电路控制设计及说明

为了满足加工要求，综合考虑工艺、机床结构特点，所设计的双面分级进给组合机床的继电器控制电气原理图如图11-4所示，所用低压电气元件见表11-1。

表11-1 深孔钻削组合机床低压元件表

图11-4 双向分级进给深孔加工电气原理图

图11-4 双向分级进给深孔加工电气原理图（续）

1.主电路

双向分级进给的深孔加工组合机床主要电动机包括左动力头电动机M1、右动力头电动机M2、左快进电动机M4、左工进电动机M3、右快进电动机M6、右工进电动机M5。其中，左、右滑台的快进电动机M4和M6需要正、反转，其他电动机都是单向转动；所有电动机都需要进行过载保护和短路保护。

2.控制电路

（1）动力头电动机控制

当按下按钮SB1时，接触器KM1和KM2线圈得电并自锁，分别接通电动机M1和M2电动机的主电路，左、右动力头电动机带动钻头作旋转主运动。接触器KM1和KM2的辅助常开触点闭合，分别为左、右滑台的进给循环电路工作做好了准备。

当按下按钮SB2时，接触器KM1和KM2线圈电路断开，M1和M2主电路断开，转动停止。

在自动循环过程中，按下按钮SB1实现起动，但当左、右滑台循环结束时，左、右滑台分别压下行程开关SQ1、SQ6，其常闭触点断开，并且滑台快退返回，中间继电器KA2和KA4线圈得电，其常闭触点断开，所以当滑台都快退到原点位置时，接触器KM1、KM2线圈断电，左、右动力头电动机自动停止。

在机床调整过程中，通过转换开关SA1和SA2可以避开接触器KM1和KM2线圈，实现主电动机的单独调整。当SA1断开时，按下按钮SB1，则只有接触器KM2被接通，KM1不能接通，电动机M2转动，M1则不动。当只需要调整M1时，则将SA2断开。

（2）自动循环过程控制电路

自动循环工作前的准备条件:

①动力头电动机已经起动。

②滑台停留在起点位置。左、右滑台的起点行程开关SQ1和SQ6被压下，常开触点闭合。

③工件已经被夹紧。当工件夹紧时，压力继电器KP触点闭合。夹紧部分没有直接画出，可以参考前面的液压夹紧示例。

1）左滑台工作循环。

①快进。当左动力头电动机起动时，其控制接触器KM1的常开触点已闭合，只要夹紧装置一夹紧工件，回路压力增加，压力继电器KP的触点就闭合，接触器KM4线圈回路接通，线圈得电并自锁，电动机M4主电路接通，M4带动左滑台作快速进给运动。

当左滑台快速运动到距离工件表面一定距离时，压下行程开关SQ2，KM4线圈电路切断，电动机M4停止转动。(www.xing528.com)

②工进。SQ2被压下时，截断了接触器KM4的线圈回路，同时接通了接触器KM3的线圈电路，KM3线圈得电并自锁，主触点闭合，接通左滑台的工进电动机M3，M3带动左滑台作一次工进，左动力头开始第一次钻削工件孔。

当钻削头开始钻削工件孔时，KM3的常开触点闭合，使时间继电器KT1线圈（通电延时型）得电并自锁，开始计时（在设计中，利用定时时间来控制工进长度），当计时时间到达KT1的整定时间时，其延时触点动作，延时断开的常开触点断开，切断KM3线圈电路，电动机M3停止转动。

③快退。时间继电器KT1延时闭合的常开触点闭合，接通接触器KM5的线圈回路，KM5得电并自锁，接通左滑台的快进电动机M4的反转电路，电动机M4反转，带动左滑台快速后退。当滑台快速后退到行程开关SQ3处（一般设置在工件孔外一定的位置），能够使刀具把切屑带出，并得到切削液的喷淋，第一次短行程切削循环结束。

④往返自动循环进给。行程开关SQ3被压下，KM4线圈得电并自锁，左滑台电动机M4正转电路接通，滑台快进，当压下行程开关SQ2时，M4断电，又转换成M3起动，滑台工进，KT1延时，以此下去循环往复。

⑤最后一次快退。左滑台带动动力头反复进给，当加工到工件中间位置时，压下行程开关SQ4，其常开触点闭合，接通中间继电器KA2线圈回路，KA2得电并自锁，其常开触点接通中间继电器KA1，KA1线圈得电并自锁。KA1的常开触点闭合，将KM5线圈回路中的行程开关SQ3的常闭触点短接，使得左滑台在快速退回经过行程开关SQ3时，SQ3被压下，常闭触点断开。但由于KA1的常开触点闭合，所以KM5仍然得电，滑台继续快退，直到压下行程开关SQ1，SQ1的常闭触点断开，KM5才断电，电动机M4停止。

另外，在KA2得电的同时，直流电磁铁YA1得电，产生电磁力把复位挡销抬起，将滑动挡铁挡住，令其复位。当滑台向后运动，压下行程开关SQ5，SQ5的常闭触点断开，使KA2断电，挡销落下，滑动挡铁随同滑台复至原位，KA1断电。由此可见，中间继电器KA2的作用是产生加工结束信号，并控制滑动挡铁的复位，而中间继电器KA1则主要是控制滑台顺利后退到原位。

2）右滑台工作循环。一般情况下，左、右滑台的加工长度各占一半，加工时间基本相当，当进给到中间位置时，容易发生刀具相撞事故。为了避免发生这种情况，采取的方法是，右滑台后于左滑台开始进给，当到达中间位置时，左滑台先到达，右滑台后到达，避免了同时到达。

①延后进给。当左滑台由快进转换到开始工进时，接触器KM3得电并自锁，其常开触点闭合，时间继电器KT3得电并自锁，定时开始，此时左滑台仍然在工进。当定时时间到达整定值时，KT3的延时触点动作，其延时闭合的常开触点闭合，使接触器KM7线圈电路接通，KM7得电并自锁。右滑台的工作循环开始。

②快进过程。KM7得电，电动机M6正转。其电路如下:电源经过热继电器FR5和FR6的常闭触点→SA6的常闭触点→接触器KM2的常开触点闭合→KA3的常闭触点→KM8的互锁常闭触点→SB6→SQ7常闭触点→KT3的延时动合触点→KM7线圈。

③工进过程。快进到SQ7处，KM7电路切断，接触器KM6得电，电动机M5得电起动，滑台工进。其电路如下:电源经过热继电器FR5和FR6的常闭触点→SA6的常闭触点→接触器KM2的常开触点闭合→KA3的常闭触点→KM8的互锁常闭触点→SQ7动合触点闭合→KT2延时动断触点→KM6线圈。

同时，接触器KM6的常开触点闭合，使时间继电器KT2线圈（通电延时型）得电并自锁，计时确定工进长度。

④快退过程。KT2计时时间到，延时动合触点闭合，KM8线圈电路接通，电动机M6反转，滑台快退。其电路如下:电源经过热继电器FR5和FR6的常闭触点→SA6的常闭触点→接触器KM2的常开触点闭合→原位行程开关SQ6常闭触点→快退终点行程开关SQ8的常闭触点→SB5→KT2延时动合触点闭合→KM7常闭互锁触点→KM8线圈。

⑤自动分级进给循环。右滑台快退到SQ8位置，又自动接通KM7线圈电路，快进电动机M6正转，快进到SQ7位置后，又自动接通KM6线圈电路，M6断电停止，M5转动，带动滑台工进，以此往复循环，孔的加工深度不断增加，直到压下终点行程开关SQ9。

⑥最后一次快退。SQ9的常开触点闭合，中间继电器KA4、KA3线圈得电并自锁，KA3的常开触点闭合，KM8线圈得电。电路如下:电源经过热继电器FR5和FR6的常闭触点→SA6的常闭触点→接触器KM2的常开触点闭合→原位行程开关SQ6常闭触点→KA3的常开触点→SB5→KA3的常开触点闭合→KM7常闭互锁触点→KM8线圈。电动机M6的反转电路接通，M6反转，带动滑台快退，在经过SQ8位置时，由于KA3短接了SQ8的常闭触点，所以KM8继续得电，M6带动滑台继续后退，直到返回原位，SQ6被压下，SQ6的常闭触点断开，KM8断电，电动机M6停止。

另外，控制右滑台滑动挡铁的是中间继电器KA4，其作用与左滑台的中间继电器KA2相同，不再叙述。整个自动循环流程图如图11-5所示。

3）撞刀避免控制。为了避免两把刀具同时到达中间位置发生撞刀，在控制电路的设计上，主要考虑了以下两个方面:一是在时间上左滑台先于右滑台进给，由时间继电器KT3整定的时间决定延后时间；二是考虑左滑台压下终点行程开关SQ4时，右滑台立即后退，即左滑台压下行程开关SQ4时，接触器KM8立即得电，无论右滑台是在快进还是工进，后退到退离线后再行循环进给，这就能够完全避免相撞。

图11-5 自动循环流程图

（3）调整控制电路

1）左、右滑台的调整。在组合机床的自动工作循环之外，往往需要调整，如行程开关位置的确定、机床的维修、试切、故障处理等。在深孔加工双面进给组合机床上，左、右滑台的调整控制可以先将转换开关SA3、SA4闭合以摘除对应的动力头，同时将电动机快进置于点动状态，当按下按钮SB3时，左滑台快进电动机点动前进；按下按钮SB4时，左滑台快速后退；按下按钮SB5时，右滑台快进电动机点动前进；按下按钮SB6时，右滑台快速后退。

2）故障向后。当在加工过程中出现故障，需要停车返回时，先按下停止按钮SB2，动力头先断电停车，然后按下按钮SB7或SB8，如果是左滑台出现问题，则按下SB7，KA2得电并自锁，一方面接通中间继电器KA1，接通最后一次快退的电路，避免经过SQ3时滑台折回；另一方面，使滑动挡铁复位，为下一次循环做好准备。右滑台类似，不再叙述。

3）过扭后退。当钻头磨损或钻屑中碰到硬点，导致钻头扭矩增大时，需要滑台及时后退，避免钻头被折断，以保护钻头，同时提高了效率。常用的过扭后退保护装置是载荷继电器，KZ1、KZ2分别为左、右动力头上的载荷继电器的常开触点。加工时，当铁屑增多、阻力增大时，驱动电动机绕组电流增加，在其信号电阻上的电压降增加，即发生过扭时，KZ1或KZ2的触点闭合，使中间继电器KA2得电自锁，驱动相应的滑台快速后退到原位。