中职 机床电气控制技术项目九电子课件.ppt

中职 机床电气控制技术项目九电子课件（高教版）中职 机床电气控制技术项目九电子课件（高教版）项目小结项目小结操作实践操作实践基础知识基础知识知能目标 知识目标 1.了解X62W万能铣床的主要结构和主要运动形式 2.掌握X62W万能铣床电气控制线路的构成及工作原理 3.掌握X62W万能铣床电气控制原理图的识读方法技能目标 会识读万能铣床的电气原理图，处理万能铣床的常见电气故障知识链接1 X62W万能铣床的主要结构、运动形式 知识链接2 万能铣床电气控制要求 知识链接3 识读X62万能铣床电气原理图 知识链接4 确定故障范围的方法逻辑分析法 知识链接5 机床电气故障处理方法4电压分阶测量法 基础知识 铣床可以用来加工平面、斜面和沟槽等，装上分度头后还可以铣切直齿齿轮和螺旋面，如果装上圆工作台还可以铣切凸轮和弧形槽。铣床的种类很多，有卧铣、立铣、龙门铣、仿形铣及各种专用铣床。1 X62 万能铣床的主要结构 X62W 卧式万能铣床应用广泛，具有主轴转速高、调速范围宽、操作方便和加工范围广等特点结构如图9-1 所示。X62W 卧式万能铣床主要有底座、床身、悬梁、刀杆支架、工作台、回旋盘、溜板箱和升降台等部分组成。床身内装有主轴的传动机构和变速操纵机构。知识链接1 X62W万能铣床的主要结构、运动形式知识链接1 X62W万能铣床的主要结构、运动形式图9-1 X62W 万能铣床的结构示意图 2 X62万能铣床的运动形式 主轴带动铣刀的旋转运动称为主运动，进给运动是工件相对于铣刀的移动。主轴电动机用笼型异步电动机拖动，通过齿轮进行调速，为完成顺铣和逆铣，主轴电动机应能正反转。为了减少负载波动对铣刀转速的影响，使铣削平稳一些，铣床的主轴上装有飞轮，使得主轴传动系统的惯性较大，因此，为了缩短停车时间，主轴采用电气制动停车。为保证变速时，齿轮顺利地啮合好，要求变速时主轴电动机进行冲动控制，即变速时电动机通过点动控制稍微转动一下。升降台可上下移动，在升降台上面的水平导轨上装有溜板箱，溜板箱可沿主轴轴线平行方向移动（横向移动，即前后移动），溜板上部装有可转动的回转台，工作台装在可转动回转台的导轨上，可作垂直于主轴轴线方向的移动（纵向移动，即左右移动）。这样固定在工作台上的工件可作上下、左右、前后六个方向的移动，各个运动部件在六个方向上的运动由同一台进给电动机通过正反转进行拖动，在同一时间内，只允许一个方向上的运动。知识链接1 X62W万能铣床的主要结构、运动形式知识链接2 万能铣床电气控制要求 1 主轴电动机一般选用笼型电动机，完成铣床的主运动。为适应顺铣和逆铣两种铣削方式的需要，主轴的正反转由电动机的正反转实现。主轴电动机没有电气调速，而是通过齿轮来实现变速。为缩短停车时间，主轴停车时采用电气制动，并要求变速冲动。2 铣床的工作台前后、左右、上下6个方向的进给运动和工作台在6个方向的快速移动由进给电动机完成。进给电动机要求能正反转，并通过操纵手柄和机械离合器的配合来实现。进给的快速移动通过电磁铁和机械挂挡来完成。为扩大其加工能力，工作台可加装圆形工作台，圆形工作台的回转运动由进给电动机经传动机构驱动。3 主运动和进给运动采用变速盘来进行速度选择，为保证变速齿轮啮合良好，两种运动都要求变速后作瞬时点动（即变速冲动）。4 根据加工工艺要求，铣床应具有以下电气联锁。（1）为防止刀具和铣床的损坏，要求只有主轴旋转后才有进给运动和工作台的快速移动。（2）为减小加工工件表面的粗糙度，只有进给停止后主轴才能停止或同时停止。铣床在电气上采用主轴和进给同时停止的方式，但由于主轴运动的惯性很大，实际上就保证了进给运动先停止，主轴运动后停止的要求。5 需要一台冷却泵电动机提供冷却液。6 必须具有短路、过载、失压、欠压等必要的保护装置。7 具有安全局部照明装置。知识链接2 万能铣床电气控制要求 知识链接3 识读X62万能铣床电气原理图 常用的X62W型万能铣床电气原理图如图9-2所示。X62W型万能铣床电气控制线路底边按顺序分成22个区，其中1-2区为电源及全电路短路保护，3-8区为主电路部分，9-16区为控制电路部分，10区为照明电路部分。1 联系机械按从电动机到电源侧的顺序识读主电路（38区）三相电源L1、L2、L3由电源开关QS1控制，熔断器FU1实现对全电路的短路保护（1-2区）。从3区开始就是主电路，主电路有3台电动机。（1）M1（3-4区）是主轴电动机，带动主轴旋转对工件进行加工，是主运动电动机。它由KM1的主触点控制，其控制线圈在13区。因其正反转不频繁，在启动前组合开关SA5预先选择。热继电器FR1作过载保护，其常闭触点在12区。M1作直接启动，单向旋转，反接制动反接制动和瞬时冲动控制，并通过机械机构进行变速，由KM2主触点控制，其控制线圈在12区。知识链接3 识读X62万能铣床电气原理图图9-2 X62W 万能铣床电气原理图（2）M2（5-7区）是进给电动机，带动工作台作进给运动。它由KM3、KM4、KM的主触点作正反转控制、快慢速控制和限位控制，并通过机械机构使工作台能上下、左右、前后运动；其控制线圈在14区、15区。热继电器FR2作过载保护，其常闭触点在13区。熔断器FU2作短路保护。M2作直接启动，双向旋转。（3）M3（8区）是冷却泵电动机，带动冷却泵供给铣刀和工件冷却液，同时利用冷却液带走铁屑。M3由KM6主触点控制，其控制线圈在11区，在需要提供冷却液才接通。M3作直接启动，单向旋转。2 联系主电路分析控制电路（9-16区）（1）主轴电动机M1的控制SB3、SB4是分别装在机床两边的启动按钮，可进行两地操作，SB1、SB2是制动停止按钮，SA5是电源换相开关，改变M1的转向，KM1是主轴电动机启动接触器，KM2是反接制动接触器，SQ7是与主轴变速手柄联动的冲动行程开关。知识链接3 识读X62万能铣床电气原理图主轴电动机启动时，要先将SA5扳到主轴电动机所需要的旋转方向，然后在按启动按钮SB3或SB4启动M1，在主轴启动的控制电路中串有热继电器FR1的常闭触点。当电动机M1过载，热继电器的常闭触点断开，整个控制电路被切断，电动机都停止。主轴电动机启动后速度继电器KS的常开触点KS（4-6）闭合，为电动机停转制动作准备，停止时按下停止复合按钮SB1或SB2，首先其常闭触点SB4（3-7）或SB5（7-8）断开，KM1线圈断电释放，主轴电动机M1断电，但因惯性继续旋转，将停止按钮SB1或SB2按到底，其常开触点SB4（3-4）或SB5（3-4）闭合，接通KM2回路，改变M1的电源相序进行反接制动。当M1转速趋于零时，KS自动断开，切断M2的电源。知识链接3 识读X62万能铣床电气原理图主轴电动机变速时的冲动控制，是利用变速手柄与冲动行程开关SQ7通过机械上的联动机构进行控制的。变速操作可在开车时进行，也可在停车时进行。若开车进行变速时，首先将主轴变速手柄微微压下，使它从第一道槽内拔出，然后将变速手柄拉向第二道槽，当快要落入第二道槽内时，将变速盘转到所需的转速，然后将变速手柄从第二道槽迅速推回原位。就在手柄拉向第二道槽时，有一个与手柄相连的凸轮通过弹簧杆瞬时压了一下行程开关SQ7，使冲动行程开关SQ7的常闭触点SQ7（2-3）先断开，切断KM1线圈的电路，M1断电，SQ7的常开触点SQ7（2-5）后闭合，接触器KM2线圈得电动作，M1被反接制动。当手柄拉到第二道槽内时，SQ7不受凸轮控制而复位，电动机停转。接着把手柄从第二道槽推回原来位置的过程中，凸轮又压下SQ7，使SQ7（2-3）常开接通，SQ7（2-5）常闭断开，KM2线圈得电，M1反向转动一下，以利于变速后的齿轮啮合。知识链接3 识读X62万能铣床电气原理图 当变速手柄以较快的速度推到原来的位置时，SQ7复位，KM2线圈断电，M1停转，操作过程结束。这样在整个变速操作过程中，主轴电动机就短时转动一下，使变速后的齿轮易于啮合。当手柄完全推到原来的位置时，齿轮啮合好了，变速完成。由此可见，可进行主轴不停车直接变速。若主轴原来处于停车状态，则在主轴变速操作过程中，SQ7第一次动作时，M1反转一下，SQ7第二次动作时，M1又反转一下，因此也可以实现主轴停车时的变速控制。当然，若要主轴在新的速度下运行，则需要重新启动主轴电动机。需要注意，无论是在主轴不停车直接变速，还是主轴原来处于停车状态时变速，都应以较快的速度把手柄推回原始位置，以免通电时间过长，M1转速过高而打坏齿轮。知识链接3 识读X62万能铣床电气原理图（2）工作台移动控制 转换开关SA1是控制圆工作台运动的，在不需要圆工作台运动时，将转换开关SA3扳至“断开”位置，转换开关SA3在正向位置的两个触头SA3（17-18），SA3（11-21）闭合，反向位置的触头SA3（19-21）断开。启动M1。这时接触器KM1吸合，其触点KM1（8-13）闭合，这样就可以进行工作台的进给控制。工作台有上下、左右、前后六个方向的运动。1）工作台的左右（纵向）运动的控制。工作台的左右运动是由进给电动机M2传动的。首先将圆工作台转换开关SA3转换开关扳在“断开”位置。操纵工作台纵向运动的手柄有两个，一个装在工作台底座的顶面的正中央，另一个装在工作台底座的左下方，它们之间有机械连接，只要操纵其中任意一个就可以了。手柄有三个位置，既“左”、“右”和“中间”。当手柄扳到“右”或“左”时，手柄联动机构压下行程开关SQ1或SQ2使接触器KM4或KM3动作，控制进给电动机M2的正反转。工作台的左右行程可通过调整安装在工作台两端的挡铁来控制。当工作台纵向运动到极限位置时，挡铁撞动纵向操纵手柄，使它回到零位，工作台停止运动，从而实现了纵向终端保护。知识链接3 识读X62万能铣床电气原理图 在主轴电动机启动后，将操作手柄扳向右，其联动机构压下行程开关SQ1，使SQ1（22-17）断开，SQ1（18-19）闭合，接触器KM3线圈得电，电动机M2正转，拖动工作台向右。在主轴电动机启动后，将操作手柄扳向左，其联动机构压下行程开关SQ2，使SQ2（21-22）断开，SQ2（18-24）闭合，接触器KM4线圈得电，电动机M2反转，拖动工作台向左。2）工作台的上下运动和前后运动的控制。首先将圆工作台转换开关SA3扳在“断开”位置。控制工作台的上下运动和前后运动的手柄是十字手柄，有两个完全相同的手柄分别装在工作台左侧的前、后方。它们之间有机械连锁，只需操纵其中任意一个。手柄有五个位置，既上、下、左、右和中间，五个位置是联锁的。手柄的联动机构与行程开关SQ3、SQ4相连，扳动十字手柄时，通过传动机构将同时压下相应的行程开关SQ3或SQ4。SQ3控制工作台向前及向下运动，SQ4控制工作台向后及向上运动，如表9-1所示。工作台的上下限位终端保护是利用床身导轨旁的挡铁撞动十字。知识链接3 识读X62万能铣床电气原理图手柄位置 工作台运动方向离合器接通的丝杆压下的行程开关 接触器的动作 电动机的运转上 向上进给或快速向上 垂直丝杆 SQ4 KM4 M2反转下 向下进给或快速向下 垂直丝杆 SQ3 KM3 M2正转前 向前进给或快速向前 横向丝杆 SQ3 KM3 M2正转后 向后进给或快速向后 横向丝杆 SQ4 KM4 M2反转中 升降或横向进给停止 横向丝杆 表9-1 十字手柄控制情况 3）工作台快速移动控制。在铣床不进行铣削加工时，工作台可以快速移动。工作台的快速移动也是由进给电动机M2来拖动的，在六个方向上都可以实现快速移动的控制。知识链接3 识读X62万能铣床电气原理图 主轴启动以后，将工作台的进给手柄扳到所需的运动方向，工作台将按操纵手柄指定的方向慢速进给。这时按下快速移动按钮SB5（在床身侧面）或SB6（在工作台前面），使接触器KM5 线圈得电，接通牵引电磁铁YA，电磁铁通过杠杆使摩擦离合器合上，减少中间传动装置，使工作台按原运动方向作快速移动。当松开快速移动按钮时，电磁铁YA 断电，摩擦离合器断开，快速移动停止。工作台仍按原进给速度继续运动。4）进给电动机变速时的冲动控制。变速时，为使齿轮易于啮合，进给变速与主轴变速一样，设有变速冲动环节。变速前也应先启动主轴电动机M1，使接触器KM1 吸合，其常开触点KM1（8-13）闭合。当需要进行进给变速时，应将转速盘的蘑菇形手轮向外拉出并转动转速盘，将它转到所需的速度，然后在把蘑菇形手轮用力向外拉到极限位置并随即推向原位，就在操纵手轮的同时，其连杆机构两次瞬时压下行程开关SQ6，使SQ6 的常闭触点SQ6（11-15）断开，常开触点SQ6（15-19）闭合，使接触器KM3 得电吸合，其通电回路为：KM1（8-13）FR3（13-12）FR2（12-11）SA3（11-21）SQ2（21-22）SQ1（22-17）SQ3（17-16）SQ4（16-15）SQ6（15-19）KM4（19-20）KM3 线圈，电动机M2 正转，因为KM3 是短时接通的，进给电动机M2 就转动一下，当蘑菇形手轮推到原位时，变速齿轮已啮合完毕。知识链接3 识读X62万能铣床电气原理图（3）圆工作台的运动控制圆工作台的旋转运动也是由进给电动机M2经过传动机构来拖动的。圆工作台工作时，先将转换开关SA3扳到“接通”的位置，转换开关SA3在正向位置的两个触头SA3（17-18），SA3（11-21）断开，反向位置的触头SA3（19-21）接通，然后将工作台的进给操作手柄扳至中间位置，此时行程开关SQ1SQ4处于不受压状态。此时按下主轴启动按钮SB1或SB2，主轴电动机启动，同时回路“KM1（8-13）FR3（13-12）FR2（12-11）SQ6（11-15）SQ4（15-16）SQ3（16-17）SQ1（17-22）SQ2（22-21）SA3（21-19）KM4（19-20）KM3线圈”接通，进给电动机因为KM3线圈获电而启动，并通过机械传动使圆工作台按照需要的方向转动。可以看出，圆工作台只能沿着一个方向作旋转运动，并且圆工作台运动控制的通路需要经过SQ1SQ4四个行程开关的常闭触点，如果扳动工作台任意一个进给手柄，圆工作台都会停止工作，这就保证了工作台的进给运动与圆工作台的旋转运动不能同时进行。若按下主轴停止按钮，主轴停转，圆工作台也同时停止工作。知识链接3 识读X62万能铣床电气原理图（4）冷却泵电动机M3 的控制。冷却泵电动机实现单独控制，M3 由接触器KM6 的主触点控制，其控制线圈在11 区，由手动开关SA4 进行控制。（5）照明电路控制变压器TC 将380V 的交流电压降到12V 的安全电压，供照明用。照明电路由转换开关SA4 控制，灯泡一端接地。FU4 作为照明电路的短路保护。知识链接3 识读X62万能铣床电气原理图知识链接4 确定故障范围的方法逻辑分析法 在检修复杂线路的电气故障时，若采用逐一检查的方法，不仅要耗费大量的时间，而且也容易漏查。因此，在实际检修中，一般根据电气原理图，采用逻辑分析法，对故障现象作具体分析，划出可疑范围，提高维修的针对性，又快又准地排除故障。分析电路时，通常从主电路入手，了解工业机械各运动部件和机构采用几台电动机拖动，与每台电动机相关的电器元件有哪些，采用了何种控制，然后根据电动机主电路所用电器元件的文字符号、图区号及控制要求，找到相应的控制电路。在此基础上，结合故障现象和线路工作原理，认真分析排查，就可迅速判断故障的可能范围。知识链接5 机床电气故障处理方法4电压分阶测量法 用电压分阶测量法检修机床电气故障时，首先将万用表的量程置于交流电压500V挡。图9-4所示为X62型万能铣床立柱松开控制电路，用电压分阶测量法所测的电压值及故障点如表9-3所示。图9-4 电压分阶测量法 故障现象测试状态3-5 3-7 3-8 3-9 3-6 故障点按下SB1或SB2，KM1不吸合按下SB1或SB2不放0 0 0 0 0没有电源（FU6熔断）110 0 0 0 0SB6-1常闭触点接触不良110 110 0 0 0SB5-1常闭触点接触不良110 110 110 0 0SQ1-2常闭触点接触不良110 110 110 110 0SB1或SB2触点接触不良110 110 110 110 110 KM1线圈断路表9-3 用电压分阶测量法所测的电压值及故障点 操作实践 任务一 识读并检修万能铣床电气控制线路 一 任务描述1 认识万能铣床的电气控制原理图，会分析万能铣床的电气控制原理；2 学习故障分析的方法，并通过逻辑分析法缩小故障范围；3 排除X62W万能铣床主电路或控制电路中人为设置的两个电气自然故障点。实训内容 1 实训设备与器材工具及仪表 电工常用工具，MF47型万用表、500V兆欧表、钳形电流表等。2 实训过程（1）熟悉铣床的主要结构和运动形式，对铣床进行实际操作，了解铣床的各种工作状态及操作手柄的作用。（2）参照图9-4所示万能铣床电器位置图和图9-5所示电箱内电器布置图，熟悉铣床电器元件的实际位置、走线情况以及操作手柄处于不同位置时，行程开关的工作状态及运动部件的工作情况。任务一 识读并检修万能铣床电气控制线路 图9-4 万能铣床电器位置图任务一 识读并检修万能铣床电气控制线路 图9-5 万能铣床电箱内电器布置图（3）在有故障的铣床上或人为设置自然故障点的铣床上，由教师示范检修，边分析边检查，直至故障排除。（4）由教师设置让学生知道的故障点，指导学生如何从故障现象着手进行分析，如何采用正确的检查步骤和检修方法进行检修。（5）教师设置人为的自然故障点，由学生按照检查步骤和检修方法进行检修。其具体要求如下：1）根据故障现象，先在电路图上用虚线正确标出故障电路的最小范围。然后采用正确的检查排除方法，在规定时间内查出并排除故障。2）排除故障的过程中，不得采用更换电器元件、借用触头或改动线路的方法修复故障点。3）检修时严禁扩大故障范围或产生新的故障，不得损坏电器元件或设备。任务一 识读并检修万能铣床电气控制线路 3 注意事项（1）检修前要认真阅读电路图，熟练掌握各个控制环节的原理及作用，并认真听取和仔细观摩教师的示范检修。（2）由于该机床的电气控制与机械结构的配合十分密切，因此，在出现故障时，应首先判明是机械故障还是电气故障。（3）停电要验电。带电检修时，必须有指导教师在现场监护，以确保用电安全。同时要做好训练记录。4 评分标准 评分标准见项目六操作实践任务二中表6-5 任务一 识读并检修万能铣床电气控制线路 项目小结 万能铣床是一种通用的多用途机床，它可以用圆柱铣刀、圆片铣刀、角度铣刀、成型铣刀及端面铣刀等刀具对各种零件进行平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工，还可以加装万能铣头、分度头和圆工作台等机床附件来扩大加工范围。铣床的种类很多，按照结构形式和加工性能的不同，可分为立式铣床、卧式铣床、龙门铣床、仿形铣床和专用铣床等。X62W 卧式万能铣床主轴带动铣刀的旋转运动称为主运动，进给运动是工件相对于铣刀的移动。X62W 卧式万能铣床共有三台笼型异步电动机：M1 为主轴电动机，拖动主轴旋转；M2 为进给电动机，拖动工作台在前后、左右、和上下六个方向的运动以及随圆形工作台的旋转运动；M2 为冷却泵电动机，拖动冷却泵输出冷却液。项目小结 采用逻辑分析法，结合故障现象和线路工作原理，认真分析排查，就可迅速判断故障的可能范围。使用电压分阶测量法检查故障时是带电操作，需注意仪表的档位和量程的选择，坚持单手操作，以避免损坏仪表和防止触电事故的发生。