《數控機床電氣控制》主講人：劉保朝陜西工業職業技術學院項目二：典型普通機床電氣控制線路分析任務2.2XA6132型萬能銑床控制線路分析（課時：2學時）學習導航項目布置

XA6132型萬能銑床的電氣控制線路分析知識準備

銑床的發展變遷史、結構認知XA6132型萬能銑床的電力拖動形式及控制要求XA6132型萬能銑床的認知任務實施任務實施XA6132型萬能銑床的主電路、控制電路分析輔助電路的分析任務2.2XA6132型萬能銑床控制線路分析學習導航【能力目標】1.能夠認識銑床的主要結構組成，明白各零部件之間的布置與電氣關系，根據銑床不同加工應用進行銑床的運動分析。2.能夠熟練分析XA6132型萬能銑床銑削加工時的主運動、進給運動和輔助運動。3.能夠結合銑床加工實際來完成XA6132型萬能銑床的主拖動控制電路、進給拖動控制電路、圓工作臺的控制電路的分析。1.了解銑床的基本組成與不同分類。2.熟知XA6132型萬能銑床的電力拖動方案和控制要求。3.掌握XA6132型萬能銑床的電氣控制電路分析。【知識目標】機床是工業之母，是國家制造業水平高低的象征。我國機床市場達千億人民幣以上規模，是全球最大的機床市場（2019年占全球市場銷售額的27%）。2021年隨著新冠肺炎疫情的影響逐步消退，裝備制造業景氣度上行，裝備制造類企業生產需求與國產機床數控化率提升將驅動機床行業快速增長在金屬切削機床中，銑床在數量上僅次于車床。銑床是用銑刀對工件進行銑削加工的機床。銑床除了能銑切平面、溝槽、齒輪、螺紋外，還能加工比較復雜的平面，效率比刨床高，在機械制造和修理部門得到廣泛應用。本節內容從XA6132型萬能銑床的主要結構和運動分析入手，熟悉其電力拖動形式及控制要求，掌握XA6132型萬能銑床電氣控制線路的分析。一、任務引入任務2.2XA6132型萬能銑床控制線路分析現有XA6132型萬能銑床1臺。根據電氣控制原理圖的閱讀方法，銑床的控制電路由機械部分和電氣部分密切配合進行，因此在分析電氣控制原理圖時要清晰掌握銑床上各轉換開關、行程開關的作用，各指令開關的狀態及相應控制手柄的動作關系。二、任務描述任務1、XA6132型萬能銑床的主要結構和控制要求認知任務2、XA6132型萬能銑床的主電路和控制電路分析1.銑床和車床的區別與聯系有哪些？2.XA6132型萬能銑床的主電路和控制電路的電動機控制過程包括哪些？3.XA6132型萬能銑床電氣控制電路的特點有哪些？三、問題思考四、知識準備知識點1：

XA6132型萬能銑床的認知1.0銑床發展變遷史銑床是用銑刀對工件進行銑削加工的機床。銑床除了能銑切平面、溝槽、齒輪、螺紋外，還能加工比較復雜的平面，效率比刨床高，在機械制造和修理部門得到廣泛應用。最早的銑床是美國人惠特尼于1818年創造的臥式銑床，為了銑削麻花鉆頭的螺旋槽，美國人布朗于1862年創立了第一臺萬能銑床，這是升降臺銑床的雛形，1884年又出現了龍門銑床，二十世紀20年代出現了半自動鐵床，1950年以后，銑床在控制系統方面發展很快，數字控制的應用大大提升了銑床的自動化程度。尤其是70年代后，微處理機的數字控制系統和自動換刀系統在銑床上得到了應用，擴大了銑床的加工范圍，提高了加工精度和效率。四、知識準備1.1銑床結構認知銑床在金屬切削機床中應用廣泛，主要用于加工零件的平面、斜面、溝槽等型面，裝上分度頭后，還可加工齒輪和或螺旋面，轉上回轉圓工作臺則可以加工凸輪和弧形槽。銑床的種類很多，有升降臺銑床（萬能式、臥式、立式）、龍門銑床、仿型銑床以及各類專用銑床。現應用較廣泛的是XA6132型臥式萬能銑床，實物圖如圖1所示。XA6132型萬能銑床主要由底座、進給電動機、升降臺、圓工作臺、進給變速手柄及數字盤、主軸、懸梁、主軸變速數字盤和床身等組成。思考：銑床和車床的區別有哪些？圖1XA6132型萬能銑床知識點1：

XA6132型萬能銑床的認知四、知識準備1.2銑床加工及運動形式知識點1

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XA6132型萬能銑床的認知XA6132型萬能銑床操作簡單，銑削精度高，運動平穩，具有效率高、故障率低、操作方便及價格低廉等特點。加工范圍：工作臺能圍繞自己的中心向左右回轉45°，適用圓柱、圓片銑刀、角度銑刀、成型銑刀及端面銑刀。銑削加工各種零件，如平面、斜面、溝槽、此輪等。裝置分度頭或圓工作臺附件時，可以加工銑刀、直齒輪、鉸刀、螺旋槽、螺旋齒輪、鼓輪、凸輪及弧形槽等。運動形式：主軸轉動是由主軸電動機通過彈性升降臺聯軸器來驅動傳動機構，當機構中的一個雙聯滑動齒輪塊嚙合時，主軸即可旋轉；工作臺面的移動是由進給電動機驅動，通過機械機構使工作臺能進行三種形式六個方向的移動，即:工作臺面能直接在溜板上部可轉動部分的導軌上作縱向(左、右)移動；工作臺面借助橫溜板作橫向(前、后)移動；工作臺面還能借助升降臺作垂直(上、下)移動。圖2XA6132型萬能臥式銑床及部分銑刀四、知識準備知識點2：

XA6132型萬能銑床的電動拖動方案①銑刀的旋轉運動

XA6132型萬能銑床的主運動是主軸帶動銑刀的旋轉運動。銑削加工有順銑和逆銑兩種方式，所以要求主軸電動機能實現正反轉，但考慮到一批工件一般只用一個方向銑削，在加工過程中不需要經常變換主軸旋轉的方向，因此，XA6132型萬能銑床是用組合開關來改變主軸電動機的電源相序以實現正反轉目的。XA6132型萬能銑床的主軸調速是通過改變主軸箱中的齒輪傳動比來實現的。②刀架的進給運動XA6132型萬能銑床的進給運動是指工件隨工作臺在前后（橫向）、左右（縱向）和上下（垂直）六個方向上的運動以及隨圓形工作臺的旋轉運動。③輔助運動XA6132型萬能銑床的輔助運動是指工作臺的快速運動及主軸和進給的變速沖動。工作臺的快速運動是指工作臺在前后、左右和上下六個方向之一上的快速移動。圖1XA6132型萬能銑床四、知識準備XA6132型萬能銑床電氣控制要求：①主軸停車制動和主軸上刀制動采用電磁離合器控制主軸停車制動和主軸上刀制動。銑削加工是多切削刃不連續切削。為減輕負載波動的影響在主軸傳動系統中加入飛輪，使轉動慣量加大。為實現主軸快速停車，主軸電動機應設有停車制動。同時主軸在上刀時，也應使主軸制動。②工作臺六個方向的進給運動要聯鎖、限位保護工作臺的垂直、橫向和縱向三個方向的運動由一臺進給電動機拖動，三個方向的選擇是由操縱手柄改變傳動鏈來實現的。每個方向要求進給電動機能正反轉且同一時間只允許工作臺有一個方向的移動，故應有聯鎖保護。使用圓工作臺時，工作臺不得移動，即圓工作臺的旋轉運動與工作臺上下、左右、前后六個方向的運動之間有聯鎖控制。③應有冷卻泵電動機拖動冷卻泵，為銑削加工提供切削液。④兩地操作的功能為了適應銑削加工時操作者的正面與側面操作要求，對主軸電動機的運行與停止及工作臺的快速移動控制。⑤設有局部照明電路。知識點3：

XA6132型萬能銑床的電氣控制要求五、任務實施XA6132型萬能銑床主電路和控制電路分析圖3XA6132型萬能銑床電氣控制原理圖XA6132型萬能銑床控制電路由機械部分和電氣部分密切配合進行。工作臺縱向行程手動可達到700mm，機動680mm；橫向行程手動為255mm，機動240mm；垂直行程手動為320mm，機動300mm。工作臺的回轉角度為±45°。XA6132型萬能銑床電氣控制線路如圖1所示，它分為電源電路、主電路、控制電路和照明電路四個部分。1.0主電路五、任務實施XA6132型萬能銑床主電路和控制電路分析由圖1所示的電氣控制原理圖可見，主電路有三臺電動機。其中M1是主軸拖動電動機；M2是工作臺進給電動機；M3是冷卻泵拖動電動機。電動機名稱功能控制電器過載保護短路保護主軸電動機M1拖動主軸帶動銑刀旋轉接觸器KM1、KM2和組合開關SA5熱繼電器FR1熔斷器FU1進給電動機M2提供冷卻液接觸器KM3、KM4、KM5熱繼電器FR2熔斷器FU2冷卻泵電動機M3拖動工作臺進給運動和快速移動接觸器KM6熱繼電器FR3熔斷器FU2各電動機的控制過程分別是:①主軸電動機M1通過換相開關SA5與接觸器KM1配合進行電機正反轉控制；接觸器KM2﹑制動電阻器R及速度繼電器配合,實現串電阻瞬時沖動和正反轉反接制動控制,并能通過機械進行變速；②進給電動機M2通過接觸器KM3、KM4與行程開關及KM5、牽引電磁鐵YA配合，能實現進給變速時的瞬時沖動、六個方向的常速進給和快速進給控制；③冷卻泵電動機M3只能正轉。圖4主電路的控制與保護電器1.1控制電路五、任務實施①主拖動控制電路SB1、SB3與SB2、SB4是分別裝在機床兩邊的停止（制動）和啟動按鈕，實現兩地控制；KM1是主軸電動機啟動接觸器，KM2是反接制動和主軸變速沖動接觸器；SQ7是與主軸變速手柄聯動的瞬時動作行程開關。工作原理：啟動→開關SA扳到主軸電動機所需要的旋轉方向→按SB3或SB4啟動M1。啟動后，速度繼電器KS的常開觸點閉合。停車時→按SB1或SB2切斷KM1電路→接通KM2電路→改變M1電源相序→串電阻反接制動。M1轉速＜120r/min→KS常開觸點斷開→切斷KM2電路→M1停轉，制動結束。XA6132型萬能銑床電氣控制原理圖的控制電路包括主拖動控制電路、進給拖動控制電路、圓工作臺的控制及冷卻泵和機床照明控制共4大部分。圖5主軸電動機電氣控制原理圖XA6132型萬能銑床主電路和控制電路分析1.1控制電路1.1控制電路五、任務實施②進給拖動控制電路工作臺的縱向、橫向和垂直運動都由進給電動機M2驅動，接觸器KM3和KM4使M2實現正反轉，用以改變進給運動方向。行程開關SQ1、SQ2和行程開關SQ3、SQ4組成復合聯鎖控制。在選擇三種運動形式的六個方向移動時，只能進行其中一個方向的移動，以確保操作安全。由原理圖可知：M2電機在主軸電機M1起動后才能進行工作。在機床接通電源后，將控制圓工作臺的組合開關SA3-2（21-19）扳到斷開狀態，使觸點SA3-1（17-18）和SA3-3（11-21）閉合，然后按下SB3或SB4，這時接觸器KM1吸合，使KM1（8－12）閉合，就可進行工作臺的進給控制。圖4進給拖動控制電路電氣控制原理圖XA6132型萬能銑床主電路和控制電路分析五、任務實施②進給拖動控制電路a.工作臺縱向（左右）運動的控制工作臺的縱向運動是由進給電動機M2驅動，由縱向操縱手柄來控制。此手柄是復式的，一個安裝在工作臺底座的頂面中央部位，另一個安裝在工作臺底座的左下方。工作臺向左運動：M1啟動→縱向操作手柄扳至向右→機械接通縱向離合器，壓下SQ2→SQ2-2斷，SQ2-1通→

KM4吸合→M2反轉→工作臺向右進給運動。其控制電路的通路為：11→15→16→17→18→24→25→KM4線圈→0；工作臺向右運動：縱向操縱手柄扳至向左→機械接通縱向進給離合器→壓動行程開關SQ1→SQ1-2斷、SQ1-1通→KM3吸合→M2正轉→工作臺向右進給運動。其通路為：11→15→16→17→18→19→20→KM3線圈→0。b.工作臺垂直（上下）和橫向（前后）運動的控制由垂直和橫向進給手柄操縱，有兩個完全相同的手柄分別裝在工作臺左側的前、后方。工作臺向后（或者向上）運動：十字操縱手柄扳至向后（或者向上）→機械接通橫向進給（或者垂直進給）離合器→壓下SQ3→SQ3-2斷、SQ3-1通→KM3吸合→M2正轉→工作臺向后（或者向上）運動。其通路為：11→21→22→

17→18→19→20→KM3線圈→0；工作臺向前（或者向下）運動：十字操縱手柄扳至向前（或者向下）→機械接通橫向進給（或者垂直進給）離合器→壓下SQ4→SQ4-2斷、SQ4-1通→KM4吸合→M2反轉→工作臺向前（或者向下）運動。其通路為：11→21→22→17

→18→24→25→KM4線圈→0。XA6132型萬能銑床主電路和控制電路分析五、任務實施XA6132型萬能銑床主電路和控制電路分析②進給拖動控制電路c.工作臺的快速進給控制：為提高勞動生產率，要求銑床在不作銑切加工時，工作臺能快速移動。工作臺快速進給也是由進給電動機M2來驅動，在縱向、橫向和垂直三種運動形式六個方向上都可以實現快速進給控制。主軸電動機啟動→進給操縱手柄扳到所需位置→工作臺按照選定的速度和方向作常速進給移動→按下快速進給按鈕SB5（或SB6）→接觸器KM5通電吸合→接通牽引電磁鐵YA→電磁鐵通過杠桿使摩擦離合器合上→工作臺按運動方向作快速進給運動。當松開快速進給按鈕時，電磁鐵YA斷電，摩擦離合器斷開，快速進給運動停止，工作臺仍按原常速進給時的速度繼續運動。③圓工作臺控制電路銑床如需銑切螺旋槽、弧形槽等曲線時，可在工作臺上安裝圓形工作臺及其傳動機械，回轉運動由M2驅動。圓工作臺工作原理：進給操作手柄都扳到中間（停止）位置→組合開關SA3扳到接通位置→SA3-1斷→SA3-3斷，SA3-2通→按下主軸啟動按鈕SB3或SB4→接觸器KM1與KM3相繼吸合→M1與M2相繼啟動并運轉→進給電動機以正