关伟忠大学本科方案设计书.docx

X62W 卧式万能铣床电气控制1 绪论铣床是用铣刀进行铣削的机床由于铣床的主运动是铣刀的旋转运动，切削速度高，且又是多刃连续切削，所以它的生产效率较高铣床的种类很多，有卧式铣床、立式铣床、仿形铣床和各种专门铣床铣床可以用来加工平面、斜面、和沟槽等，如果装上分度头，还可用于铣削直齿轮和螺旋面等X62W卧式万能铣床具有主轴转速高、调速范围宽、操作方便、工作台能自 动 循 环 加 工 等 特 点 X62W卧式万能铣床有三种运动方式，即主运动、进给运动和辅助运动主轴带动铣刀的旋转运动称为主运动；加工中工作台带动工件的移动或圆工作台的旋转运动称为进给运动；而工作台带动工件在三个方向的快速移动属于辅助运动 X62W卧式万能铣床有三台电动机组成，其中 M1 为主轴拖动电动机， M2为工作台进给拖动电动机， M3为冷却泵拖动电动机 现以 X-62W 万能铣床为例对其电气控制系统进行讨论下图是 X-62W 万能铣床的外观简图图 1X-62W 万能铣床的外观简图2．X62W万能铣床主要结构和运动形式X-62W 万能铣床是卧式铣床，主要由床身、悬梁、刀杆支架、工作台、溜板和升降台等几部分组成床身固定在底座上，内装主轴传动机构和变速机构，床身顶部有水平导轨，悬梁可沿导轨水平移动。

刀杆支架装在悬梁上，可在悬梁上水平移动升降台可沿床身前面的垂直导轨上下移动溜板在升降台的水平导轨上可作平行于轴轴线方向的横向移动工作台安装在溜板的水平导轨上，可沿导轨作垂直于主轴轴线的纵向移动此外，溜板可绕垂直轴线左右旋转 45，所以工作台还能在倾斜方向进给，以加工螺旋轴3． X62W 卧式万能铣床控制要求A ． 铣床的主运动是铣刀的旋转运动，主轴由一台 5.5KW 鼠笼式异步电动机拖动，要求能正反转主轴改变转速是通过机械变速机构实现的，可以有 18 种不同转速为提高工作效率，停车采用反接制动B． 为了实现工作台纵向、横向和垂直方向的进给运动，采用一台1.5KW 交流电动机拖动，三个方向的选择由机械手柄操纵，每个方向的正反方向运动由电动机的正反转实现，还需有快速移动和限位控制C． 为缩短调整运动时间，提高生产效率，工作台应有快速移动控制， X62W 铣床采用快速电磁铁吸合改变传动链的传动比来实现的D． 为保证主轴和进给变速时变速箱内齿轮易于啮合，减小齿轮端面冲击，要求有变速冲动，即变速时电动机能点动一下E． 冷却泵由一台 0.125KW 交流电动机拖动，供给铣削用的冷却液F． 根据工艺要求。

主轴旋转与工作台进给应有先后的顺序控制，即进给运动要在铣刀旋转之后才能进行，、加工结束必须在铣刀停转前停止进给运动G． 为操作方便主轴电动机的起动与停止及工作台快速移动可以两处控制4.X62W 万能铣床的电气控制线路特点1 电气控制线路与机械操作配合相当密切，因此分析中要详细了解机械结构与电气控制的关系2 运动速度的调整主要是通过机械方法，因此简化了电气控制系统中的调速控制线路，但机械结构就相对比较复杂了3 控制线路中设计了变速冲动控制，从而使变速顺利进行4 采用两处控制，操作方便5 具有完善的电气联锁，并具有短路、零电压、过载及超行程限位保护环节，工作可靠5． 电路分析5.1 主电路的分析主轴电动机 M1拖动主轴带动铣刀进行铣削加工，通过组合开关 SA3来实现正反转；进给电动机 M2通过操纵手柄和机械离合器的配合拖动工作台前后、左右、上下 6 个方向的进给运动和快速移动，其正反转由接触器KM3、KM4 来实现；冷却泵电动机M3 供应切削液，且当M1 启动后，用手动开关QS2控制； 3台电动机共用熔断器FU1 作短路保护， 3台电动机分别用热继电器FR1、FR2、FR3作过载保护。

5.2 控制电路分析 主轴电动机 M1的控制主电机由接触器 KM3 控制，其逻辑表达式为：KM3= SQ7 2 SB4 SB3 （ SB1+SB2+KM3 ） KM 2FR1（ 1）为方便操作，主轴电动机的启停按钮各有两个，可在两处中的任一处进行操作启动前，先将换向开关 SA5 旋转到所需旋转方向，然后按下启动按钮SB1 或 SB2，接触器 KM3 线圈通电并自锁，主轴电动机 M1 启动热继电器FR1 的动断触点串接于 KM3 控制电路中作过载保护在主电动机达到一定转速时，速度继电器 KS 的动合触头闭合，为停车时的反接制动做好准备 +主轴电动机制动时，按下停止按钮SB3或SB4，其动断触点断开，切断KM3电源，主轴电动机M1的电源被切断，由于存在惯性，M1会继续旋转SB3 或SB4 的动合触点接通，使接触器KM2线圈通电，M1反接制动，直至转速降低至速度继电器 KS 的动合触点断开，反接制动停止在速度继电器触点断开前，不应松开按钮 SB3 或 SB4以保证在整个停车过程中进行反接制动当主轴需要变速时，为保证变速齿轮易于啮合，需设置变速冲动控制，它是利用变速手柄和冲动开关 SQ7 通过机械上的联动机构完成的。

变速冲动的操作过程是 :先将变速手柄拉向前面，然后旋转变速盘选择转速，再把手柄快速推回原位在手柄推拉过程中，凸轮瞬时压下弹簧杆，冲动开关 SQ7 瞬时动作，使接触器 KM2 短时通电，电动机 M1 反转一下，以利齿轮啮合为避免 KM2 通电时间长，手柄的推拉操作都应以较快速度进行进给电动机 M2 的控制1．工作台横向（前、后）和升降（上、下）进给运动的控制先将工作台转换开关 SA1 扳在断开位置，这时 SA1-1 和 SA1-3 接通工作台的横向和升降控制是通过十字复式操作手柄进行的，该手柄有上、下、前、后和中间零位共 5 个位置在扳动手柄时，通过联动机构将控制运动方向的机械离合器合上，并压下相应行程开关 SQ3（向下、向前）或 SQ4（向上、向后）比如欲使工作台向上运动、将手柄扳到向上位置，压下 SQ4，接触器 KM5 线圈通电， M2 电动机反转，工作台向上运动，其控制逻辑如下KM5= SQ7 2 SB4 SB3KM3 SA1-3SQ1 2SQ1 2SA1-1 SQ4-1KM 4 FR2FR3FR1（ 2）工作台上、下、前、后运动的终端限位，是利用固定在床身上的档铁撞击手柄，使其回复到中间零位加以实现的。

2．工作台纵向（左右）运动控制首先将工作台转换开关 SA1 扳到断开位置，然后通过纵向操作手柄控制工作台的纵向运动该手柄有左、右、中间 3 个位置，扳动手柄时，一方面合上纵向进给机械离合器，同时压下行程开关 SQ1（向右）或 SQ2（向左）比如欲使工作台向右运动，将手柄扳到向右位置， SQ1 被压下，接触器KM4 线圈通电，进给电动机 M2 正传，工作台向右移动停止运动时，只要将手柄扳回中间位置即可工作台向左、右运动的终端限位，也是利用床身上的挡铁撞动手柄使其回到中间位置实现的接触器 KM4 线圈的逻辑表达式为：KM4= SQ7 2 SB4 SB3 KM3 SQ6 2 SQ4 2 SQ3 2 SA1 1 SQ1-1 KM 5 FR2 FR3 FR1 （3）3．工作台的快速移动控制工作台上述 6 个方向的快速移动也是由 M2 拖动的，通过上述两个操作手柄和快速移动按钮 SB5 和 SB6 实现控制当按下 SB5 或 SB6 时，接触器 KM6 线圈通电，快速进给电磁铁 YA 线圈接通电源，通过机械机构将快速离合器挂上，实现快速进给由于 KM6 线圈控制电路中没有自锁，所以快速进给为点动工作，松开按钮，仍以原进给速度工作。

4．进给变速时的冲动控制由变速手柄与冲动开关 SQ6 通过机械上的联动机构进行控制其操作顺序是：变速时，将蘑菇形进给变速手柄向外拉一些，转动该手柄选择好进给速度，再把手柄向外一拉并立即推回原位，在拉到极限位置的瞬间，其连杆机构推动冲动开关 SQ6，其动断触点 SQ6-2 断开一下，动合触点 SQ6-1 闭合，接触器 KM4线圈短时通电，进给电动机 M2瞬时转动一下，完成了变速冲动5．圆工作台回转运动控制圆工作台的回转运动由进给电动机 M2经传动机构拖动在机床开动前，先将圆工作台装换开关 SA1扳到接通位置， SA1-1 和 SA1-3 断开， SA1-2 闭合，工作台全部操作手柄位于中间位置，行程开关 SQ1～SQ4均不受压这时按主轴电动机启动按钮SB1或SB2，主轴电动机启动，进给电动机M2也因接触器KM4线圈通电吸合而开始转动，从而拖动工作台转动此时KM4 线圈的逻辑表达式如下KM4=SQ72 SB4SB3KM3SQ62SQ42SQ32SQ12SQ22SA1-2KM 5FR 2FR3FR1（4）电动机 M2正向旋转，圆工作台只能单方向旋转。

由于圆工作台控制电路中串接了 SQ1～SQ4的动断触点，所以只要扳动工作台的任一进给手柄，都会使圆工作台停止工作，这就起到了工作台的进给运动与圆工作台的联锁保护作用 6．进给的联锁进给运动控制中联锁保护如下1．只有主轴电动机启动后，进给电动机才能启动这是因为进给控制的电源需经接触器 KM3的辅助动合触点才能形成通路2． 工作台在同一时刻只允许一个方向的进给运动，这是通过机械和电气的方法实现联锁的如果两个手柄都离开中间零位，则行程开关 SQ1～ SQ4的 4个动触点全部断开，接触器 KM4、KM5的线圈电源全部断开，进给电动机 M2不能转动，达到联锁目的3． 进给变速时，两个操作手柄都必须在中间零位即进给变速冲动时，。