Z3040型摇臂钻床的电气控制方案

1.钻床工作情况

钻床是一种孔加工机床,用于在大、中型零件上进行钻孔、扩孔等加工。因此,一般要求钻床的主轴运动和进给运动有较宽的调速范围。钻床种类很多,有台式、立式、卧式钻床以及摇臂钻床、深孔钻床、多轴钻床等。摇臂钻床具有操作方便、灵活、适用范围广等特点,特别适用于多孔大中型零件的孔加工,是机械加工中常用的机床,如图2-79所示。这里介绍Z3040型摇臂钻床,摇臂钻床主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱及工作台等部分组成。

2.摇臂钻床电气拖动特点及控制要求

Z3040型摇臂钻床在加工前,通过摇臂的回转和升降、主轴箱的移动来调整位置。加工时,主轴箱由夹紧装置紧固在摇臂导轨上,摇臂紧固在外立柱上,外立柱又紧固在内立柱上。主轴带动刀具旋转并向下垂直进给,实现钻孔、攻螺纹等加工。

Z3040型摇臂钻床的主运动是主轴的旋转运动,进给运动是主轴的上下移动。两者都由主轴电动机拖动,加工螺纹要求的主轴正反转、主轴的上下进给以及主轴和进给的变速都通过机械方法实现,因此主轴电动机只要求单向转动,不需要调速。

图2-79 摇臂钻床

Z3040型摇臂钻床的辅助运动包括:摇臂沿外立柱的垂直移动,主轴箱沿摇臂的径向移动以及摇臂与外立柱一起相对于内立柱的回转运动。前者采用摇臂电动机拖动,通过螺旋传动来实现,要求电动机能正反转;后两者为手动。但是,所有上述辅助运动都必须在夹紧装置松开的情况下进行。夹紧装置的控制通过液压泵电动机拖动液压泵驱动夹紧机构来实现,因此要求液压泵电动机能正反转,点动控制。

此外,冷却泵电动机带动冷却泵提供冷却液,只要求单向旋转。考虑到各电动机的功率和各转动部分转动惯量都不大,因此全部电动机都可采用全压起动,也无需制动。

Z3040型摇臂钻床还具有联锁与保护环节以及安全照明、信号指示电路。(www.xing528.com)

图2-80为Z3040型摇臂钻床的电气控制原理图。本电路较复杂,所使用的元件如列表所示。

(1)主电路分析。电源由总开关QS引入,主轴电动机M1由KM1控制单向旋转,主轴的正反转由液压系统配合离合器来完成。摇臂升降电动机M2由接触器KM2、KM3来控制其正反转。液压泵电动机M3拖动液压泵以实现摇臂的松开/夹紧,并由接触器KM4、KM5控制正反转。冷却泵电动机由SA1控制。

(2)控制电路分析。主轴电动机M1的起动:按下起动按钮SB2￫接触器KM1线圈得电￫M1转动。

M1的停止:按下停止按钮SB1￫接触器KM1线圈失电￫M1停止。这就是一个简单的自锁电路。

摇臂升降(发出摇臂移动信号￫发出松开信号￫摇臂移动,摇臂移动到所需位置￫夹紧信号￫摇臂夹紧)、主轴箱与立柱的夹紧和放松、冷却泵电动机M4控制、完善的联锁与保护、照明与信号指示电路分析、HL1为主轴箱与立柱松开指示灯(可以手动使主轴箱水平移动或推动摇臂连同外立柱绕内立柱回转)、HL2为主轴箱与立柱夹紧指示灯(可以进行钻削加工)、HL3为主轴电动机起动旋转指示灯(可以对主轴控制)、EL为机床局部照明灯。

图2-80 Z3040型摇臂钻床的控制原理图