路中各电器元件、各触点的作用，学会分析的方法，养成分析的习惯。图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;9一床身第一节车床的电气控制车床是一种应用最为广泛的金属切削机床，能够切削外圆、内圆、端面、螺纹、定型表面，并可以用钻头、绞刀等进行加工。=videoMultiNeed=videoMultiNeed结构：卧式车床主运动由床身、主轴变速箱、尾座进给箱、丝杠、光杠、刀架和溜板箱等组成。运动：1.主运动是主轴通过卡盘或顶尖带动工件的旋转运动，它承受车削加工时的主要切削功率。2.进给运动是溜板带动刀架的纵向或横向直线运动。3.辅助运动包括刀架的快速进给与快速退回，尾座的移动与工件的夹紧与松开等。•2.普通车床的电力拖动特点及控制要求•(1)大多数中小型车床采用三相笼型感应电动机拖动，主轴的变速是靠齿轮箱的机械有级调速来实现。(2)主运动与进给运动由一台电动机拖动，电动机需要正反转运动。车床刀架的快速移动由一台单独的进给电动机拖动，单向旋转。(3)主轴电动机的启动、停止应能实现自动控制。一般中小型车床均采用直接启动，当电机容量较大时，常用丫-△降压启动。(4)进行车削加工时，刀具的温度高，需要冷却液来进行冷却。为此，车床备有一台冷却泵电动机，为车削工件时输送冷却液，冷却泵电动机也采用笼型异步电动机，它只需单方向旋转，而且不需要调速。(5)车床的电力拖动必须有过载、短路、失压保护。照明装置须使用安全电压。2.4普通车床的电气控制线路•三、C650-2型普通车床的电气控制•如图2-33所示为0650-2型普通车床的电气控制原理图。•1.控制特点•(1)主轴电动机M1采用电气正反转控制。•(2)M1容量为20kW，惯性大，采用电气反接制动。•(3)为便于对刀操作，主轴可做点动调整。•(4)刀架能快速移动。•(5)用电流表A检测主轴电动机负载情况。上一页下一页返回2.4普通车床的电气控制线路三、C650-2型普通车床的电气控制如下页图所示为C650-2型普通车床的电气控制原理图。1.控制特点(1)主轴电动机M1采用全压起动电气正反转控制，可做点动，采用电气反接制动。(2)刀架移动电动机M2全压起动，单向旋转。(3)冷却用电动机M3可由位置开关释放而停止。(4)用电流表A检测主轴电动机负载情况。上一页下一页返回C650-2型普通车床的电气控制原理图返回C6520-2车床电气控制功能1.SB4主轴正转点动2.按SB2主轴电动机正转全压起动运行3.按SB4主轴电动机反转全压起动运行4.按SB1停车，串电阻限流反接制动5.按SB6，冷却泵电动机起动，连续运转，按SB5，冷却泵电动机停止6.手动压快速移动刀架手柄，行程开关闭合，快速移动电动机全压起动运行，制动扳回手柄，行程开关复位第二节磨床的电气控制一、平面磨床概述1.平面磨床的主要结构及运动形式磨床是一种用砂轮的周边或端面进行磨削加工的精密机床，用于加工金属零件外圆、内圆、平面或特种型面。磨床的种类很多，常见的有外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床，另外还有一些专用磨床，如螺纹磨床、齿轮磨床、球面磨床等。平面磨床主要由床身、工作台、电磁吸盘、砂轮箱(又称磨头)、滑座和立柱等部分组成。平面磨床有卧轴距台、立轴矩台、卧轴圆台、立轴圆台四种下一页返回3.2平面磨床的电气控制线路工作特点=videoMultiNeed主运动是砂轮的旋转运动，进给运动有垂直进给(滑座在立柱上的上、下运动)，横向进给(砂轮箱在滑座上的水平移动)和纵向进给(工作台沿床身的往复运动)。工作时，砂轮旋转，并沿其轴向做定期的横向进给运动。工件固定在工作台上，工作台带动工件做直线往返运动。矩形工作台每完成一纵向行程时，砂轮做横向进给，当加工整个平面后，砂轮做垂直方向的进给，从而完成整个平面的加工。2.平面磨床的电力拖动特点1）砂轮一般不要求调速，所以通常采用笼型异步电动机拖动。这种电动机的转轴就是砂轮轴。2）由一台液压泵电动机拖动液压泵，通过液压装置以实现工作台的往复运动和砂轮横向的连续与断续进给。3）采用冷却液冷却，并由冷却泵电动机拖动。上一页下一页返回3.2平面磨床的电气控制线路基于上述拖动特点，对平面磨床的控制有如下要求:(1)砂轮电动机、液压泵电动机和冷却泵电动机都只要求单方向旋转。(2)冷却泵电动机随砂轮电动机运转而运转，但冷却泵电动机不需要时，可单独断开冷却泵电动机。(3)具有完善的保护环节。其包括各电路的短路保护，电动机的长期过载保护，零压保护，电磁吸盘的欠电流保护，电磁吸盘断开时产生高电压而危及电路中其他电气设备的保护等。(4)正常工作使用电磁吸盘时，能开动机床各电动机;调整机床不使用电磁吸盘时，也能开动机床各电动机。但在使用电磁吸盘的工作状态时，必须保证电磁吸盘吸力足够大时，才能开动机床各电动机。(5)具有电磁吸盘吸持工件、松开工件，并有工件去磁的控制环节。(6)具有必要的照明与指示信号。上一页下一页返回一、控制电路的特点（1）砂轮电动机M1容量为25KW，采用Y-D减压起动。（2）工作台旋转由双速电动机M2拖动，慢速时电动机联结成D形，快速时为YY联结。（3）电动机M2和冷却泵电动机M5由手动选择开关SA1、SA3操作，为实现M2、M5的零电压保护，设置了零压继电器KHV。（4）工作台的左右运动，磨头上下运动全都采用电气控制。（5）机床设有完善的保护环节：FR1～FR5热继电器实现电动机M1～M5的过载保护；FU1、FU2熔断器分别为M2及M3～M5电动机的短路保护；行程开关SQ1、SQ2及SQ3分别为工作台左行、右行及磨头上升的限位保护；接触器KM8与KM3及KM4的电气互锁，实现工作台旋转与磨头下降运动之间的互锁。（6）M7475B型立轴圆台磨床电气控制电路由两部分组成。一部分为交流继电-接触器控制系统，控制交流电力拖动部分；另一部分为电子控制电路，控制电磁吸盘（magncticchuck）的励磁与退磁。由按钮SB8、SB9控制中间继电器KA1，再由KA1控制KA2，实现对电磁吸盘的控制。其中V1、V2组成电子开关电路，用于给电磁吸盘励磁，V3和V4组成多谐振荡器电路，用于电磁吸盘的退磁。5、冷却泵电动机的控制冷却泵电动机M5由开关SA3来控制接触器KM9，以实现其起动与停止。三、电磁吸盘励磁与退磁的控制平面磨床是依靠电磁吸盘来吸持工件，然后进行磨削加工。工件磨削加工完成后，为使工件从吸盘上取下来，要求对电磁吸盘进行退磁。1、电磁吸盘励磁控制在图3-2中，按下励磁按钮SB8，励磁中间继电器KA1线圈通电并自保，触点KA1（100-100a）断开，切断退磁中间继电器KA2电路，其触点KA2（110-118）、KA2（134-121）、KA2（135-123）断开，晶体管V1因发射极断开而不能工作，V3、V4则因输出端断开而不起作用，此时只有晶体管V2正常工作。V2选用的是3AX81PNP型锗管，当它的发射极和基极之间的电压UEB≥0.2V时，V2导通；小于0.2V时，V2截止。在V2的发射极、基极回路中，有两个输入电压，一个是从电位器RP3上取出的电压UEA，即电容器C6两端的电压；另一个是从电位器RP2上取出并经二极管V21整流的电压UBA，即动作R11两端的电压。UBA来自同步变压器TS2的220V交流电压，在其正半周，正弦波电压被稳压管V10削成梯形波后加在RP2上；在其负半周，电源电压经V10、R15构成回路，如若忽略V10正向管压降0.6V，则RP2上没有电压，使V21截止。这样，梯形波经V21给电容器C7充电，使UC7电压逐渐上升。V21截止时，C7对R11放电，在R11两端出现锯齿形电压UBA，且UBA0。这样UEB＝UEA+UAB＝UEA-UBA，所以，RP3电位器上取出电压UEA愈高，则V2的UEB愈高，V2趋向导通；而锯齿波电压UBA上升，使V2的UEB减小，V2趋向截止。在UEA、UBA两个电压共同作用下，使V2处于两种工作状态：当UEB≥0.2V时，V2导通；当UEB0.2V时，V2截止。在一般情况下，UBA处于峰值及其附近的较高电压值时，UEB0.2V，V2截止；当锯齿波电压UBA在较低电压值时，V2导通。V2开始导通时，其集电极上的脉冲变压器TP2产生一个触发脉冲，经V20送到晶闸管V6的控制极和阴极之间，使V6触发导通，电磁吸盘YH通电。半个周期后，V6阴极电压改变极性，晶闸管被关断。V2在电源电压的每个周期内导通一次，晶闸管也随着导通一次。于是，电磁吸盘YH中流过单方向脉动电流，而其脉动电压在100V左右。调节RP3改变给定电压UEA的大小，当UEA大时，V2导通时间提前，触发脉冲前移，晶闸管导通角加大，YH中电流增大，电磁吸盘吸力加大，反之，UEA小时，电磁吸盘吸力将减小。2、电磁吸盘退磁控制当工件磨削完毕，在取下工件前，应使电磁吸盘退磁。退磁时，按下停止按钮SB9，励磁中间继电器KA1线圈断电释放，其常闭触点闭合，使退磁中间继电器KA2线圈通电吸合，触点KA2（110-118）、KA2（134-121）、KA2（135-123）闭合，接通V1的发射极和V3、V4的输出电路。而触点KA2（141-142）断开，因此C10经R23与RP3放电，RP3两端电压和给定电压UEA逐渐降低。由V3、V4及有关的阻容件组成对称多谐振荡器电路。放大器V3和V4通过C8和C9互相耦合，轮流导通和截止。V3、V4一管截止时另一管导通，产生自激振荡，振荡频率由R18、R20和C8、C9决定。V3或V4导通时，输出一个振荡电压，加到晶体管的基极，提高了基极电位，使V1或V2趋向截止。V3、V4轮流输出电压，V1、V2轮流截止与导通。脉冲变压器TP1、TP2轮流输出触发脉冲，分别送到V5和V6的控制极，使V5和V6轮流导通，通过电磁吸盘YH的电流交替改变，其变化的频率就是多谐振荡器的振荡频率。由于C10的放电，给定电压UEA在逐渐减小，触发脉冲逐渐后移，晶闸管导通角逐渐减小。所以YH上通过的交变电流及其两端的交变电压也逐渐降低，最后趋向于零，实现电磁吸盘的退磁。第三节钻床的电气控制钻床是一种孔加工机床，可用来钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹及修刮端面等多种形式的加工。