项目27_X62W型万能铣床的电气控制

nullX62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 一、能力目标 二、仪器与设备 三、项目要求 （一）了解X62W型万能铣床的基本知识 X62W型万能铣床主要由床身、悬梁、主轴、主轴电动机、进给电动机、工作台、回转盘、横向溜板和升降台等几部分组成。其外形如图27-1所示。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 1）床身 用于安装铣床的其它部件。 2）主轴、悬梁及刀杆支架 用于固定铣刀。 3）工作台 用于安装夹具和工件，可作垂直于主轴轴线方向的纵向移动。 4）横向溜板及回转盘 安装于工作台的下方，提供工作台的横向和左右斜向的移动。 5）升降台 提供工作台的上下移动。 6）圆工作台 铣切凸轮和弧形槽等曲线时所用的铣床附件，使用时安装在工作台上。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 2．铣床的运动情况 1）主运动 主轴带着铣刀的旋转运动。主运动是由主轴电动机M1拖动的，采用笼型异步电动机。不同工况下的不同转速，是通过变速箱的齿轮变换来实现的；为了使主轴旋转均匀，避免铣削时的振动，主轴上装有平衡飞轮；加工时有顺铣和逆铣，所以主轴电动机应能正反转；为了使变速后的齿轮顺利啮合，减小对齿轮端面的冲击，主轴电动机在变速时能瞬时点动一下（称为变速冲动）；此外，主轴电动机还采用了两地控制和制动停车。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 2）进给运动 固定于工作台上的工件相对于铣刀的移动。进给运动由进给电动机M2拖动，完成上下（垂直）、左右（纵向）、前后（横向）六个方向的进给；也可通过快速牵引电磁铁YA改变传动方式，实现进给的快速移动；另外，进给运动也可手动进行。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 （二）熟悉X62W型铣床电气控制电路检查方法 X62W型万能铣床电气控制原理如图27-2所示，由主电路、控制电路和照明电路三部分组成。 1．电器元件的检查 2．电路检查 1)主电路检查 主电路有三台电动机，M1是主轴电动机，与它同轴接有一台速度继电器KV；M2是进给电动机；M3是冷却泵电动机。X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 断开熔断器FU2，合上电源开关QS，将转换开关SA4旋转到正转或反转位置上，用手按下主轴电动机启动接触器KM1的触点架，用万用表的电阻档分别检测电源开关QS三个进线端的通断情况，判断电路是否正常；松开KM1的触点架，按下接触器KM2的触点架，检查电路的通断情况。 进给电动机M2和冷却泵电动机M3的检查方法同上。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 2）控制电路检查 断开控制电路短路保护熔断器FU3，将转换开关SA3、SA4扳到断开的位置。用万用表的电阻档，检测控制电路的两端，指针显示应为“∞”；按下主轴电动机启动按钮SB1或SB2，指针显示的电阻值应与接触器线圈电阻相一致。如果指针显示不正确，说明控制回路有短接或断点存在，此时，可将一支表棒沿控制线路逐点移动，检查各段导线，直到找出短接点或断点为止。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 （三）模拟操作 1．静态操作 了解铣床的主运动和进给运动；熟悉各转换开关、操作手柄的位置、作用和操作方法；在不通电的情况下，扳动转换开关和操作手柄，进行静态模拟操作。 2．动态操作 在熟悉铣床操作的基础上，在指导老师的确认下，通电进行动态模拟操作。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 1）主轴电动机M1的操作 把转换开关SA4扳到正转或反转的位置，按下启动按钮SB1或SB2，观察M1的启动运转情况；轻按停止按钮SB3或SB4，观察M1的停止过程；若将停止按钮SB3或SB4按到底，观察M1的停止过程。 2）进给操作 操纵进给操作手柄，使工作台作上下、左右和前后的进给运动；按下快速移动按钮SB5或SB6，使工作台作快速移动。观察工作台的进给运动和快速移动情况。X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 四、原理叙述 （一）主电路 主轴电动机M1要求能够实现正反转，但旋转方向变换不频繁。通过换向开关SA4在加工前预先选择，与接触器KM1配合，能进行正反转控制；与接触器KM2、制动电阻R及速度继电器KV的配合，实现主轴电动机的正反转反接制动控制，并通过机械装置进行变速。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 进给电动机M2要求能够实现正反转，通过接触器KM3、KM4、与行程开关、接触器KM5和牵引电磁铁YA配合，实现三种形式六个方向的常速进给和快速进给控制。 冷却泵电动机只要求单向旋转。 电路中熔断器FU1既作为铣床总的短路保护，又作为主轴电动机M1的短路保护；FU2作为进给电动机M2、冷却泵电动机M3及控制变压器、照明变压器一次侧的短路保护；热继电器FR1、FR2和FR3分别作为M1、M2和M3的过载保护。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 （二）控制电路 1．主轴电动机M1的控制 将图27-2的主轴电动机的控制线路另画于图27-3中。图中SB1、SB2、SB3和SB4是分别装在工作台的前面和床身侧面的启动和停止按钮，可在两地控制，方便操作。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 图27-3 主轴电动机控制电路原理图 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 KM1是主轴电动机启动接触器，需要启动主轴电动机时，先将转换开关SA4扳到主轴电动机所需的旋转方向；然后按下启动按钮SB1或SB2，接触器KM1得电且自锁，电动机M1拖动主轴旋转；速度继电器KV动作，KV-1或KV-2中的一对常开触点闭合，为主轴电动机的反接制动作好准备。主轴电动机M1得电通路：T1→FU3→SQ7常闭触点→SB4→SB3→SB1或SB2→KM2常闭触点→KM1线圈→T1。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 KM2是反接制动和主轴变速冲动接触器。停车时，按下停止按钮SB3或SB4，接触器KM1失电，主轴电动机M1惯性转动；停止按钮按到底，KM2得电且自锁，改变了主轴电动机M1的电源相序，串入电阻反接制动；当M1的转速降至约100r/min时，速度继电器KV-1或KV-2的常开触点恢复断开，KM2失电，M1迅速停止转动，反接制动结束。反接制动接触器KM2得电通路：T1→FU3→SB4或SB3常开触点（已闭合）→KV-1或KV-2常开触点（已闭合）→KM1常闭触点→KM2线圈→T1。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 SQ7是与主轴变速手柄联动的瞬时动作行程开关。主轴变速时，先将变速手柄压下拉到前面，转动变速盘选择需要的转速，然后将变速手柄推回原位。在将变速手柄拉到前面和推回原位的过程中，与变速手柄相联的凸轮都会把行程开关SQ7压下，SQ7的常开触点瞬时闭合一下，KM2得电，主轴电动M1反向转动一下，使变速后的齿轮易于啮合，这就是主轴的变速冲动。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 主轴变速可在主轴不转时进行，也可在主轴转动时进行。如果是在主轴转动时进行变速，无需先按停止按钮再变速，可直接进行变速操作。行程开关SQ7在变速手柄拉出时，在凸轮的作用下常闭触点先断开，切断接触器KM1的线圈电路，主轴电动机M1断电；SQ7的常开触点后闭合，KM2得电，对主轴电动机M1进行反接制动，M1的转速迅速下降；将变速手柄推回时，SQ7再次动作一下，实现主轴的变速冲动。变速完成后，主轴停止转动，需再次启动电动机，主轴将在新的转速下旋转。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 2．进给电动机M2的控制 进给运动的所有操作都是在主轴电动机M1启动、接触器KM1常开触点闭合后进行的；所有的进给运动都是由进给电动机M2拖动的。转换开关SA1是工作台的选择开关，当置于“断开”位置时，SA1-1、SA1-3闭合，SA1-2断开，可以进行工作台的进给操作；当置于“闭合”位置时，SA1-1、SA1-3断开，SA1-2闭合，此时不能进行工作台的操作，只能对圆工作台的进给运动进行控制。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 工作台的进给运动分为左右的纵向运动、前后的横向运动和上下的垂直运动。当转换开关SA1置于“断开”位置时，将图27-2中工作台进给运动的控制线路另画于图27-4中。 接触器KM3、KM4使进给电动机实现正反转控制，用来改变工作台进给运动的方向。进给运动的操作是由两个机械操作手柄与对应的行程开关和机械传动机构相互配合实现的。 SQ1、SQ2是与纵向进给机械操作手柄相联动的行程开关，SQ3、SQ4是与横向进给及垂直进给机械操作手柄相联动的行程开关。六个方向的进给运动相互联锁，同一时刻只允许有一个方向的运动，当两个操作手柄处在中间位置时，SQ1～SQ4各行程开关都处在未受压的原始状态。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 1）工作台纵向（左、右）进给运动的控制 工作台的纵向进给由纵向操作手柄控制，该手柄有三个位置：向左、向右和中间。当将操作手柄扳向右（或向左）时，一方面通过机械机构将工作台与纵向移动的传动装置相联接，另一方面压下向右（或向左）进给行程开关SQ1（或SQ2），SQ1-1（或SQ2-1）常开触点闭合，接触器KM3（或KM4）得电，进给电动机M2通电转动（或反向转动），拖动工作台向右（或向左）移动。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 当将纵向操作手柄扳回到中间位置时，一方面工作台脱离纵向移动的传动装置，另一方面行程开关SQ1（或SQ2）复位，接触器KM2（或KM3）失电，进给电动机M2断电，工作台停止转动。由于进给速度低，M2未采取制动措施。 为避免工作台左、右移动越过极限进给位置发生事故，在工作台的左、右两端各有一块挡铁，当工作台移动到极限位置时，挡铁撞向纵向操作手柄，使手柄回到中间位置，实现自动停车。左、右移动的极限位置，可以通过改变左、右两端的挡铁位置进行调整。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 2）工作台横向（前、后）及垂直（上、下）进给运动的控制 工作台横向及垂直进给由十字手柄控制，该手柄也有两个，分别装在工作台左侧的前、后方。十字手柄有：前、后、左、右和中间五个位置。与纵向进给操作一样，在扳动十字手柄压下行程开关SQ3、SQ4的同时，将工作台与横向运动或垂直运动的机械传动装置相联接。SQ3控制工作台向下或向前运动，SQ4控制工作台向上或向后运动。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 当将十字手柄扳向下或向前时，压下行程开关SQ3，SQ3-1常开触点闭合，接触器KM3得电，进给电动机M2通电转动，拖动工作台向下或向前移动。若将十字手柄扳回到中间位置，工作台与传动机构脱离，同时行程开关SQ3复位，接触器KM3失电，进给电动机M2断电，工作台停止进给运动。 当将十字手柄扳向上或向后时，压下行程开关SQ4，SQ4-1常开触点闭合，接触器KM4得电，进给电动机M2通电反转，拖动工作台向上或向后运动。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 3）工作台的快速移动 为提高工作效率，在铣刀未作铣切加工时，工作台可以快速移动，操作过程如下：工作台在进给移动时，按下快速移动按钮SB5或SB6（两地控制），接触器KM5得电，快速移动电磁铁YA通电动作，工作台按原进给方向快速移动，当工作台移动到预期位置，松开探险钮SB5或SB6，KM5失电，YA断电，快速进给结束，工作台按原速度、原方向继续移动。 4）进给电动机的变速冲动 为使齿轮易于啮合，与主轴变速一样，进给变速也设有变速冲动装置。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 SQ6是进给变速冲动行程开关，在操作进给变速盘变速时，其连杆机构会瞬时压下行程开关SQ6，使SQ6-2常闭触点断开、SQ6-1常开触点闭合，接触器KM3短时得电，进给电动机M2瞬时转动一下，实现对进给变速的冲动。 从进给控制电路可以看出，进给变速冲动是在行程开关SQ1～SQ4不受压、其常闭触点闭合时完成的。所以进给变速时，需将操作手柄都置在中间位置，进给电动机M2不转的情况下，才能实现进给的变速冲动，这一点与主轴的变速冲动不同。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 5）圆工作台的控制 圆工作台的控制电路另画于图27-5中，此时工作台的进给操作手柄都应处在中间位置，SQ1～SQ4的常闭触点处于闭合的原始位置，按下主轴启动按钮SB1或SB2，接触器KM1、KM3先后得电，主轴转动的同时，进给电动机M2通过传动机构拖动圆工作台单向转动。若要使圆工作台停止运动，只要按下主轴停止按钮SB3或SB4，主轴与圆工作台便同时停止工作。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 6）进给控制的联锁 在铣床加工中，为安全起见，在多种运动间设置了相互的联锁。它们包括：主轴运动与进给运动间先主轴后进给的顺序联锁；工作台六个运动方向间不能同时进行的联锁；进给变速冲动应在进给运动停止时进行的联锁；圆工作台与工作台的进给不能同时进行的联锁，原理读者根据控制电路，自行。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 （三）冷却泵电动机及照明电路的控制 为防止铣切加工时过热，在铣床工作时，可以启动冷却泵电动机M3，提供冷却液。由于冷却泵电动机M3容量小，直接用转换开关SA3控制。 工作台的照明电源是由照明变压器T2将380V交流电压降至36V安全电压提供的，照明电路由转换开关SA2控制。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 （四）X62W万能铣床的故障分析 铣床操作采用的是电气控制与机械控制相配合的方法，因而电气线路的正常工作通常与机械系统的正常工作是分不开的。这要求维修人员既要掌握电气控制线路的工作原理，又要熟悉相关机械系统的原理与操作方法，以便能正确区分故障的属性是电气故障还是机械故障，尽快找到排除故障的方法。故障分析举例如下： X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 1．主轴停车时无制动 检查如下：首先按下停止按钮SB3或SB4，观察反接制动接触器KM2的动作情况：如果KM2不吸合，则故障产生于控制电路部分。进一步操作主轴变速手柄，观察变速冲动情况：如果有冲动，说明主电路的KM2、R制动之路没问，故障范围缩小在速度继电器KV或按钮支路上；如果没有冲动，则问题除了上述的可能性外，还有可能是KM1常闭的联锁触点不能闭合、制动接触器KM2线圈开路、KM2主触点接触不良或是主电路的制动部分有断路；如果KM2吸合，则控制电路部分正常，问题出在主电路。进一步观察无制动的现象是完全没有制动还是制动效果不明显，如果是完全没有制动，故障出在KM2、R制动之路出现断路；如果是制动效果不明显，则是速度继电器KV的常开触点断开过早。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 2．工作台纵向不能进给运动 检查如下：首先检查横向进给、垂直进给是否正常，如果能正常进给，说明进给电路公共部分电动机M2、主电路、KM3、KM4等是正常的，此时应重点检查行程开关SQ6-2常闭触点→SQ3-2常闭触点→SQ4-2常闭触点这一通路。进一步检查进给变速冲动是否正常，如果正常，则故障范围缩小到SQ6-2、SQ1-1、KM4常闭触点及KM3线圈（或SQ6-2、SQ2-1、KM3常闭触点及KM4线圈）上，此时重点放在SQ6-2上，因为SQ1-1与SQ2-1两对常开触点同时发生故障的可能性较小；如果进给变速冲动不正常，则把检查重点放在SQ6、SQ3-2及SQ4-2上；如果横向进给、垂直进给也不正常，则应将检查的重点放在进给线路的公共部分。 X62W型万能铣床的电气控制 X62W型万能铣床的电气控制 铣床使用中可能进出的故障现象还有很多，可以参考上面介绍的方法进行故障查找，在此不再讲述。需要说明的是：机床电气的故障不是千篇一律的，既使是同一种故障现象，发生的部位也不一定总是相同的。所以在维修中，切不可生搬硬套，而要理论与实践相结合灵活处理。 故障检查的程序可描述为：