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CW6180C卧式车床说明书
车床是机床中应用最广泛的一种,它可以用于切削各种工件的外圆、内孔、端面及螺纹。
车床在加工工件时,随着工件材料和材质的不同,应选择合适的主轴转速及进给速度。但目
前中小型车床多采用不变速的异步电动机拖动,它的变速是靠齿轮箱的有级调速来实现的,
所以它的控制电路比较简单。为满足加工的需要,主轴的旋转运动有时需要正转或反转,这
个要求一般是通过改变主轴电动机的转向或采用离合器来实现的。进给运动多半是把主轴运
动分出一部分动力,通过挂轮箱传给进给箱来实现刀具的进给。有的为了提高效率,刀架的
速运动快由一台进给电动机单独拖动。车床一般都设有交流电动机拖动的冷却泵,来实现刀
具切削时冷却。有的还专设一台润滑泵对系统进行润滑。
一、机床的主要结构和运动形式
卧式车床的电气控制车床的种类很多,其中卧式车床是应用极为广泛的金属切削机床。
它用于对具有旋转表面的工件进行加工,如车削外圆、内圆、端面、螺纹等,也可用钻头、
铰刀、镗刀等刀具进行加工。
1、卧式车床的主要结构
卧式车床的结构外形如图3—1所示。它主要由床身10、主轴变速箱3、挂轮箱2、进
给箱1、溜板箱6、刀架5、尾座7、光杆9与丝杠8等部分构成。图3—1卧式车床的外形
结构示意图1一进给箱;2一挂轮箱;3一主轴变速箱;4一卡盘;5一刀架;6一溜板箱;
卜尾座;8一丝杠;9一光杆;
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2、卧式车床的主要运动
车床的切削加工包括主运动、进给运动和辅助运动。主运动为工件的旋转运动,由主轴
通过卡盘或顶尖带动工件旋转。进给运动为刀具的直线运动,由进给箱调节加工时的纵向或
横向进给量。辅助运动为刀架的快速移动及工件的夹紧、放松等。
二、车床对电气控制的要求
主要控制电器为三台电机:主电动机、冷却泵电机、快速移动电机。三台电机都要有短
路保护措施。信号说明如表1所示。主电动机和冷却泵电机采用热继电器进行过载保护;主
电动机要采用降压起动方式起动;主电动机要求能够正反转控制,并且有点动调整控制和长
动控制,采用反接制动;主回路负载的电流大小能够监控,但要防止启动电流对电流表产生
冲击;机床要有照明设施。
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表1车床控制系统信号说明
符号名称及用途符号名称及用途
QF断路器作电源引入及短路保护用FR1热继电器,主电动机过载保护用
FU1~FU2熔断器作短路保护FR2热继电器,冷却泵电动机过载保护用
Ml主电动机KM1接触器,主电动机正向起动、停止用
M2冷却泵电动机KM2接触器,主电动机反向起动、停止用
M3快速电动机KM3接触器,主电动机起动、制动切入电
阻
SBl~SB4主电动机起、停、点动按钮KM4接触器,冷却泵电动机起动、停止用
SB5~SB6冷却泵电动机起停按钮KM5接触器,快速电动机起动、停止用
SQ限位开关,快速移动电动机控制TC控制与照明变压器
HLl主电动机起停指示灯SA机床照明灯开关
HL2电源接通指示灯EL机床照明灯
三、控制电路分析
3—2为卧式车床的电气控制原理图。车床共有3台电动机,M1为主轴电动电气控制与
可编程控制技术机,可以实现电动机正反转运转。制动时采用反接制动;M2为冷却泵电动
机;M3为快速移动电动机。速度继电器KS与主轴同轴,当正向转速大于100r/min时,KSF
闭合;当反向转速大于100r/min时,KSR闭合。SQ为快速移动的手动控制。图3—2C650
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型卧式车床的电气控制原理图
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AutoCAD绘图如下图所示
K
M
1
1、主电路分析图3—2所示的主电路中有3台电动机的驱动电路,隔离开关QS将三相
电源引入,电动机M1,电路接线分为三部分:第一部分由正转控制交流接触器KM1,和反转
控制交流接触器KM2:的两组主触头构成电动机的正反转接线;第二部分为一电流表A经电
流互感器TA接在主电动机M,的动力回路上,以监视电动机绕组工作时的电流变化,为防
止电流表被起动电流冲击损坏,利用一时间继电器的动断触头,在起动的短时间内将电流表
暂时短接掉;第三部分为一串联电阻限流控制部分,交流接触器KM3的主触头控制限流电阻
R的接人和切除,在进行点动调整时,为防止连续的起动电流造成电动机过载,串人限流电
阻R,保证电路设备正常工作。速度继电器KS的速度检测部分与电动机的主轴同轴相连,
在停车制动过程中,当主电动机转速为零时,其常开触头可将控制电路中反接制动相应电路
切断,成停车制动。完电动机M:由交流接触器KM:的主触点控制其动力电路的接通与断开;
电动机M,由交流接触器KM,控制。为保证主电路的正常运行,主电路中还设置了采用熔断
器的短路保护环节和采用热继电器的电动机过载保护环节。
2、控制电路分析控制电路可划分为、主电动机M,的控制电路和电动机M:与M,的控
制电路两部分。由于主电动机控制电路部分较复杂,因而还可以进一步将主电动机控制电路
划分为正反转启动和点动局部控制电路与停车制动局部控制电路,它们的局部控制电路分别
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见图3—3。下面对各部分控制电路逐一进行分析。
(1)主电动机正反转启动与点动控制。
由图3—3(a)可知,当正转启动按钮SB3按压下时,其两常开触点同时动作闭合,一常
开触点接通交流接触器KM3,的线圈电路和时间继电器KT的线圈电路,时间继电器的常闭
触点在主电路中短接电流表A,经延时断开后,电流表接人电路正常工作;KM3的主触点将
主电路中限流电阻短接,其辅助动合触点同时将中间继电器KA的线圈电路接通,KA的常闭
触点将停车制动的基本电路切除,其动合触点与SB3的动合触点均在闭合状态,控制主电动
机的交流接触器KM1的线圈电路得电工作,其主触点闭合,电动机正向直接启动,启动结束。
反向直接启动控制过程与其相同,只是启动按钮为SB4。
SB2为主电动机点动控制按钮,按下SB2点动按钮,直接接通KM1的线圈电路,电动机
M1正向直接启动,这时KM3线圈电路并没接通,因此其主触点不闭合,限流电阻R接入主
电路限流,其辅助动合反接制动。反转时的反接制动工作过程相似,此时反转状态下,KS
—1,触点闭合,制动时,接通接触器KM1的线圈电路,进行反接制动。
(2)主电动机反接制动控制电路。
图3—3(b)所示为主电动机反接制动控制电路的构成。C650卧式车床采用反接制动的方
式进行停车制动,停止按钮按下后开始制动过程,当电动机转速接近零时,速度继电器的触
点打开,结束制动。这里以原工作状态为正转时进行停车制动过程为例,说明电路的工作过
程。当电动机正向转动时,速度继电器KS的合触点KS2动闭合,制动电路处于准备状态,
压下停车按钮SB1,切断电源,KMl、KM3、KA线圈均失电,此时控制反接制动电路工作与不
工作的KA动断触点恢复原状闭合,与KS—2:触点一起,将反向启动接触器KM2的线圈电
路接通,电动机M1,反向启动,反向启动转矩将平衡正向惯性转动转矩,强迫电动机迅速
停车,当电动机速度趋近于零时,速度继电器触点KS—2复位打开,切断KM2的线圈电路,
完成正转的反接制动。反转时的反接制动工作过程相似,此时反转状态下,KS-1,触点闭合,
制动时,接通接触器KM1的线圈电路,进行反接制动o
(3)刀架的快速移动和冷却泵电动机的控制。
刀架快速移动是由转动刀架手柄压动位置开关SQ,接通快速移动电动机M3的控制接触
器KM5的线圈电路,KM5,的主触点闭合,M3电动机启动经传动系统,驱动溜板箱带动刀架
快速移动。冷却泵电动机M2由启动按钮SB6,停止按钮SB5控制接触器KM4线圈电路的通
断,以实现电动机M3的长动工作控制。
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四、PLC控制系统设计
1、设计基本原理
即本系统采用PLC的裁决,来代替传统复杂的继电器控制硬接线,而用简单易学的软
件实现其控制功能;即随着输入信号的输入,而经程序执行判断,由输出信号直接控制对象。
分为:
(1)输入处理,完成控制信号采集;
(2)程序处理,将输入的信号变为直接主控的输出信号;
(3)输出处理,即直接将PLC的输出信号转为,被控对象的触发信号。如图3-1:
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电源模块
按钮接触器
输输
开关入出继电器
模块
限位开关模模指示灯
块块
编程器
图3-1:PLC基本原理图
2、PLC输入输出接线端子外接线图
PLC输入端子外电路共接24个输入点,分别连接旋钮、按钮、行程开关等主令元件及
检测元件,电源由PLC内部提供。输出端子外电路按执行电器的电源类别分别组成不同的端
子组,共用端子COM端加装熔断器做短路保护,必要时可并联放电二极管以利PLC输出继电
器触电的灭弧。
PLC输入/输出接线端子外接线电路如图
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3、Plc的梯形图