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第三章典型电气线路分析,重点各机床电气控制线路的原理及工作过程。难点控制线路中一些动作的顺序及其相互之间的联锁。,概述,1、机械设备概况机床性能及机、液（气）的工作原理电动机作用、规格、型号、安装2、电气设备及电气元件选用各种电器的作用、功能、操作及安装3、机械设备电气设备与电气元件间的联接关系与机械液（气）压发生直接联系的电器安装及作用4、分部分分析电气线路图,一、分析机床（机械设备）电气控制系统时,要注意以下几个问题,1、设备运动分析拖动与控制要求。包括机械传动、液（气）压传动、电机驱动2、电气原理图分析（1）主电路分析主电路的作用是保证整机拖动要求的实现从主电路的构成分析电动机及执行电器的类型、工作方式、起动、转向、调速、制动等控制要求与保护要求等内容。因此线路设计、线路分析都先从主电路入手。,二、分析机床（机械设备）电气控制系统的步骤,（2）控制电路分析主电路各控制要求由控制电路来实现运用“化整为零”“顺藤摸瓜”的原则，将控制电路按功能划分为若干局部控制线路，从电源和主令信号开始，经逻辑判断，写出控制流程，以简便明了的方式表达出电路的自动工作过程。对安全性、可靠性要求高的生产机械，在控制线路中还设置一系列电气保护和必要的电气联锁。在某些控制线路中，设有一些与主电路、控制电路关系不密切，相对独立的某些特殊环节，如产品计数装置、自动检测装置、自动调温装置等。,（4）总体检查经“化整为零”分析每一个局部电路的工作原理及各部分控制关系后还必须“集零为整”检查整个控制线路是否有遗漏。,（3）辅助电路分析辅助电路包括执行元件的工作状态显示，电源显示，参数测定，照明和故障报警等。这部分电路具有相对独立性，起辅助作用但不影响主要功能。辅助电路中很多部分受控制电路中的元件来控制。,3.1车床,车床分立式车床和卧式车床。常用的是卧式车床。立式车床加工大件。卧式车床配置电机有主电动机（不变速的异步电动机）拖动主轴和进给箱；冷却泵电动机有的专设一台润滑泵电动机对系统润滑。,主电动机制动方式电气制动能耗制动、反接制动机械制动摩擦器式制动,主电动机起动方式直接起动5KW以下或容量30变压器容量；降压起动,CW6163B型万能卧式车床控制线路,电路图如图3-11.主电路Q引入电源M1KM1直接起动，A监视工作电流具有过载保护M2KM2直接起动具有过载保护M3KM3直接起动,2.控制电路分析ETCFU2ST（限位保护常闭）SB1SB2SB7↓KM3快速移动B3↓/SB4↓KM1M1（主电动机）SB5SB6↓KM2↓M2冷却（顺序动作）,,,,,,,,,,,,,,,3.辅助电路分析照明ETCFU3SA↓EL照明灯亮指示ETCFU4HL2充、电源指示KM1↓M1机床工作,,C616卧式车床的电气控制线路,电路图如（图3-2）1.主电路Q1引入电源M1主电动机，KM1/KM2正反转直接起动，主轴进给箱M2润滑电动机.KM3直接起动M3冷却泵电动机.Q2起动,2、控制电路SA1手控开关有三个位置，只能有一路接通工作，其它二路互锁不工作起互锁作用。同时KM1、KM2互锁，K零压保护。EQ1SA1-1K↓工作准备，润滑各部位K↓KM3M3润滑泵各部分SA1-2↓KM2KM1KM3↓M1主电机正转SA1-2↓KM1KM2KM3↓M1主电机反转,,,3．辅助电路指示Q↓TCHL亮照明Q↓TCSA2↓EL亮,C650卧式车床的电气控制线路,电路图如（图3-3）1．主电路Q引入电源M1主电动机30KMKM3/KM4正/反转控制KM控制限流电阻R接入或切除A电流表通过TA监视M1绕组电流BV速度继电器串电阻R反接制动M2冷却泵电动机KM1控制M3快速移动电动机KM2控制,2．控制电路（1）主电动机点动调整图3-4、ESB4SB6↓KM4KM3KM1串R点动（2）主电动机正/反转控制图3-5正向起动ESB4SB1↓15KM（不接入电阻R）KM↓KSB1↓13K↓KM4KM3K↓15KM↓13K↓KM4KM3M1全压直接起动,,反向起动ESB4SB215KMKM↓KSB221K↓KM3KM4K↓KM↓KM4↓21K↓KM3KM4M1全压反向起动,,,（3）主电动机的反接制动控制图3-6BV1速度继电器正转常开触点BV2速度继电器反转常开触点原来正转SB4↓↑KBV1↓KM4M1反转（n→0，BV1↑，KM4－，M1停止）原来反转SB4↓↑KBV2↓KM3M1正转（n→0，BV2↑，KM3－，M1停止制动时M1主触点断开，串电阻R限流制动,（4）刀架的快速移动ESB4ST↓转动刀架手柄压下KMM3全压起动（5）冷却泵电动机控制ESB4SB5SB3↓KM1↓（全压起动）,（6）其它（电流表）ESB1↓/SB2↓KTKT↓主电路ITAKTTA短接延时KT↑ITAATASB4↓，制动，KT断电ITAKTTA回路短接,,其它车床的电气控制线路,图3-7C620车床电气原理图图3-8C616车床电气原理图图3-9C630车床电气原理图图3-10C516A车床电气原理图图3-11C6140车床电气原理图,3.2钻床,钻床种类台钻、立式钻床、摇臂钻床、卧式钻床、专门钻床用途钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹（加专用装置）,Z3040钻床的结构,Z3040钻床,,一、电力拖动与控制要求M1主电动机提供主轴旋转和进给。M2升降电动机摇臂升降M3液压泵电动机立柱、摇臂、主轴箱的夹紧、放松的压力油。M4冷却泵电动机冷却刀具（工件）,Z3040钻床的特点（图3-12）调速范围为501（2000rpm/40rpm），进给范围0.051.60rpm。,二、电路分析1．主电路Q1引入电源Q2引入M2、M3、M4电源及控制路线电源M1KM1控制通断M2KM2正转KM3反转M3KM4/KM5正/反转M4Q起动,2．控制电路控制电路准备Q1↓Q2↓Q3↓Q4↓为各电动机动作（控制）准备EQ3↓SB7SB1↓K1↓HL1亮按下SB1，中间继电器K1自锁。（1）主电动机M1旋转控制按下SB2，KM1自锁，主电机工作，指示灯亮。,（2）摇臂升降控制工作过程摇臂松开上升/下降摇臂夹紧行程开关ST1升降极限保护15-17上升极限保护27-17下降极限保护行程开关ST2检测松开、ST3检测夹紧,,a.上升（按SB3）E7SB3↓ST1KT1ST2KT1↓KT2KM5KM4M3摇臂松开ST2↓SB4KM3KM2M2摇臂上升（到达要求高度松开SB3、M2、、KT1）ST3KT1KT4KM5M3摇臂夹紧（压ST3停止）,,b.下降（按SB4）E7SB4↓ST1KT1ST2KT1↓KT2KM5KM4M3摇臂松开（压ST2、M3）ST2↓SB3KM2KM3M2摇臂下降（到达要求高度松开SB4、M2、、KT）ST3KT1KM4KM5M5摇臂夹紧（压ST3停止）到达极限位置ST1动作，终止摇臂上升/下降,,（3）立柱和主轴箱松开、夹紧组合开关SA2虚线表示位置，黑点表示接通左位下方二条线路通立柱松开、夹紧中位中间两条路通主轴和立柱同时松开、夹紧右位上方二路通主轴箱松开、夹紧,a.主轴箱松开（按SB5）（SA2右位）松开E7SB5↓KT1KT2KT3KT2↓SA2右YA1（电磁阀）KT3↓SB6KT2↓KM5KM4M2油缸移动，主轴箱松开ST4复位HL3灭HL2亮,,,,,b.主轴箱夹紧（按SB6）E7SB5↓KT1KT2KT3KT2↓SA2右YA1KT3↓SB5KT3↓KT1KM4KM5M2油缸移动，主轴箱夹紧ST4压下HL2灭HL3亮,,,,,立柱的松开与夹紧动作过程和主轴箱完全相同。Z3040钻床电路图竖排式如图3-13Z5163钻床电路图如图3-14,3.3铣床,铣床种类立式铣床、卧式铣床、仿形铣床、数控铣床加工范围铣平面、斜面、沟槽装上分度头铣直齿轮、螺旋面装圆工作台铣凸轮、弧形槽,铣床的运动主运动主轴的旋转运动（顺铣、逆铣）为加工前对刀和提高生产率，要求有制动。进给运动工作台的左右（纵向）、前后（横向）、上下（垂直）运动，还有每个方向的快速移动。,组成床身、悬梁、刀杆支架、主轴、工作台、升降台,X62W铣床的结构,X62W铣床,,电路原理图图3-15，图3-16（纵向）一、电力拖动与控制要求1．主轴电动机M17.5KW、1450rpm，组合开关控制正反转（顺逆铣）、电磁离合器制动，二处起停、换刀制动。2．进给电动机M2直接起动。正反转能满足纵、横、垂直三个方向进给运动和快速移动。3.冷却泵电动机M3,进给电动机运动传递向图,,根据工艺要求，应满足如下电气联锁1、顺序动作只有主轴旋转后才能进给和快速移动。（防止刀具和机床损坏）2．进给停止后才能主轴停止或同时停止，保证表面粗糙度的要求。3、各方向运动互锁六个方向同时只能有一个方向运动产生，由手柄和机械离合器选择进给方向。4．主轴和进给运动变速时采用瞬时点动，保证啮合良好。5、安全保护（主电机或冷却电机过载时，进给必须停止，防止刀具和机床损坏）,二、控制电路工作原理控制线路110V，变压器供电，Q1引入电源M1KM1通断，SA5正反转，直接起动，YC1制动FU1、FR1保护。M2KM2、KM3正反转，直接起动。KM4工作进给、快速进给切换接触器。YC2工作进给，YC3快速进给。FU2、FR2保护。M3Q2通断，直接起动。M1、M2、M3均为直接起动，连续运行,1主电动机的起停先选择主轴转向。再按SB1或SB2，停止按SB3或SB4。2主电动机的制动按SB3或SB4，接通YC1。3主轴变速时的瞬时点动将变速手柄拉出，转动手轮再复位，压动ST7瞬时点动。4主轴换刀制动转换开关SA2。,1．主电动机的控制,2、进给运动控制工作台三个方向运动通过操作手柄和机械联动机构控制相应的行程开关，使进给电动机正转或反转来实现。纵向手柄控制工作台左右移动，压下行程开关ST1/ST2，接通纵向离合器。十字手柄控制工作台上下、前后运动，压下行程开关ST3/ST4，接通离合器。,十字手柄上、下运动接通垂直进给离合器，压下ST3/ST4前、后运动接通横向离合器，压下ST3/ST4中位不接通ST3压下向前或下运动ST4压下向后或下运动,,①工作台的左右纵向运动压下行程开关ST1或ST2。②工作台上、下垂直运动和前后横向运动压下行程开关ST3或ST4，注意还要结合手柄的动作方向。③进给变速时的瞬时点动进给手柄必须放在零位。变速手柄拉出选好速度再继续拉出，压合ST6，瞬时点动，然后推回原位停止。一次不行，可多次重复。,④进给方向的快速移动通过进给手柄和快速按钮（SB5或SB6）配合使用。接触器KM4工作接通快速离合器YC3。⑤进给运动方向上的极限位置保护采用机械和电气相配合的方式，由挡块确定极限位置，挡块与操纵手柄联动，使手柄复位，也使手柄压合的行程开关复位。机械挡块电气行程开关,三、圆形工作台的控制为扩大机床加工能力，可在工作台上安装圆形工作台，进行圆弧或凸轮铣削加工。使转换开关SA1打到工作台接通位置。SA1和SA3断开，SA2接通。电流经过四个行程开关常闭触点使工作台旋转。四个行程开关确保各个手柄在零位，不会引起工作台在各个方向的运动。否则圆形工作台马上停止动作。,其它型号铣床,X52K图3-17X8120W图3-18,3.4镗床,一、镗床种类卧式镗床、坐标镗床用途钻孔、镗孔、铰孔、加工端面使用一些附件后，可以车削螺纹结构床身、前主柱、镗头架、工作台、后主柱、尾架工件固定在工作台上刀具固定在镗杆或花盘上,T68卧式镗床,T68卧式镗床是使用普遍、结构典型的机床。（图3-19）（图3-20）（图3-21）,二、运动形式和控制特点1．运动形式主运动镗杆或花盘的旋转运动进给运动镗杆的轴向进给（进出）；主轴箱的垂直（上、下）进给；工作台的横向（前后）和纵向（左右）进给辅助运动工作台的旋转运动后立柱的水平移动尾架的垂直移动各部分的快速移动,2．控制特点（1）主运动和进给运动同用双速电动机（5.5/7.5kW,1440/2900rpm），低速△接法，高速双ㄚ接法，高低速的转换由主轴孔盘变速机构内行程开关ST控制（常态为低速，压下为高速）。低速起动，高速应先低速后换接高速。（2）主电机可实现正反转点动及长动。为限制起动和制动电流，点动和制动时串入限流电阻。（3）为保证变速后齿轮良好啮合，在主轴变速和进给变速时主电机应缓慢转动。主轴变速的缓慢转动由ST1、ST2和速度继电器BV实现。进给变速的缓慢转动由ST3、ST4及BV完成。,三、控制线路的工作原理（图3-19）1．主电路分析M1FU1、FR保护KM1、KM2正反转KM3直接起动，限流点动制动KM6低速△接法KM7、KM8高速双ㄚ接法M2FU2保护KM4、KM5正反转,2．控制电路分析（1）主电动机的起动控制（a）正反向点动SB3、SB4（b）正反向长动SB1、SB2（c）高低速切换行程开关ST，时间继电器KT,（2）主电动机反接制动控制复合按钮SB5，速度继电器BVBV1（正转常开触点）、BV（正转常闭触点）BV3（反转常开触点）（a）正转反接制动过程（b）反转反接制动过程,（3）主轴或进给变速时，主电动机瞬时点动控制（a）主轴变速瞬时点动过程变速孔盘拉出→ST1、ST2（b）进给变速瞬时点动过程原理同上。（ST3、ST4）,（4）主轴箱、工作台或主轴的快速移动（快速移动电动机）快速移动由快速电机M2完成，快速手柄操纵正反向,（5）主轴进刀与工作台的互锁由行程开关ST5和ST6来控制。只能切断一个，否则整个控制线路断电。,快速手柄控制如右图,3.5组合机床,组合机床是对某特定工件，进行特定加工的一种高效率的自动化加工设备。能同时用十几把、几十把刀具进行加工。由通用部件和专用部件组成，控制系统大多采用机械、液压、电气相结合的控制方式。,DU型组合机床,DU型机床共有四个工位，即钻、扩、铰三个加工工位和一个装卸工位，立式动力头上装共36把刀，即钻、扩、铰各12把刀工作循环回转台抬起→回转台回转→回转台反靠→回转台夹紧→动力头快进→动力头工进→延时停留→动力头快退加工工位布置如图3-29所示,DU型组合机床组成液压动力头液压回转工作台作用加工轮毂工件上的12个孔。,DU型组合机床单机控制线路图图3-30一、主回路Q引入电源M1KM1控制FU1、KR1保护、M2KM2控制FU2、KR2保护M3KM3控制FU3、KR3保护,1．M1、M2同时起动（SB2）ESB1SB2↓SA3KM1↓M1SA4KM2↓M2HL灭2．M1动，M2停（SB2SA4）ESB1SB2↓SA3KM1↓M1KM1↓SA4↓SA4↑,,,,,3．M1停，M2动（SB2SA3）ESB1SB2↓SA3↑SA3↓KM2↓SA4KM2HL灭M24．M3起停a.顺序动作（自动）（K2动力头工进继电器）S处在“2”位置b.手动S处在“1”位置,,,,二、液压回转工作台回转控制线路被加工工件在回转台上回转一周完成在该机床上的全部加工工序。工作台回转靠液压系统来实现，动作循环靠电气控制进行。转位动作顺序（图3-31）自锁销脱开及回转台抬起→回转台回转及缓冲→回转台反靠→回转台夹紧,自锁销脱开及回转台抬起按SB4，电磁铁YA5运输动作，1G液压缸上移，回转台抬起，同进2G液压缸下移，自锁销脱开。回转台回转及缓冲抬起后压动行程开关ST5，使电磁铁YA7通电，液压缸3G右移，通过齿轮齿条、离合器使回转台回转。接近定位点时，定位块1将滑块2压下，压动ST6行程开关，使K4自锁，YA9接通，回油经节流阀使回转台缓冲。,具体动作过程,回转台反靠继续回转，定位块1离开滑块2，ST6恢复，使K5动作，YA7断电，YA8通电，液压缸3G左移，回转台缓慢反靠。回转台夹紧反向靠紧后，压动限位开关ST7，使K6动作，YA6通电，液压缸1G下移夹紧回转台。压力到时KP动作，一路接通动力头线路，另一路接通YA10，使离合器脱开。,三、动力头工作循环快进→工进→延时停留→快进（详见图1-15）,离合器脱开后的状态ST8动作使YA8接通，3G液压缸左移，退回原位时压合ST9，切断回转台电路，接通动力头电路。动力头开始工作循环。,四、DU型组合机床单机自动工作循环的控制首先KM1和KM2工作，KM2辅助触点接通自动工作循环控制线路。其次S1接通1位，S2常闭接通。按SB4开始在四工位装工件→SB2（M1、M2起动）→按SB4→动力头原位ST1接通，回转台抬起、回转、→反靠定位、夹紧、液压缸3G返回、压下ST9，→接通动力头工作线路。→,→动力头加工（快进、工进、停留、快退、压下ST1）→为回转台回转作好准备→卸下四工位上的轮毂，装上装工件→按SB4进入下一个循环。图中电容器C1的作用是保护触点ST9的，用来吸收各电磁铁在通断时的电磁感应电动势。,图3-1,,,图3-1,图3-2,图3-2,,图3-3,图3-3,,,图3-4,图3-4,,,图3-5,,图3-5,,图3-6,图3-6,,,图3-7,图3-7,,,图3-8,图3-8,,,图3-9,图3-9,,图3-10,图3-10,,图3-11,图3-11,,图3-12,图3-12,,图3-13,图3-13,,图3-14,图3-14,,图3-15,图3-15,,图3-16,图3-16,,图3-17,图3-17,,图3-18,图3-18,,图3-19,图3-19,,图3-20,图3-20,,图3-21,图3-21,,图3-22,图3-22,,图3-23,图3-23,,图3-24,图3-24,,图3-25,图3-25,,图3-26,,图3-26,图3-27,,图3-27,图3-28,,图3-28,图3-29,图3-29,,图3-30,图3-30,,图3-31,,