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1、l 參觀導(dǎo)入新課 到銑工車間參觀 X62W 萬能銑床。 1、重點(diǎn)演示觀察工作臺的縱向、橫向及上下六個方向的運(yùn)動，能手動也能自動；了解操作手柄的作用，了解銑床的運(yùn)動形式有哪幾種？ 2、在生產(chǎn)車間演示講解圓形工作臺和非圓形工作臺的工作流程。 3、主軸沖動和變速沖動。 4、在生產(chǎn)車間演示講解主軸的制動。 5、在生產(chǎn)車間演示講解聯(lián)鎖控制。 講授新課 X62W萬能銑床機(jī)電氣控制原理分析,故障分析與排除 （一）X62W萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動形式 1．X62W萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)見圖1 2．X62W萬能銑床的運(yùn)動形式 主運(yùn)動：主軸帶動銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。 進(jìn)給運(yùn)動：加工

2、中工作臺帶動工件縱向、橫向和垂直 3 個方向的移動以及圓形工作臺的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。 輔助運(yùn)動：工作臺帶動工件在三個方向的快速移動。 （二）X62W萬能銑床電力拖動要求與控制特點(diǎn) 1．主運(yùn)動的控制：X62W 萬能銑床的主運(yùn)動由籠型異步電動機(jī)M1拖動， M1是在空載時直接起動，為完成順銑和逆銑，要求電動機(jī)能正反轉(zhuǎn)，可在加工之前根據(jù)銑刀的種類預(yù)先選擇轉(zhuǎn)向，在加工過程中不必變換轉(zhuǎn)向。為了能實(shí)現(xiàn)快速停車的目的，主軸電動機(jī)采用停車制動控制。 2．進(jìn)給運(yùn)動的控制：工作臺的進(jìn)給運(yùn)動由一臺進(jìn)給電動機(jī) M2 拖動。進(jìn)給 運(yùn)動的方向是通過操作選擇運(yùn)動方向的手柄與開關(guān)，配合進(jìn)給電動機(jī) M2的正、反轉(zhuǎn)來

3、實(shí)現(xiàn)的，為減小齒輪端面的沖擊，要求變速時有電動機(jī)瞬時沖動(短時間歇轉(zhuǎn)動)控制 3．輔助運(yùn)動的控制：通過方向控制手柄接通快速移動電磁鐵 YA，銜鐵吸合，經(jīng)絲杠將進(jìn)給傳動鏈中的摩擦離合器合上，減少中 間傳動裝置，工作臺按原進(jìn)給運(yùn)動方向?qū)崿F(xiàn)快速移動。 4．冷卻泵控制：銑削加工中，一般需要切削液對工件和刀具進(jìn)行冷卻潤滑。由電動機(jī) M3 拖動冷卻 泵，供給銑削加工時的切削液 5．其他控制 (1) 根據(jù)工藝要求，主軸旋轉(zhuǎn)與工作臺進(jìn)給之間應(yīng)有可靠的聯(lián)鎖控制，即進(jìn)給運(yùn)動要 在銑刀旋轉(zhuǎn)之后才能進(jìn)行，加工結(jié)束必須在銑刀停轉(zhuǎn)前停止進(jìn)給運(yùn)動,以避免工件與銑刀碰撞而造成事故。 (2) 為了保證機(jī)床、

4、刀具的安全，在銑削加工時同一時間只允許工作臺向一個方向移 動，故三個垂直方向的運(yùn)動之間應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)。使用圓形工作臺時，不允許工件作縱向、 橫向和垂直方向的進(jìn)給運(yùn)動。為此，要求圓形工作臺的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動與工作臺的上下、左右、 前后三個方向的運(yùn)動之間有聯(lián)鎖控制。 圖1 X62W萬能銑床的主要結(jié)構(gòu) 1—底座 2—主軸變速手柄 3—主軸變速數(shù)字盤 4—床身(立柱) 5—懸梁 6—刀桿支架 7—主軸 8—工作臺 9—工作臺縱向操作手柄 10—回轉(zhuǎn)臺 11－床鞍 12—工作臺升降及橫向操作手柄 13—進(jìn)給變速手輪及數(shù)字盤 14—升降臺

5、 （三）X62W萬能銑床的電氣控制線路的分析 X62W萬能銑床的電氣控制原理見圖 1．主電路的分析 圖 所示的主電路中有三臺電動機(jī)的驅(qū)動電路。隔離開關(guān) QS 將三相電源引入，從主電路看出，主軸電動機(jī)M1的轉(zhuǎn)向由轉(zhuǎn)換開關(guān) SA5預(yù)選確定。主軸電動機(jī)的起動、停止由接觸器 KM1 控制，接觸器 KM2 及電阻R 和速度繼電器 KS 組成 停機(jī)反接制動控制。進(jìn)給電機(jī)M2由KM3、KM4控制正反轉(zhuǎn)，KM5控制快速移動電磁鐵YA。 冷卻泵電機(jī)M3由KM6控制。

6、 2．控制電路的分析 (1)主軸電動機(jī)控制 1)主軸電動機(jī)的起動控制。接通電源開關(guān)QS1，由操作轉(zhuǎn)換開關(guān)SA5選擇主軸電動機(jī)轉(zhuǎn)向。分別由裝于工作臺上與床身上的控制按鈕SB3、SB4和SB1、SB2實(shí)現(xiàn)兩地控制主軸電動機(jī)起動與停止。按下按鈕SB3或SB4，接觸器KM1得電，其觸點(diǎn)閉合并自鎖，主軸電動機(jī)按預(yù)選方向直接起動，帶動主軸、銑刀旋轉(zhuǎn)，同時速度繼電器KS 常開觸點(diǎn)閉合，為停機(jī)反接制動做準(zhǔn)備。 2) 主軸電動機(jī)停機(jī)控制。按下停機(jī)按鈕SB1或SB2，接觸器KM1失電，切斷正序電源，同時接觸器KM2得電，電動機(jī)串電阻實(shí)現(xiàn)反接制動。當(dāng)主軸電動機(jī)轉(zhuǎn)速低于100r/

7、min，KS觸點(diǎn)斷開，KM2斷電，電動機(jī)反接制動結(jié)束。停機(jī)操作時應(yīng)注意在按下SB1或SB2時要按到底，否則反接制動電路未接入，電動機(jī)只能實(shí)現(xiàn)自然停機(jī)。 3) 主軸的變速沖動控制。主軸的變速裝置采用圓孔盤式結(jié)構(gòu)，變速時操作變速手柄在拉出或推回過程中短時觸動沖動開關(guān)SQ7，電動機(jī)瞬動一下而實(shí)現(xiàn)。 主軸處于停車狀態(tài)時，操作變速手柄，凸輪轉(zhuǎn)動壓動彈簧桿，觸動沖動開關(guān)SQ7，使接觸器KM2瞬時得電，電動機(jī)定子串電阻沖動一下，帶動齒輪轉(zhuǎn)動一下，便于齒輪嚙合，完成變速。主軸已起動工作時，如要變速同樣操作變速手柄。操作時也觸動沖動開關(guān)SQ7，使接觸器KM1失電，KM2得電進(jìn)行反接制動，主軸轉(zhuǎn)速迅速下降，以

8、便于在低速下齒輪嚙合。完成變速后，推回變速手柄，主軸電動機(jī)重新起動，繼續(xù)工作。 主軸在變速操作時，應(yīng)以較快速度將手柄推入嚙合位置。因為SQ7的瞬動只靠手柄上凸輪的一次接觸達(dá)到，如果推入動作緩慢，凸輪與SQ7接觸時間延長，會使主軸電動機(jī)轉(zhuǎn)速過高，齒輪嚙合不上，甚至損壞齒輪。 （2）工作臺進(jìn)給運(yùn)動控制 工作臺的進(jìn)給運(yùn)動需在主軸起動之后進(jìn)行。接觸器KM1常開觸點(diǎn)閉合，接通進(jìn)給控制電源。工作臺的左、右、前、后和上、下方向的進(jìn)給運(yùn)動均由進(jìn)給拖動電動機(jī)M2驅(qū)動，通過M2的正反轉(zhuǎn)及機(jī)械結(jié)構(gòu)的聯(lián)合動作，來實(shí)現(xiàn)六個方向的進(jìn)給運(yùn)動?？刂乒ぷ髋_運(yùn)動的電路是與縱向機(jī)械操作手柄聯(lián)動的行程開關(guān)SQ1、SQ2及與橫向

9、、升降操作手柄聯(lián)動的行程開關(guān)SQ3、SQ4組成復(fù)合控制。這時圓形工作臺控制轉(zhuǎn)換開關(guān)SA3在斷開位置，即SA3—1和SA3—3 接通，SA3—2 斷開，進(jìn)給電動機(jī)通過工作臺方向操作手柄進(jìn)行控制。圓形工作臺控制SA3動作表見表1。 表1圓形工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān)工作狀態(tài) 位置 觸點(diǎn) 接通圓形工作臺 斷開圓形工作臺 SA1—1 － ＋ SA1—2 ＋ － SA1—3 － ＋ 1)工作臺的左、右(縱向)進(jìn)給運(yùn)動 工作臺的左、右進(jìn)給運(yùn)動由工作臺前面的縱向操作手柄進(jìn)行控制。當(dāng)將操作手柄扳到向右位置時，一方面合上縱向進(jìn)給的機(jī)械離合器，同時壓下行程開關(guān)SQ1(見表2)，其常閉

10、觸點(diǎn)SQ1—2 斷開，使KM4線圈不能得電；常開觸點(diǎn)SQ1—1接通，此時，控制電源經(jīng)(12→11→15→16→18→19→20)接通接觸器KM3 線圈，KM3吸合，主觸點(diǎn)接通M2 正序電源，M2正向旋轉(zhuǎn)，工作臺作向右進(jìn)給運(yùn)動。同理，將操作手柄扳到向左位置時，SQ2壓合，工作臺作向左進(jìn)給運(yùn)動，電路工作過程由讀者自行分析。 表2工作臺縱向行程開關(guān)工作狀態(tài) 縱向操作手柄 觸點(diǎn) 向 左 中 間 (停) 向 右 SQ1—1 － － ＋ SQ1—2 ＋ ＋ － SQ2—1 ＋ － － SQ2—2 － ＋ ＋ 2) 工作臺前后(橫向)進(jìn)給運(yùn)動和

11、上、下(垂直)進(jìn)給運(yùn)動 工作臺的前后及上下進(jìn)給運(yùn)動，共用一套操作手柄進(jìn)行控制，手柄有5 個控制位置，處于中間位置為原始狀態(tài)，進(jìn)給離合器處于斷開狀態(tài)，行程開關(guān)SQ3、SQ4均復(fù)位，工作臺不運(yùn)動。當(dāng)操作向前、向后手柄時，通過機(jī)械裝置連接前、后進(jìn)給方向的機(jī)械離合器。當(dāng)操作向上、向下手柄時，連接上、下進(jìn)給方向的機(jī)械離合器。同時，SQ3或SQ4壓合接通(見表3)，電動機(jī)M3正向或反向旋轉(zhuǎn)，帶動工作臺作相應(yīng)方向的進(jìn)給運(yùn)動。 表 3工作臺升降、橫向行程開關(guān)工作狀態(tài) 升降、橫操作手柄 觸點(diǎn) 向 前 向 下 中 間 (停) 向后 向 上 SQ3—1 ＋ － － SQ3—2

12、－ ＋ ＋ SQ4—1 － － ＋ SQ4—2 ＋ ＋ － 工作臺向前和向下進(jìn)給運(yùn)動的電氣控制電路相同。當(dāng)將操作手柄扳到向前或向下位置時，壓合SQ3，使其常閉觸點(diǎn)SQ3—2斷開，常開觸點(diǎn)SQ3—1 閉合，控制電源經(jīng)12→11→21→22→17→18→19→20→0 接通KM3線圈，KM3吸合，進(jìn)給電動機(jī)M2正向旋轉(zhuǎn)并通過機(jī)械聯(lián)動將前、后進(jìn)給離合器或上、下進(jìn)給離合器接入，使工作臺作向前或向下方向的進(jìn)給運(yùn)動。 工作臺向后和向上進(jìn)給運(yùn)動也共用一套電氣控制裝置。當(dāng)操作手柄扳到向后或向上位置時，壓合SQ4，進(jìn)給電動機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，使工作臺作向后或向上方向進(jìn)給運(yùn)動。

13、電路的工作過程讀者可自行進(jìn)行分析。 3) 圓形工作臺的工作 圓形工作臺的回轉(zhuǎn)運(yùn)動由進(jìn)給電動機(jī)M2經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動。在使用時，首先必須將圓形工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān)SA3扳至“接通”位置，即圓形工作臺的工作位置。SA2為工作臺手動與自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，SA3扳至“自動”位置時，SA3—1 斷開，SA3—2 閉合，此時，由于SA3—1、SA3—3 斷開，SA3—2 接通，這樣就切斷了銑床工作臺的進(jìn)給運(yùn)動控制回路，工作臺不可能作三個互相垂直方向的進(jìn)給運(yùn)動。圓形工作臺的控制電路中，控制電源經(jīng)12→11→15→16→17→22→21→19→20→0 接通接觸器KM3線圈回路，使M2帶動圓形工作臺作回轉(zhuǎn)運(yùn)動。由于KM4

14、線圈回路被切斷，所以進(jìn)給電動機(jī)僅能正向旋轉(zhuǎn)。因此，圓形工作臺也只能按一個方向作回轉(zhuǎn)運(yùn)動。 4) 進(jìn)給變速沖動 進(jìn)給變速沖動與主軸變速沖動一樣，為了便于變速時齒輪的嚙合，電氣控制上設(shè)有進(jìn)給變速沖動電路。但進(jìn)給變速時不允許工作臺作任何方向的運(yùn)動。 變速時，先將變速手柄拉出，使齒輪脫離嚙合，然后轉(zhuǎn)動變速盤至所選擇的進(jìn)給速度擋，最后推入變速手柄。在推入變速手柄時，應(yīng)先將手柄向極端位置拉一下，使行程開關(guān)SQ6被壓合一次，其常閉觸點(diǎn)SQ6—2斷開，常開觸點(diǎn)SQ6—1 接通，控制電源經(jīng)12→11→21→22→17→16→15→19→20→0 瞬時接通接觸器KM3，進(jìn)給電動機(jī)M2作短時沖動，便于齒輪嚙合

15、。 5) 工作臺快速移動 銑床工作臺除能實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動外，還可進(jìn)行快速移動。它可通過前述的方向控制手柄配合快速移動按鈕SB5或SB6進(jìn)行操作。當(dāng)工作臺已在某方向進(jìn)給時，此時按下快速進(jìn)給按鈕SB5或SB6，使接觸器KM5通電，接通快速移動電磁鐵YA，銜鐵吸合，經(jīng)絲杠將進(jìn)給傳動鏈中的摩擦離合器合上，減少中間傳動裝置，工作臺按原進(jìn)給運(yùn)動方向?qū)崿F(xiàn)快速移動。當(dāng)松開SB5或SB6時，KM5、YA線圈相繼斷電，銜鐵釋放，摩擦離合器脫開，快速移動結(jié)束，工作臺仍按原進(jìn)給運(yùn)動速度和 原進(jìn)給運(yùn)動方向繼續(xù)進(jìn)給。因此，工作臺的快速移動是點(diǎn)動控制。 工作臺的快速移動也可以在主軸電動機(jī)停轉(zhuǎn)情況下進(jìn)行。這時應(yīng)將主軸換向

16、開關(guān)SA5扳向“停止”位置，然后按下SB3或SB4，使接觸器KM1通電并自鎖，操縱工作臺手柄，使進(jìn)給電動機(jī)M2起動旋轉(zhuǎn)，再按下SB5或SB6，工作臺便可在主軸不旋轉(zhuǎn)的情況下實(shí)現(xiàn)快速移動。 （3） 冷卻泵電動機(jī)的控制與照明電路 冷卻泵電動機(jī)M3通常在銑削加工時由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1操作。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)扳至“接通”位置時，觸點(diǎn)SA1閉合，接觸器KM6通電，電動機(jī)M3起動，拖動冷卻泵送出切削液。機(jī)床的局部照明由變壓器T輸出12V 安全電壓，由開關(guān)SA4控制照明燈EL。 （4）其它控制與保護(hù) 銑床的運(yùn)動較多，電氣控制電路較復(fù)雜。為了保證刀具、工件和機(jī)床能夠安全可靠地進(jìn)行工作，應(yīng)具有完善的聯(lián)鎖與保護(hù)。

17、1) 主運(yùn)動與進(jìn)給運(yùn)動的順序聯(lián)鎖。進(jìn)給運(yùn)動電氣控制電路接在主軸電動機(jī)接觸器KM3觸點(diǎn)之后。以保證在主電動機(jī)M1起動后，進(jìn)給電動機(jī)M2才可起動；主軸電動機(jī)M1停止時，進(jìn)給電動機(jī)M2應(yīng)立即停止。 2) 工作臺六個進(jìn)給運(yùn)動方向間的聯(lián)鎖。工作臺左、右、前、后及上、下六個方向進(jìn)給運(yùn)動分別由兩套機(jī)械機(jī)構(gòu)操作，而銑削加工時只允許一個方向的進(jìn)給運(yùn)動，為了避免誤操作，采用電氣聯(lián)鎖。當(dāng)工作臺實(shí)現(xiàn)左、右方向進(jìn)給運(yùn)動時，控制電源必須通過控制上、下與前、后進(jìn)給的行程開關(guān)的常閉觸點(diǎn)SQ3—2、SQ4—2 支路。當(dāng)工作臺作前、后和上、下方向進(jìn)給運(yùn)動時，控制電源必須通過控制右、左進(jìn)給的行程開關(guān)的常閉觸點(diǎn)SQ1—2、SQ2—

18、2 支路。這就實(shí)現(xiàn)了由電氣配合機(jī)械定位的六個進(jìn)給運(yùn)動方向的聯(lián)鎖。 3) 圓形工作臺工作與六個方向進(jìn)給運(yùn)動間的聯(lián)鎖。圓形工作臺工作時不允許六個方向進(jìn)給運(yùn)動作任一方向的進(jìn)給運(yùn)動。電路中除了通過SA1定位聯(lián)鎖外，還必須使控制電路通過行程開關(guān)的常閉觸點(diǎn)SQ1—2、SQ2—2、SQ3—2、SQ4—2，從而實(shí)現(xiàn)電氣聯(lián)鎖。 4) 進(jìn)給變速沖動不允許工作臺作任何方向的進(jìn)給運(yùn)動聯(lián)鎖。變速沖動時，行程開關(guān)SQ6動作，其觸點(diǎn)SQ6—2 斷開，SQ6—1 接通。因此，控制電源必須經(jīng)過SA1—3 觸點(diǎn)(即圓形工作臺不工作)和SQ1—2、SQ2—2、SQ3—2、SQ4—2四個常閉觸點(diǎn)(即工作臺六個方向均無進(jìn)給運(yùn)動)，

19、才能實(shí)現(xiàn)進(jìn)給變速沖動。 5) 保護(hù)環(huán)節(jié)。主電路、控制電路和照明電路都具有短路保護(hù)。六個方向進(jìn)給運(yùn)動的終端限位保護(hù)，是由各自的限位擋鐵來碰撞操作手柄，使其返回中間位置以切斷控制電路來實(shí)現(xiàn)。 三臺電動機(jī)的過載保護(hù)，分別由熱繼電器FR1、FR2、FR3實(shí)現(xiàn)。為了確保刀具與工件的安全，要求主軸電動機(jī)、冷卻泵電動機(jī)過載時，除兩臺電動機(jī)停轉(zhuǎn)外，進(jìn)給運(yùn)動也應(yīng)停止，否則將撞壞刀具與工件。因此，F(xiàn)R1、FR3應(yīng)串接在相應(yīng)位置的控制電路中。當(dāng)進(jìn)給電動機(jī)過載時，則要求進(jìn)給運(yùn)動先停止，允許刀具空轉(zhuǎn)一會兒，再由操作者總停機(jī)。因此，F(xiàn)R2的常閉觸點(diǎn)只串接在進(jìn)給運(yùn)動控制支路中。 l 示操作 常見故障分析 1. 主

20、軸電動機(jī)不能起動。故障的主要原因有：主軸換向開關(guān)打在停止位置；控制電路熔斷器FU1熔燒斷；按鈕SB1、SB2、SB3或SB4的觸點(diǎn)接觸不良或接線脫落；熱繼電器FR1已動作過，未能復(fù)位；主軸變速沖動開關(guān)SQ7的常閉觸點(diǎn)不通；接觸器KM3線圈及主觸點(diǎn)損壞或接線脫落。 2. 主軸不能變速沖動。故障的原因是主軸變速沖動行程開關(guān)SQ7 位置移動、撞壞或斷線。 3. 主軸不能反接制動。故障的主要原因有：按鈕SB1 或SB2 觸點(diǎn)損壞；速度繼電器KS 損壞；接觸器KM2線圈及主觸點(diǎn)損壞或接線脫落；反接制動電阻R 損壞或按線脫落。 4. 工作臺不能進(jìn)給。故障的原因主要有：接觸器KM4、KM3線圈及主觸點(diǎn)

21、損壞或接線脫落；行程開關(guān)SQ1、SQ2、SQ3或SQ4的常閉觸點(diǎn)接觸不良或接線脫落；熱繼電器FR2已動作，未能復(fù)位；進(jìn)給變速沖動行程開關(guān)SQ6常閉觸點(diǎn)斷開；兩個操作手柄都不在零位；電動機(jī)M2已損壞；選擇開關(guān)SA1損壞或接線脫落。 5.進(jìn)給不能變速沖動。故障的原因是進(jìn)給變速沖動行程開關(guān)SQ6 位置移動、撞壞或斷線。 6. 工作臺不能快速移動。故障的主要原因有：快速移動的按鈕SB5或SB6的觸點(diǎn)接觸不良或接線脫落；接觸器KM5線圈及觸點(diǎn)損壞或接線脫落；快速移動電磁鐵YA 損壞。 l 分配任務(wù) 學(xué)生分成8組，在模擬控制臺上，完成X62W萬能銑床電氣控制電路部分線路的裝接及故障排除。 l 巡

22、回指導(dǎo) 根據(jù)故障現(xiàn)象，按照找“片—線—點(diǎn)”的順序，分析討論排除故障的過程。 l 結(jié)束指導(dǎo) 集中講解學(xué)習(xí)中不足之處 布置作業(yè) 打掃衛(wèi)生 考核及評分（滿分10分） 1、接線完成后通電檢查，全部正確得3分，不符合工藝或損壞器件，每處扣1分。 2、在每組的模擬控制臺上的控制電路中設(shè)置二個故障點(diǎn)，要求學(xué)生能夠排除故障，每排除一個故障點(diǎn)得1分。 3、每組討論后派代表回答故障排除的思路，回答正確每個1分。 4、每組派代表模擬操作故障排除過程中儀表、工具的使用方法，正確得1分。 5、檢查對機(jī)床實(shí)際接線圖的識圖能力，正確1分。 6、學(xué)習(xí)完成后，整理工具、導(dǎo)線、儀表、圖紙，打掃場地，1分。