Z5163电路控制分析说明

Z5163立式钻床的电气控制系统电路图如图2-4所示，所用的电气元件见表2-3。下面分析其工作过程。

表2-3 Z5163电气元件表

1.主电路分析

钻床的电源采用三相380V交流电源，由隔离开关QS1引入，主电路中包含三台电动机的驱动电路。交流接触器KM1、KM2分别控制主电动机M1的正转和反转；主轴快速移动电动机M2由中间继电器KA1、KA2控制其快速向上、向下移动，在快速电动机停止时，接通KM3，将直流电接入到交流电动机的定子绕组中实现能耗制动；冷却泵电动机M3的起动与停止由中间继电器KA3控制，在自动循环过程中，可以自动接通与断开，在手动状态和不需要切削液时，可以手动控制其开关。

图2-4 Z5163立式钻床的电气控制系统电路图

图2-4 Z5163立式钻床的电气控制系统电路图（续）

2.控制过程说明

Z5163立式钻床控制电路如图2-4b所示。380V交流电源经熔断器FU3加至控制变压器TC3一次绕组端，经降压后输出110V交流电压给控制电路供电。此外，照明指示灯、操作信号电路指示灯以及整流电路分别由变压器TC1、TC2供电。

Z5163立式钻床根据需要可以在生产效率要求不高时实现手动钻孔；也可以在生产效率要求高时，将工件装夹好以后实现自动进给加工，按照钻孔或者攻螺纹循环的需要自动加工，由于工件的装卸不能实现自动，所以只能叫做半自动循环。下面分别介绍Z5163立式钻床的三种操作控制方式。

（1）手动操作钻孔和攻螺纹

将转换开关（SA1-1、SA1-2）扳至“手动”位置（图中虚线位置），因SA1-2闭合，使得手动操作指示灯HL1亮。根据需要选择转换开关SA2-1、SA2-2和SA3，SA4扳至闭合进刀位置，为操作做好准备。

按下按钮SB3，接触器KM1得电吸合并自锁，其自锁电路为:SB1常闭→SA1-1→KA4常闭→KM1辅助常开触点→KT3的瞬动常闭触点→KM2互锁常闭触点→KM1线圈。主轴电动机M1正常起动运转（正转），钻床主轴正向转动。同时，进给电磁离合器线圈YC得电，其电路为:从整流器VC1正极→KM1常开触点→KT1的瞬动常闭触点→SA4常开触点→YC线圈→回到VC1的负极。YC得电，离合器闭合，接通从主电动机到进给主轴套筒齿条的传动链，实现钻削过程中的自动进给。

按下按钮SB5，接触器KM2得电吸合，主轴电动机M1反向起动运转，钻床主轴反向起动运转。KM2常开触点闭合，通电延时时间继电器KT2线圈得电，KT2的常开延时闭合触点延时闭合，KM2延时自锁，其自锁电路为:SB1常闭触点→SA1-1→KM2的辅助常开触点→KT2的延时闭合常开触点→SA2-1→KM1互锁常闭触点→KM2线圈。

按下急停按钮SB1，接触器KM1或KM2失电释放，主轴电动机M1停止运转。此时按下主轴快速上移按钮SB4，中间继电器KA2得电吸合，快速移动电动机M2反向起动运转，主轴快速向上移动。松开按钮SB4时，KA2得电释放，M2停止运转，主轴快速上移停止。当按下主轴快速下移按钮SB2时，中间继电器KA1得电吸合，快速移动电动机M2正向起动运转，主轴快速向下移动。同理，松开按钮SB2时，M2停止运转，主轴停止。此过程均采用点动控制。(www.xing528.com)

（2）钻孔半自动循环

将转换开关（SA1-1、SA1-2）扳至“半自动循环”位置（图中实线位置），因SA1-1闭合接通半自动循环指示灯，HL2亮。合上开关SA2-2，将开关SA2-1扳至“钻孔”位置（图中实线位置），开关SA4可在任意位置，因SA1-1闭合，使其中间继电器KA4得电，同时中间继电器KA4接通，其常开触点闭合，常闭触点断开，并为半自动循环做好准备。

半自动钻孔的自动循环过程是:主轴箱在原点，按下起动按钮→主轴快速向下移动→距离工件表面一定距离时，停止快进，并制动快速移动电动机M2→钻头转动，并自动进给钻孔→钻孔结束，延时停止→快速移动电动机反转→钻头快速后退向上→到达原点，快速移动电动机制动停止。下面分别介绍各环节的控制:

1）快速向下。当主轴箱在原位时，行程开关SQ1压下，此时按下按钮SB2，中间继电器KA1得电吸合并自锁，其自锁回路为:SB1常闭触点→SQ2常闭触点→KA1自锁触点→KA4常开→KM1常闭触点→KA2常闭互锁触点→KA1线圈。快速移动电动机M2正向起动运转，钻床主轴快速下行。

同时，时间继电器KT1得电吸合，为电动机M2的停车能耗制动做好准备。主轴下行到距离工件表面一定距离（可以根据工件尺寸调整，一般为3~5mm），这时，压合行程开关SQ2。

2）向下制动停止。SQ2被压下，使中间继电器KA1失电释放，同时时间继电器KT1释放，KA1常闭触点使接触器KM3得电吸合，其主触点闭合，将VC2整流后的直流电接入电动机M2的定子绕组中，进行能耗制动；KM3的电路为:SB1→KT1的延时触点闭合（KT1线圈得电时）→KA1常闭触点→KA2常闭触点→KM3线圈。

由于KA1断电，则时间继电器KT1线圈断电，KT1是断电延时型时间继电器，其延时触点将延时动作，在KM3回路中的KT1延时触点将延时断开，使接触器KM3释放，能耗制动结束。

3）钻头自动加工。在KM3得电时，其常开触点闭合，自动接通接触器KM1线圈电路并自锁，其自锁电路是:SB1常闭触点→SA1-1→SQ1常闭→KA4常开→KA4常开→KM1常开→KT3瞬动常闭→KM2互锁常闭触点→KM1线圈。主轴电动机M1正向起动运转，同时KM1的辅助常开触点闭合使电磁离合器YC吸合，接通进给传动链，自动进给。

此外，行程开关SQ2被压合时，中间继电器KA3得电吸合，得电电路为:SB1常闭→SA1-1实线→SQ1常闭→KA4常开→KA4常开→SQ2常开→KT1辅助常开→SA3→KA2常闭触点→KA3线圈。冷却泵电动机M3起动运转，供给切削液。KA3同时还自锁，自锁回路为:SB1常闭→SA1-2→SQ1常闭→KA4常闭→KA4常闭→KA3自锁常开触点→KA3线圈。冷却泵电动机转动，为钻孔提供切削液。

4）钻孔结束，快速返回。钻孔达到要求深度时，行程开关SQ3被压合（根据工件尺寸调整），接通时间继电器KT2线圈回路电源，KT2为通电延时时间继电器，其常开触点延时闭合；使得中间继电器KA2线圈延时吸合，其得电电路为:SB1常闭触点→SA1-2→SQ1常闭触点→KA4常开触点→KA4常闭触点→SQ3常开触点（此时压下闭合）→KT2延时闭合的常开触点→SA2-1→KM2常闭触点→KA1常闭→KA2线圈。使电动机M2旋转带动主轴快速向上移动。

在向上快速退回之前，中间继电器KA2的常开触点闭合，使时间继电器KT1又得电吸合，为能耗制动做好了准备；KT1的瞬动常闭触点断开，使YC断电，将进给传动链先行分开，然后才能快速向上运动。

5）结束停止。到行程开关SQ1被压合时，KT1、KM1和KA2线圈均断电释放，电动机M1和M2断电。中间继电器KA2的常闭触点恢复闭合，KT1的延时触点继续闭合（将延时断开），接触器KM3吸合，由整流器VC2提供的直流电通入电动机M2的定子绕组，使电动机M2快速停止运转，从而实现能耗制动控制，能耗制动时间由KT1的设定时间决定。

（3）攻螺纹半自动循环

将转换开关SA1-1和SA1-2扳至“半自动循环”位置（图中实线位置），SA2-2闭合；再将SA2-1扳至攻螺纹位置（图中虚线位置）；SA3根据需要进行选择，SA4置于适当位置，为操作做好准备。攻螺纹自动循环的控制过程与钻孔循环不同之处是，加工完毕以后，刀具不能快速退回，只能反转工退，当退出到工件表面以外时，再快速向上退回到原点。快进和工进过程与钻孔过程一样。下面介绍加工结束后的控制过程。

1）工退。攻螺纹结束，行程开关SQ3被压合时，时间继电器KT2、KT3吸合，KT2的常开触点延时闭合，使接触器KM2得电吸合，其得电回路为:SB1常闭触点→SA1-2→SQ1常闭→KA4常开→KA4常开→SQ3常开（压下闭合）→KT2延时触点（延时闭合）→SA2-1→KM2线圈。主轴电动机M1反向起动运转。KT3为攻螺纹结束后主轴向上快速移动做好准备，丝锥从工件中退出。

2）快退向上。当丝锥从工件中退出后，会压下行程开关SQ2，使KM2线圈断电，主电动机停止转动，电磁离合器YC断电分开；中间继电器KA2线圈电路得电吸合，其得电回路为:SB1常闭触点→SA1-2→SQ1常闭触点→KA4常开触点→KA4常开触点→SQ2常开触点→KT3延时断开的常开触点（已经闭合）→KM2常闭触点→KA1常闭触点→KA2线圈。KA2得电并自锁，快速移动电动机M2反向起动运转，使主轴向上快速移动。当快退到起点位置时，行程开关SQ1再次被压下，M2断电并进行能耗制动控制，攻螺纹半自动循环结束。