XA6132型卧式万能铣床电气控制电路原理图解

XA6132型卧式万能铣床是应用较为广泛的铣床之一。它主要由底座、床身、悬梁、刀杆支架、工作台、溜板和升降台等部分组成。XA6132型卧式万能铣床的运动形式有主运动、进给运动及辅助运动。主轴带动铣刀的转动运动为主运动;加工中工作台带动工件的移动或圆工作台的旋转运动为进给运动;而工作台带动工件在三个方向的快速移动为辅助运动。

XA6132型卧式万能铣床

XA6132型卧式万能铣床

电力拖动特点和控制基本要求

  1. 主轴传动系统在床身内部,进给系统在升降台内,而且主运动和进给运动之间没有速度比例协调的要求。故采用单独传动,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。
  2. 主轴电动机处于空载下起动,为能进行顺铣和逆铣加工,要求主轴能够实现正、反转但旋转方向不需经常改变,仅在加工前预选主轴转动方向而在加工过程中不变换。
  3. 铣削加工是多刀多刃不连续切削,负载波动大。为减轻负载波动的影响,往往在主轴传动系统中加入飞轮,使转动惯量加大,但为实现主轴快速停车,主轴电动机应设有停车制动。同时,主轴在上刀时,也应使主轴制动。为此本铣床采用电磁离合器控制主轴停车制动和主轴上刀制动。
  4. 工作台的垂直横向和纵向三个方向的运动由一台进给电动机拖动,而三个方向的选择是由操纵手柄改变传动链来实现的。每个方向又有正反向的运动,这就要求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。
  5. 使用圆工作台时,工作台不得移动,即圆工作台的旋转运动与工作台上下,左右,前后三个方向的运动之间有联锁控制。
  6. 为适应铣削加工需要,主轴转速与进给速度应有较宽的调节范围。XA6132型卧式万能铣床采用机械变速,改变变速箱的传动比来实现,为保证变速时齿轮易于啮合,减少齿轮端面的冲击,要求变速时电动机有冲动控制。
  7. 根据工艺要求,主轴旋转和工作台进给应有先后顺序控制,即进给运动要在铣刀旋转之后进行,加工结束必须在铣刀停转前停止进给运动。
  8. 为供给铣削加工时的冷却液,应有冷却泵,电动机拖动冷却泵,供给冷却液。
  9. 为适应铣削加工时操作者的正面与侧面操作位置,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备有两地操作。
  10. 工作台上下,前后,左右六个方向的运动应具有限位保护。
  11. 应具有局部照明。

电气控制电路图

下图为XA6132型卧式万能铣床电气控制电路。图中M1为主轴电动机,M2为工作台进给电动机,M3为冷却泵电动机,SQ1、SQ2为与纵向机构操作手柄有机械联系的纵向进给行程开关,SQ3、SQ4为与垂直、横向机构操作手柄有机械联系的垂直、横向进给行程开关,SQ5为主轴变速行程开关,SQ6为变速孔盘行程开关,SA3为圆工作台转换开关,SA4为主轴换向开关,其控制电路主要电气元件见下图表。

XA6132型卧式万能铣床电气控制电路图

XA6132型卧式万能铣床电气控制电路图,点击图片看大图

XA6132型卧式万能铣床主要电气元件表:

XA6132型卧式万能铣床主要电气元件表

XA6132型卧式万能铣床主要电气元件表

主拖动控制电路分析

一、主轴电动机的起动控制

主轴M1由正反转接触器KM1、KM2来控制实现正反转全压起动,而且通过主轴换向开关SA4来预选电动机正反转。由停止按钮SB1或SB2,起动按钮SB3或SB4与KM1、KM2构成主轴电动机正反转两地操作控制电路。起动时,应将电源引入,开关QF闭合,再把换向开关SA4扳到主轴所需的旋转方向,然后按下起动按钮SB3或SB4,中间KA1线圈通电并自锁,触点KA1(12-13)闭合,使KM1或KM2线圈得电吸合,其主触点接通主轴电动机电源,M1实现全压起动。而KM1或KM2的辅助触点KM1(104-105)或KM2(105-106)断开,主轴电动机制动电磁摩擦离合器线圈YC1电路断开。继电器KA1的另一触点KA1(20-12)闭合,为工作台的进给与快速移动做好准备。

二、主轴电动机的制动控制

由主轴停止按钮SB1或SB2、正转接触器KM1或反转接触器KM2,以及主轴制动电磁摩擦离合器YC1构成主轴制动停车控制环节。YC1安装在主轴传动链中与主轴电动机相连的第一根传动轴上,主轴停车时,按下SB1或SB2,KM1或KM2线圈断电释放,主轴电动机M1断开三相电源;同时YC1线圈通电,产生磁场,在电磁吸力作用下将摩擦片压紧产生制动力,使主轴迅速制动。当松开SB1或SB2时,YC1线圈断电,摩擦片松开,制动结束。这种制动方式迅速、平稳,制动时间不超过0.5秒。

三、主轴上刀换刀时的制动控制

在主轴上刀或更换铣刀时,主轴电动机不得旋转,否则将发生人身事故。为此,电路设有主轴上刀制动环节,它是由主轴上刀制动开关SA2控制。在主轴上刀换刀前,将SA2扳到“接通”位置。触点SA2(7-8)断开,使主轴起动控制电路断电,主轴电动机不能起动旋转,而另一触点SA2(106-107)闭合,接通主轴制动电磁离合器YC1线圈,使主轴处于制动状态。上刀换刀结束后,再将SA2扳至“断开”位置,触点SA2(106 -107)断开,解除主轴制动状态,同时,触点SA2(7-8)闭合,为主电动机起动作准备。

四、主轴变速冲动控制:主轴变速操纵箱装在床身左侧窗 口上,变换主轴转速的操作顺序如下:

  1. 将主轴变速手柄压下,使手柄的榫块自槽中滑出,然后拉动手柄,使榫块落到第二道槽内为止。
  2. 转动变速刻度盘,把所需转速对准指针。
  3. 把手柄推回原来位置,使榫块落进槽内。

在将变速手柄复位时,将瞬间压下主轴变速行程开关SQ5,使SQ5(8-13)闭合,触点SQ5(8-10)断开。于是KM1线圈瞬间通电吸合,其主触点接通主轴电动机作瞬时点动,利于齿轮啮合,当变速手柄榫块落入槽内时,SQ5不再受压,触点SQ5(8-13)断开,切断主轴电动机瞬时点动电路,主轴变速冲动结束。

主轴变速行程开关SQ5的触点SQ5(8-10)是为主轴旋转 时进行变速而设的,此时无须按下主轴停止按钮,只需将主轴 变速手柄拉出,压下SQ5,使触点SQ5(8-10)断开,于是断 开了主轴电动机的正转或反转接触器线圈电路,电动机自然停 车,而后再进行主轴变速操作,电动机进行变速冲动,完成变速。变速完成后尚需再次起动电动机,主轴将在新选择的转速下起动旋转。

进给拖动控制电路分析

工作台进给方向的左右纵向运动、前后的横向运动和上下的垂直运动,都是由进给电动机M2的正反转来实现的。而正、反转接触器KM3、KM4是由行程SQ1、SQ3与SQ2、SQ4来控制的,行程开关又是由两个机械操作手柄控制的。这两个机械操 作手柄,一个是纵向机械操作手柄,另一个是垂直与横向操作 手柄。扳动机械操作手柄,在完成相应的机械挂挡同时,压合相应的行程开关,从而接通接触器,起动进给电动机拖动工作台按预定方向运动。在工作进给时,由于快速移动继电器KA2线圈处于断电状态,而进给移动电磁离合器YC2线圈通电,工作台的运动是工作进给。

纵向机械操作手柄有左、中、右三个位置,垂直与横向机械操作手柄有上、下、前、后、中五个位置。SQ1、SQ2为与纵向机械操作手柄有机械联系的行程开关;SQ3、SQ4为与垂直横向操作手柄有机械联系的行程开关。当这两个机械操作手柄处于中间位置时,SQ1~SQ4都处在未被压下的原始状态,当扳动机械操作手柄时,将压下相应的行程开关。

SA3为圆工作台转换开关,它有“接通”、“断开”两个位置,三对触点。当不需要圆工作台时,SA3置于“断开”位置,此时触点 SA3(24 -25)、SA3(28-19)闭合,SA3(28-26)断开。当使用圆工作台时,SA3置于“接通”位置,此时触点 SA3(24-25)、SA3(28-19),断开,SA3(28-26)闭合。

在起动进给电动机之前,应先起动主轴电动机。

一、工作台纵向进给运动的控制

若需工作台向右工作进给,将纵向进给操作手柄扳向右侧,在机械上通过联动机构接通纵向进给离合器,在电气上压下行程开关SQ1,触点SQ1(25-26)闭合,SQ1(29-24)断开,后者切断通往KM3、KM4的另一条通路,前者使进给电动机M2的接触器KM3线圈得电吸合,M2正向起动旋转,拖动工作台向右工作进给。

向右工作进给结束,将纵向进给操作手柄由右位扳到中间位置,行程开关SQ1不再受压,触点SQ1(25-26)断开,KM3断电释放,M2停转,工作台向右进给停止。工作台向左进给的电路与向右进给相仿,不再叙述。

二、工作台向前与向下进给运动的控制

将垂直与横向进给操作手柄扳到“向前”位置,在机械上接通了横向进给离合器,在电气上压下行程开关SQ3,触点SQ3(25-26)闭合,SQ3(23-24)断开,正转接触器KM3线圈通电吸合,进给电动机M2正向转动,拖动工作台向前进给。向前进给结束,将垂直与横向进给操作手柄扳回中间位置,SQ3不再受压,KM3线圈断电释放,M2停止旋转,工作台停止向前进给。

工作台向下进给电路工作情况与“向前”时完全相同,只是将垂直与横向操作手柄扳到“向下”位置。

三、工作台向后与向上进给的控制

该控制的电路情况与向前和向下进给运动的控制相仿,只是将垂直与横向操作手柄扳到“向后”或“向上”位置,在机械上接通垂直或横向离合器,电气上都是压下行程开关SQ4,反向接触器KM4线圈通电吸合,进给电动机M2反向起动旋转,拖动工作台实现向后或向上的进给运动。当操作手柄扳到中间位置时,进给结束。

四、进给变速冲动控制

进给变速冲动只有在主轴起动后,纵向进给操作手柄、垂直与横向操作手柄均处于中间位置时才可进行。

进给变速箱是一个独立部件,装在升降台的左边,进给速度的变换是由进给操纵箱来控制的,进给操纵箱位于进给变速箱前方。进给变速的操作顺序是:

  1. 将蘑菇形手柄拉出;
  2. 转动手柄,把刻度盘上所需的进给速度值对准指针;
  3. 把蘑菇形手柄向前拉到极限位置,此时借变速孔盘推压行程开关SQ6;
  4. 将蘑菇形手柄推回原位,此时SQ6不再受压。

就在蘑菇形手柄向前拉到极限位置,在反向推回之前,SQ6压下,触点SQ6(22-26)闭合,SQ6(19-22)断开。此时,正向接触器KM3线圈瞬时通电吸合,进给电动机瞬时正向旋转获得变速冲动。如果一次瞬间点动时齿轮仍未进人啮合状态,此时变速手柄不能复原,可再次拉出手柄并再次推回,直到齿轮啮合为止。

五、进给方向快速移动控制

进给方向快速移动的控制。进给方向快速移动是由电磁离合器改变传动链来获得的。先开动主轴,将进给操作手柄扳到所需方向对应位置,则工作台按操作手柄选择的方向,以选定的进给速度做工作进给。此时如按下快速移动按钮SB5或SB6,接通快速移动继电器KA2电路,KA2线圈得电吸合,触点KA2(104-108)断开,切断工作进给电磁离合器YC2线圈电路,而触点KA2(110-109)闭合,快速移动电磁离合器YC3线圈通电,工作台按原运动方向快速移动。松开SB5或SB6,快速移动立即停止,但仍以原进给速度继续进给,所以快速移动为点动控制。

其他电路的控制

一、圆工作台的控制:圆工作台的回转运动是由进给电动机经传动机构驱动的,使用圆工作台时,首先把圆工作台转换幵关SA3扳到“接通”位置。按下主轴起动按钮SB3或SB4,KA1、KM1或KM2线圈得电吸合,主轴电动机起动旋转。接触器KM3线圈经SQ1~SQ4行程开关常闭触点和SA3(28-26)触点通电吸合,进给电动机起动旋转,拖动圆工作台单向回转。此时工作台进给两个机械操作手柄均处于中间位置。工作台不动,只拖动工作台回转。

二、冷却泵和机床照明的控制:冷却栗电动机M3通常在铣削加工时由冷却泵转换开关SA1控制,当SA1扳到“接通”位置时,冷却泵起动继电器KA3线圈得电吸合,M3起动旋转,并由热继电器FR3作长期过载保护。

机床照明由照明变压器T3供给24V安全电压,并由控制开关SA4控制照明灯ELI。

控制电路的联锁与保护:XA6132型万能铣床运动较多,电气控制线路较为复杂,为安全可靠地工作,电路具有完善的联锁与保护。

  1. 运动与进给运动的顺序联锁。
  2. 工作台6个运动方向的联锁,铣床工作时,只允许工作台一个方向运动。
  3. 长工作台与圆工作台的联锁。
  4. 工作台进给运动与快速运动的联锁。
  5. 具有完善的保护,如熔断器FU1~FU5的短路保护、FR1~FR3的过载保护、断路器QF的过电流、欠电压保护、SQ1~SQ7的限位保护等。

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