1、第 3 章 常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析,2,第3章 常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析,本章通過對(duì)典型生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的實(shí)例分析 （車床、銑床、組合機(jī)床等） 1、進(jìn)一步學(xué)習(xí)、掌握電氣控制電路的組成以及各種基本控制電 路在具體電氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用。 2、掌握分析電氣控制系統(tǒng)的方法，培養(yǎng)閱讀電氣控制圖的能力 3、加深對(duì)機(jī)械設(shè)備中機(jī)械、液壓與電氣控制緊密配合的理解， 為實(shí)際工作中對(duì)設(shè)備電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行分析打下基礎(chǔ)。,3,第3章 常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析,3.1 設(shè)備控制系統(tǒng)分析概述 對(duì)設(shè)備電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行分析時(shí)，首先需要對(duì)設(shè)備整體系統(tǒng)有所了解，在此基礎(chǔ)上，才能有效地針對(duì)設(shè)備系統(tǒng)控制要求，分析電氣控制系統(tǒng)的組成

2、與功能。設(shè)備整體系統(tǒng)分析有如下三個(gè)方面： 1.設(shè)備概況調(diào)查 通過閱讀生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備的有關(guān)技術(shù)資料，了解設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)及工作原理、設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)類型及驅(qū)動(dòng)方式、主要技術(shù)性能和規(guī)格、運(yùn)動(dòng)要求等。 2.電氣設(shè)備及電氣元件選用 明確電動(dòng)機(jī)作用、型號(hào)規(guī)格以及控制要求，了解各種電器的工作原理、控制作用及功能。 3.設(shè)備和電氣元件的連接關(guān)系分析 了解了被控設(shè)備和采用的電氣設(shè)備、電氣元件的基本狀況，還應(yīng)確定兩者之間的聯(lián)接關(guān)系，即信息采集傳遞和運(yùn)動(dòng)輸出的形式和方法。信息采集傳遞過程是通過設(shè)備上的各種操作手柄、撞塊、擋鐵以及各種現(xiàn)場(chǎng)信息檢測(cè)機(jī)構(gòu)作用到主令信號(hào)發(fā)出元件上，并將信號(hào)采集傳遞到電氣控制系統(tǒng)中；運(yùn)動(dòng)輸出關(guān)系

3、是明確電氣控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件將驅(qū)動(dòng)力送到機(jī)械設(shè)備上的相應(yīng)點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)設(shè)備要求的各種動(dòng)作。,4,第3章 常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析,機(jī)械設(shè)備電氣控制系統(tǒng)的分析步驟：,1）設(shè)備運(yùn)動(dòng)分析 包括液壓傳動(dòng)分析。 2）主電路分析 確定電路中用電設(shè)備的數(shù)目、 接線狀況、控制要求 化整為零 3）控制電路分析 分析各種控制功能的實(shí)現(xiàn),經(jīng)過“化整為零”，逐步分析了每一個(gè)局部電路的工作原理以及各部分之間的控制關(guān)系之后，還必須用“集零為整”的方法，統(tǒng)觀整個(gè)電路的保護(hù)環(huán)節(jié)以及電氣原理圖中其他輔助電路（如檢測(cè)、信號(hào)指示、照明等電路）。檢查整個(gè)控制線路，看是否有遺漏，特別要從整體角度去進(jìn)一步檢查和理解各控制環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，理

4、解電路中每個(gè)元件所起的作用。,5,第3章 常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析,金屬切削機(jī)床是進(jìn)行機(jī)械加工的主要設(shè)備，它用切削的方法將金屬毛坯加工成有一定形狀、尺寸和表面質(zhì)量的機(jī)械零件。常見的金屬切削機(jī)床有車床、銑床、磨床、鉆床、組合機(jī)床等。 金屬切削機(jī)床的機(jī)械運(yùn)動(dòng)可分為三類：對(duì)金屬工件進(jìn)行切削的運(yùn)動(dòng)稱為主運(yùn)動(dòng)（一般為機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）；持續(xù)地把金屬工件的被切削層投入切削的運(yùn)動(dòng)稱為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（即加工工具與加工工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)）；而其他的運(yùn)動(dòng)（如機(jī)床部件的位置調(diào)整運(yùn)動(dòng)）統(tǒng)稱為輔助運(yùn)動(dòng)。 3.2 臥式車床電氣控制系統(tǒng)分析 臥式車床是機(jī)械加工中應(yīng)用最廣泛的一種機(jī)床，能完成多種多樣的加工工序：（1）加工各種軸類

5、、套筒類和盤類零件上的回轉(zhuǎn)表面，如車削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、環(huán)槽及成型回轉(zhuǎn)面；（2）車削端面及各種常用螺紋；（3）配合鉆頭、鉸刀等還可進(jìn)行孔的加工。 總體上看，由于臥式車床運(yùn)動(dòng)形式簡(jiǎn)單，采用機(jī)械調(diào)速的方法，因此相應(yīng)的控制電路也不算復(fù)雜。,6,第3章 常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析,臥式車床結(jié)構(gòu)圖,3.2.1車床的主要結(jié)構(gòu)及工作要求分析,7,第3章 常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析,C650臥式車床：中型車床，可加工的最大工件回轉(zhuǎn)直徑為1020mm，最大工件 長(zhǎng)度為3000mm。,車削加工的主運(yùn)動(dòng)是主軸通過卡盤帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度較高，消耗的功率較大；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是由溜板箱帶動(dòng)溜板和刀架作縱、橫兩個(gè)方向的運(yùn)

6、動(dòng)。速度較低，所消耗的功率也較少。由于在車削螺紋時(shí)，要求主軸的旋轉(zhuǎn)速度與刀具的進(jìn)給速度保持嚴(yán)格的比例，因此，臥式車床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)也由主軸電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)。由于加工的工件尺寸較大，加工時(shí)其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也比較大，為提高工作效率，須采用停車制動(dòng)。在加工時(shí)，需要配備冷卻泵及冷卻泵電動(dòng)機(jī)。為減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度以及減少輔助工時(shí)，要求溜板箱能夠快速移動(dòng)。,3.2.2電力拖動(dòng)和控制要求分析 1. 主軸電動(dòng)機(jī)M1控制要求 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，完成主軸運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的拖動(dòng)。 直接起動(dòng)，能夠正、反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，并可對(duì)正、反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行電氣停車制動(dòng)，為加工、調(diào)整方便，還要具有點(diǎn)動(dòng)功能。 2. 冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2控制要求 采用

7、直接起動(dòng)，并且為連續(xù)工作狀態(tài)。 3. 快移電動(dòng)機(jī)M3控制要求 可根據(jù)需要隨時(shí)手動(dòng)控制起停。,8,第3章 常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析,3.2.3臥式車床電氣控制系統(tǒng)分析,9,第3章 常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析,1.C650車床主電路分析,M1（主軸電路）： KM1、KM2實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)； KM3用于點(diǎn)動(dòng)和反接制動(dòng)時(shí) 串入電阻R限流； KT與電流表PA用于檢測(cè)運(yùn)行電流； 速度繼電器SR用于反接制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速的過零檢測(cè)。,M2（冷卻泵電動(dòng)機(jī)）： KM4用于起停控制（長(zhǎng)動(dòng)）。 M3（快移電動(dòng)機(jī)）： KM5用于起停（點(diǎn)動(dòng)）控制。,分別由熔斷器FU1、FU2、FU3對(duì)電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，由熱繼電器FR

8、1、FR2對(duì)M1和M2進(jìn)行過載保護(hù)，快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3由于是短時(shí)工作制，所以不需要過載保護(hù)。,10,第3章 常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析,2.控制電路分析 主軸電動(dòng)機(jī)M1的控制,點(diǎn)動(dòng)（正向）,正反轉(zhuǎn)控制,反接制動(dòng)（限流）,11,第3章 常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析,冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的控制： SB7、SB6及KM4構(gòu) 成起、?？刂齐娐罚?刀架的快速移動(dòng)電機(jī)M3的控制： 刀架操縱手柄控 制刀架拖板的工步移動(dòng) 和快速移動(dòng)。 按動(dòng)操作手柄點(diǎn) 動(dòng)按鈕，壓下位置開關(guān) SQKM5線圈通電電 動(dòng)機(jī)M3點(diǎn)動(dòng)。 照明電路：,12,第3章 常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析,3.3 銑床電氣控制系統(tǒng)分析,在機(jī)械加工工藝中，銑削是一種

9、高效率的加工方式。銑床的種類很多，有立銑、臥銑、龍門銑、仿形銑以及各種專用銑床等，現(xiàn)以應(yīng)用廣泛的臥式萬能升降臺(tái)銑床為例分析中小型銑床的控制電路。,3.3.1臥式銑床的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式分析,該銑床主要由床身、主軸、懸梁、刀桿支架、工作臺(tái)、升降工作臺(tái)、 底座、滑座等部分組成 。,一般中小型銑床都采用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，主軸帶動(dòng)銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)稱為主運(yùn)動(dòng)，它有順銑和逆銑兩種加工方式，并且同工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之間無速度比例協(xié)調(diào)的要求，所以主軸的拖動(dòng)由一臺(tái)主軸電路承擔(dān)。,13,第3章 常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析,銑床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1.底座 2.進(jìn)給傳動(dòng) 3.立柱 4.底槽 5.操作手柄 6.升降臺(tái) 7.水平

10、工作臺(tái) 8.前支撐 9.懸梁 10.中間支撐 11.刀桿 12.銑刀軸 13.主傳動(dòng) 14.主軸電動(dòng)機(jī),14,第3章 常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析,水平工作臺(tái)可在上下、左右及前后三個(gè)方向上進(jìn)行進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或調(diào)整位置，各運(yùn)動(dòng)部件在三個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)由同一臺(tái)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)； 工作臺(tái)上還可以安裝圓工作臺(tái)，使用圓工作臺(tái)可銑削圓弧、凸輪。 進(jìn)給電動(dòng)機(jī)經(jīng)機(jī)械傳動(dòng)鏈傳動(dòng)，通過機(jī)械離合器在選定的進(jìn)給方向上驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)進(jìn)給，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的傳遞示意圖,3.3.2電力拖動(dòng)及控制要求分析,1. 主軸電動(dòng)機(jī)M1控制 M1空載時(shí)直接起動(dòng)；為完成順銑和逆銑，需要正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)；為提高工 作效率，要求有停車制動(dòng)控制；同時(shí)從安全和操作方便考慮

11、，換刀時(shí)主軸 也處于制動(dòng)狀態(tài)；主軸電動(dòng)機(jī)可在兩處進(jìn)行起?？刂疲粸楸ＷC變速時(shí)齒輪 易于嚙合，要求變速時(shí)主軸電路有點(diǎn)動(dòng)控制。,15,第3章 常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析,2.進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2控制 直接起動(dòng)；為滿足縱向、橫向、垂直方向的往返運(yùn)動(dòng)，要求電動(dòng)機(jī)能 正反轉(zhuǎn)；為提高生產(chǎn)率，空行程時(shí)應(yīng)快速移動(dòng)；進(jìn)給變速時(shí)，也需要瞬時(shí) 點(diǎn)動(dòng)控制；從設(shè)備使用安全考慮，各進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之必須聯(lián)鎖，并由手柄操作 機(jī)械離合器選擇進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向。 3.電動(dòng)機(jī)M3拖動(dòng)冷卻泵，在銑削加工時(shí)提供切削液。 4.加工零件時(shí)，為保證設(shè)備安全，要求主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)以后，進(jìn)給 電動(dòng)機(jī)方能起動(dòng)工作。,3.3.3銑床電氣控制系統(tǒng)分析,控制線路可分為主電路

12、、控制電路和照明電路三部分.,16,第3章 常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析,17,第3章 常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析,1.主電路分析,18,第3章 常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析,2.控制電路分析(化整為零） 主軸電動(dòng)機(jī)M1控制,（起動(dòng)控制、瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)、 兩處起停、停車制動(dòng)、換刀制動(dòng)）,19,第3章 常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析,進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2控制,SA1為工作臺(tái)轉(zhuǎn)換開關(guān)，水平工作臺(tái)：SA1-1與SA1-3閉合；圓工作臺(tái)：SAl-2閉合。,水平工作臺(tái)控制電路 正反轉(zhuǎn)控制 順序控制（見前頁） 縱向、橫向、垂直進(jìn)給，互鎖 正向點(diǎn)動(dòng) 快移（見前頁）,水平工作臺(tái)的操作手柄,工作臺(tái)控制電路,20,第3章 常用設(shè)備電氣控制系

13、統(tǒng)分析,3.4 組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng),組合機(jī)床是根據(jù)特定工件規(guī)定的加工工藝要求而設(shè)計(jì)制造的一種高效率自動(dòng)化專用加工設(shè)備。常采用多刀（多軸）、多面、多工位同時(shí)進(jìn)行銑、鉆、擴(kuò)、鉸、鏜等加工工作，并且具有自動(dòng)循環(huán)工作的功能，在機(jī)械制造業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。 組合機(jī)床通常由具有一定功能的通用部件（如動(dòng)力部件、輸送部件、支撐部件、控制部件等）和加工專用部件（如多軸箱、夾具等）組成，其中動(dòng)力部件是組合機(jī)床通用部件中最主要的一類部件。動(dòng)力部件常采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)或液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，由電氣控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工作自動(dòng)循環(huán)的控制，是典型的機(jī)電、機(jī)電液一體化的高自動(dòng)化加工設(shè)備。 對(duì)于由多動(dòng)力部件構(gòu)成的組合機(jī)床，其控制通常有三方面的工作要求： 動(dòng)力部件的點(diǎn)動(dòng)功能及復(fù)位控制。 動(dòng)力部件的單機(jī)自動(dòng)工作循環(huán)控制(也稱半自動(dòng)控制)。 整機(jī)全自動(dòng)工作循環(huán)控制。,21,第3章 常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析,3.4.1機(jī)床的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng),