电气控制系统设计与优化——以组合机床为例

图4－21（图中1～11为油路）为液压动力滑台只有一次进给的液压系统图，表4－1为元件动作表。图4－22为组合机床电气控制电路。

图4－21　液压动力滑台的液压系统

表4－1　元件动作表

1.液压系统工作过程

1）快速趋近

液压泵电动机启动后，按SB3按钮发出滑台快速移动信号，电磁铁YV1得电，三位五通电磁阀Ⅳ右位接通油路，控制油路开通，三位五通液控换向阀Ⅲ右位接通油路，接通工作油路，压力油经过行程阀进入油缸Ⅱ大腔，而小腔内回油经过阀Ⅲ、阀Ⅺ、阀Ⅵ再进入油缸Ⅱ大腔，油缸体、滑台、工件获得向前快速移动。

2）工作进给

液压动力滑台快速移动到工件接近铣削动力头时，滑台上的挡铁压下行程阀Ⅵ，切断压力油通路，此时压力油只能通过调速阀Ⅴ进入油缸大腔，减少进油量，降低滑台移动速度，滑台转为工作进给。此时由于负载增加，工作油路油压升高，顺序阀Ⅶ打开，油缸小腔的回油不再经单向阀Ⅺ流入油缸大腔，而是经顺序阀Ⅶ流回油箱。

3）死挡铁停留

液压动力滑台工作进给终了时（铣削加工结束），滑台撞上死挡铁停止前进，但油路仍处于工作进给状态，油缸大腔内继续进油，致使油压升高，压力继电器KP动作。

4）快速返回原位

死挡铁停留，压力继电器KP动作，其动断触点打开，使电磁铁YV1失电，KP动合触点闭合，电磁铁YV2得电，阀Ⅳ左移，控制油控制阀Ⅲ左移，工作压力油直接打入油缸小腔，使缸体、滑台、工件迅速退回。同时大腔内的回油经单向阀Ⅶ、阀Ⅲ无阻挡地流回油箱。工作台快速退回至原位时，压下原位行程开关，电磁铁YV2失电，在弹簧作用下，液控换向阀处于中间状态，切断工作油路，系统中各元件均恢复原位状态，滑台停于原位，一个工作循环结束。(www.xing528.com)

2.组合机床电气控制电路

1）电动机控制电路

M1为液压泵电动机，操作按钮SB2或SB1，使KM1得电或失电，控制电动机启动或停止。

SA1为机床半自动工作与调整工作的选择开关。SA1开关置于A位置时机床实现半自动工作，左、右铣削动力头的电动机M2和M3分别由滑台移动到位，压下行程开关SQ2和SQ3，使KM2与KM3得电并自锁，M2与M3分别启动工作。加工到终点时，滑台压下终点行程开关SQ4，使KM2与KM3断电，两动力头停转。

2）液压动力滑台控制

液压泵电动机M1启动后，按下按钮SB3，继电器KA1得电并自锁，电磁铁YV1得电，按制液压滑台快速趋近，至滑台压下行程阀，滑台转为工作进给速度进给。工作进给至终点，死挡铁停留，进油路油压升高，到压力继电器KP动作，KA1失电，电磁铁YV1失电，同时KA2得电，电磁铁YV2得电，滑台快速退回原位，压下原位行程开关SQ1，KA2失电，YV2失电，滑台停在原位，一个工作循环结束。

3）照明电路

机床照明灯EL通过控制变压器T1降压为24 V，由开关SA2控制。

4）保护与调整环节

熔断器FU1实现对电动机M1、变压器T1与T2一次侧短路保护。FU2实现对电动机M2与M3短路保护。FU3实现对控制电路短路保护。FU4实现对照明电路短路保护。FU5实现对电磁铁线圈电路短路保护。

三台电动机的过载保护分别由FR1、FR2、FR3热继电器实现。为了保护刀具与工件安全，当其中一台电动机过载时，要求其余两台电动机均停止工作。因此，热继电器的动断触点均应接在控制电路的总电路中。

组合机床是由通用部件和专用部件组成的。组合机床在整机安装、调试过程中，希望各部件能灵活方便地进行单独调试，而不影响其他部件。因此，控制电路应具有对自动加工与调整工作状态的控制作用。

左、右动力头调整点动对刀时，通过操作转换开关SA1于调整位置M，分别按下按钮SB7和SB8实现左、右动力头点动对刀的调整。

液压动力滑台前进、后退的调整是将SA1开关置于M位置，切断KM2与KM3线圈电路，使滑台移动到SQ2与SQ3位置时，左、右铣削动力头不应启动工作。按下点动按钮SB5或SB6，分别使KA1与KA2得电，获得滑台前进与后退的点动调整工作。