【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 40 11A,3A 1 M1 過(guò)載保護(hù) FR2 熱繼電器 JR1010 3A,5A 1 M2 過(guò)載保護(hù) FR3 熱繼電器 JR1010 1 M3 過(guò)載保護(hù) FU1 熔斷器 RL1 30A 3 總電源短路保護(hù) FU2 熔斷器 RL1 10A 3 進(jìn)給短路保護(hù) FU3 熔斷器 RL1 6A 2 控制電路短路保護(hù) FU4 熔斷器 RL1 4A 2 照明電源短路保護(hù) TC1 變壓器 BK50 380/36V 1 控制電路變壓器 TC2 變壓器 BK150 380/127V 1 照明變壓器 YA 電磁離合器 B1DLIII 1 快速進(jìn)給 R 電阻 ZB2 , 2 限制制動(dòng)電阻 X62W 萬(wàn)能銑床的主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)形式 1. 主要結(jié)構(gòu) 由床身、主軸、刀桿、橫梁、工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)盤、橫溜板和升降臺(tái)等幾部分組成，如圖 21 所示。 圖 21 X62W萬(wàn)能銑床外形圖 2. 運(yùn)動(dòng)形式 主軸轉(zhuǎn)動(dòng)是由主軸電動(dòng)機(jī)通過(guò)彈性聯(lián)軸器來(lái)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，當(dāng)機(jī)構(gòu)中的一個(gè)雙聯(lián)滑動(dòng)齒輪塊嚙合時(shí)，主軸即可旋轉(zhuǎn)。 工作臺(tái)面的移動(dòng)是由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，它通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)使工作臺(tái)能進(jìn)行三種形式六個(gè)方向的移動(dòng)，即：工作臺(tái)面能直接在溜板上部可轉(zhuǎn)動(dòng)部分的導(dǎo)軌上作縱向（左、右）移動(dòng)；工作臺(tái)面借助橫溜板作橫向（前、后）移動(dòng)；工作臺(tái)面還能借助升降臺(tái)作垂直（上、下）移動(dòng) [6]。 基于 PLC的 X62W銑床電氣系統(tǒng)控制 6 第三章 X62W 萬(wàn)能銑床傳統(tǒng)繼電器的電氣控制原理 電氣原理圖 該銑床共用 3 臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，它們分別是主軸電動(dòng)機(jī) M進(jìn)給電動(dòng)機(jī) M2 和冷卻 泵電動(dòng)機(jī) M3。 X62W 萬(wàn)能銑床的電 氣原理圖主電路圖 如圖 31 所示。 圖 31 X62W萬(wàn)能銑床的電氣原理圖主電路圖 X62W 萬(wàn)能銑床的電 氣原理圖控制電路圖 如圖 32 所示。 基于 PLC的 X62W銑床電氣系統(tǒng)控制 7 圖 32 X62W萬(wàn)能銑床的電氣原理圖控制電路圖 主電路分析 主軸電動(dòng)機(jī) M1 要求能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)，但旋轉(zhuǎn)方向變換不頻繁。通過(guò)換向開(kāi)關(guān) SA4在加工前預(yù)先選擇，與接觸器 KM1 配合，能進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制；與接觸器 KM制動(dòng)電阻 R 及速度繼電器 KV 的配合，實(shí)現(xiàn)主軸電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)控制，并通過(guò)機(jī)械裝置進(jìn)行變速。 進(jìn) 給電動(dòng)機(jī) M2 要求能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)，通過(guò)接觸器 KM KM4 與行程開(kāi)關(guān)、接觸器 KM5 和牽引電磁鐵 YA 配合，實(shí)現(xiàn)三種形式六個(gè)方向的常速進(jìn)給和快速進(jìn)給控制。 冷卻泵電動(dòng)機(jī)只要求單向旋轉(zhuǎn)。 電路中熔斷器 FU1 既作為銑床總的短路保護(hù)，又作為主軸電動(dòng)機(jī) M1 的短路保護(hù)；FU2 作為進(jìn)給電動(dòng)機(jī) M冷卻泵電動(dòng)機(jī) M3 及控制變壓器、照明變壓器一次側(cè)的短路基于 PLC的 X62W銑床電氣系統(tǒng)控制 8 保護(hù)；熱繼電器 FR FR2 和 FR3 分別作為 M M2 和 M3 的過(guò)載保護(hù) [7]。 控制電路分析 主軸電機(jī) M1 的控制 將圖 32 的主軸電動(dòng)機(jī)的控制線路另畫(huà)于圖 33 中。圖中 SB SB SB3 和 SB4是分別裝在工作臺(tái)的前面和床身側(cè)面的啟動(dòng)和停止按鈕，可在兩地控制，方便操作。 圖 33 主軸電機(jī)控制線路 KM1 是主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)接觸器，需要啟動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)時(shí)，先將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) SA4 扳到主軸電動(dòng)機(jī)所需的旋轉(zhuǎn)方向；然后按下啟動(dòng)按鈕 SB1 或 SB2，接觸器 KM1 得電且自鎖，電動(dòng)機(jī) M1 拖動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)；速度繼電器 KV 動(dòng)作， KV1 或 KV2 中的一對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，為主軸電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)作好準(zhǔn)備。主軸電動(dòng)機(jī) M1 得電通路： T1→ SQ7 常閉觸點(diǎn)→SB4→ SB3→ SB1 或 SB2→ KM2 常閉觸點(diǎn) → KM1 線圈→ T1。 KM2 是反接制動(dòng)和主軸變速?zèng)_動(dòng)接觸器。停車時(shí)，按下停止按鈕 SB3 或 SB4，接觸器 KM1 失電，主軸電動(dòng)機(jī) M1 慣性轉(zhuǎn)動(dòng)；停止按鈕按到底， KM2 得電且自鎖，改變了主軸電動(dòng)機(jī) M1 的電源相序，串入電阻反接制動(dòng)；當(dāng) M1 的轉(zhuǎn)速降至約 100r/min 時(shí)，速度繼電器 KV1 或 KV2 的常開(kāi)觸點(diǎn)恢復(fù)斷開(kāi)， KM2 失電， M1 迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)，反接制動(dòng)結(jié)束。反接制動(dòng)接觸器 KM2 得電通路： T1→ SQ7 常閉觸點(diǎn)→ SB4 或 SB3 常開(kāi)觸點(diǎn)（已閉合）→ KV1 或 KV2 常開(kāi)觸點(diǎn)（已閉合）→ KM1 常閉觸點(diǎn)→ KM2 線圈→ T1。 SQ7 是與主軸變速手柄聯(lián)動(dòng)的瞬時(shí)動(dòng)作行程開(kāi)關(guān)。主軸變速時(shí)，先將變速手柄壓下拉到前面，轉(zhuǎn)動(dòng)變速盤選擇需要的轉(zhuǎn)速，然后將變速手柄推回原位。在將變速手柄拉到基于 PLC的 X62W銑床電氣系統(tǒng)控制 9 前面和推回原位的過(guò)程中，與變速手柄相聯(lián)的凸輪都會(huì)把行程開(kāi)關(guān) SQ7 壓下， SQ7 的常開(kāi)觸點(diǎn)瞬時(shí)閉合一下， KM2 得電，主軸電動(dòng) M1 反向轉(zhuǎn)動(dòng)一下，使變速后的齒輪易于嚙合，這就是主軸的變速?zèng)_動(dòng)。 主軸變速可在主軸不轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行，也可在主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行。如果是在主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行變速，無(wú)需先按停止按鈕再變速，可直接進(jìn)行變速操作。行程開(kāi)關(guān) SQ7 在變速手柄拉出時(shí)，在凸輪的作用下常閉觸點(diǎn) 先斷開(kāi)，切斷接觸器 KM1 的線圈電路，主軸電動(dòng)機(jī)M1 斷電； SQ7 的常開(kāi)觸點(diǎn)后閉合， KM2 得電，對(duì)主軸電動(dòng)機(jī) M1 進(jìn)行反接制動(dòng)， M1的轉(zhuǎn)速迅速下降；將變速手柄推回時(shí)， SQ7 再次動(dòng)作一下，實(shí)現(xiàn)主軸的變速?zèng)_動(dòng)。變速完成后，主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)，需再次啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，主軸將在新的轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn) [8]。 進(jìn)給電動(dòng)機(jī) M2 的控制 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的所有操作都是在主軸電動(dòng)機(jī) M1 啟動(dòng)、接觸器 KM1 常開(kāi)觸點(diǎn)閉合后進(jìn)行的；所有的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)都是由進(jìn)給電動(dòng)機(jī) M2 拖動(dòng)的。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) SA1 是工作臺(tái)的選擇開(kāi)關(guān)，當(dāng)置于“斷開(kāi)”位置時(shí)， SA1 SA13 閉合 ， SA12 斷開(kāi)，可以進(jìn)行工作臺(tái)的進(jìn)給操作；當(dāng)置于“閉合”位置時(shí)， SA1 SA13 斷開(kāi)， SA12 閉合，此時(shí)不能進(jìn)行工作臺(tái)的操作，只能對(duì)圓工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。 工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)分為左右的縱向運(yùn)動(dòng)、前后的橫向運(yùn)動(dòng)和上下的垂直運(yùn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) SA1 置于“斷開(kāi)”位置時(shí)，將圖 32 中工作臺(tái)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制線路另畫(huà)于圖 34中。 接觸器 KM KM4 使進(jìn)給電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，用來(lái)改變工作臺(tái)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的操作是由兩個(gè)機(jī)械操作手柄與對(duì)應(yīng)的行程開(kāi)關(guān)和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相互配合實(shí)現(xiàn)的。 SQ SQ2 是與 縱向進(jìn)給機(jī)械操作手柄相聯(lián)動(dòng)的行程開(kāi)關(guān)， SQ SQ4 是與橫向進(jìn)給及垂直進(jìn)給機(jī)械操作手柄相聯(lián)動(dòng)的行程開(kāi)關(guān)。六個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)相互聯(lián)鎖，同一時(shí)刻只允許有一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩個(gè)操作手柄處在中間位置時(shí)， SQ1～ SQ4 各行程開(kāi)關(guān)都處在未受壓的原始狀態(tài) [9]。 基于 PLC的 X62W銑床電氣系統(tǒng)控制 10 圖 34 工作臺(tái)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)控制線路 1. 工作臺(tái)縱向（左、右）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制 工作臺(tái)的縱向進(jìn)給由縱向操作手柄控制，該手柄有三個(gè)位置：向左、向右和中間。當(dāng)將操作手柄扳向右（或向左）時(shí)，一方面通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)將工作臺(tái)與縱向移動(dòng)的傳動(dòng)裝置相聯(lián)接，另一方面壓下向右（或向左） 進(jìn)給行程開(kāi)關(guān) SQ1（或 SQ2）， SQ11（或 SQ21）常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接觸器 KM3（或 KM4）得電，進(jìn)給電動(dòng)機(jī) M2 通電轉(zhuǎn)動(dòng)（或反向轉(zhuǎn)動(dòng)），拖動(dòng)工作臺(tái)向右（或向左）移動(dòng)。 當(dāng)將縱向操作手柄扳回到中間位置時(shí)，一方面工作臺(tái)脫離縱向移動(dòng)的傳動(dòng)裝置，另一方面行程開(kāi)關(guān) SQ1（或 SQ2）復(fù)位，接觸器 KM2（或 KM3）失電，進(jìn)給電動(dòng)機(jī) M2斷電，工作臺(tái)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。由于進(jìn)給速度低， M2 未采取制動(dòng)措施。 為避免工作臺(tái)左、右移動(dòng)越過(guò)極限進(jìn)給位置發(fā)生事故，在工作臺(tái)的左、右兩端各有一塊擋鐵，當(dāng)工作臺(tái)移動(dòng)到極限位置時(shí)，擋鐵撞向縱向操作手 柄，使手柄回到中間位置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停車。左、右移動(dòng)的極限位置，可以通過(guò)改變左、右兩端的擋鐵位置進(jìn)行調(diào)整。 2. 工作臺(tái)橫向（前、后）及垂直（上、下）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制 工作臺(tái)橫向及垂直進(jìn)給由十字手柄控制，該手柄也有兩個(gè)，分別裝在工作臺(tái)左側(cè)的前、后方。十字手柄有：前、后、左、右和中間五個(gè)位置。與縱向進(jìn)給操作一樣，在扳動(dòng)十字手柄壓下行程開(kāi)關(guān) SQ SQ4 的同時(shí)，將工作臺(tái)與橫向運(yùn)動(dòng)或垂直運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)裝置相聯(lián)接。 SQ3 控制工作臺(tái)向下或向前運(yùn)動(dòng)， SQ4 控制工作臺(tái)向上或向后運(yùn)動(dòng)。 基于 PLC的 X62W銑床電氣系統(tǒng)控制 11 當(dāng)將十字手柄扳向下或向前時(shí)，壓下行程開(kāi)關(guān) SQ3， SQ31 常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接觸器KM3 得電，進(jìn)給電動(dòng)機(jī) M2 通電轉(zhuǎn)動(dòng)，拖動(dòng)工作臺(tái)向下或向前移動(dòng)。若將十字手柄扳回到中間位置，工作臺(tái)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)脫離，同時(shí)行程開(kāi)關(guān) SQ3 復(fù)位，接觸器 KM3 失電，進(jìn)給電動(dòng)機(jī) M2 斷電，工作臺(tái)停止進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)將十字手柄扳向上或向后時(shí)，壓下行程開(kāi)關(guān) SQ4， SQ41 常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接觸器KM4 得電，進(jìn)給電動(dòng)機(jī) M2 通電反轉(zhuǎn)，拖動(dòng)工作臺(tái)向上或向后運(yùn)動(dòng)。 3. 工作臺(tái)的快速移動(dòng) 為提高工作效率，在銑刀未作銑切加工時(shí)，工作臺(tái)可以快速移動(dòng)，操作過(guò)程如下：工作臺(tái)在進(jìn)給移動(dòng)時(shí)，按下快速移動(dòng)按鈕 SB5 或 SB6（兩 地控制），接觸器 KM5 得電，快速移動(dòng)電磁鐵 YA 通電動(dòng)作，工作臺(tái)按原進(jìn)給方向快速移動(dòng)，當(dāng)工作臺(tái)移動(dòng)到預(yù)期位置，松開(kāi)探險(xiǎn)鈕 SB5 或 SB6， KM5 失電， YA 斷電，快速進(jìn)給結(jié)束，工作臺(tái)按原速度、原方向繼續(xù)移動(dòng)。 4. 進(jìn)給電動(dòng)機(jī)的變速?zèng)_動(dòng) 為使齒輪易于嚙合，與主軸變速一樣，進(jìn)給變速也設(shè)有變速?zèng)_動(dòng)裝置。 SQ6 是進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)行程開(kāi)關(guān)，在操作進(jìn)給變速盤變速時(shí)，其連桿機(jī)構(gòu)會(huì)瞬時(shí)壓下行程開(kāi)關(guān) SQ6，使 SQ62 常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)、 SQ61 常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接觸器 KM3 短時(shí)得電，進(jìn)給電動(dòng)機(jī) M2 瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)一下，實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)給變速的沖動(dòng)。 從進(jìn)給控制電路可以看出，進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)是在行程開(kāi)關(guān) SQ1～ SQ4 不受壓、其常閉觸點(diǎn)閉合時(shí)完成的。所以進(jìn)給變速時(shí)，需將操作手柄都置在中間位置，進(jìn)給電動(dòng)機(jī) M2不轉(zhuǎn)的情況下，才能實(shí)現(xiàn)進(jìn)給的變速?zèng)_動(dòng)，這一點(diǎn)與主軸的變速?zèng)_動(dòng)不同。 5. 圓工作臺(tái)的控制 圖 35 圓工作臺(tái)進(jìn)給控制電路 圓工作臺(tái)的控制電路如圖 35 所示，此時(shí)工作臺(tái)的進(jìn)給操作手柄都應(yīng)處在中間位置， SQ1～ SQ4 的常閉觸點(diǎn)處于閉合的原始位置，按下主軸啟動(dòng)按鈕 SB1 或 SB2，接觸基于 PLC的 X62W銑床電氣系統(tǒng)控制 12 器 KM KM3 先后得電，主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，進(jìn)給電動(dòng)機(jī) M2 通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)拖動(dòng)圓工作臺(tái)單向 轉(zhuǎn)動(dòng)。若要使圓工作臺(tái)停止運(yùn)動(dòng)，只要按下主軸停止按鈕 SB3 或 SB4，主軸與圓工作臺(tái)便同時(shí)停止工作。 6. 進(jìn)給控制的聯(lián)鎖 在銑