铣床电气控制系统设计.doc

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一、控制对象〔铣床〕描述

〔一〕简介

在金属切削机床中，铣床的数量占有非常大的比例。铣床可用来加工平

面、斜面、沟槽等。装上分度头，可以铣切直齿轮和螺旋面。假设装上圆工

作台，可铣切凸轮和弧形槽。

以常用的立铣和卧铣来说，刀具(铣刀)的旋转运动称为主运动，工件(工

作台)的移动或进给箱的移动称为进给运动，辅助运动有工作台的快速移动及工

加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工

比拟复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。

〔二〕机床构造及工作要求

万能铣床具有主轴转速高，调速围宽，操作方便，工作台能自动循环加工

等特点，其构造如图 A 所示。主要由底座，床身，悬梁，刀杆支架，工作台，

溜板和升降台等局部组成。

图 1 卧式万能铣床外形构造图

1-底座 2-主轴电动机 3-床身 4-主轴 5-悬梁 6-刀杆挂脚

7-工作台 8-工作台左右进给操作手柄 9-滑座 10-工作台前后上下操作手柄

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当铣削方向确定后，在铣削加工过程中那么不需要改变旋转方向。因此，对主

轴电动机的控制要在加工之前选择好转向(正向或反向)，而后起动加工。铣刀

是一种多刃刀具，其切削过程是断续的，负载随时间波动，造成电机拖动的不

平衡，为了减小负载波动的影响，在主轴上采用飞轮增加惯量，这样又引起主

轴在停车时的惯性大，停车时间较长，影响生产效率，为了实现能快速停车的

锁环节。铣削加工中，为了提高停车位置的准确性，也可采用制动方法。

造成事故，要求进给运动一定要在铣刀旋转后才能进展，铣刀停顿旋转，进给

运动就应该停顿或同时停顿。因此，要求进给运动电动机与主轴电动机之间要

有可靠的联锁。

为了适应各种不同的铣削加工要求，铣床主轴及进给运动都应具有一定的

调速围。为了使齿轮在变速时易于相互啮合，要求主轴电动机和进给施动电动

机都应具有变速冲动控制电路。为了使操作者能在铣床的正面、侧面方便地操

作，对主轴的起动、停顿，工作台进给运动选向及快速移动等的控制，设置了

多地点控制方案。为保证加工质量相机床设备的平安，要求控制系统中应具有

较完善的联锁保护环节。

铣削加工中，根据不同的工件材料，也为了延长刀具寿命和提高加工质量，

需要切削液对工件刀具进展冷却润滑，而有时又不采用，因此，采用转换开关

控制冷却泵电动机单向旋转。此外，还应配有平安照明电路。

为了使操作者能在铣床的正面、侧面方便地操作，对主轴的起动、停顿，

移动〔横向移动〕的溜板，在溜板上部转动局部的导轨上可作垂直与主轴轴线

方向的移动〔纵向移动〕，这样，工作台上的工件就可以在六个方向〔上，下，

左，右，前，后〕进给。

为了加快调整工件与刀具之间的相对位置，可以改变传动比，使工作台在

六个方向上作快速移动。此外，由于转动局部相对于溜板可绕垂直轴线左，右

转一个角度〔通常为 45 度〕，因此可以加工螺旋槽。工作台上还可以安装圆

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辅助运动：工作台在六个方向上的快速运动。

二、铣床系统的电气控制电路设计

（4） 为 适 应 加 工 的 需要 ， 主 轴 转 速与 进 给 速度 应 有 较宽 的 调 节 围 。

X62W 铣床采用机械变速的方法，为保证变速时齿轮易于齿合，减小齿轮端面

台将工件送进可能损坏刀具或工件，进给运动要在铣刀旋转后才能进展。为降

低加工工件的外表粗糙度，加工完毕必须在铣刀停转前停顿进给运动。

（6） 在六个方向上运动要有联锁，在任何时刻，工作台在上，下，左，

右，前，后六个方向上，只能有一个方向的进给运动。

（7） 为了适应工作台在六个方向上运动的要求，进给电动机应能正，反

转。快速运动由进给电动机与快速电磁铁配合完成。

（8） 圆工作台运动只需一个转向，且要与工作台进给运动有联锁，不能

同时进展。

（9） 冷却泵电动机 M3 只要求单方向转动。

（10） 为操作方便，应能在两处控制各部件的启动和停顿。

根据铣床的电力拖动及控制要求，同时又考虑了以下几个方面：

〔三〕继电器-接触器电气控制电路图分析及介绍

1．主轴电动机控制 为主轴拖动电动机。从主电路看出，主轴电动机

的转向由转换开关 预选确定。转换开关 触点动作见表 1。主轴电动机

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的起动、停顿由接触器 控制，接触器 及电阻 和速度继电器 组

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〔1〕主轴电动机起动 接通电源开关 ，选择主轴电动机转向，操作转换

开关 于所需位置。主轴电动机起动、停顿分别由装于工作台上与床身上的

控制按钮 、 和 、 实现两地控制。按下按钮 或 ，接

触器 得电，主触点闭合并自锁，主轴电动机按预选方向起动，带动主釉、

制动效果差，因此，操作时要在主轴快停机时再松开按钮。

〔3〕主轴的变速运动 主轴的变速采用圆孔盘式构造，变速时操作变速手

柄在拉出或推回过程中短时触动冲动开关 ，主轴电动机瞬动一下而实现。

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