车床电气控制系统的开发研究

　　摘要：普通机床与数控机床相比, 电气控制系统没有那么复杂, 但是主要的设计思路和步骤是一样的, 分为主电路的设计、控制电路的设计以及其他电路与故障排除, 普通机床通过对电路进行设计, 与机床本体的结合, 最终实现机床的运行和加工。

　　关键词：主电路; 控制电路; 其他电路与故障排除;

　　1、主电路

　　机床的应用非常广泛, 主要的工作是对金属进行切削, 机床的分类方法有很多种, 可以分为普通机床和数控机床, 也可以分为立式机床卧式机床, 图1就是卧式机床的示意图。

图1 机床结构示意图

　　机床电气控制是非常重要的构成部分, 其主要的要点为:

　　(1) 主电动机主要是控制主轴或者刀具的运动, 普通机床一般选取异步电动机, 同时主轴还应该有正反转功能;

　　(2) 机床加工过程中要有冷却液进行工件或者刀具降温, 需要有专门的控制系统和动力装置控制冷却系统;

　　(3) 机床的溜板箱可以实现快速移动, 同时还可以点动控制;

　　(4) 在整个机床的控制线路中, 要有保护和安全装置。

　　普通机床的电路系统中, 如图2, 分为主电路和控制电路, 控制电路包含照明, 主电路中有三个电动机, 分别是M1、M2、M3, 这三个电动机分别控制主轴、冷却泵、进给箱, 机床的加工和运转是通过它们三者之间的配合实现的。

图2 机床电路图

　　主电路中KM1是控制主轴电动机M1工作的接触器, KM2是控制冷却系统中冷却泵的接触器, KM3是控制进给系统电动机的接触器, 普通车床的主轴正反转不是通过控制电动机实现的, 是通过摩擦离合器改变主轴箱内传动链实现的, 在主电路中FR1和FR2是热继电器, 他两个的主要作用是保护主轴电动机和冷却电动机过载的, 对于进给系统的电动机, 由于工作时间较短, 不会长时间工作, 所以不需要过载保护。

　　2、控制电路

　　控制电路 (如图3) , 它的电路电压不需要像主电路那么大, 只需要127V就可以, 主线路到控制电路之前, 添加一个变压器进行变压, 得到电路所需的工作电压。

　　控制电路中的开关是电路中的SA2, 它是带有开关键的, 如果需要将控制电路的电源打开, 需要将电源开关钥匙将SA2右旋, 在控制电路中, SB2是车床机构上的红色停止按钮, SB1是机床绿色启动按钮, 如果需要将机床启动, 按下SB1, 这时候KM1线圈得电, 主轴电动机的接触器闭合, 主轴电动机工作, 在这期间如果想机床停止, 按下SB2, KM1会造成短路, 这时电动机就会停止工作。

　　冷却系统的工作, 是在主轴工作的前提下, 图3中KM1线圈与SA1是串联的, 只有主轴工作并按下SA1的情况下, 冷却电动机才能工作, 快速移动电动机也是一样, 控制按钮为SB1。

图3 控制电路图

　　3、其他电路与故障排除

　　普通车床的电路系统中, 除了主电路、控制电路, 还有照明电路和信号电路, 如图4的虚线框内。

图4 其他电路

　　照明电路的电压是24V, 信号电路的电压是6V, 在机床通电之后, 信号灯就亮起, 照明系统是在开启设备前提下开启的。

　　在普通车床的电气控制系统中, 必须有接地线, 但是不能应用金属软管作为接地通道, 控制电路的所有导线都不要外漏, 都采用暗铺或者在机床的底座内。

　　车床在组装完成并电气控制系统也接好之后, 需要进行机床试车, 一般容易出现的故障有:

　　(1) 主轴电动机不运转, 这个问题主要排查KM1接触器是否得电, 检测是否是FU2熔断;

　　(2) 主轴可以启动, 但是不能自锁, 这种情况一般是KM1自锁触点的连接导线松脱或者接触不良;

　　(3) 电源总开关合不上, 这个原因主要是SA2钥匙右旋没有到位;

　　4、结语

　　机床的结构设计非常重要, 结构设计当中也包含运动设计, 机床运动形式不同, 电气控制也不同, 首先是针对机床的设计要求, 拟定正确的设计思路, 电气线路设计、电气线路图设计, 将机床调试完成后, 需要进行开机检测, 检验控制系统是否能满足机床的使用和加工要求, 电气控制系统要保证机床的加工精度和控制精度, 主轴的运作要平稳, 避免因为电气控制系统控制不完善而照成加工的产品不合格。

　　参考文献
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