典型机械设备电气控制系统分析.ppt

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1、 第三章第三章第三章第三章 常用机床的电气控制常用机床的电气控制3-1 普通车床的电气控制普通车床的电气控制一、普通车床的主要结构及运动形式一、普通车床的主要结构及运动形式普通车床的结构示意图普通车床的结构示意图1-进给箱 2-挂轮箱 3-主轴变速箱 4-溜板与刀架5-溜板箱 6-尾架 7-丝杠 8-光杠 9-床身 第三章第三章二、车床电力拖动特点及控制要求二、车床电力拖动特点及控制要求 1、主主拖拖动动电电动动机机一一般般选选用用笼笼型型异异步步电电动动机机，为为满满足足调调速速要求，要求，采用机械变速采用机械变速。2、为车削螺纹，、为车削螺纹，主轴要求正、反转主轴要求正、反转。3、主主轴轴

2、电电动动机机的的起起动动、停停止止应应能能实实现现自自动动控控制制。一一般般中中小小型型车车床床均均采采用用直直接接起起动动，当当电电机机容容量量较较大大时时，常常用用Y-降压起动降压起动。4、车车削削加加工工时时，有有时时需需冷冷却却。为为此此，设设有有一一台台冷冷却却泵泵，冷冷却却泵泵电电动动机机只只需需单单方方向向旋旋转转，且且与与主主轴轴电电动动机机有有着着联联锁关系。锁关系。5、控控制制电电路路应应具具有有必必要要的的保保护护及及安安全全可可靠靠的的局局部部照照明明装置。装置。第三章第三章三、三、C620-1型普通车床的电气控制型普通车床的电气控制 C620-1型普通车床的电气控制电

3、路图型普通车床的电气控制电路图1、控制电路图控制电路图 第三章第三章（1）M1为主轴电动机为主轴电动机，由接触器KM实现起动、停止控制。由热继电器FR1实现电动机长期过载保护；（2）M2为冷却泵电动机为冷却泵电动机，由转换开关Q1控制，且在主轴电动机起动后方可开动，FR2实现电动机长期过载保护；（3）熔断器熔断器FU1FU3实现冷却泵电动机、控制电路及照明电路的短路保护短路保护；（4）接触器KM具有欠压和零压保护欠压和零压保护作用（5）照明电路由照明变压器T共计36V安全电压，经照明开关Q2和灯座开关和灯座开关Q3控制照明灯控制照明灯EL。2、控制电路分析、控制电路分析 第三章第三章四、四、C

4、650-2型普通车床电气控制型普通车床电气控制1、控制电路图控制电路图C650-2型普通车床的电气控制电路图型普通车床的电气控制电路图 第三章第三章2、控制特点、控制特点1、轴电动机轴电动机M1采用电气正反转控制。采用电气正反转控制。2、M1容量为容量为20KW，惯性大，采用电气反接制动。惯性大，采用电气反接制动。3、为便于对刀操作，主轴可做点动调整。为便于对刀操作，主轴可做点动调整。4、用电流表用电流表A检测主轴电动机负载情况。检测主轴电动机负载情况。第三章第三章2、控制电路分析、控制电路分析（五）（五）主轴电动机负载检测及保护环节主轴电动机负载检测及保护环节（一）（一）主轴的正反转控制主轴

5、的正反转控制（二）（二）主轴的点动控制主轴的点动控制（三）（三）主轴电动机反接制动停车控制主轴电动机反接制动停车控制（四）（四）刀架快速移动控制刀架快速移动控制 第三章第三章3-2磨床的电气控制磨床的电气控制 一、一、M7130卧轴矩台平面磨床主要结构卧轴矩台平面磨床主要结构 第三章第三章二、矩台平面磨床运动情况二、矩台平面磨床运动情况 第三章第三章三、电力拖动特点及控制要求三、电力拖动特点及控制要求 2、为适应磨削小工件需要，采用电磁吸盘来吸持工件。为适应磨削小工件需要，采用电磁吸盘来吸持工件。1、M7130平面磨床采用多电机拖动平面磨床采用多电机拖动砂轮电动机拖动砂轮旋转；砂轮电动机拖动砂

6、轮旋转；液压电动机枢动液压泵，供出压力油，经液压传动液压电动机枢动液压泵，供出压力油，经液压传动机构来完成工作台往复纵向运动并实现砂轮的横向自动机构来完成工作台往复纵向运动并实现砂轮的横向自动进给并承担工作台导轨的润滑；进给并承担工作台导轨的润滑；冷却泵电动机拖动冷却泵，供给磨削加工时需要的冷却泵电动机拖动冷却泵，供给磨削加工时需要的 冷却液。冷却液。第三章第三章四、四、M7130型平面磨床电气控制型平面磨床电气控制 第三章第三章（一）主电路（一）主电路 砂轮电动机砂轮电动机M1，液压泵电动机液压泵电动机M2与冷却泵电动与冷却泵电动机机M3。M1、M3由接触器由接触器KM1控制，再经插销控制，

7、再经插销X1供供电给电给M3，电动机电动机M2由接触器由接触器KM2控制。控制。三台电动机共用三台电动机共用FU1作短路保护，作短路保护，M1、M2、M3分别由热继电器分别由热继电器FR1、FR2作长期过载保护。作长期过载保护。（二）电动机控制电路（二）电动机控制电路1、SB1、SB2与与KM1构成构成M1单向起单向起-停控制电路；停控制电路；2、SB3、SB4与与KM2构成液压泵电动机单向起构成液压泵电动机单向起-停停控制电路。控制电路。第三章第三章（三）电磁吸盘控制电路（三）电磁吸盘控制电路 电磁吸盘结构与工作原理电磁吸盘结构与工作原理1-钢制吸盘体钢制吸盘体 2-线圈线圈 3-钢制盖板钢

8、制盖板 4-隔磁板隔磁板 5-工件工件1、电磁吸盘构造及原理电磁吸盘构造及原理 第三章第三章2、电磁吸盘控制电路电磁吸盘控制电路 它由整流装置、控制装置及它由整流装置、控制装置及保护装置等部分组成。保护装置等部分组成。3、电电磁磁吸吸盘盘保保护护环环节节 电电磁磁吸吸盘盘具具有有欠欠电电流流保保护护、过电压保护及短路保护等。过电压保护及短路保护等。（四）照明电路（四）照明电路 由照明由照明变压器变压器T1将将380V降为降为36V，并由开关并由开关SA2控制照明灯控制照明灯EL。第三章第三章3-3摇臂钻床的电气控制摇臂钻床的电气控制一、摇臂钻床的主要结构及运动情况一、摇臂钻床的主要结构及运动情

9、况 第三章第三章二、摇臂钻床的电力拖动特点及控制要求二、摇臂钻床的电力拖动特点及控制要求5、具有必要的联锁与保护。具有必要的联锁与保护。1、设有主轴电动机、摇臂升降电动机、立柱夹设有主轴电动机、摇臂升降电动机、立柱夹紧放松电动机及冷却泵电动机。紧放松电动机及冷却泵电动机。2、要求主轴进给有较大的调速范围。要求主轴进给有较大的调速范围。3、摇臂钻床的主运动与进给运动皆为主轴的运动。摇臂钻床的主运动与进给运动皆为主轴的运动。4、主轴要求正反转，主轴正反转一般由机械方法获主轴要求正反转，主轴正反转一般由机械方法获得。得。第三章第三章三、三、Z3040型摇臂钻床的电气控制型摇臂钻床的电气控制 第三章第

10、三章（一）液压系统简介（一）液压系统简介 1操纵机构液压系统操纵机构液压系统 该系统压力油由主轴电动机该系统压力油由主轴电动机拖动齿轮泵送出拖动齿轮泵送出。2夹夹紧紧机机构构液液压压系系统统 主主轴轴箱箱、立立柱柱和和摇摇臂臂的的夹夹紧紧与与松松开开，是是由由液液压压泵泵电电动动机机拖拖动动液液压压泵泵送送出出压压力力油油，推推动活塞，菱形块来实现的。动活塞，菱形块来实现的。第三章第三章（二）电气控制电路分析（二）电气控制电路分析 M1为为主主轴轴电电动动机机，M2为为摇摇臂臂升升降降电电动动机机，M3为为液液压泵电动机，压泵电动机，M4为冷却泵电动机。为冷却泵电动机。1、主主电电路路分分析析

11、 M1为为单单方方向向旋旋转转，由由接接触触器器KM1控控制制，M2有有正正、反反转转接接触触器器KM2、KM3控控制制实实现现正正反反转转，M3由由接接触触器器KM4、KM5实实现现正正反反转转控控制制，并并由由热热继继电电器器FR2做做长长期期过过载载保保护护，M4电电机机容容量量小小，仅仅0.125KW有开关有开关SA控制。控制。2、控控制制电电路路分分析析 有有按按钮钮SB1、SB2与与KM1构构成成主主轴轴电电动动机机M1的的单单方方向向旋旋转转起起动动停停止止电电路路。由由摇摇臂臂上上升升按按钮钮SB3、下下降降按按钮钮SB4及及正正反反转转接接触触器器KM2、KM3组组成成具具有

12、双重互锁的电动机正反转点动控制电路。有双重互锁的电动机正反转点动控制电路。第三章第三章3-4 铣床的电气控制铣床的电气控制 铣铣床床可可分分为为升升降降台台式式铣铣床床；无无升升降降台台式式铣铣床床；龙龙门门铣铣床；仿形铣床和各种专用铣床。床；仿形铣床和各种专用铣床。一、卧式万能铣一、卧式万能铣 床的床的主要结构及运动情况主要结构及运动情况 3、辅辅助助运运动动 工工作作台台在在三三个个相相互垂直方向上的快速直线运动。互垂直方向上的快速直线运动。1、主运动、主运动 主轴的旋转运动；主轴的旋转运动；2、进给运动、进给运动 工作台在三个工作台在三个相互垂直方向上的直线运动相互垂直方向上的直线运动（

13、手动或机动）；（手动或机动）；第三章第三章二、二、万能卧式铣床的电力拖动特点与控制要求万能卧式铣床的电力拖动特点与控制要求1、采用单独传动，即主轴和工作台分别由主轴电动机，进给电采用单独传动，即主轴和工作台分别由主轴电动机，进给电动机拖动。而工作台工作进给与快速移动由进给电动机拖动；经动机拖动。而工作台工作进给与快速移动由进给电动机拖动；经电磁离合器传动来获得。电磁离合器传动来获得。2、主轴能移实现正、反转但旋转方向不需经常改变。主轴能移实现正、反转但旋转方向不需经常改变。3、采用电磁离合器控制主轴停车制动和主轴上刀制动。采用电磁离合器控制主轴停车制动和主轴上刀制动。4、进给电动机能正、反转。

14、而且，同一时间只允许工作台只有进给电动机能正、反转。而且，同一时间只允许工作台只有一个方向的移动，故应有联锁保护。一个方向的移动，故应有联锁保护。5、使用圆工作台时，工作台不得移动使用圆工作台时，工作台不得移动。6、主轴转速与进给速度应有较宽的调节范围。主轴转速与进给速度应有较宽的调节范围。第三章第三章7、主轴旋转和工作台进给应有先后顺序控制主轴旋转和工作台进给应有先后顺序控制 8、应有冷却泵电动机拖动冷却泵，供给冷却液。应有冷却泵电动机拖动冷却泵，供给冷却液。10、工作台上下，左右、前后六个方向的运动应具有限位保工作台上下，左右、前后六个方向的运动应具有限位保护护11、应有局部照明电路应有局

15、部照明电路9、为适应铣削加工时操作者的正面与侧面操作要求，机床应为适应铣削加工时操作者的正面与侧面操作要求，机床应对主轴电动机的起动与停止及工作台的快速移动控制，具有对主轴电动机的起动与停止及工作台的快速移动控制，具有两地操作。两地操作。第三章第三章三、三、电磁离合器电磁离合器 电磁离合器电磁离合器又称电磁联轴节。它是利用表面磨擦和电又称电磁联轴节。它是利用表面磨擦和电磁感应原理，在两个作旋转运动的物体间传递转矩的执行磁感应原理，在两个作旋转运动的物体间传递转矩的执行电器。电器。多片式磨擦电磁离合器结构简图多片式磨擦电磁离合器结构简图1主动轴主动轴 2从动齿轮从动齿轮 3套筒套筒 4衔铁衔铁

16、5从动磨擦片从动磨擦片 6主动磨擦片主动磨擦片 7电刷与滑环电刷与滑环 8线圈线圈 9铁心铁心 第三章第三章四、四、XA6132卧式万能铣床电气控制电路分析卧式万能铣床电气控制电路分析 第三章第三章（一）主拖动控制电路分析（一）主拖动控制电路分析1主轴电动机的起动控制主轴电动机的起动控制 4主轴变速冲动控制主轴变速冲动控制 2主轴电动机的制动控制主轴电动机的制动控制 3主轴上刀换刀时的制动控制主轴上刀换刀时的制动控制 第三章第三章5进给方向快速移动的控制进给方向快速移动的控制 （二）进给拖动控制电路分析（二）进给拖动控制电路分析1工作台纵向进给运动的控制工作台纵向进给运动的控制 2工作台向前与

17、向下进给运动的控制工作台向前与向下进给运动的控制 3工作台向后与向上进给的控制工作台向后与向上进给的控制 4进给变速冲动控制进给变速冲动控制 第三章第三章（三）圆工作台的控制（三）圆工作台的控制（四）冷却泵和机床照明的控制（四）冷却泵和机床照明的控制（五）控制电路的联锁与保护（五）控制电路的联锁与保护1主运动与进给运动的顺序联锁主运动与进给运动的顺序联锁2工作台工作台6个运动方向的联锁个运动方向的联锁3长工作台与圆工作的联锁长工作台与圆工作的联锁 4工作台进给运动与快速运动的联锁工作台进给运动与快速运动的联锁5具有完善的保护具有完善的保护 第三章第三章4、工作台上下左右前后工作台上下左右前后6

18、个方向的运动具有联锁保护。个方向的运动具有联锁保护。（六）（六）XA6132卧式万能铣床控制特点卧式万能铣床控制特点1、采用电磁磨擦离合器的传动装置，实现主轴电动机的停车制采用电磁磨擦离合器的传动装置，实现主轴电动机的停车制动和主轴上刀时的制动，以及对工作台工作进给和快速进给的动和主轴上刀时的制动，以及对工作台工作进给和快速进给的控制。控制。2、主轴变速与进给变速均设有变速冲动环节。主轴变速与进给变速均设有变速冲动环节。3、进给电动机的控制采用机械挂挡进给电动机的控制采用机械挂挡-电气开关联动的手柄操作，电气开关联动的手柄操作，而且操作手柄扳动方向与工作台运动方向一致具有运动方向的而且操作手柄

19、扳动方向与工作台运动方向一致具有运动方向的直观性。直观性。第三章第三章3-5 T68型卧式镗床电气控制电路分析型卧式镗床电气控制电路分析一、机床主要结构和运动形式一、机床主要结构和运动形式T68卧式镗床结构示意图卧式镗床结构示意图1-床身床身 2-镗头架镗头架 3-前立柱前立柱 4-平旋盘平旋盘 5-镗轴镗轴 6-工作台工作台7-后立柱后立柱 8-尾座尾座 9-上溜板上溜板 10-下溜板下溜板 11-刀具溜板刀具溜板 第三章第三章二、电力拖动方式和控制要求二、电力拖动方式和控制要求1）主轴旋转与进给量都有较大的调速范围，主运动与主轴旋转与进给量都有较大的调速范围，主运动与进给运动由一台电动机拖

20、动，为简化传动机构采用双进给运动由一台电动机拖动，为简化传动机构采用双速笼型异步电动机。速笼型异步电动机。2）由于各种进给运动都有正反不同方向的运转，故由于各种进给运动都有正反不同方向的运转，故主电动机要求正、反转。主电动机要求正、反转。3）为满足调整工作需要，主电动机应能实现正、反转为满足调整工作需要，主电动机应能实现正、反转的点动控制。的点动控制。4）保证主轴停车迅速、准确，主电动机应有制动停保证主轴停车迅速、准确，主电动机应有制动停车环节。车环节。第三章第三章7）主电动机为双速电机，有高、低两种速度供选择，主电动机为双速电机，有高、低两种速度供选择，高速运转时应先经低速起动。高速运转时应

21、先经低速起动。5）主轴变速与进给变速可在主电动机停车或运转时主轴变速与进给变速可在主电动机停车或运转时进行。为便于变速时齿轮啮合，应有变速低速冲动进行。为便于变速时齿轮啮合，应有变速低速冲动过程。过程。6）为缩短辅助时间，各进给方向均能快速移动，配为缩短辅助时间，各进给方向均能快速移动，配有快速移动电动机拖动，采用快速电动机正、反转的有快速移动电动机拖动，采用快速电动机正、反转的点动控制方式。点动控制方式。8）由于运动部件多，应设有必要的联锁与保护环节。由于运动部件多，应设有必要的联锁与保护环节。第三章第三章三、电气控制电路分析三、电气控制电路分析T68型卧式镗床电气原理图型卧式镗床电气原理图

22、 第三章第三章（一）主电路分析（一）主电路分析（二）控制电路分析（二）控制电路分析1M1主电动机的点动控制主电动机的点动控制 2M1电动机正反转控制电动机正反转控制 3M1电动机高低速的转换控制电动机高低速的转换控制 4M1电动机的停车制动控制电动机的停车制动控制 5主轴及进给变速控制主轴及进给变速控制 1）停车变速停车变速 2）运行中变速控制运行中变速控制 第三章第三章6快速移动控制快速移动控制 7联锁保护环节分析联锁保护环节分析 1）主轴箱或工作台与主轴机动进给联锁。主轴箱或工作台与主轴机动进给联锁。2）M1电动机正反转控制、高低速控制、电动机正反转控制、高低速控制、M2电电动机的动机的

23、正反转控制均设有互锁控制环节。正反转控制均设有互锁控制环节。3）熔断器熔断器FU1FU4实现短路保护；热继电器实现短路保护；热继电器FR实现实现M1过载保护；电路采用按钮、接触器或继电过载保护；电路采用按钮、接触器或继电器构成的自锁环节具有欠电压与零电压保护作用。器构成的自锁环节具有欠电压与零电压保护作用。（三）辅助电路分析（三）辅助电路分析 第三章第三章（四）电气控制电路特点（四）电气控制电路特点1）M1为双速笼型异步电动机。低速时为双速笼型异步电动机。低速时KM6控制，将定子控制，将定子绕组接成三角形；高速时由绕组接成三角形；高速时由KM7、KM8控制，将定子绕组控制，将定子绕组接成双星形

24、。高、低速转换由行程开关接成双星形。高、低速转换由行程开关SQ控制。低速时，可控制。低速时，可直接起动。高速时，先低速起动，而后自动转换为高速运行直接起动。高速时，先低速起动，而后自动转换为高速运行的二级起动控制，以减小起动电流。的二级起动控制，以减小起动电流。2）M1能正反转运行、正反向点动及反接制动。在点动、能正反转运行、正反向点动及反接制动。在点动、制动以及变速中的脉动慢转时，在定子电路中均串入限流电制动以及变速中的脉动慢转时，在定子电路中均串入限流电阻阻R，以减少起动和制动电流。以减少起动和制动电流。3）主轴变速和进给变速均可在停车情况或在运行中进行。主轴变速和进给变速均可在停车情况或在运行中进行。只要进行变速，只要进行变速，M1电动机就脉动缓慢转动，以利于齿轮啮电动机就脉动缓慢转动，以利于齿轮啮合，使变速过程顺利进行。合，使变速过程顺利进行。4）主轴箱、工作台与主轴由快速移动电动机主轴箱、工作台与主轴由快速移动电动机M2拖动实现拖动实现其快速移动。它们之间的机动进给有机械和电气联锁保护。其快速移动。它们之间的机动进给有机械和电气联锁保护。