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机床电气控制系统

日期：2010年01月14　来源：沈阳第一机床厂　关键字：机床
    1．机床电气系统分析
    根据前面的分析及M215A机床内圆磨床生产工艺条件和加工的需要，摇臂钻床其电气系统必须具有如下六项的控制要求：
    1)对传动系统的控制：工件主轴电动机的起动、停止、调速及点动控制，电动砂轮轴的起动、停止和调速控制。
    2)对液压系统的控制：液压泵电动机的起动和停止控制。
    3)对冷却系统的控制：工件冷却电动机及高速电动砂轮主轴冷却电动机的起动和停止控制。
    4)机床的照明电路及其控制。
    5)机床的信号指示电路及其控制。
    6)要求有必要的互联及保护环节。
    2．确定电力拖动和调速方式
    (1)拖动方式的选择。电力拖动发展的趋向是电动机接近工作机构，形成多电动机的拖动方式。这样，不仅能缩短机械传动链，提高传动效率，便于实现自动控制，机床而且也能使总体结构得到简化。因此，确定选用多电动机拖动方式。
    在一台机床上安装多台电动机，分别拖动各运动部件，传动装置大大简化，摇臂钻床可以按各运动部件所要求的拖动特性选用不同类型的电动机，使各个运动部件分别获得较理想的运动特性，使整机的性能提高、结构简化、成本下降、易于实现自动化生产。
    M215A内圆磨床中需要电动机驱动的部件有：工件主轴、砂轮轴、冷却系统(工件的冷却和砂轮轴的冷却)、液压系统，研究方案采用4台电动机(包括工件主轴、冷却系统(工件的冷却和砂轮轴的冷却)、液压系统各一台)，而砂轮的传动采用高速大功率的电动砂轮轴，以实现快速稳定的磨削加工。
    (2)确定调速方式。中小型普通机床对调速指标无特殊要求时，应选用结构简单、运行可靠、价格经济的笼型异步电动机来拖动，配以适当级数的齿轮变速或液压调速系统。机床如果要求进一步简化传动机构、提高传动效率、扩大调速范围，可采
用多速笼型异步电动机。双速笼型异步电动机，当定子绕组由三角形联结改成双星形联结时，转速增加一倍，功率却增加很少，因此适用于恒功率传动。
    M215A内圆磨床属于中小型普通机床，摇臂钻床且只有工件主轴需要进行简单的变速，调速类型为恒功率调速。由以上分析，确定选用改变极对数的双速异步电动机进行调速。
    (3)电气原理图。电气控制系统是生产机械的重要组成部分，它对生产机械的正确、安全可靠地工作起着决定性的作用，其设计应遵循以下原则：
    1)电气控制应最大限度地满足生产机械加工工艺的要求。
    2)应尽量减少控制电路中的电流、电压种类，机床控制电压应选择标准电压等级。
    3)控制电路力求简单、经济。
    4)确保控制电路工作的安全性和可靠性，具有完善的保护环节。
    5)要考虑操作、维修与调试的方便性。
    3．整机电气参数
    1)M215A型普通内圆磨床采用3-50Hz、380V电源。机床总容量约为10k•V•A，满载电流27A，机床电源开关的断流脱扣电流300A，用户电源接口建议：配用6mm2的电源引入线和50A熔断器作短路保护。
    2)M215A型普通内圆磨床控制电压、机床照明电压及信号灯电压由单独的变压器供电，电压分别为110V、24V和6V。
    3)整个机床共有5台电动机，均采用热继电器作过载保护。
    4)配电箱设置于机床右侧壁，电箱壁安装电源开关、按钮操纵板等，摇臂钻床主轴箱正面安装床头主轴点动按钮(SB5)。行程开关(sQl)装在机床右端，磨削区域和修整区域接近开关安装在机床后面，进给极限位置接近开关安装在机床左侧。
    5)机床标配GDZ60B电动砂轮轴(M5)，由变频器进行控制。
    4．电气操作运行规则
    1)所有电气插销均接触良好。
    2)令联锁开关SA6处于解锁状态，接通电源开关指示灯HLl亮，磨头冷却泵M1起动。
    3)转换开关$A4处于e或①(工件电动机M3的双速选择)任意一个位置。
    4)令开关SAl处于①位置，机床呈工作状态。
    5)工作台处于后位，行程开关SQl受压(如果不在后位，待液压系统工作后再令向后)。
    6)按下按钮SB4，KM2通电并自锁，M2液压泵起动。
    7)按下按钮SB3，变频器输出预置频率，砂轮运转。
    8)令工作台向前，sQl释放，KM3通电，M3、M4起动运转，此时可以进行磨削操作。
    9)磨削结束，令工作台退到底，SQl受压，KM3断电，M3停止。
    10)如需要M3点动运转，可按$B5按钮。
    11)电动砂轮轴须在冷却液位开关$L1和气压开关$P1同时满足要求的情况下运行，摇臂钻床一旦出现冷却液位低或气压不足时，砂轮立即停止运行。
    12)当变频器有故障时，同时切断主控回路，机床使各电动机停止运行。
    5．安全装置(电源开关与箱门的联锁)
    1)电源开关QPl采用漏电保护自动开关，除用作短路保护外，还有防止漏电的作用。凡因故电路发生对地漏电或人身对地触电事故，电流超过50MA时，开关能在0．1s内切断电源。
    2)本机床电柜门的开启与电源开关采取联锁。在箱门沿安装联锁装置。凡在通电状态时不准开启箱门，强行开启，联锁器将使电路通过电阻R1使Qn发生漏电状态，电源开关立即跳闸。摇臂钻床如果需要门开启而又接通电源，可由电气专职人员将联锁器开关柱向外拔动，联锁即告解除，但一旦箱门再行闭合，机床即联锁自行恢复。不要借联锁装置进行电源开关切断功能，否则会影响电源开关使用寿命。
    3)本机床专门设置了电源开关锁住机构(SA6)，当工作完毕后，切断电源开关QFl，将SA6上的钥匙拔出呈电锁住状态，使电源开关不准合闸接通，不要借SA6进行切断电源开关。
    4)电源开关在新安装或运行一段时期后(一般每隔一个月)，摇臂钻床须在通电情况下检验其漏电保护性能是否正常，检验时应在无负载状态下进行，机床检验方法可利用SA6功能进行。

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