1、第一节第一节 铣床的电气控制铣床的电气控制 铣床可用来加工各种形状的表面：平面、成铣床可用来加工各种形状的表面：平面、成形面、沟槽等，甚至还可加工回转体，铣床的效形面、沟槽等，甚至还可加工回转体，铣床的效率很高。率很高。分类：分类：按结构型式和加工特点不同，可分为按结构型式和加工特点不同，可分为立式铣床立式铣床、卧式铣床卧式铣床、龙门铣床龙门铣床、仿形铣床仿形铣床和各和各种专用铣床。种专用铣床。铣床所用的切削刀具为各种形式的铣刀。铣床所用的切削刀具为各种形式的铣刀。铣床的铣床的主运动主运动：刀具的旋转运动；：刀具的旋转运动；进给运动：进给运动：在大多数铣床上是由工件在垂直在大多数铣床上是由工件
2、在垂直铣刀轴线方向的直线移动来实现。为了调整铣刀铣刀轴线方向的直线移动来实现。为了调整铣刀与工件的相对位置，工件或铣刀可在三个相互垂与工件的相对位置，工件或铣刀可在三个相互垂直的方向上作调整运动。而且根据加工要求，可直的方向上作调整运动。而且根据加工要求，可在其中的任何一个方向上作进给运动。在其中的任何一个方向上作进给运动。下面以下面以X62W型万能升降台铣床型万能升降台铣床为例。为例。一、铣床结构外形与运动形式一、铣床结构外形与运动形式 铣床铣床结构结构：箱形的：箱形的床身床身13固定在固定在底座底座1上，在床身内上，在床身内装有主轴传动机构及主轴变速操纵机构。在床身的顶部装有主轴传动机构及
3、主轴变速操纵机构。在床身的顶部有有水平导轨水平导轨，上面是带有一个或两个，上面是带有一个或两个刀杆支架刀杆支架的的悬梁悬梁。刀杆支架刀杆支架3上安装与主轴相连的刀杆及上安装与主轴相连的刀杆及铣刀铣刀，以进行切，以进行切削加工。在床身的前方有削加工。在床身的前方有垂直导轨垂直导轨，升降台升降台可沿其作上可沿其作上下移动。在升降台上面的水平导轨上，装有可平行于主下移动。在升降台上面的水平导轨上，装有可平行于主轴线的方向移动轴线的方向移动（横向移动）（横向移动）的的溜板溜板5。工作台工作台7可沿溜可沿溜板上部转动部分板上部转动部分6的导轨在垂直于主轴轴线方向移动的导轨在垂直于主轴轴线方向移动（纵（纵
4、向移动）向移动）。安装在工作台上的工件，可以在三个方向调整位置安装在工作台上的工件，可以在三个方向调整位置或完成进给运动。或完成进给运动。此外，由于转动部分对溜板此外，由于转动部分对溜板5可绕垂直轴线转动一可绕垂直轴线转动一个角度个角度(通常为通常为45)，即工作台于水平面上除能平行，即工作台于水平面上除能平行或垂直于主轴轴线方向进给外，还能或垂直于主轴轴线方向进给外，还能在倾斜方向上进在倾斜方向上进给给，从而完成铣，从而完成铣螺旋槽的加工螺旋槽的加工。该铣床还可安装该铣床还可安装圆工作台圆工作台以扩大铣削能力。以扩大铣削能力。卧式铣床与卧式万能铣床唯一的区别：在于前者没卧式铣床与卧式万能铣床
5、唯一的区别：在于前者没有转动部分有转动部分6，因此不能加工螺旋槽。，因此不能加工螺旋槽。图图5-1 铣床结构及运动简图铣床结构及运动简图a)铣床结构外形图铣床结构外形图 b)运动简图运动简图1-床身（立柱）床身（立柱）2-悬梁悬梁 3-刀杆支架刀杆支架 4-主轴主轴 5-工作台工作台 6-升降台升降台 7-升降导轨升降导轨 二、二、X62W型铣床的电力拖动特点型铣床的电力拖动特点及控制要求及控制要求 1.铣床主轴的旋转运动为主运动，主轴电动机铣床主轴的旋转运动为主运动，主轴电动机M1（功率（功率7.5kw）空载时直接起动，为满足顺銑和逆銑两种）空载时直接起动，为满足顺銑和逆銑两种工作方式，要求
6、主轴能正反转，采用电磁离合器控制主轴工作方式，要求主轴能正反转，采用电磁离合器控制主轴停车制动和主轴上刀制动，主轴电动机停车制动和主轴上刀制动，主轴电动机M1可在两处进行可在两处进行起停操作。起停操作。2.主轴电动机应设有停车制动，以保证主轴迅速停止。主轴电动机应设有停车制动，以保证主轴迅速停止。同时，主轴在上刀时，也应使主轴制动。为此，采用电磁同时，主轴在上刀时，也应使主轴制动。为此，采用电磁离合器控制主轴停车制动和主轴上刀制动。离合器控制主轴停车制动和主轴上刀制动。3.为提高主轴旋转的均匀性并消除铣削加工时的振为提高主轴旋转的均匀性并消除铣削加工时的振动，主轴上装有飞轮。主轴由主轴电动机经
7、主轴变速箱驱动，主轴上装有飞轮。主轴由主轴电动机经主轴变速箱驱动，可获得动，可获得18种转速，调速范围为种转速，调速范围为50:1。4.铣床工作台的进给运动，由单独电动机铣床工作台的进给运动，由单独电动机M2拖动，拖动，直接起动。为满足工作台在三个相互垂直方向上的进给运直接起动。为满足工作台在三个相互垂直方向上的进给运动，要求动，要求M2能正反转能正反转,工作台还可在三个相互垂直方向上工作台还可在三个相互垂直方向上的快速直线移动，铣床的纵向进给能实现自动循环。并由的快速直线移动，铣床的纵向进给能实现自动循环。并由手柄操作机械离合器选择进给运动的方向。手柄操作机械离合器选择进给运动的方向。5.铣
8、床在铣削加工时，为提高生产率，在小进刀量时铣床在铣削加工时，为提高生产率，在小进刀量时用高速铣削，反之，用低速铣削。用高速铣削，反之，用低速铣削。这就要求主传动系统在保持功率不变下能够调速。这就要求主传动系统在保持功率不变下能够调速。主主轴电动机轴电动机采用采用笼型异步电动机笼型异步电动机，经齿轮变速箱拖动主轴。，经齿轮变速箱拖动主轴。主轴运动和进给运动的速度都可以通过机械方法调节，采主轴运动和进给运动的速度都可以通过机械方法调节，采用用变速孔盘变速孔盘选择较合适的速度。变换速度时，主轴电动机选择较合适的速度。变换速度时，主轴电动机和进给电动机都能作和进给电动机都能作瞬时冲动瞬时冲动，使变速齿
9、轮易于啮合使变速齿轮易于啮合。6.具有可靠的电气联锁与保护环节具有可靠的电气联锁与保护环节 （1）只有在主轴电动机已经起动的情况下，才能开动）只有在主轴电动机已经起动的情况下，才能开动工作台的进给和快速运动，否则将造成设备事故。工作台的进给和快速运动，否则将造成设备事故。（2）主轴电动机的接触器一旦失电释放，进给电动机）主轴电动机的接触器一旦失电释放，进给电动机的接触器也要失电释放。的接触器也要失电释放。（3）操作手柄和开关能使工作台六个方向的进给和快）操作手柄和开关能使工作台六个方向的进给和快速运动，但在同一时刻只能选择其中之一。速运动，但在同一时刻只能选择其中之一。四、四、X62W型铣床的
10、电气控制型铣床的电气控制 （一）主拖动控制电路分析（一）主拖动控制电路分析 1.主轴电动机的起动控制主轴电动机的起动控制 主轴电动机主轴电动机M1空载直接起动，起动前，由组合开关空载直接起动，起动前，由组合开关SA5预选电动机的转向，控制电路中选择开关预选电动机的转向，控制电路中选择开关SA2选定电选定电动机的为正常工作方式，即动机的为正常工作方式，即SA2-1触点闭合，触点闭合，SA2-2触点触点断开，然后按动按钮断开，然后按动按钮SB3或或SB4，KMl线圈得电吸合，其线圈得电吸合，其主触点接通主触点接通M1电路，实现电路，实现M1按给定方向起动旋转；按给定方向起动旋转；按下停止按钮按下停
11、止按钮SB1或或SB2，主轴电动机，主轴电动机M1停转。停转。SB3或或SB4与与SB1或或SB2分别位于两个操作板上，以实现两地分别位于两个操作板上，以实现两地操作控制。操作控制。表表5-1 电器元件表电器元件表 符符 号号名称及用途名称及用途 符符 号号名称及用途名称及用途 M1主轴电动机主轴电动机SA4照明灯开关照明灯开关 M2进给电动机进给电动机SA5主轴换向开关主轴换向开关 M3冷却泵电动机冷却泵电动机QS电源隔离开关电源隔离开关 KM1主电动机起动接触器主电动机起动接触器SB1，SB2主轴停止按钮主轴停止按钮 KM2 进给电动机正转接触器进给电动机正转接触器SB3，SB4主轴起动按
12、钮主轴起动按钮 KM3 进给电动机反转接触器进给电动机反转接触器SB5，SB6工作台快速移动按钮工作台快速移动按钮 KM4 快速接触器快速接触器FR1主轴电动机热继电器主轴电动机热继电器 SQ1工作台向后进给行程开关工作台向后进给行程开关FR2进给电动机热继电器进给电动机热继电器 SQ2工作台向左进给行程开关工作台向左进给行程开关FR3冷却泵热继电器冷却泵热继电器 SQ3工作台向前、向下进给行程开关工作台向前、向下进给行程开关FU18熔断器熔断器 SQ4工作台向后、向上进给行程开关工作台向后、向上进给行程开关TC变压器变压器 SQ6进给变速瞬时点动开关进给变速瞬时点动开关VC整流器整流器 SQ
13、7主轴变速瞬时点动开关主轴变速瞬时点动开关YB主轴制动电磁制动器主轴制动电磁制动器 SA1工作台转换开关工作台转换开关YC1快速进给电磁离合器快速进给电磁离合器 SA2主轴上刀制动开关主轴上刀制动开关YC2进给传动电磁离合器进给传动电磁离合器 SA3冷却泵开关冷却泵开关EL照明灯照明灯图图5-2 X62W型铣床电气控制电路图型铣床电气控制电路图 2.主轴电动机制动及换刀制动控制主轴电动机制动及换刀制动控制 为使主轴能迅速停车，控制电路采用电磁摩擦离合器为使主轴能迅速停车，控制电路采用电磁摩擦离合器YC1构成构成主轴制动停车主轴制动停车控制环节。控制环节。按下停车按钮按下停车按钮SB1或或SB2
14、，KM1线圈断电释放，主轴线圈断电释放，主轴电动机电动机M1断开三相交流电源；同时，断开三相交流电源；同时，YC1线圈通电，产生线圈通电，产生磁场，在电磁吸力作用下将摩擦片压紧产生制动，使主轴磁场，在电磁吸力作用下将摩擦片压紧产生制动，使主轴迅速制动。迅速制动。当松开按钮当松开按钮SB1或或SB2时，时，YC1线圈断电，摩擦片松线圈断电，摩擦片松开，制动结束。开，制动结束。这种制动方式迅速、平稳，制动时间不超过这种制动方式迅速、平稳，制动时间不超过0.5s。当进行上刀和换刀操作时，为防止主轴意外转动发生当进行上刀和换刀操作时，为防止主轴意外转动发生事故，在主轴上刀或更换铣刀时，主轴需处在断电停
15、车和事故，在主轴上刀或更换铣刀时，主轴需处在断电停车和制动状态。制动状态。电路上设有主轴上刀制动环节，在主轴上刀换刀前，电路上设有主轴上刀制动环节，在主轴上刀换刀前，将将SA2扳到扳到“接通接通”位置，触点位置，触点SA2-1断开，使主轴起动断开，使主轴起动KM1线圈断电，线圈断电，M1不能起动旋转；另一触点不能起动旋转；另一触点SA2-2闭合，接通闭合，接通主轴制动电磁离合器主轴制动电磁离合器YC1线圈电路，摩擦片压紧，使主轴线圈电路，摩擦片压紧，使主轴处于制动状态。上刀换刀结束后，再将处于制动状态。上刀换刀结束后，再将SA2扳到扳到“断开断开”位位置，触点置，触点SA2-2断开，解除主轴制
16、动状态；断开，解除主轴制动状态；同时，触点同时，触点SA2-1闭合，为主轴电动机起动作准备。闭合，为主轴电动机起动作准备。3.主轴的变速冲动控制主轴的变速冲动控制 变换主轴转速的操作过程如下：变换主轴转速的操作过程如下：（1）将主轴变速手柄向下压，然后拉动手柄；）将主轴变速手柄向下压，然后拉动手柄；（2）旋转变速数字盘，选择好速度；）旋转变速数字盘，选择好速度；（3）将主轴变速手柄推回原位。）将主轴变速手柄推回原位。在把变速手柄推回原位时，将瞬间压下主轴变速行程在把变速手柄推回原位时，将瞬间压下主轴变速行程开关开关SQ7，使开触点，使开触点SQ7闭合，闭触点闭合，闭触点SQ7断开。于是断开。于
17、是KM1线圈瞬间通电吸合，其主触头瞬间接通主轴电动机线圈瞬间通电吸合，其主触头瞬间接通主轴电动机M1，作，作瞬时点动瞬时点动，拖动主轴变速箱中的齿轮转动一下，拖动主轴变速箱中的齿轮转动一下，使变速齿使变速齿轮顺利地滑入啮合位置轮顺利地滑入啮合位置，完成，完成变速过程变速过程。这就是这就是主轴变速冲动主轴变速冲动。当变速手柄复位后，开关当变速手柄复位后，开关SQ7就不再受压，触点恢复就不再受压，触点恢复原状，切断了主轴电动机原状，切断了主轴电动机M1瞬时点动的控制电路，主轴瞬时点动的控制电路，主轴变速冲动一次结束。变速冲动一次结束。手柄复位时要求动作迅速、连续，一次不到位应立手柄复位时要求动作迅
18、速、连续，一次不到位应立即拉出，即拉出，以免压合以免压合SQ7时间过长，主轴电动机转速升得过时间过长，主轴电动机转速升得过高，不利于齿轮啮合高，不利于齿轮啮合甚至打坏齿轮。但在变速手柄推回，甚至打坏齿轮。但在变速手柄推回，接近原位时，应减慢推动速度，以利齿轮啮合。当手柄完接近原位时，应减慢推动速度，以利齿轮啮合。当手柄完全推回原位时，开关全推回原位时，开关SQ7又恢复原状，切断了主轴电动机又恢复原状，切断了主轴电动机的冲动控制电路。的冲动控制电路。（二）进给（二）进给M2拖动控制电路分析拖动控制电路分析 进给进给M2拖动控制电路分为三部分：拖动控制电路分为三部分：（1）顺序控制部分，主轴）顺序
19、控制部分，主轴M1起动后，进给起动后，进给M2的正反的正反转接触器转接触器KM3、KM4才能得电。才能得电。（2）工作台各进给运动之间的联锁控制部分，可实现）工作台各进给运动之间的联锁控制部分，可实现水平工作台各运动之间的联锁，也可实现水平工作台与圆水平工作台各运动之间的联锁，也可实现水平工作台与圆工作台各运动之间的联锁。工作台各运动之间的联锁。（3）进给）进给M2正反转接触器控制电路部分。正反转接触器控制电路部分。1.水平工作台纵向进给运动的控制水平工作台纵向进给运动的控制 操作手柄与行程开关操作手柄与行程开关SQl、SQ2组合控制。组合控制。纵向操作手柄有左、右两个工作位和一个中间不工作位
20、。纵向操作手柄有左、右两个工作位和一个中间不工作位。控制过程如表控制过程如表5-2所示。所示。纵向操作手柄扳到中间位置时，行程开关都处于未被压下纵向操作手柄扳到中间位置时，行程开关都处于未被压下的原始状态。的原始状态。M2不转动，工作台停止移动。不转动，工作台停止移动。工作台两端装有限位撞块，当运行到终端时，撞块撞工作台两端装有限位撞块，当运行到终端时，撞块撞击手柄，回到中间位，工作台终端停车实现了击手柄，回到中间位，工作台终端停车实现了限位保护限位保护。表表5-2 工作台纵向进给运动过程工作台纵向进给运动过程 2.水平工作台横向和升降进给运动控制水平工作台横向和升降进给运动控制 通过十字复式
21、手柄和行程开关通过十字复式手柄和行程开关SQ3、SQ4组合控制，组合控制，操作手柄有上、下、前、后四个工作位和一个中间不工作操作手柄有上、下、前、后四个工作位和一个中间不工作位。位。进给过程如表进给过程如表5-3所示。所示。十字复式操作手柄扳回中间位置时，横向和垂直方向十字复式操作手柄扳回中间位置时，横向和垂直方向的机械离合器脱开，的机械离合器脱开，SQ3、SQ4不再受压而复位，动合触点不再受压而复位，动合触点SQ3或或SQ4断开，断开，KM2或或KM3线圈断电释放，电动机线圈断电释放，电动机M2停停止旋转，工作台向前进给停止。止旋转，工作台向前进给停止。表表5-3 工作台横向和垂直方向进给运
22、动过程工作台横向和垂直方向进给运动过程 3.水平工作台进给运动的联锁控制水平工作台进给运动的联锁控制 工作台六个方向的运动，在同一时刻只容许一个方向工作台六个方向的运动，在同一时刻只容许一个方向有进给运动有进给运动，需要进行互锁。，需要进行互锁。控制线路中采用控制线路中采用机械与电气方法机械与电气方法实现。实现。机械方法机械方法使用两套操作手柄（纵向操作手柄和十字复使用两套操作手柄（纵向操作手柄和十字复式操作手柄），每个操作手柄的每个位置只有一种操作。式操作手柄），每个操作手柄的每个位置只有一种操作。电气方法电气方法是由行程开关是由行程开关SQ1SQ4各自的动断触点连各自的动断触点连成成互锁电
23、路互锁电路来实现的。纵向操作手柄控制的来实现的。纵向操作手柄控制的SQ1、SQ2的的动断触点串联在一条支路上，而十字复式操作手柄控制的动断触点串联在一条支路上，而十字复式操作手柄控制的SQ3、SQ4的动断触点串联在另一条支路上。的动断触点串联在另一条支路上。4.水平工作台的快速移动水平工作台的快速移动 水平工作台水平工作台选定进给方向后选定进给方向后，可通过，可通过电磁离合器电磁离合器YC1接通快速移动接通快速移动传动系统，实现工作台传动系统，实现工作台空行程空行程的快速移动。的快速移动。采用采用手动手动控制，按下控制，按下SB5或或SB6，KM4线圈得电，其动线圈得电，其动断触点断开，使正常
24、进给电磁离合器断触点断开，使正常进给电磁离合器YC2线圈失电，断开线圈失电，断开正常进给传动系统；正常进给传动系统；KM4动合触点闭合，使快速给电磁离动合触点闭合，使快速给电磁离合器合器YC1线圈得电，接通快速移动传动系统，水平工作台线圈得电，接通快速移动传动系统，水平工作台沿选定进给方向快速移动。沿选定进给方向快速移动。松开松开SB5或或SB6，KM4线圈失电，线圈失电，YC1线圈失电，线圈失电，YC2线圈得电，恢复水平工作台的工作进给。线圈得电，恢复水平工作台的工作进给。5.圆工作台进给拖动的控制圆工作台进给拖动的控制 为进行为进行弧形加工弧形加工，由进给电动机经传动机构驱动圆工，由进给电
25、动机经传动机构驱动圆工作台的作台的回转运动回转运动。SA1开关开关为水平工作台与圆工作台的选择开关。为水平工作台与圆工作台的选择开关。圆工作台工作时，首先将圆工作台工作时，首先将SA1扳到扳到“圆工作台圆工作台”位置，位置，SA1-1、SA1-3触点打开，触点打开，SA1-2触点闭合。触点闭合。工作台六个方工作台六个方向的进给运动都停止向的进给运动都停止，按下主轴起动按钮，按下主轴起动按钮SB3或或SB4，KA1、KM1或或KM2线圈通电吸合，主轴电动机线圈通电吸合，主轴电动机M1起动。接触器起动。接触器KM3线圈经线圈经SQ1SQ4行程开关的常闭触点行程开关的常闭触点SQ1-2、SA2-2、
26、SQ3-2、SQ2-2、SQ4-2和触点和触点SA1-2通电吸合，于是通电吸合，于是M2起起动，拖动圆工作台单方向回转。动，拖动圆工作台单方向回转。6.水平工作台的变速冲动水平工作台的变速冲动 原理原理与主轴变速冲动一样与主轴变速冲动一样，变速手柄拉出后，选择好，变速手柄拉出后，选择好速度，再将变速手柄复位，在复位过程中速度，再将变速手柄复位，在复位过程中瞬时压动瞬时压动SQ6，动合触点动合触点SQ6闭合，闭合，KM2的线圈得电，的线圈得电，M2转动。动断触点转动。动断触点SQ6断开，切断断开，切断KM2的线圈的自锁。变速手柄复位后，松的线圈的自锁。变速手柄复位后，松开开SQ6。手柄复位时要求
27、手柄复位时要求动作迅速动作迅速，一次不到位，应立即拉，一次不到位，应立即拉出，再重复瞬时点动操作，直到齿轮处于良好啮合状态，出，再重复瞬时点动操作，直到齿轮处于良好啮合状态，进入正常工作。进入正常工作。（三）冷却泵与机床照明的控制（三）冷却泵与机床照明的控制 冷却泵电动机冷却泵电动机M3通常在铣削加工时由转换开关通常在铣削加工时由转换开关SA3操操作，当扳至作，当扳至“接通接通”位置时，位置时，M3起动，拖动冷却泵。起动，拖动冷却泵。机床局部照明由照明变压器机床局部照明由照明变压器T2输出输出36V安全电压，由安全电压，由开关开关SA4控制照明灯控制照明灯EL。（四）控制电路的联锁与保护（四）
28、控制电路的联锁与保护 （1）进给运动与主运动的顺序联锁）进给运动与主运动的顺序联锁 （2）工作台六个运动方向间的联锁）工作台六个运动方向间的联锁 （3）水平工作台与圆工作台间的联锁）水平工作台与圆工作台间的联锁 （五）（五）X62W铣床的控制特点与常见故障分析铣床的控制特点与常见故障分析 1.电气控制特点电气控制特点 （1）采用）采用电磁摩擦离合器电磁摩擦离合器的传动装置，实现主轴电动的传动装置，实现主轴电动机的机的停车制动停车制动和和主轴上刀时的制动主轴上刀时的制动，对工作台的，对工作台的工作进给工作进给与与快速进给快速进给的控制。的控制。（2）主轴变速与进给变速均设有）主轴变速与进给变速均
29、设有冲动环节冲动环节。（3）进给电动机的控制采用机械挂档与电气开关联动）进给电动机的控制采用机械挂档与电气开关联动的手柄操作。的手柄操作。（4）工作台上下左右前后六个方向具有联锁保护工作台上下左右前后六个方向具有联锁保护。2.常见故障分析常见故障分析 （1）主轴停车制动效果不明显或无制动）主轴停车制动效果不明显或无制动 制动效果不明显制动效果不明显故障原因：按下停止按钮时间太短，故障原因：按下停止按钮时间太短，松手过早；可能未将停止按钮按到位，导致松手过早；可能未将停止按钮按到位，导致YC1线圈无法线圈无法通电而无制动；可能整流输出直流电压偏低，使制动效果通电而无制动；可能整流输出直流电压偏低
30、，使制动效果差；或者由于差；或者由于YC1线圈断线，造成线圈断线，造成主轴无制动主轴无制动。（2）主轴变速与进给变速时无变速冲动）主轴变速与进给变速时无变速冲动 由于主轴变速冲动开关由于主轴变速冲动开关SQ7或进给变速开关或进给变速开关SQ6在频在频繁压合下，繁压合下，开关位置改变以致压不上开关位置改变以致压不上，甚至开关底座被撞，甚至开关底座被撞碎或碎或SQ7、SQ6触点接触不良，无法接通触点接触不良，无法接通KM2，都将造成，都将造成主轴变速与进给变速时无瞬时冲动。主轴变速与进给变速时无瞬时冲动。（3）工作台控制电路的故障）工作台控制电路的故障 电路故障较多，如：电路故障较多，如：工作台能
31、够左右运动，但无垂直工作台能够左右运动，但无垂直与横向运动与横向运动。既然能左右运动则说明进给电动机。既然能左右运动则说明进给电动机M2及及KM3、KM4都运行正常，但操作横向垂直操纵手柄无运都运行正常，但操作横向垂直操纵手柄无运动，这可能是由该手柄压合的行程开关动，这可能是由该手柄压合的行程开关S03或或SQ4压合不压合不上；也可能是上；也可能是SQl或或SQ2在纵向操纵手柄扳回中间位置后在纵向操纵手柄扳回中间位置后不能复位。有时，进给变速冲动开关不能复位。有时，进给变速冲动开关SQ6损坏，其常闭触损坏，其常闭触点点SQ6（19-22）闭合不上，也会出现上述故障。）闭合不上，也会出现上述故障
32、。第二节第二节 组合机床的电气控制组合机床的电气控制 通用机床通用机床在加工大批量、多工序的零件时，不易实现在加工大批量、多工序的零件时，不易实现多刀、多面同时加工，生产效率低，加工质量不稳定，精多刀、多面同时加工，生产效率低，加工质量不稳定，精度较低，操作频繁，劳动强度大。度较低，操作频繁，劳动强度大。为改善生产条件，采用多刀加工的各类为改善生产条件，采用多刀加工的各类专用机床专用机床，但，但当零件结构与尺寸改变时，须重新调整机床或重新设计、当零件结构与尺寸改变时，须重新调整机床或重新设计、制造，不利于产品的更新换代。制造，不利于产品的更新换代。组合机床组合机床新型的加工机床，能较快地对被加
33、工零件新型的加工机床，能较快地对被加工零件的结构尺寸、形状进行重新调整，组合成新的机床，有利的结构尺寸、形状进行重新调整，组合成新的机床，有利于产品的更新，获得广泛应用，在大批量生产于产品的更新，获得广泛应用，在大批量生产(如汽车、拖如汽车、拖拉机、柴油机、电动机等行业拉机、柴油机、电动机等行业)中发挥了巨大作用。中发挥了巨大作用。一、组合机床控制电路的基本控制环节一、组合机床控制电路的基本控制环节 （一）组合机床的组成和通用部件（一）组合机床的组成和通用部件 组合机床：就是以组合机床：就是以通用部件为基础通用部件为基础，配以少量配以少量的按被的按被加工零件特殊要求而设计的加工零件特殊要求而设
34、计的专用部件专用部件，对一种或几种按预，对一种或几种按预先确定的工序进行加工的高效机床。先确定的工序进行加工的高效机床。优点：优点：结构简单、生产率和自动化程度较高；又具有结构简单、生产率和自动化程度较高；又具有一定的重新调整能力，以适应不同的要求。一定的重新调整能力，以适应不同的要求。可完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、套丝、车削、可完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、套丝、车削、铣削、磨削及精加工铣削、磨削及精加工等工序，一般采用等工序，一般采用多轴、多刀、多工多轴、多刀、多工序、多面序、多面同时加工。同时加工。图图5-3 单工位三面复合式组合机床结构示意图单工位三面复合式组合机床结构示意图
35、1、6、10滑台滑台 2、9动力头动力头 3、5、8变速箱变速箱4工件工件 7立柱立柱 11底座底座 12工作台工作台 它由底座它由底座(侧、中间与立柱等底座侧、中间与立柱等底座)、立柱、滑台、切削、立柱、滑台、切削头、动力箱等通用部件，多轴箱、夹具等专头、动力箱等通用部件，多轴箱、夹具等专用部件，用部件，以及控以及控制、冷却、排屑、润滑等制、冷却、排屑、润滑等辅助部件辅助部件组成。组成。通用部件的通用部件的优点优点：结构稳定、工作可靠，经济性好，使：结构稳定、工作可靠，经济性好，使用维修方便等。用维修方便等。通用部件一般占机床零部件总量的通用部件一般占机床零部件总量的7080。通用部件的通用
36、部件的种类种类：1动力部件动力部件 用来实现主运动或进给运动，如切削动力头、动力滑台、用来实现主运动或进给运动，如切削动力头、动力滑台、多轴箱、传动装置和各种切削头。多轴箱、传动装置和各种切削头。2输送部件输送部件 用于多工位组合机床中，用来完成工件的用于多工位组合机床中，用来完成工件的工位转换工位转换。如。如直线移动、回转分度、回转鼓轮工作台、自动线工作回转台直线移动、回转分度、回转鼓轮工作台、自动线工作回转台及零件输送装置。及零件输送装置。3支承部件支承部件 主要是滑座、床身、立柱和中间底座，用于支承、安装主要是滑座、床身、立柱和中间底座，用于支承、安装组合机床的其它零部件，是组合机床上的
37、基础部件组合机床的其它零部件，是组合机床上的基础部件“骨骨架架”。4控制部件控制部件 用于控制组合机床完成预先规定的工作循环程序的部用于控制组合机床完成预先规定的工作循环程序的部件。如液压元件，气压元件、电气挡铁、操纵板，按钮台件。如液压元件，气压元件、电气挡铁、操纵板，按钮台及电气控制部分。是组合机床的及电气控制部分。是组合机床的“中枢神经中枢神经”。5夹具部件夹具部件 指机械扳手、气动扳手、定位销及其操纵机构、夹紧指机械扳手、气动扳手、定位销及其操纵机构、夹紧机构、导向装置等部件，是保证加工精度的关键部件。机构、导向装置等部件，是保证加工精度的关键部件。6辅助部件辅助部件 包括刀具、冷却、
38、排屑、润滑等装置。包括刀具、冷却、排屑、润滑等装置。（二）组合机床控制电路的基本控制环节（二）组合机床控制电路的基本控制环节 1.多台电动机同时起动的控制电路多台电动机同时起动的控制电路 要求几台电动机同时起动，又能单独调整。要求几台电动机同时起动，又能单独调整。图图5-4为多台电动机同时起动控制电路。图中为多台电动机同时起动控制电路。图中KM1、KM2、KM3分别为分别为3台电动机的控制接触器，台电动机的控制接触器，SA1、SA2、SA3分别为分别为3台电动机单独调整开关。台电动机单独调整开关。FR1、FR2、FR3为热为热继电器。继电器。图图5-4 多台电动机同时起动多台电动机同时起动控制
39、电路控制电路图图5-5 两台电动机同时起动两台电动机同时起动 与停机的控制电路与停机的控制电路 起动时，按下起动时，按下SB2、KM1、KM2、KM3线圈同时通电线圈同时通电并自锁，并自锁，SA1 SA3常开触点闭合，常开触点闭合，3台电动机同时起动。台电动机同时起动。单独调整单独调整:如需如需M1电动机单独工作，只要扳动电动机单独工作，只要扳动SA3与与SA2，使其常闭触点，使其常闭触点SA3与与SA2断开，常开触点断开，常开触点SA3与与SA2闭闭合。按下合。按下SB2，则只有，则只有KM1通电并自锁，通电并自锁，M1起动运行。起动运行。电路中电路中KM1 KM3常开辅助触点串联后形成常开
40、辅助触点串联后形成自锁电路自锁电路，当任何一台电动机过载时，热继电器动作，保证其余当任何一台电动机过载时，热继电器动作，保证其余2台电台电动机也不能工作，达到同时起动，同时保护的目的。动机也不能工作，达到同时起动，同时保护的目的。单机调整时，则由相应的调整开关与单机调整时，则由相应的调整开关与KM1 KM3常开辅常开辅助触点并联来实现自锁回路的导通。助触点并联来实现自锁回路的导通。2两台动力头同时起动、退至原位、同时与分别停机两台动力头同时起动、退至原位、同时与分别停机的电路的电路 （1）两台动力头电动机同时起动与停机的控制电路两台动力头电动机同时起动与停机的控制电路 图图5-5为两台电动机同
41、时起动与停机的控制电路。为两台电动机同时起动与停机的控制电路。KM1、KM2分别为甲、乙电动机线路接触器；分别为甲、乙电动机线路接触器；SQ1、SQ3为甲动力头在原位压下的行程开关，为甲动力头在原位压下的行程开关，SQ2、SQ4为乙动为乙动力头在原位压下的行程开关；力头在原位压下的行程开关；KA为中间继电器；为中间继电器；SA1、SA2为单独调整开关。为单独调整开关。（2）两台动力头电动机同时起动、分别停机的控制电）两台动力头电动机同时起动、分别停机的控制电路路 两台动力头的加工循环周期相差悬殊、辅助时间也较两台动力头的加工循环周期相差悬殊、辅助时间也较长，为了节省电能，可使两台动力头电动机分
42、别停机。长，为了节省电能，可使两台动力头电动机分别停机。图图5-6为两台动力头电动机同时起动、分别停机的控制为两台动力头电动机同时起动、分别停机的控制电路。与图电路。与图5-5的差异：仅在于采用的差异：仅在于采用复合按钮复合按钮SB2来实现两来实现两台电动机同时起动；利用台电动机同时起动；利用中间继电器中间继电器KA两付常闭触点来实两付常闭触点来实现分别停机控制。现分别停机控制。图图5-6 两台动力头电动机同时起动、分别停机的控制电路两台动力头电动机同时起动、分别停机的控制电路 3.主轴不旋转时引入和退出的控制电路主轴不旋转时引入和退出的控制电路 要求要求:进给电动机在进给电动机在主轴不旋转主
43、轴不旋转的状态下向前运动，当的状态下向前运动，当接近加工工件时，主轴才开始起动加工。加工结束，动力接近加工工件时，主轴才开始起动加工。加工结束，动力头退离工件，主轴停转，而进给电动机退回原位后才停止。头退离工件，主轴停转，而进给电动机退回原位后才停止。并在加工过程中，主轴电动机与进给电动机之间的运并在加工过程中，主轴电动机与进给电动机之间的运转应转应互锁互锁，以达到保护刀具、工件和设备安全的目的。，以达到保护刀具、工件和设备安全的目的。图图5-7为主轴不旋转时引入和退出的控制电路。图中为主轴不旋转时引入和退出的控制电路。图中SQ1为动力部件接近工件加工部位压下的为动力部件接近工件加工部位压下的
44、行程开关行程开关，SQ2为为动力部件到达工件加工部位压下的行程开关，在整个加工动力部件到达工件加工部位压下的行程开关，在整个加工过程中过程中SQ1、SQ2一直由一直由长挡铁长挡铁压下；压下；SA1、SA2为进给、为进给、主轴电动机单独工作的主轴电动机单独工作的调整开关调整开关。图图5-7 主轴不旋转时引入和退出的控制电路主轴不旋转时引入和退出的控制电路 起动时，按下起动时，按下SB2，KM2经经SQ2常闭触点通电吸合并常闭触点通电吸合并自锁，进给电动机起动；当进给到主轴接近工件加工部位自锁，进给电动机起动；当进给到主轴接近工件加工部位时，时，SQ1被压下，被压下，KM1线圈通电线圈通电自锁自锁
45、，主轴电动机起动。，主轴电动机起动。当运动部件继续前进一定位置当运动部件继续前进一定位置(很小距离很小距离)后，后，SQ2被压被压下，开始加工。而下，开始加工。而KM1与与KM2线圈通过对方已闭合的常开线圈通过对方已闭合的常开辅助触点继续通电，构成辅助触点继续通电，构成互锁互锁电路。由于电路。由于SQ1、SQ2在整个在整个加工过程中一直被压下，实现加工时加工过程中一直被压下，实现加工时进给运动与主轴旋转进给运动与主轴旋转的互锁的互锁。加工结束，动力头退回，主轴退离至长挡铁，放开加工结束，动力头退回，主轴退离至长挡铁，放开SQ2时，时，KM2由由KM1、KM2常开辅助触点并联供电，动力常开辅助触
46、点并联供电，动力头继续后退，当长挡铁放开头继续后退，当长挡铁放开SQ1时，时，KM1断电，主轴电动断电，主轴电动机停转，但机停转，但KM2仍自锁，进给系统继续退回，实现了仍自锁，进给系统继续退回，实现了主轴主轴不转时的退出不转时的退出。直至动力头退至原位，按下。直至动力头退至原位，按下SB1，进给电，进给电动机停止，加工结束。动机停止，加工结束。通过操作调整开关通过操作调整开关SA1、SA2，可相应实现进给电动，可相应实现进给电动机和主轴电动机单独工作。机和主轴电动机单独工作。4.危险区自动切断电动机的控制电路危险区自动切断电动机的控制电路 组合机床加工工件时，往往从几个加工面用多把刀具组合机
47、床加工工件时，往往从几个加工面用多把刀具同时进行加工，有可能出现刀具发生相撞的同时进行加工，有可能出现刀具发生相撞的“危险区危险区”。图图5-8所示为加工交叉孔零件，用两把钻头从工件相互所示为加工交叉孔零件，用两把钻头从工件相互垂直的两表面同时进行钻削加工，当钻头加工至两孔相连垂直的两表面同时进行钻削加工，当钻头加工至两孔相连接的位置时，可能出现两钻头相撞事故。接的位置时，可能出现两钻头相撞事故。因此，在两钻头进入危险区之前，其中一台动力头暂因此，在两钻头进入危险区之前，其中一台动力头暂停进给，另一台则继续加工，直至加工结束退离危险区，停进给，另一台则继续加工，直至加工结束退离危险区，再起动暂
48、停进给的那台动力头继续加工，直至全部加工完再起动暂停进给的那台动力头继续加工，直至全部加工完成。其控制电路如图成。其控制电路如图5-9所示。所示。图图5-8 危险区加工示意图危险区加工示意图 图图5-9 危险区自动切断电动机的控制电路危险区自动切断电动机的控制电路 图中图中SQ1、SQ3为甲动力头原位行程开关，为甲动力头原位行程开关，SQ2、SQ4为乙动力头原位开关，为乙动力头原位开关，SQ5为危险区开关为危险区开关。SA1、SA2为单为单独调整开关。独调整开关。按下按下SB2，KM1、KM2同时通电吸合并由同时通电吸合并由KA1自锁，自锁，甲、乙两动力头同时起动，当动力头离开原位，甲、乙两动
49、力头同时起动，当动力头离开原位，SQ1 SQ4全部复位，全部复位，KA2通电吸合并自锁，其常闭触点断开，为加通电吸合并自锁，其常闭触点断开，为加工结束停机作准备。此时工结束停机作准备。此时KA1、KM2分别经由分别经由SQ1、SQ2常闭触点继续通电。常闭触点继续通电。当动力头加工进入危险区时，甲动力头当动力头加工进入危险区时，甲动力头压下危险开关压下危险开关SQ5，使，使KM1断电释放，断电释放，甲动力头停止进给甲动力头停止进给。乙动力头仍。乙动力头仍继续进给加工，直至加工结束，退回原位并压下继续进给加工，直至加工结束，退回原位并压下SQ2、SQ4，接触器，接触器KM2才断电释放，乙动力头停止
50、在原位。此才断电释放，乙动力头停止在原位。此时时KM1经压下经压下SQ2又再次通电吸合，又再次通电吸合，甲动力头重新起动继甲动力头重新起动继续进给续进给，直至加工结束、退回原位并压下，直至加工结束、退回原位并压下SQ1、SQ3，此，此时，时，KA1、KA2、KM1相继断电释放，整个加工过程结束。相继断电释放，整个加工过程结束。单独调整动力头时，可分别操作单独调整动力头时，可分别操作SA1、SA2开关。开关。图图5-9所示电路，采用在加工中途暂停进给，来避免所示电路，采用在加工中途暂停进给，来避免相撞，由于形成相撞，由于形成断续加工断续加工，在加工质量要求较高场合难以，在加工质量要求较高场合难以
