控制电路分析

10.6.2　控制电路分析

如图10-21所示是X62W万能铣床的电气控制系统原理图，X62W万能铣床电气元件如表10-2所列。

表10-1　X62W万能铣床电气元件表

主电路由三台电动机及其各自的直接供电电路和相关控制、保护电路组成，其中M1是主轴运转电动机，M2是进给运动电动机，M3是冷却泵电动机。

1．主轴电动机M1的控制

主电动机由接触器KM3控制，其逻辑表达式为：KM3=SQ7-2·SB4·SB3（SB1+SB2+KM3）·KM2·FR1。主轴电动机的起停按钮各有两个，允许在两处中的任一处进行操作。启动前，先将换向开关SA5旋转到所需的旋转方向，然后按下启动按钮SB1或SB2，接触器KM3线圈通电并自锁，主轴电动机M1启动。热继电器FR1的动断触点串接于KM3控制电路中做过载保护。在主电动机达到一定转速时，速度继电器KS的动合触头闭合，为停车时的反接制动做好准备。

主轴电动机停止制动时，按下停止按钮SB3或SB4，其动断触点断开，切断KM3电源，主轴电动机M1的电源被切断，因为惯性，M1会继续旋转。SB3或SB4的动合触点接通，使接触器KM2线圈通电，M1反接制动，直至转速降低至速度继电器KS的动合触点断开，反接制动停止。在速度继电器触点断开前，不应松开按钮SB3或SB4，以保证在整个停车过程中进行反接制动。

当主轴需要变速时，为保证变速齿轮易于啮合，需设置变速冲动控制。它是利用变速手柄和冲动开关SQ7通过机械上的联动机构完成的。变速冲动的操作过程是：先将变速手柄拉向前面，然后旋转变速盘选择转速，再把手柄快速推回原位。在手柄推拉过程中，凸轮瞬时压下弹簧杆，冲动开关SQ7瞬时动作，使接触器KM2短时通电，电动机M1反转一下，以利于齿轮啮合。为避免KM2通电时间过长，手柄的推拉操作都应以较快速度进行。

2．进给电动机M2的控制

（1）工作台横向（前、后）和升降（上、下）进给运动的控制

先将工作台转换开关SA1扳在断开位置，这时SA1-1和SA1-3接通。工作台的横向和升降控制通过十字复式操作手柄进行，该手柄有上、下、前、后和中间零位共5个位置。在扳动手柄时，通过联动机构将控制运动方向的机械离合器合上，并压下相应行程开关SQ3（向下、向前）或SQ4（向上、向后）。如欲使工作台向上运动，将手柄扳到向上位置，压下SQ4，接触器KM5线圈通电，其控制逻辑为：KM5=SQ7-2·SB4·SB3·KM3·SA1-3·SQ2-2·SQ1-2·SA1-1·SQ4-1·KM4·FR2·FR3·FR1。M2电动机反转，工作台向上运动，工作台上、下、前、后运动的终端限位，是利用固定在床身上的挡铁撞击手柄，使其回复到中间零位加以实现的。

（2）工作台纵向（左右）运动控制

首先将工作台转换开关SA1扳到断开位置，然后通过纵向操作手柄控制工作台的纵向运动。该手柄有左、右、中间三个位置，扳动手柄时，一方面合上纵向进给机械离合器，同时压下行程开关SQ1（向右）或SQ2（向左）。

要使工作台向右运动，将手柄扳到向右位置，SQ1被压下，接触器KM4线圈通电，进给电动机M2正转，工作台向右移动。停止运动时，只要将手柄扳回中间位置即可。工作台向左、右运动的终端限位，也是利用床身上的挡铁撞动手柄使其回到中间位置实现的。接触器KM4线圈的逻辑表达式为：KM4=SQ7-2·SB4·SB3·KM3·SQ6-2·SQ4-2·SQ3-2·SA1-1·SQ1-1·KM5·FR2·FR3·FR1。

（3）工作台的快速移动控制

工作台上述6个方向的快速移动是通过M2拖动来实现的，通过上述两个操作手柄和快速移动按钮SB5和SB6实现控制。当按下SB5或SB6时，接触器KM6线圈通电，快速进给电磁铁YA线圈接通电源，通过机械机构将快速离合器挂上，实现快速进给。由于KM6线圈控制电路中没有自锁，所以快速进给为点动工作，松开按钮，仍然以原来的进给速度工作。

（4）进给变速时的冲动控制

由变速手柄与冲动开关SQ6通过机械上的联动机构进行控制。其操作顺序是：变速时，将蘑菇形进给变速手柄向外拉一些，转动该手柄选择好进给速度，再把手柄向外一拉并立即推回原位，在拉到极限位置的瞬间，其连杆机构推动冲动开关SQ6，其动断触点SQ6-2断开一下，动合触点SQ6-1闭合一下，接触器KM4线圈短时通电，进给电动机M2瞬时转动一下，完成了变速冲动。

（5）圆工作台回转运动控制

圆工作台的回转运动由进给电动机M2经传动机构拖动来实现的。在机床开动前，先将圆工作台转换开关SA1扳到接通位置，SA1-1和SA1-3断开，SA1-2闭合，工作台全部操作手柄位于中间位置，行程开关SQ1～SQ4均不受压。这时按下主轴电动机启动按钮SB1或SB2，主轴电动机启动，进给电动机M2也因接触器KM4带电而运转，从而拖动工作台转动。此时KM4线圈的逻辑表达式为：KM4=SQ7-2·SB4·SB3·KM3·SQ6-2·SQ4-2·SQ3-2·SQ1-2·SQ2-2·SA1-2·KM5·FR2·FR3·FR1。电动机M2正向旋转，圆工作台只能单方向旋转。由于圆工作台的控制电路中串接了SQ1～SQ4的动断触点，所以只要扳动工作台的任一进给手柄，都会使圆工作台停止工作，这就起到了工作台的进给运动与圆工作台的连锁保护作用。

（6）进给的连锁

进给运动控制中有如下连锁保护：

1）只有主轴电动机启动后，进给电动机才能启动。这是因为进给控制的电源需经接触器KM3的辅助动合触点才能形成通路。

2）工作台在同一时刻只允许一个方向的进给运动，这是通过机械和电气的方法实现连锁的。如果两个手柄都离开中间零位，则行程开关SQ1～SQ4的4个动断触点全部断开，接触器KM4、KM5的线圈电源全部断开，进给电动机M2不能转动，从而达到连锁目的。

3）进给变速时，两个操作手柄都必须在中间零位。即进给变速冲动时，不能有进给运动。4个行程开关的4个动断触点SQ1-2、SQ2-2、SQ3-2、SQ4-2串联后，与冲动开关SQ6的动合触点SQ6-1串联，形成进给冲动控制电路。只要有任一手柄离开中间零位，必有一行程开关被压下，使冲动控制电路断开，接触器KM4不能吸合，M2就不能转动。

3．冷却泵电动机M3的控制

冷却泵电动机由转换开关SA3控制，当接通SA3时，接触器KM1通电吸合，冷却泵电动机M3转动。在主电动机M1和冷却泵电动机M3中，任一个电动机过载发热都会使KM1断电，达到过载保护的目的。

4．照明控制

机床照明灯由变压器T将380V交流电压变为36V安全电压供电，由转换开关SA4控制，熔断器FU4做短路保护。