卧式万能铣床电气控制电路及故障排查

卧式万能铣床具有主轴转速高、调速范围宽、操作方便和加工范围广等特点。

1.卧式万能铣床的结构

铣床的结构示意图如图3.10所示。

图3.10　铣床的结构示意图

2.X62W万能铣床的电气控制电路分析

X62W万能铣床的电路图如图3.11所示。图中M1为主轴拖动电动机，其正反转由万能转换开关SA5实现，正常运行时由KM3控制，实现启、停运行控制。KM2的主触头串联两相电阻与速度继电器配合，实现M1的停车反接制动，还可以进行变速冲动控制。M2为工作台进给拖动电动机，由正反转接触器KM4、KM5主触头控制，YA为快速移动电磁铁，由接触器KM6的主触头控制，决定工作台的移动速度，KM6接通为快速移动，断开为慢速自动进给。M3为冷却泵电动机，由接触器KM1控制，单方向运转。

图3.11　X62W万能铣床的电路图

（1）主轴电动机的启停控制。在非变速状态，同主轴变速手柄关联的主轴变速冲动限位开关SQ7不受压。根据所用的铣刀，由SA5选择转向，合上空气开关QS，按下SB3和SB4两地操作按钮就可使KM1通电，进而主轴电动机M1启动运行。实际中X62W铣床较大，为方便操作和提高安全性，可在两处启停M1。

启动控制过程为：按下SB3（或SB4）→KM3（常开触头）自锁→M1直接启动→KS-1（或KS-2）闭合，为反接制动作准备。

需停车时，按下SB1或SB2，KM3随即断电，为了能使M1迅速停车，装有反接制动环节，注意到速度继电器的正向触头KS-1和反向触头KS-2总有一个闭合着，故KM3断电后制动接触器KM2就立即通电，进行反接制动，直至电动机转速接近为0时速度继电器触头全部断开，制动结束。

加工结束需要停止时，按下SB1（或SB2）→KM2（常开触头）自锁→M1串R反接制动→KS-1（或KS-2）断开→KM2（常闭变常开）。

（2）主轴变速冲动控制。实际生产中，X62W铣床主轴变速时，首先将主轴变速手柄微微压下，使它从第一道槽内拔出，然后拉向第二道槽。当落入第二道槽后再旋转主轴变速盘，选好速度，将手柄以较快速度推回原位。若推不上时再一次拉回来、推过去，直至手柄推回原位变速操作才完成。在上述的变速操作中，在将手柄拉到第二道槽或从第二道槽推回到原位的瞬间，通过变速手柄连接的凸轮将压下弹簧杆一次，弹簧杆将碰撞变速冲动开关SQ7，使其动作一次并随即复位。如果原来主轴旋转着，当将变速手柄拉到第二道槽时主轴电动机M1被反接制动速度迅速下降。当选好速度将手柄推回原位时，冲动开关又动作一次，主轴电动机M1低速反转，有利于变速后的齿轮啮合，因此可进行不停车直接变速。如果原来处于停车状态，则在主轴变速操作中SQ7第一次动作时M1反转一下，SQ7第二次动作时M1又反转一下，也可停车变速。如果要求主轴在新的速度下运行，则需要重新启动主电动机。

（3）工作台移动控制。由图可见，工作台移动控制电路电源的一端（回路标号13）串入KM3的自锁触头以保证只有主轴旋转后工作才能进给的联锁要求。进给电动机M2由KM4、KM5控制，实现正反转。工作台移动方向由各自的操作手柄来选择。有两个操作手柄，一个为左右（纵向）操作手柄，当手扳向右时，通过其联动机构将纵向进给离合器挂上，同时将向右进给的按钮式限位开关SQ1压下，则SQ1-1闭合，常闭触头SQ1-2断开；当扳向左时，SQ2受压。另一个为前后（横向）和（升降）十字操作手柄，该手柄有5个位置，即上、下、前、后和中间零位。当扳动十字操纵手柄时，通过联动机构将控制运动方向的机械离合器合上，同时压下相应的限位开关。若向下或向前扳动，则SQ3受压；若向上或向后扳动，则SQ4受压。

图中的SA1为圆工作台转换开关，它是一种二位式选择开关。当使用圆工作台时，SA1-2接通，SA1-1与SA1-3均断开；当不使用圆工作台而使用普通工作台时，SA1-1和SA1-3均闭合，SA1-2断开。图中的SQ6为进给变速冲动开关。

1）工作台左右（纵向）移动。此时除了SA1置于使用普通工作台位置外，十字手柄必须置于中间零位。若要工作台向右进给，则将纵向手柄扳向右，使SQ1受压，KM4通电，M2正转，工作台向右进给。KM4通电的电流通路为：13→SQ6（常闭）→SQ4-2→SQ3-2→SA1-1→SQ1-1→KM4线圈→KM5常闭触头→20。从此电流通路中不难看出，如果操作者同时将十字手柄扳向工作位置，则SQ4-2和SQ3-2中必有一个断开，KM4线圈不能通电，即通过电气方式来实现工作台左右移动同前后及上下移动之间的互锁。若此时要快速移动，则按动SB5或SB6，使KM5以头动方式通电，快速电磁铁线圈YA通电，接上快速离合器，工作台向右快速移动。当按钮松手则恢复向右进给状态。在工作台的左右终端安装了撞块。当不慎向右进给至终端时，左右操作手柄就被右端撞块撞到中间停车位置，用机械方法使SQ1复位，KM4断电，实现了限位保护。工作台向左移动时，电路的工作原理与向右时相似。

2）工作台前后（横向）和上下（升降）移动。若要工作台向上进给，则将十字手柄扳向上，使SQ4受压，KM5通电，M2反转，工作台向上进给。KM5通电的电流通路为：13→SA1-3→SQ2-2→SQ1-2→SA1-1→SQ4-1→KM5线圈→KM4常闭触头→20。上述电流通路中的常闭触头SQ2-2和SQ1-2用于工作台前后及上下移动同左右移动之间的互锁。类似地，若要快速上升按动SB5或SB6即可。另外，也设置了上下限位保护用终端撞块。工作台的向下移动控制原理与向上移动控制类似。若要工作台向前进给，则只需将十字手柄向前，就使得SQ3受压，KM4通电，M2正转，工作台向前进给。工作台向后进给可将十字手柄向后扳动实现。

3）工作台的主轴停车快速移动。工作台也可在主轴不转时进行快速移动，这时可将主轴电动机M1的换向开关SA5扳向停止位置，然后扳动所选方向的进给手柄，按下主轴启动按钮和快速按钮，KM2（或KM3）及KM1通电，工作台便可沿选定方向快速移动。

（4）工作台各运动方向的联锁。在同一时间内，工作台只允许向一个方向移动，各运动方向之间的联锁是利用机械和电气两种方法来实现的。工作台向左、向右控制是同一手柄操作的，手柄本身起到左右移动的联锁作用。同理，工作台的前后和上下4个方向的联锁是通过十字手柄本身来实现的。工作台的左右移动同上下及前后移动之间的联锁是利用电气方法来实现的，电气联锁原理已在工作台移动控制原理分析中讲到了，此处不再赘述。

（5）工作台进给变速冲动控制。与主轴变速类似，为了使变速时齿轮易于啮合，控制电路中也设置了瞬时冲动控制环节。变速应在工作台停止移动时进行，操作过程是：先启动主轴电动机M1，拉出蘑菇形变速手轮，同时转动至所需要的进给速度，再把手轮用力向外拉并立即推回原位。在手轮拉到极限位置时，其连杆机构推动冲动开关SQ6，使SQ6-2断开，SQ6-1闭合，由于手轮很快被推回原位，因此SQ6短时动作，KM4短时通电，电动机M2短时冲动。KM4通电的电流通路为：回路标号13→SA1-3→SQ2-2→SQ1-2→SQ3-2→SQ4-2→SQ6（常开）→KM4线圈→KM5常闭触头→20。可见，若左右操作手柄和十字手柄中只要有一个不在中间停止位置，此电流通路便被切断，保证了变速冲动只能在工作台停止移动时进行。

（6）圆工作台控制。在使用圆工作台时，要将圆工作台转换开关SA1置于圆工作台“接通”位置，而且必须将左右操作手柄和十字手柄置于中间停车位置。然后按动主轴启动按钮SB3或SB4，主轴电动机M1启动，进给电动机M2也因KM4的通电而旋转，由于圆工作台的机械传动已接上，因此也随之旋转。这时，KM4的通电电流通路为：回路标号13→SQ6（常闭）→SQ4-2→SQ3-2→SQ1-2→SQ2-2→SA1-2→KM4线圈→KM5常闭触头→20。显见，通路中的SQ1～SQ4 4个常闭触头为联锁触头，对圆工作台转动与工作台三种移动起联锁保护作用，即只有在移动手柄处于“停止”位置时工作台才能转动。圆工作台也可通过蘑菇形变速手轮变速。另外，当圆工作台转换开关SA1置于“断开”位置而左右及十字操作手柄置于中间“零位”时，也可用手动机械方式使它旋转。

（7）冷却泵电动机的控制。冷却泵电动机M3的启停由转换开关SA3直接控制，无失压保护功能，不影响安全操作。

（8）辅助电路及保护环节分析。机床的局部照明由变压器T供给36V安全电压，灯开关为SA4。M1、M2和M3为连续工作制，由FR1、FR2和FR3实现过载保护。由FU1、FU2实现主电路的短路保护，FU3实现控制电路的短路保护及照明电路的短路保护。另外，还有工作台终端极限保护和各种运动的联锁保护，前面已详细叙述过。

3.铣床故障分析

（1）故障①点：快速进给电磁铁不能动作。故障原因是电磁铁YA断开。

（2）故障②点：制动回路失效。故障原因是变压器TC 380V/127V副边线圈断开。

（3）故障③点：照明灯EL1不亮。故障原因是转换开关SA4断开。

（4）故障④点：电源指示灯HL1不亮。故障原因是熔断器FU3断开。(www.xing528.com)

（5）故障⑤点：除冷却泵电动机M3外，其他控制均失效。故障原因是⑤处接线端子断开。

（6）故障⑥点：开机冷却泵电动机M3即启动，控制失效。故障原因是转换开关SA3短路。

（7）故障⑦点：冷却泵电动机M3失效。故障原因是⑦处接线端子断开。

（8）故障⑧点：主轴电动机M1冲动失效。故障原因是行程开关SQ7常开触头断开。

（9）故障⑨点：主轴电动机M1正转反接制动失效。故障原因是按钮SB1常开触头断开。

（10）故障⑩点：除冷却泵M3及主轴M1冲动外，其余控制均失效。故障原因是按钮SB1常闭触头断开。

（11）故障⑪点：主轴正转不能启动。故障原因是按钮SB2常闭触头断开。

（12）故障⑫点：一处主轴M1启动失效，另一处好。故障原因是按钮SB3常开触头断开。

（13）故障⑬点：主轴M1不能正常启动。故障原因是接触器KM2辅助常闭触头断开。

（14）故障⑭点：主轴M1只有点动，不能自锁。故障原因是接触器KM3辅助常开自锁触头断开。

（15）故障⑮点：工作台进给控制及快速进给控制失效，进给电动机M2不能正常运转。故障原因是⑮处的接线端子断开。

（16）故障⑯点：进给不能冲动。故障原因是行程开关SQ6常开触头断开。

（17）故障⑰点：圆工作台的进给控制及快速进给全失效。故障原因是⑰处接线端子断开。

（18）故障⑱点：圆工作台控制开关处于断开位置时，进给控制向前、向下、向后、向上失效，进给冲动也没有。故障原因是行程开关SQ2-2断开。

（19）故障⑲点：圆工作台控制开关处于断开位置时，进给控制向前、向下、向后、向上失效，进给冲动也没有。故障原因是行程开关SQ1-2断开。

（20）故障⑳点：工作台向上、向后失效。故障原因是行程开关SQ3-1断开。

（21）故障㉑点：圆工作台控制开关处于接通位置时圆工作台控制全部失效。故障原因是转换开关SA1-2断开。

（22）故障㉒点：一处快速进给有效，一处无效。故障原因是按钮SB6断开。

（23）故障㉓点：两处快速进给全部失效。故障原因是㉓处接线端子断开。

（24）故障㉔点：KM1线圈断开。

（25）故障㉕点：KM2线圈断开。

（26）故障㉖点：KM3线圈断开。

（27）故障㉗点：KM4线圈断开。

（28）故障㉘点：KM5线圈断开。

（29）故障㉙点：KM6线圈断开。

故障㉔～故障㉙都属于器件线圈故障，对应的现象是HL2～HL6指示灯不亮，需根据实际故障修复或更换相应器件。

（30）故障㉚点：进给电动机M2不能正常启动。故障原因是接触器KM4辅助常闭触头断开。

综上所述，常用机床出现的故障现象一般有电动机的转动是否正常以及各器件指示灯的亮灭和各运行情况指示灯的亮灭。造成这些现象的原因一般有断线、错线和器件各部分故障等，实际应用中要根据实际出现的故障现象结合第1章中各器件故障的分析进行认真分析处理。