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第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.1第4章 典型机床电气控制线路分析 返回返回返回返回总总总总目目目目录录录录 第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.2C650卧床卧床车车床的床的电电气控制气控制线线路路摇摇臂臂钻钻床的床的电电气控制气控制线线路路卧式卧式铣铣床的床的电电气控制气控制线线路路组组合机床的合机床的电电气控制气控制线线路路本章小本章小结结习题习题与思考与思考题题本章内容本章内容第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.3C650卧床卧床车车床的床的电电气控制气控制线线路路 在各种金属切削机床中，在各种金属切削机床中，车车床占的比重最大，床占的比重最大，应应用也最广泛。在用也最广泛。在车车床上能完成床上能完成车车削削外外圆圆、内孔、端面、切槽、切断、螺、内孔、端面、切槽、切断、螺纹纹及成形表面等加工工序，及成形表面等加工工序，还还可以通可以通过过安装安装钻头钻头或或铰铰刀等刀等进进行行钻钻孔、孔、铰铰孔等孔等项项加工。加工。车车床的种床的种类类很多，有卧式很多，有卧式车车床、落地床、落地车车床、立式床、立式车车床、床、转转塔塔车车床等，生床等，生产产中以普通卧式中以普通卧式车车床床应应用最普遍，数量最多。本用最普遍，数量最多。本节节以以C650普通卧式普通卧式车车床床为为例例进进行行电电气控制气控制线线路分析。路分析。一、概述一、概述 1.C650普通卧式普通卧式车车床的主要床的主要结结构及运构及运动动形式形式 C650卧式卧式车车床属于中型床属于中型车车床，可加工的最大工件回床，可加工的最大工件回转转直径直径为为1020mm，最大工件，最大工件长长度度为为3000mm，机床的，机床的结结构形式如构形式如图图4.1所示，由主所示，由主轴变轴变速箱、挂速箱、挂轮轮箱、箱、进给进给箱、溜板箱、箱、溜板箱、尾座、滑板与刀架、光杠与尾座、滑板与刀架、光杠与丝丝杠等部件杠等部件组组成。成。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.4C650卧床卧床车车床的床的电电气控制气控制线线路路 图图4.1 C650卧式卧式车车床的主要床的主要结结构构 1进给进给箱箱 2挂挂轮轮箱箱 3主主轴变轴变速箱速箱 4滑板与刀架滑板与刀架 5溜板箱溜板箱 6尾座尾座 7丝丝杠杠 8光杠光杠 9床身床身 车车床有床有3种运种运动动形式：主形式：主轴轴通通过过卡卡盘盘或或顶顶尖尖带动带动工件的旋工件的旋转转运运动动，称，称为为主运主运动动；刀具与滑；刀具与滑板一起随溜板箱板一起随溜板箱实现进给实现进给运运动动；其他运；其他运动动称称为辅为辅助运助运动动。主主轴轴的旋的旋转转运运动动由主由主轴电动轴电动机拖机拖动动，经传动经传动机构机构实现实现。车车削加工削加工时时，要求，要求车车床主床主轴轴能在能在较较大范大范围围内内变变速。通常根据被加工零件的材料性能、速。通常根据被加工零件的材料性能、车车刀材料、零件尺寸精度要求、加工方式及刀材料、零件尺寸精度要求、加工方式及冷却条件等来冷却条件等来选择选择切削速度，采用机械切削速度，采用机械变变速方法。速方法。对对于卧式于卧式车车床，床，调调速比一般速比一般应应大于大于70。为满为满足加工螺足加工螺纹纹的需要，要求的需要，要求车车床主床主轴轴具有正、反向旋具有正、反向旋转转的功能。由于加工的工件比的功能。由于加工的工件比较较大，其大，其转动转动惯惯量也比量也比较较大，停大，停车时车时必必须须采用采用电电气制气制动动，以提高生，以提高生产产效率。效率。车车床床纵纵、横两个方向的、横两个方向的进给进给运运动动是由主是由主轴轴箱的箱的输输出出轴轴，经经挂挂轮轮箱、箱、进给进给箱、光杠箱、光杠传传入溜板入溜板箱而箱而获获得，其运得，其运动动方式有手方式有手动动与机与机动动控制两种。控制两种。车车床的床的辅辅助运助运动为动为溜板箱的快速移溜板箱的快速移动动、尾座的移、尾座的移动动和工件的和工件的夹紧夹紧与放松。与放松。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.5C650卧床卧床车车床的床的电电气控制气控制线线路路 2.C650普通卧式普通卧式车车床的床的电电力拖力拖动动要求与控制特点要求与控制特点 C650普通普通车车床的床的电电力拖力拖动动控制要求与特点如下：控制要求与特点如下：(1)车车削加工近似于恒功率削加工近似于恒功率负载负载，主，主轴电动轴电动机机M1通常通常选选用用笼笼型异步型异步电动电动机，完成主机，完成主轴轴主运主运动动和刀具和刀具进给进给运运动动的的驱动驱动。电动电动机采用直接起机采用直接起动动的方式起的方式起动动，可正反两个方向旋，可正反两个方向旋转转，并可，并可实现实现正反两个旋正反两个旋转转方向的方向的电电气停气停车车制制动动。为为加工加工调调整方便，整方便，还还具有点具有点动动功能。功能。(2)车车削螺削螺纹时纹时，刀架移，刀架移动动与主与主轴轴旋旋转转运运动动之之间间必必须须保持准确的比例关系，因此，保持准确的比例关系，因此，车车床主床主轴轴运运动动和和进给进给运运动动只由一台只由一台电动电动机拖机拖动动，刀架移，刀架移动动由主由主轴轴箱通箱通过过机械机械传动链传动链来来实现实现。(3)为为了提高生了提高生产产效率、减效率、减轻轻工人工人劳动劳动强强度，拖板的快速移度，拖板的快速移动动由由电动电动机机M3单单独拖独拖动动。根据使。根据使用需要，可随用需要，可随时时手手动动控制起停。控制起停。(4)车车削加工中，削加工中，为为防止刀具和工件的温度防止刀具和工件的温度过过高、延高、延长长刀具使用寿命、提高加工刀具使用寿命、提高加工质质量，量，车车床附床附有一台有一台单单方向旋方向旋转转的冷却的冷却泵电动泵电动机机M2，与主，与主轴电动轴电动机机实现顺实现顺序起停，也可序起停，也可单单独操作。独操作。(5)必要的保必要的保护环节护环节、联锁环节联锁环节、照明和信号、照明和信号电电路。路。二、机床二、机床电电气控制气控制线线路分析基路分析基础础 电电气控制气控制线线路分析的基本思路是路分析的基本思路是“先机后先机后电电、先主后、先主后辅辅、化整、化整为为零、集零零、集零为为整、整、统观统观全全局、局、总结总结特点特点”。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.6C650卧床卧床车车床的床的电电气控制气控制线线路路 在分析机床在分析机床电电气控制气控制线线路前，首先要了解机床的主要技路前，首先要了解机床的主要技术术性能及机械性能及机械传动传动、液、液压压和气和气动动的工作原理。弄清各的工作原理。弄清各电动电动机的安装部位、作用、机的安装部位、作用、规规格和型号。初步熟悉各种格和型号。初步熟悉各种电电器的安装器的安装部位、作用以及各操部位、作用以及各操纵纵手柄、开关、控制按手柄、开关、控制按钮钮的功能和操的功能和操纵纵方法。注意了解与机床的机械、方法。注意了解与机床的机械、液液压发压发生直接生直接联联系的各种系的各种电电器器(如：行程开关、撞如：行程开关、撞块块、压压力力继电继电器、器、电电磁离合器、磁离合器、电电磁磁铁铁等等)的安装部位及作用。分析的安装部位及作用。分析电电气控制气控制线线路路时时，要，要结结合合说说明明书书或有关的技或有关的技术资术资料将整个料将整个电电气控气控制制线线路划分成若干部分逐一路划分成若干部分逐一进进行分析。例如：各行分析。例如：各电动电动机的起机的起动动、停止、停止、变变速、制速、制动动、保、保护护及相互及相互间间的的联锁联锁等。在仔等。在仔细阅读设备说细阅读设备说明明书书、了解、了解电电器控制系器控制系统统的的总总体体结结构、构、电动电动机机电电器器的分布状况及控制要求等内容之后，便可以分析的分布状况及控制要求等内容之后，便可以分析电电气控制原理气控制原理图图了。了。电电气控制原理气控制原理图图通常由主通常由主电电路、控制路、控制电电路、路、辅辅助助电电路、保路、保护护及及联锁环节联锁环节以及特殊控制以及特殊控制电电路等部分路等部分组组成。分析控制成。分析控制电电路的最基本方法是路的最基本方法是查线读图查线读图法。法。1.分析分析电电气原理气原理图图的方法与步的方法与步骤骤(1)分析主分析主电电路。从主路。从主电电路入手，根据每台路入手，根据每台电动电动机和机和执执行行电电器的控制要求去分析各器的控制要求去分析各电动电动机和机和执执行行电电器的控制内容，包括器的控制内容，包括电动电动机起机起动动、转转向控制、向控制、调调速和制速和制动动等基本控制等基本控制电电路。路。(2)分析控制分析控制电电路。根据主路。根据主电电路各个路各个电动电动机和机和执执行行电电器的控制要求，逐一找出控制器的控制要求，逐一找出控制电电路中的路中的控制控制环节环节，将控制，将控制电电路路“化整化整为为零零”，按功能不同划分成若干个局部控制，按功能不同划分成若干个局部控制电电路来路来进进行分析。行分析。(3)分析分析辅辅助助电电路。路。辅辅助助电电路包括路包括执执行元件的工作状行元件的工作状态显态显示、示、电电源源显显示、参数示、参数测测定、照明和定、照明和故障故障报报警等部分。警等部分。辅辅助助电电路中很多部分是由控制路中很多部分是由控制电电路中的元器件来控制的，所以分析路中的元器件来控制的，所以分析辅辅助助电电路路时时，还还要回要回过头过头来来对对照控制照控制电电路路对这对这部分部分电电路路进进行分析。行分析。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.7C650卧床卧床车车床的床的电电气控制气控制线线路路(4)分析分析联锁联锁与保与保护环节护环节。生。生产产机械机械对对安全性、可靠性有很高的要求，安全性、可靠性有很高的要求，实现这实现这些要求，除了合些要求，除了合理地理地选择选择拖拖动动、控制方案之外，在控制、控制方案之外，在控制电电路中路中还设还设置了必要的置了必要的电电气气联锁联锁和一系列的和一系列的电电气保气保护护。必必须对电须对电气气联锁联锁与与电电气保气保护环节护环节在控制在控制线线路中的作用路中的作用进进行分析。行分析。(5)分析特殊控制分析特殊控制环节环节。在某些控制。在某些控制电电路中，路中，还设还设置了一些与主置了一些与主电电路、控制路、控制电电路关系不密切，路关系不密切，相相对对独立的某些特殊独立的某些特殊环节环节，如，如产产品品计计数装置、自数装置、自动检测动检测系系统统、晶、晶闸闸管触管触发电发电路和自路和自动调动调温装置温装置等。等。这这些部分往往自成一个小系些部分往往自成一个小系统统，其，其读图读图分析的方法可参照上述分析分析的方法可参照上述分析过过程，并灵活运用所学程，并灵活运用所学过过的的电电子技子技术术、变变流技流技术术、自控系、自控系统统、检测检测与与转换转换等知等知识进识进行逐一分析。行逐一分析。(6)总总体体检查检查。经过经过“化整化整为为零零”，逐步分析每一局部，逐步分析每一局部电电路的工作原理以及各部分之路的工作原理以及各部分之间间的控制关系的控制关系后，后，还还必必须须用用“集零集零为为整整”的方法，全面的方法，全面检查检查整个控制整个控制电电路，看是否有路，看是否有遗遗漏。特漏。特别别要从整体角度要从整体角度去去进进一步一步检查检查和理解各控制和理解各控制环节环节之之间间的的联联系，机系，机电电液的配合情况，了解液的配合情况，了解电电路路图图中每一个中每一个电电气元气元器件的作用，熟悉其工作器件的作用，熟悉其工作过过程并了解其主要参数，由此可以程并了解其主要参数，由此可以对对整个整个电电路有清晰的理解。路有清晰的理解。2.查线读图查线读图法的要点法的要点 查线读图查线读图法是分析法是分析继电继电接触器控制接触器控制电电路的最基本方法。路的最基本方法。继电继电接触器控制接触器控制电电路主要由路主要由信号元器件、控制元器件和信号元器件、控制元器件和执执行元器件行元器件组组成。成。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.8C650卧床卧床车车床的床的电电气控制气控制线线路路 用用查线读图查线读图法法阅读电阅读电气控制原理气控制原理图时图时，一般先分析，一般先分析执执行元器件的行元器件的线线路路(即主即主电电路路)。查查看主看主电电路有哪些控制元器件的触点及路有哪些控制元器件的触点及电电气元器件等，根据它气元器件等，根据它们们大致判断被控制大致判断被控制对对象的性象的性质质和控制要和控制要求，然后根据主求，然后根据主电电路分析的路分析的结结果所提供的果所提供的线线索及元器件触点的文字符号，在控制索及元器件触点的文字符号，在控制电电路上路上查查找有找有关的控制关的控制环节环节，结结合元器件表和元器件合元器件表和元器件动动作位置作位置图进图进行行读图读图。控制。控制电电路的路的读图读图通常是由上而下通常是由上而下或从左往右，或从左往右，读图时读图时假想按下操作按假想按下操作按钮钮，跟踪控制，跟踪控制线线路，路，观观察有哪些察有哪些电电气元器件受控气元器件受控动动作。再作。再查查看看这这些被控制元器件的触点又怎些被控制元器件的触点又怎样样控制另外一些控制元器件或控制另外一些控制元器件或执执行元器件行元器件动动作的。如果有自作的。如果有自动动循循环环控制，控制，则则要要观观察察执执行元器件行元器件带动带动机械运机械运动动将使哪些信号元器件状将使哪些信号元器件状态发态发生生变变化，并又引起化，并又引起哪些控制元器件状哪些控制元器件状态发态发生生变变化。在化。在读图过读图过程中，特程中，特别别要注意控制要注意控制环节环节相互相互间间的的联联系和制系和制约约关系，关系，直至将直至将电电路全部看懂路全部看懂为为止。止。查线读图查线读图法的法的优优点是直点是直观观性性强强，容易掌握。缺点是分析复，容易掌握。缺点是分析复杂电杂电路路时时易出易出错错。因此，在用。因此，在用查线读图查线读图法分析法分析线线路路时时，一定要，一定要认认真真细细心。心。三、三、C650卧式卧式车车床的床的电电气控制气控制线线路分析路分析 1.主主电电路分析路分析第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.9C650卧床卧床车车床的床的电电气控制气控制线线路路 图图4.2所示的主所示的主电电路中有三台路中有三台电动电动机的机的驱动电驱动电路。隔离开关路。隔离开关QS将三相将三相电电源引入，源引入，电动电动机主机主电电路接路接线线分分为为3部分，第一部分由正部分，第一部分由正转转控制交流接触器控制交流接触器KM1和反和反转转控制交流接触器控制交流接触器KM2的两的两组组主触点构成主触点构成电动电动机的正反机的正反转转接接线线；第二部分；第二部分为电为电流表流表A经电经电流互感器流互感器TA接在接在主主电动电动机机M1的的动动力回路上，以力回路上，以监视电动监视电动机工作机工作时绕组时绕组的的电电流流变变化。化。为为防止防止电电流表被起流表被起动动电电流冲流冲击损击损坏，利用一坏，利用一时间继电时间继电器器KT的延的延时时常常闭闭触点，在起触点，在起动动的短的短时间时间内将内将电电流表流表暂时暂时短接；第三部分短接；第三部分线线路通路通过过交流接触器交流接触器KM3的主触点控制限流的主触点控制限流电电阻阻R的接入和切除。在的接入和切除。在进进行行点点动调动调整整时时，为为防止防止连续连续的起的起动电动电流造成流造成电动电动机机过载过载，串入限流，串入限流电电阻阻R，以保，以保证电证电路路设备设备正常工作。在正常工作。在电动电动机反接制机反接制动时动时，通常串入，通常串入电电阻阻R限流。速度限流。速度继电继电器器KS的速度的速度检测检测部分与部分与电动电动机的主机的主轴轴同同轴轴相相连连，在停，在停车车制制动过动过程中，当主程中，当主电动电动机机转转速速为为零零时时，其常开触点可将控，其常开触点可将控制制电电路中反接制路中反接制动动相相应电应电路切断，完成停路切断，完成停车车制制动动。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.10C650卧床卧床车车床的床的电电气控制气控制线线路路图图4.2 C650卧式卧式车车床床电电气控制原理气控制原理图图 电动电动机机M2由交流接触器由交流接触器KM4的主触点控制其的主触点控制其动动力力电电路的接通与断开；路的接通与断开；电动电动机机M3由交流接触器由交流接触器KM5控制。控制。为为保保证证主主电电路的正常运行，主路的正常运行，主电电路中路中还设还设置了采用熔断器的短路保置了采用熔断器的短路保护环节护环节和采用和采用热继电热继电器的器的电动电动机机过载过载保保护环节护环节。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.11C650卧床卧床车车床的床的电电气控制气控制线线路路 2.控制控制电电路分析路分析 控制控制电电路可划分路可划分为为主主电动电动机机M1的控制的控制电电路和路和电动电动机机M2与与M3的控制的控制电电路两部分。下面路两部分。下面对对各部分控制各部分控制电电路逐一路逐一进进行分析。行分析。(1)主主轴电动轴电动机正反向起机正反向起动动与点与点动动控制。由控制。由图图4.2可知，当可知，当压压下正向起下正向起动动按按钮钮SB2时时，其常开触，其常开触点点动动作作闭闭合，接通交流接触器合，接通交流接触器KM3的的线线圈圈电电路和路和时间继电时间继电器器KT的的线线圈圈电电路，路，KM3的主触点将的主触点将主主电电路中限流路中限流电电阻阻R短接，其短接，其辅辅助常开触点同助常开触点同时时将中将中间继电间继电器器KA的的线线圈圈电电路接通，路接通，KA的常的常闭闭触点将停触点将停车车制制动动的基本的基本电电路切除，其常开触点与路切除，其常开触点与SB2的常开触点均在的常开触点均在闭闭合状合状态态，控制主，控制主电动电动机机的交流接触器的交流接触器KM1的的线线圈圈电电路得路得电电工作，其主触点工作，其主触点闭闭合，合，电动电动机正向直接起机正向直接起动动。KT的常的常闭闭触触点在主点在主电电路中短接路中短接电电流表流表A，经经延延时时断开后，断开后，电电流表接入流表接入电电路正常工作。起路正常工作。起动结动结束后，束后，进进入正入正常运行状常运行状态态。反向起。反向起动动按按钮为钮为SB3，反向起，反向起动动控制控制过过程与正向起程与正向起动动控制控制过过程程类类似。似。SB4为为主主轴电动轴电动机点机点动动控制按控制按钮钮，按下点，按下点动动按按钮钮SB4，直接接通，直接接通KM1的的线线圈圈电电路，路，电动电动机机M1正向直接起正向直接起动动。这时这时KM3线线圈圈电电路并没接通，限流路并没接通，限流电电阻阻R接入主接入主电电路限流，其路限流，其辅辅助常开助常开触点不触点不动动作，作，KA线线圈不能得圈不能得电电工作，从而使工作，从而使KM1线线圈不能圈不能连续连续通通电电。松开按。松开按钮钮，M1停停转转，实现实现了主了主轴电动轴电动机串机串联电联电阻限流的点阻限流的点动动控制。控制。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.12C650卧床卧床车车床的床的电电气控制气控制线线路路 (2)主主轴电动轴电动机反接制机反接制动动控制控制电电路。路。C650卧式卧式车车床采用反接制床采用反接制动动的方式的方式进进行停行停车车制制动动。当。当电动电动机正向机正向转动时转动时，速度，速度继电继电器器KS的常开触点的常开触点KS2闭闭合，制合，制动电动电路路处处于制于制动动准准备备状状态态。压压下停下停车车按按钮钮SB1，切断控制，切断控制电电源，源，KM1、KM3、KA线线圈均失圈均失电电，其相关触，其相关触点复位。而点复位。而电动电动机由于机由于惯惯性而性而继续继续运运转转，速度，速度继电继电器的触点器的触点KS2仍仍闭闭合，与控制反接合，与控制反接制制动电动电路的路的KA常常闭闭触点一起，在按触点一起，在按钮钮SB1复位复位时时接通接触器接通接触器KM2的的线线圈圈电电路，路，电动电动机机M1主主电电路串入限流路串入限流电电阻阻R，进进行反接制行反接制动动，强强迫迫电动电动机迅速停机迅速停车车。当。当电动电动机速度机速度趋趋近近于零于零时时，速度，速度继电继电器触点器触点KS2复位断开，切断复位断开，切断KM2的的线线圈圈电电路，其相路，其相应应的主触点复位，的主触点复位，电动电动机断机断电电，反接制，反接制动过动过程程结结束。反接制束。反接制动动工作流程如工作流程如图图4.3所示。所示。图图4.3 C650反接制反接制动动工作流程工作流程第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.13C650卧床卧床车车床的床的电电气控制气控制线线路路 反反转时转时的反接制的反接制动动工作工作过过程与停程与停车车制制动时动时的反接制的反接制动动工作工作过过程相似，此程相似，此时时反反转转状状态态下，下，KS1触点触点闭闭合，制合，制动时动时，接通接触器，接通接触器KM1的的线线圈圈电电路，路，进进行反接制行反接制动动。(3)刀架的快速移刀架的快速移动动和冷却和冷却泵电动泵电动机的控制。刀架快速移机的控制。刀架快速移动动是由是由转动转动刀架手柄刀架手柄压动压动位置开关位置开关SQ，接通控制快速移接通控制快速移动电动动电动机机M3的接触器的接触器KM5的的线线圈圈电电路，路，KM5的主触点的主触点闭闭合，合，M3起起动动，经传动经传动系系统驱动统驱动溜板箱溜板箱带动带动刀架快速移刀架快速移动动。冷却。冷却泵电动泵电动机机M2由起由起动动按按钮钮SB6、停止按、停止按钮钮SB5控制接触器控制接触器KM4线线圈圈电电路的通断，以路的通断，以实现电动实现电动机机M2的控制。的控制。3.常常见见故障分析故障分析(1)主主轴电动轴电动机不能起机不能起动动。可能的原因：。可能的原因：电电源没有接通；源没有接通；热继电热继电器已器已动动作，其常作，其常闭闭触点尚未复位；触点尚未复位；起起动动按按钮钮或停止按或停止按钮钮内的触点接触不良；交流接触器的内的触点接触不良；交流接触器的线线圈圈烧烧毁毁或接或接线线脱落等。脱落等。(2)按下起按下起动动按按钮钮后，后，电动电动机机发发出出嗡嗡嗡嗡声，不能起声，不能起动动。这这是是电动电动机的三相机的三相电电源缺相造成的，可能源缺相造成的，可能原因：熔断器某一相熔原因：熔断器某一相熔丝烧丝烧断；接触器一断；接触器一对对主触点没接触好；主触点没接触好；电动电动机接机接线线某一某一处处断断线线等。等。(3)按下停止按按下停止按钮钮，主，主轴电动轴电动机不能停止。可能的原因：接触器触点熔机不能停止。可能的原因：接触器触点熔焊焊、主触点被、主触点被杂杂物阻卡；物阻卡；停止按停止按钮钮常常闭闭触点被阻卡。触点被阻卡。(4)主主轴电动轴电动机不能点机不能点动动。可能原因：点。可能原因：点动动按按钮钮SB4其常开触点其常开触点损损坏或接坏或接线线脱落。脱落。(5)主主轴电动轴电动机不能机不能进进行反接制行反接制动动。主要原因：速度。主要原因：速度继电继电器器损损坏或接坏或接线线脱落；脱落；电电阻阻R损损坏或接坏或接线线脱脱落。落。(6)不能不能检测检测主主轴电动轴电动机机负载负载。可能的原因：。可能的原因：电电流表流表损损坏；坏；时间继电时间继电器器设设定定时间时间太短或太短或损损坏；坏；电电流互感器流互感器损损坏。坏。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.14摇摇臂臂钻钻床的床的电电气控制气控制线线路路 钻钻床可以床可以进进行多种形式的加工，如：行多种形式的加工，如：钻钻孔、孔、镗镗孔、孔、铰铰孔及攻螺孔及攻螺纹纹，因此要求，因此要求钻钻床的床的主主轴轴运运动动和和进给进给运运动动有有较宽较宽的的调调速范速范围围。Z3040型型摇摇臂臂钻钻床主床主轴轴的的调调速范速范围为围为，正，正转转最低最低转转速速为为40r/min，最高，最高转转速速为为2000 r/min，进给进给范范围为围为0.05 mm/r1.60 mm/r。它的。它的调调速速是通是通过过三相交流异步三相交流异步电动电动机和机和变变速箱来速箱来实现实现的。的。钻钻床的种床的种类类很多，有台很多，有台钻钻、立、立钻钻、卧、卧钻钻、专门专门化化钻钻床和床和摇摇臂臂钻钻床。台床。台钻钻和立和立钻钻的的电电气气线线路比路比较简单较简单，其他形式的，其他形式的钻钻床在控制系床在控制系统统上也大同小异，本上也大同小异，本节节以以Z3040摇摇臂臂钻钻床床为为例例分析它的分析它的电电气控制气控制线线路。路。一、概述一、概述 1.Z3040摇摇臂臂钻钻床的主要床的主要结结构与运构与运动动形式形式 摇摇臂臂钻钻床适合于在大、中型零件上床适合于在大、中型零件上进进行行钻钻孔、孔、扩扩孔、孔、铰铰孔及攻螺孔及攻螺纹纹等工作，在具有等工作，在具有工工艺艺装装备备的条件下的条件下还还可以可以进进行行镗镗孔。孔。Z3040摇摇臂臂钻钻床由底座、外立柱、内立柱、床由底座、外立柱、内立柱、摇摇臂、主臂、主轴轴箱及工作台等部分箱及工作台等部分组组成，主成，主要要结结构如构如图图4.4所示。所示。内立柱固定在底座的一端，外立柱套在内立柱上，工作内立柱固定在底座的一端，外立柱套在内立柱上，工作时时用液用液压夹紧压夹紧机构与内立柱机构与内立柱夹紧夹紧，松开后，可，松开后，可绕绕内立柱回内立柱回转转360。摇摇臂的一端臂的一端为为套筒，它套在外立柱上，套筒，它套在外立柱上，经经液液压夹紧压夹紧机构可与外立柱机构可与外立柱夹紧夹紧。夹紧夹紧机构机构松开后，借助升降松开后，借助升降丝丝杠的正、反向旋杠的正、反向旋转转可沿外立柱作上下移可沿外立柱作上下移动动。由于升降。由于升降丝丝杠与外立柱杠与外立柱构成一体，而升降螺母构成一体，而升降螺母则则固定在固定在摇摇臂上，所以臂上，所以摇摇臂只能与外立柱一起臂只能与外立柱一起绕绕内立柱回内立柱回转转。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.15摇摇臂臂钻钻床的床的电电气控制气控制线线路路 图图4.4 Z3040摇摇臂臂钻钻床的主要床的主要结结构构 1底座底座 2内立柱内立柱 3外立柱外立柱 4摇摇臂升降臂升降丝丝杠杠 5摇摇臂臂 6主主轴轴箱箱 7主主轴轴 8工作台工作台 主主轴轴箱是一个复合部件，它由主箱是一个复合部件，它由主传动电动传动电动机、主机、主轴轴和主和主轴传动轴传动机构、机构、进给进给和和变变速速机构以及机床的操作机构等部分机构以及机床的操作机构等部分组组成。主成。主轴轴箱安装于箱安装于摇摇臂的水平臂的水平导轨导轨上，可以通上，可以通过过手手轮轮操作使主操作使主轴轴箱沿箱沿摇摇臂水平臂水平导轨导轨移移动动，通，通过过液液压夹紧压夹紧机构机构紧紧固在固在摇摇臂上。臂上。钻钻削加工削加工时时，主，主轴轴旋旋转为转为主运主运动动，而主，而主轴轴的直的直线线移移动为进给动为进给运运动动。即。即钻钻孔孔时钻头时钻头一面作旋一面作旋转转运运动动，同，同时时作作纵纵向向进给进给运运动动。主。主轴变轴变速和速和进给变进给变速的机构都在主速的机构都在主轴轴箱内，用箱内，用变变速机构分速机构分别调节别调节主主轴转轴转速和上、下速和上、下进给进给量。量。摇摇臂臂钻钻床的主床的主轴轴旋旋转转运运动动和和进给进给运运动动由一由一台交流异步台交流异步电动电动机机M1拖拖动动。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.16摇摇臂臂钻钻床的床的电电气控制气控制线线路路 摇摇臂臂钻钻床的床的辅辅助运助运动动有：有：摇摇臂沿外立柱的上升、下降，立柱的臂沿外立柱的上升、下降，立柱的夹紧夹紧和松开以及和松开以及摇摇臂臂与外立柱一起与外立柱一起绕绕内立柱的回内立柱的回转转运运动动。摇摇臂的上升、下降由一台交流异步臂的上升、下降由一台交流异步电动电动机机M2拖拖动动，立柱的立柱的夹紧夹紧和松开、和松开、摇摇臂的臂的夹紧夹紧与松开以及主与松开以及主轴轴箱的箱的夹紧夹紧与松开由另一台交流与松开由另一台交流电动电动机机M3拖拖动动一台一台齿轮泵齿轮泵，供，供给夹紧给夹紧装置所需要的装置所需要的压压力油推力油推动夹紧动夹紧机构液机构液压压系系统实现统实现的。而的。而摇摇臂的臂的回回转转和主和主轴轴箱沿箱沿摇摇臂水平臂水平导轨导轨方向的左右移方向的左右移动动通常采用手通常采用手动动。此外。此外还还有一台冷却有一台冷却泵电动泵电动机机M4对对加工的刀具加工的刀具进进行冷却。行冷却。2.Z3040摇摇臂臂钻钻床的床的电电力拖力拖动动的要求与控制特点的要求与控制特点(1)为简为简化机床化机床传动传动装置的装置的结结构采用多台构采用多台电动电动机拖机拖动动。(2)主主轴轴的旋的旋转转运运动动、纵纵向向进给进给运运动动及其及其变变速机构均在主速机构均在主轴轴箱内，由一台主箱内，由一台主电动电动机拖机拖动动。(3)为为了适了适应应多种加工方式的要求，主多种加工方式的要求，主轴轴的旋的旋转转与与进给进给运运动动均有均有较较大的大的调调速范速范围围，由机械，由机械变变速机构速机构实现实现。(4)加工螺加工螺纹时纹时，要求主，要求主轴轴能正、反向旋能正、反向旋转转，采用机械方法来，采用机械方法来实现实现。因此，主。因此，主电动电动机只需机只需单单向旋向旋转转，可直接起，可直接起动动，不需要制，不需要制动动。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.17摇摇臂臂钻钻床的床的电电气控制气控制线线路路(5)摇摇臂的升降由升降臂的升降由升降电动电动机拖机拖动动，要求，要求电动电动机能正、反向旋机能正、反向旋转转，采用，采用笼笼型异步型异步电动电动机。可直机。可直接起接起动动，不需要，不需要调调速和制速和制动动。(6)内外立柱、主内外立柱、主轴轴箱与箱与摇摇臂的臂的夹紧夹紧与松开，是通与松开，是通过过控制控制电动电动机的正、反机的正、反转转，带动带动液液压泵压泵送出送出不同流向的不同流向的压压力油，推力油，推动动活塞、活塞、带动带动菱形菱形块动块动作来作来实现实现。因此拖。因此拖动动液液压泵压泵的的电动电动机要求正、机要求正、反向旋反向旋转转，采用点，采用点动动控制。控制。(7)摇摇臂臂钻钻床主床主轴轴箱、立柱的箱、立柱的夹紧夹紧与松开由一条油路控制，且同与松开由一条油路控制，且同时动时动作。而作。而摇摇臂的臂的夹紧夹紧、松开、松开是与是与摇摇臂升降工作臂升降工作连连成一体，由另一条油路控制。两条油路哪一条成一体，由另一条油路控制。两条油路哪一条处处于工作状于工作状态态，是根据工，是根据工作要求通作要求通过过控制控制电电磁磁阀阀操操纵纵。夹紧夹紧机构液机构液压压系系统统原理如原理如图图4.5所示。由于主所示。由于主轴轴箱和立柱的箱和立柱的夹紧夹紧、松开松开动动作是点作是点动动操作的，因此液操作的，因此液压泵电动压泵电动机采用点机采用点动动控制。控制。图图4.5 Z3040夹紧夹紧机构液机构液压压系系统统工作工作简图简图 第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.18摇摇臂臂钻钻床的床的电电气控制气控制线线路路(8)根据加工需要，操作者可以手控操作冷却根据加工需要，操作者可以手控操作冷却泵电动泵电动机机单单向旋向旋转转。(9)必要的必要的联锁联锁和保和保护环节护环节。(10)机床安全照明及信号指示机床安全照明及信号指示电电路。路。二、二、Z3040摇摇臂臂钻钻床的床的电电气控制气控制线线路分析路分析 1.主主电电路分析路分析 主主轴电动轴电动机机Ml为单为单方向旋方向旋转转，由接触器，由接触器KM1控制。主控制。主轴轴的正反的正反转转由机床液由机床液压压系系统统操操纵纵机构配合正反机构配合正反转转摩擦离合器摩擦离合器实现实现，并由，并由热继电热继电器器FR1作作电动电动机机过载过载保保护护。摇摇臂升降臂升降电电动动机机M2由正、反由正、反转转接触器接触器KM2、KM3控制控制实现实现正反正反转转。在操。在操纵摇纵摇臂升降臂升降时时，控制，控制电电路路首先使液首先使液压泵电动压泵电动机机M3起起动动旋旋转转，送出，送出压压力油，力油，经经液液压压系系统统将将摇摇臂松开，然后才使臂松开，然后才使M2起起动动，拖，拖动摇动摇臂上升或下降。当臂上升或下降。当摇摇臂移臂移动动到位后，控制到位后，控制电电路首先使路首先使M2先停下，再自先停下，再自动动通通过过液液压压系系统统将将摇摇臂臂夹紧夹紧，最后液，最后液压泵电动压泵电动机才停机才停转转。M2为为短短时时工作，不用工作，不用设过载设过载保保护护。M3由接触器由接触器KM4、KM5实现实现正、反正、反转转控制，控制，热继电热继电器器FR2作作过载过载保保护护。M4电动电动机容量机容量小，由开关小，由开关SA1直接控制起直接控制起动动和停和停车车。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.19摇摇臂臂钻钻床的床的电电气控制气控制线线路路 2.控制控制电电路分析路分析(1)主主轴电动轴电动机的控制。由按机的控制。由按钮钮SB1、SB2与接触器与接触器KM1构成主构成主轴电动轴电动机的机的单单方向起方向起动动停止控制停止控制电电路。路。M1起起动动后，指示灯后，指示灯HL3亮，表示主亮，表示主轴电动轴电动机在旋机在旋转转。(2)摇摇臂升降的控制。由臂升降的控制。由摇摇臂上升按臂上升按钮钮SB3、下降按、下降按钮钮SB4及正、反及正、反转转接触器接触器KM2、KM3组组成具有双重互成具有双重互锁锁的的电动电动机正、反机正、反转转点点动动控制控制电电路。路。摇摇臂的升降控制臂的升降控制须须与与夹紧夹紧机构液机构液压压系系统统密切配合。由正、反密切配合。由正、反转转接触器接触器KM5、KM4控制双向液控制双向液压泵电动压泵电动机机M3的正、反的正、反转转，送出，送出压压力油，力油，经经二位六通二位六通阀阀送至送至摇摇臂臂夹紧夹紧机构机构实现夹紧实现夹紧与松开。与松开。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.20摇摇臂臂钻钻床的床的电电气控制气控制线线路路 图图4.6 Z3040摇摇臂臂钻钻床的床的电电气控制气控制线线路原理路原理图图 第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.21摇摇臂臂钻钻床的床的电电气控制气控制线线路路 以以摇摇臂上升臂上升为为例分析例分析摇摇臂升降的控制。臂升降的控制。摇摇臂上升工作流程如臂上升工作流程如图图4.7所示。按下所示。按下摇摇臂上臂上升点升点动动按按钮钮SB3，时间继电时间继电器器KT线线圈通圈通电电，瞬，瞬动动常开触点常开触点KT闭闭合，接触器合，接触器KM4线线圈通圈通电电，液液压泵电动压泵电动机机M3反向起反向起动动旋旋转转，拖，拖动动液液压泵压泵送出送出压压力油。同力油。同时时KT的断的断电电延延时时断开触点断开触点KT闭闭合，合，电电磁磁阀阀YA线线圈通圈通电电，液，液压泵压泵送出的送出的压压力油力油经经二位六通二位六通阀进阀进入入摇摇臂臂夹紧夹紧机构的松机构的松开油腔，推开油腔，推动动活塞和菱形活塞和菱形块块将将摇摇臂松开。臂松开。摇摇臂松开臂松开时时，活塞杆通，活塞杆通过弹过弹簧片簧片压压下行程开关下行程开关SQ2，发发出出摇摇臂松开信号，即常臂松开信号，即常闭闭触点触点SQ2断开，常开触点断开，常开触点SQ2闭闭合，前者断开合，前者断开KM4线线圈圈电电路，路，电动电动机机M3停止旋停止旋转转，液，液压泵压泵停止供油，停止供油，摇摇臂臂维维持在松开状持在松开状态态；后者接通；后者接通KM2线线圈圈电电路，控制路，控制摇摇臂升降臂升降电动电动机机M2正向起正向起动动旋旋转转，拖，拖动摇动摇臂上升。臂上升。第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析 1.22摇摇臂臂钻钻床的床的电电气控制气控制线线路路 第第4章章 典型机床电气控制线路分析典型机床电气控制线路分析