铣床电气控制电路

铣床主要用于加工各种形式的平面、斜面、成形面和沟槽等。安装分度头后，能加工直齿齿轮或螺旋面，使用圆工作台则可以加工凸轮和弧形槽。铣床应用广泛，种类很多， X62W型卧式万能铣床是应用最广泛的铣床之一。

3.3.1 主要结构与运动形式

X62W型卧式万能铣床主要由床身、主轴、工作台、悬梁、回转台、溜板、刀杆支架、升降台、底座等部分组成，如图3-8所示。铣刀的心轴，一端靠刀杆支架支撑，另一端固定在主轴上，并由主轴带动旋转。床身的前侧面装有垂直导轨，升降台可沿导轨上下移动。升降台上面的水平导轨上，装有可横向移动(即前后移动)的溜板，溜板的上部有可以转动的回转台，工作台装在回转台的导轨上，可以纵向移动(即左右移动)。这样，安装于工作台的工件就可以在6个方向(上、下、左、右、前、后)调整位置和进给。溜板可绕垂直轴线左右旋转45°，因此工作台还能在倾斜方向进给，可以加工螺旋槽。

由上述可知，X62W型万能铣床的运动形式有以下几种。

(1)主运动，即主轴带动铣刀的旋转运动。

图3-8 X62W型卧式万能铣床

(2)进给运动，即加工中工作台带动工件的上、下、左、右、前、后运动和圆工作台的旋转运动。

(3)辅助运动，即工作台带动工件的快速移动。

3.3.2 电力拖动特点与控制要求

(1)主运动和进给运动之间没有一定的速度比例要求，分别由单独的电动机拖动。

(2)主轴电动机空载时可直接启动，要求由正反转实现顺铣和逆铣。根据铣刀的种类提前预选电动机旋转方向，加工中不变换旋转方向。由于主轴变速机构惯性大，主轴电动机应有制动装置。

(3)进给电动机拖动工作台实现纵向、横向和垂直方向的进给运动，方向选择通过操作手柄和机械离合器配合来实现，每种方向要求电动机有正反转运动。任一时刻，工作台只能向一个方向移动，故各进给方向间有必要的联锁控制。为提高生产率，缩短调整运动的时间，工作台要快速移动。

(4)根据工艺要求，主轴旋转与工作台进给应有先后顺序控制。加工开始前，主轴开动后，才能进行工作台的进给运动。加工结束时，必须在铣刀停止转动前，停止进给运动。

(5)主轴与工作台的变速由机械变速系统完成。为使齿轮易于啮合，减小齿轮端面的冲击，要求变速时电动机有变速冲动(瞬时点动)控制。

(6)铣削时的冷却液由冷却泵电动机拖动提供。

(7)当主轴电动机或冷却泵电动机过载时，进给运动必须立即停止，以免损坏刀具和机床。

(8)使用圆工作台时，要求圆工作台的旋转运动和工作台的纵向、横向及垂直运动之间有联锁控制，即圆工作台旋转时，工作台不能向任何方向移动。

3.3.3 电气控制电路分析

X62W型卧式万能铣床控制电路包括主电路、控制电路和信号照明电路三部分，如图3-9所示，其电器元件符号与功能说明见表3-3。

图3-9 X62W型万能铣床电气控制原理图

1.主电路

铣床由3台电动机拖动。M1为主轴电动机，用接触器KM1直接启动，用倒顺开关SA5实现正反转控制，用制动接触器KM2串联不对称电阻R实现反接制动;M2为进给电动机，其正、反转由接触器KM3、KM4实现，快速移动由接触器KM5控制电磁铁YA实现;冷却泵电动机M3由接触器KM6控制。

3台电动机都用热继电器FR实现过载保护，用熔断器FU2实现M2和M3的短路保护，用FU1实现M1的短路保护。

2.控制电路

控制变压器将380V降为127V作为控制电源，降为36V作为机床照明电源。

1)主轴电动机的控制

(1)主轴电动机的启动控制。先将转换开关SA5扳到预选方向位置，闭合QS，按下启动按钮SB1(或SB2)，KM1得电并自锁，M1直接启动(M1升速后，速度继电器的触点动作，为反接制动做准备)。

(2)主轴电动机的制动控制。按下停止按钮SB3(或SB4)，KM1失电，KM2得电，进行反接制动。当Ml的转速下降至一定值时，KS的触点自动断开，M1失电，制动过程结束。

(3)主轴变速冲动控制。变速时，拉出变速手柄，转动变速盘，选择需要的转速，此时凸轮机构压下，使冲动行程开关SQ7常闭触点(3－5)先断开，使M1断电。随后SQ7常开触点(3－7)接通，接触器KM2线圈得电动作，M1反接制动。当手柄继续向外拉至极限位置，SQ7不受凸轮控制而复位，M1停转。接着把手柄推向原来位置，凸轮又压下SQ7，使常开触点接通，接触器KM2线圈得电，M1反转一下，以利于变速后齿轮啮合，继续把手柄推向原位，SQ7复位，M1停转，操作结束。

表3-3 X62W型万能铣床电器元件符号与功能说明

2)进给电动机的控制

工作台进给方向有左右(纵向)、前后(横向)、上下(垂直)运动。这6个方向的运动是通过两个手柄(十字形手柄和纵向手柄)操纵4个限位开关(SQ1～SQ4)来完成机械挂挡，接通KM3或KM4，实现M2的正反转而拖动工作台按预选方向进给。十字形手柄和纵向手柄各有两套，分别设在铣床工作台的正面和侧面。

SA1是圆工作台选择开关，设有接通和断开2个位置，3对触点的通断情况见表3-4。当不需要圆工作台工作时，将SA1置于断开位置;否则，置于接通位置。

表3-4 圆工作台选择开关工作状态

(1)工作台左右(纵向)进给运动的控制。左右进给运动由纵向操纵手柄控制，该手柄有左、中、右3个位置，各位置对应的限位开关SQ1、SQ2的工作状态见表3-5。

表3-5 工作台的纵向进给行程开关工作状态

工作台向右运动的控制:主轴启动后，将纵向操作手柄扳到“右”，挂上纵向离合器，同时压行程开关SQ1，SQ1－1闭合，接触器KM3得电，进给电动机M2正转，拖动工作台向右运动。停止时将手柄扳回中间位置，纵向进给离合器脱开，SQ1复位，KM3断电，M2停转，工作台停止运动。

工作台向左运动的控制:将纵向操作手柄扳到“左”，挂上纵向离合器，压行程开关SQ2， SQ2－1闭合，接触器KM4得电，M2反转，拖动工作台向左运动。停止时，将手柄扳回中间位置，纵向进给离合器脱开，同时SQ2复位，KM4断电，M2停转，工作台停止运动。

工作台的左右两端安装有限位撞块，当工作台运行到达终点位置时，撞块撞击手柄，使其回到中间位置，实现工作台的终点停车。

(2)工作台前后和上下运动的控制。工作台前后和上下运动由十字形手柄控制，该手柄有上、下、中、前、后5个位置，各位置对应的行程开关SQ3、SQ4的工作状态见表3-6。

表3-6 工作台横向及升降进给行程开关工作状态

工作台向前运动控制:将十字形手柄扳向“前”，挂上横向离合器，同时压行程开关SQ3， SQ3－1闭合，接触器KM3得电，进给电动机M2正转，拖动工作台向前运动。

工作台向下运动控制:将十字形手柄扳向“下”，挂上垂直离合器，同时压行程开关SQ3， SQ3－1闭合，接触器KM3得电，进给电动机M2正转，拖动工作台向下运动。

工作台向后运动控制:将十字形手柄扳向“后”，挂上横向离合器，同时压行程开关SQ4， SQ4－1闭合，接触器KM4得电，进给电动机M2反转，拖动工作台向后运动。

工作台向上运动控制:将十字形手柄扳向“上”，挂上垂直离合器，同时压行程开关SQ4， SQ4－1闭合，接触器KM4得电，进给电动机M2反转，拖动工作台向上运动。

停止时，将十字形手柄扳向中间位置，离合器脱开，行程开关SQ3(或SQ4)复位，接触器KM3(或KM4)断电，进给电动机M2停转，工作台停止运动。

工作台的上、下、前、后运动都有极限保护，当工作台运动到极限位置时，撞块撞击十字形手柄，使其回到中间位置，实现工作台的终点停车。

(3)工作台的快速移动。当铣床不进行铣削加工时，工作台在纵向、横向、垂直6个方向都可以快速移动。工作台快速移动是由进给电动机M2拖动的。当工作台按照选定的速度和方向进行工作时，按下启动按钮SB5(或SB6)，接触器KM5得电，快速移动电磁铁YA通电，工作台快速移动。松开SB5(或SB6)时，快速移动停止，工作台仍按原方向继续运动。

工作台也可以在主轴电动机不转情况下进行快速移动，此时应将主轴换向开关SA5扳在“停止”的位置，然后按下SB1(或SB2)，使接触器KM1线圈得电并自锁，操纵工作台手柄选定方向，使进给电动机M2启动，再按下快速移动按钮SB5(或SB6)，接触器KM5得电，快速移动电磁铁YA通电，工作台便可以快速移动。

(4)圆工作台控制。在使用圆工作台时，应将工作台纵向和十字形手柄都置于中间位置，并将转换开关SA1扳到“接通”位置，SA1－2接通，SA1－1、SAl－3断开。按下按钮SB1(或SB2)，主轴电动机启动，同时KM3得电，使M2启动，带动圆工作台单方向回转，其旋转速度可通过蘑菇形变速手柄进行调节。在图3-9中，KM3的通电路径为点12→SQ6－2→SQ4－2→SQ3－2→SQ1－2→SQ2－2→SAl－2→KM3线圈→KM4常闭触点→点21。

3) 冷却泵电动机的控制和照明电路

由转换开关SA3控制接触器KM6实现冷却泵电动机M3的启动和停止。机床的局部照明由变压器T2输出36V安全电压，由开关SA4控制照明灯EL。

4) 控制电路的联锁

X62W型万能铣床的运动较多，控制电路较复杂，为安全可靠地工作，必须具有必要的联锁。

(1)主运动和进给运动的顺序联锁。进给运动的控制电路接在接触器KM1自锁触点之后，保证了M1启动后(若不需要M1启动，将SA5扳至中间位置)才可启动M2。而主轴停止时，进给立即停止。

(2)工作台左、右、上、下、前、后6个运动方向间的联锁。6个运动方向采用机械和电气双重联锁。工作台的左、右用一个手柄控制，手柄本身就能起到左、右运动的联锁。工作台的横向和垂直运动间的联锁，由十字形手柄实现。工作台的纵向与横向、垂直运动间的联锁，则利用电气方法实现。行程开关SQ1、SQ2和SQ3、SQ4的常闭触点分别串联后，再并联形成两条通路供给KM3和KM4线圈。若一个手柄扳动后再去扳动另一个手柄，将使两条电路断开，接触器线圈就会断电，工作台停止运动，从而实现运动间的联锁。

(3)圆工作台和工作台间的联锁。圆工作台工作时，不允许机床工作台在纵、横、垂直方向上有任何移动。圆工作台转换开关SA1扳到接通位置时，SA1－1、SA1－3切断了机床工作台的进给控制回路，使机床工作台不能在纵、横、垂直方向上作进给运动。圆工作台的控制电路中串联了SQ1－2、SQ2－2、SQ3－2、SQ4－2常闭触点，所以扳动工作台任一方向的进给手柄，都将使圆工作台停止转动，实现了圆工作台和机床工作台纵向、横向及垂直方向运动的联锁控制。

X62W型万能铣床电器元件布置图如图3-10所示。

图3-10 X62W型万能铣床电器元件布置图

(a)左侧;(b)正面;(c)右侧