发布时间 : 星期四 文章机床自动控制 - 图文更新完毕开始阅读
机床电气自动控制
接触器不能自锁，SQ7（9—31）闭合，KM1接触器瞬时接通，电动机M1瞬时点动，因此有利于滑移齿轮的齿合。当变速手柄完全推回原位时，SQ7=0切断瞬时点动线路。需注意的是凸轮压动行程开关的时间不能长，否则电机转速过高，不利于滑移齿轮的齿合。
二、进给运动的电气控制
铣床进给运动由M2电动机拖动，KM2，KM3接触器控制器控制其正反转。在矩形工
SA1?1作台进给时，圆工作台转换开关SA1应置于断开，此时，其三个触头的状态为：
=“1”、SA1-2=“0”、SA1?3=“1”。
从原理图中可看出 ，主运动和进给运动有联锁关系。当主电机M1起动后，及KM1线圈得电后，KM1(17—10)触头闭合，进给运动才能进行。但工作台的快速移动可在主轴电机不起动的情况下进行。1、工作台纵向进给运动控制
工作台纵向进给由纵向操作手柄操纵，手柄有向、向右、中间（停止）三个位置，分别操纵离合器及行程开关SQ1，SQ2动作（见表3—6开关说明）。
（1） 工作台向右运动
将工作台纵向手柄向右，则纵向进给离合器接上进给传动链，并压动行程开关SQ1，其两触头SQ1=“1”， SQ1?2=“0”，KM2线圈的控制逻辑为
SQ3?2*SA1?1*SQ1?1*KM2?\1\
KM2得电运动，进给电机正向运转，工作台向右运动。
（2） 工作台向左运动
将工作台纵向手柄扳向左，使纵向寄给离合器接上压动行程开关SQ2，其两触头SQ2-1=“1”， SQ2?2=“0”，KM3线圈控制逻辑为
KM3?SQ6*SQ4?2*SQ3?2*SA1?1*SQ2?1*KM2?\1\KM3得电动作，M2反向动作，
工作台向左运动。
此机床工作台左右运动除有机械（离合器）互锁外，还有KM2和KM3触头作电气互锁，用挡铁作超程保护。 2、工作台横向进给运动控制
工作台横向和升降运动，是由升降台上的十字操作手柄控制的，该手柄共有五个位置：上、下、前、后和中位（停止）。 （1） 工作台向前运动
将十字手柄扳向“前”位置，横向进给离合器上进给传动链，并压动行程开关SQ3，其两触头SQ3-1=“1”， SQ3?2=“0”，KM2线圈控制逻辑为
KM2?SA1?3*SQ2?2*SQ1?2*SQ1?1*SQ3?1*KM3?\1\
机床电气自动控制
KM2得电动作，M2电机正转，工作台向前运动。 （2） 工作台向后运动
将十字手柄扳向“后”位置，接上横向进给离合器，压合行程开关SQ4，其两触头SQ4-1=“1”， SQ4?2=“0”，KM3的控制逻辑为
KM3?SA1?3*SQ2?2*SQ1?2*SA1?1*SQ4?1*KM2?\1\
KM3得电动作，M2电机反转，工作台向后运动。手柄在中间位置，横向运动停止。 3、工作台升降运动控制 （1）工作台向上运动
将十字手柄扳向“上”位置，垂直进给离合器接上进给传动链，并压动合行程开关SQ4，SQ4-1=“1”， SQ4?2=“0”，KM3得电动作，M2电机反转，工作台向上运动。 （2）工作台向下运动
十字手柄扳向“下”位置，垂直进给离合器，压合行程开关SQ3，SQ3-1=“1”，SQ3?2=“0”，KM2得电动作，M2电机正转，工作台向下运动。手柄到中间位置时，工作台垂直运动停止。
工作台左、右、前、后、上、下六个方向的运动在同一时刻只可能出现一个，这时利用机械的联锁（纵向、横向、垂直三个进给离合器只可能合上一个）和电气联锁(SQ1,SQ2,SQ3,SQ4,KM2,KM3的运用)来共同实现的。
4、 工作台的快速移动控制
工作台六个方向的快速移动，是用两个操作手柄和快速移动按钮SB5（或SB6）的配合操作来实现的。例如当主轴旋转，进给正在工作时，按动巨爱素按钮SB5（或SB6），进给离合器YC1失电脱开，快速离合器YC2得电合上，使原来方向上的进给运动变成快速运功。当松开快速按钮时，YC2失电，YC1得电，重新恢复原来的进给状态。工作台调整时，主轴不旋转，同样可以进行快速移动。
5、 进给变速时的瞬时点动控制
为了在进给变速时使滑移齿轮易于齿合，本进给变速设有点动控制线路，当变速手柄拉出时，压合行程开关SQ6，其两触头SQ6=“1”，SQ6=“0”，点动控制线路为
SA1?3*SQ2?2*SQ1?2*SQ3?2*SQ4?2*SQ6*KM3?\1\
使KM2得电动作，M2电机正向瞬时点动。当变速手柄推回原位后，SQ6=“0”，SQ6=“1”，KM2断电，M2电机停电。 三、 圆形工作台的控制
为扩大机床的加工能力，可安装附件圆形工作台，圆形工作台可手动，也可机动。当需要机动时，将纵向和十字手柄扳向“中”位，然后将圆形工作台转换开关扳向“接
机床电气自动控制
通”位置，由表3—6可看出，这时SA1的三个触头状态为
SA1?1?\0\,SA1?2?\1\,SA1?3?\0\
在主轴电机M1起动后，控制线路为
SQ6*SQ4?2*SQ3?2*SQ1?2*SQ2?2*SA1?2*KM3?\1\
使KM2得电动作，带动圆工作台转动。由于上式中含有SQ1~SQ4的与因子，所以保证了圆工作台运动与其他方向进给运动的联锁。 四、 其他控制
1、 冷却泵控制。冷却泵由转换开关SA3控制。
2、 机床局部照明的24V电压，由变压器供给。SA4开关是控制照明灯EL的。 3、 换刀制动。当机床需要换刀时，主轴应不动。自动SA2开关，其触头SA2?1(1-31)=
“0”，SA2-2（103-105）=“1”，切断主电动机控制电路电源，同时制动电磁离合器YB通电，主轴被制动，从而可方便安全的换刀。换刀结束后，扳回SA2开关
SA2?1=“1”，SA2-2=“0”，制动离合器YB失电，主轴电机可起动。
4、 三个电磁离合器所需要的直流电，由专门变压器经整流YC供给。
3—4 数控铣床控制电路
现代数控机床时以计算机作为控制装置的，但要完成整个机床的控制，总是要与继电器接触器控制相配合。数控机床的种类很多，如数控车床、数控铣床、加工中心等，各种类型又分为若干不同品种，其电气控制电路根据不同的功能也是各个不同的。本节将以一台数控立式铣床为例，就其共性，分析继电器接触器与计算机的配合实现机床的运动和控制。同时也可与前一节所讨论的普通立式铣床的电气控制进行对照。
一、数控立铣的控制要求
本数控立铣能实现以下运动和控制：
1、 主运动：实现对主轴（S轴）电机的调控；
2、 进给运动：X,Y,Z轴各一台伺服电机驱动，要求对各轴实现速度及转角控制； 3、 辅助运动：实现对液压泵电机，导致润滑电机、铣头润滑电机、冷却泵电机
及各种风扇电机的控制运转; 4、 系统紧急停止及工作台限位保护； 5、 各种信号指示；
以上控制由CNC数控装置、可编程控制器（PLC）继电器模块及部分继电器控制电路协调配合，共同实现。由于辅助运动及信号显示均比较简单，因而只重点讨
机床电气自动控制
论主轴控制、进给运动控制及系统保护。 二、供电系统
数控机床要求有高可靠性的控制系统，除辅助运动的几台电机供电直接接入三相动力线以外，CNC，PLC主轴电机（S轴），X,Y,Z伺服电机和各种控制电路均采用变压器降压、隔离供电。
图3—7为某数控立式铣床部分电气原理图。由图3—7a）可见，伺服系统电源经三相变压器TCI由380V降压至230V，通过U20,V20,W20对b）图中的AC200驱动电源供电，AC200是S,X,Y,Z轴三相交流伺服电机的驱动器电源。
变压器TC2提供的110V电压给数控系统CNC和可编程控制器PLC供电。
变压器TC3降压后再经整流器稳压模块U输出直流24V给b）图所示的继电器电路提供电源。采用直流继电器一方面是工作可靠，同时便于与计算机接口。
三、主轴及X,Y,Z轴伺服驱动工作原理
由于数控系统可通过编程完成这几个电机的调速及X,Y,Z电机的转角控制（相当于位置控制），所以可以认为就这几个执行鼻尖而言，继电器控制部分只需要解决电机“能使”起动信号和保护。
由图3—7b）可知X,Y,Z及S轴电动机的主回路链接。变压器TCI副边U20，V20，W20与驱动电源AC200相连，由它提供各驱动器电源。X,Y,S轴驱动程序电源再经过其相应的动态制动器接到电机M10，M11，M13的三相。由于Z轴电机有机械抱闸制动器，因而Z轴驱动器与Z轴电机M12相连。
S轴驱动器一旦由数控系统CNC获得“CNC能使”信号后（图中专画出），S轴电机即作好起动准备，只要从CNC键盘输入主轴手动或自动地转动命令，主电机即可运转。 对X,Y,Z轴电机的控制稍复杂些。对应于每一个电机的驱动器亦需从CNC获得一个“CNC能使”信号。若获得“CNC能使”信号以后驱动器无问题，即会立即返回一个伺候准备好的回答信号给CNC，同时，驱动器还应从机床操作面板上获得“正负能使”信号。只有满足了这些条件后，X,Y,Z轴电机才做好了转动准备。直到CNC发出手动或自动循环命令，电机即正常运转。若运转中产生意外，CNC将发出急停令或者有操作人员在操作面板上给出急停命令，这是所有的电机停转。 四、X,Y,Z电机控制电路分析 1、电机的运转准备控制
由于S轴控制简单，不再单独说明。这里仅就电机的运转准备控制进行分析说明。 图3—7b）中，按下CNC、PC接通按钮SB2、KA1通电并自锁，KA1所有的触头均动作，a）图4图区的KA1常开触头闭合，CNC与PC电源接通，当按下系统起动按钮