优化X62W型铣床控制电路的安装与调试

知识导读

1.X62W 型万能铣床的结构

X62W 型万能铣床主要由床身、主轴、刀杆、横梁、工作台、回转盘、横溜板、升降台底座等几部分组成，如图1.1.5 所示。

2.X62W 型万能铣床运动形式分析

X62W 型万能铣床主轴带动铣刀的旋转运动是主运动，铣床工作台的前后（横向）、左右（纵向）和上下（垂直）6 个方向的运动是进给运动，铣床其他运动如工作台的旋转运动则属于辅助运动，如表 1.1.1所示。

图1.1.5　X62W 型万能铣床结构

表1.1.1　X62W 型万能铣床运动形式和控制要求

3.X62W 型万能铣床原理及分析

（1）X62W 型万能铣床电气控制电路原理图，如图1.1.6 所示。

（2） X62W 型万能铣床主电路分析。

X62W 型万能铣床主电路主要由主轴电动机M1、进给电动机M2、冷却泵电动机M3组成。

1） 主轴电动机M1 拖动主轴带动铣刀进行铣削加工。

正反转通过换相开关SA5 及接触器KM1 配合实现控制，通过串电阻R 和速度继电器KS 实现串电阻瞬时冲动和正反转反接制动，并通过机械进行变速。

2） 工作台进给电动机M2 拖动升降及工作台进给。

变速时的瞬时冲动、6 个方向的常速进给和快速进给是由KM3、KM4 与行程开关SQ1-6、牵引电磁铁YA 配合实现控制。

3） 冷却泵电动机M3 提供冷却液。

冷却泵电动机M3 由SA3 和接触器KM6 配合控制。

4） 电路保护。

总短路保护及M1 的短路保护是熔断器FU1，M2、M3 及控制变压器TC、照明灯EL的短路保护是FU2、FU3、FU4，M1、M2、M3 的过载保护分别是热继电器FR1、FR2、FR3。

（3） X62W 型万能铣床控制电路分析。

1） 主轴电动机的控制，其电路如图1.1.6 所示。

① SB1、SB3 与SB2、SB4 是分别装在机床两边的停止（制动）和启动按钮，实现两地控制，方便操作。

② KM1 是主轴电动机启动接触器，KM2 是反接制动和主轴变速冲动接触器。

③ SQ7 是与主轴变速手柄联动的瞬时动作行程开关。

图1.1.6　X62W 型万能铣床原理图

④ 主轴电动机需启动时，要先将SA5 扳到主轴电动机所需要的旋转方向，然后再按启动按钮SB3 或SB4 来启动电动机M1。

⑤ M1 启动后，速度继电器KS 的常开触点闭合，为主轴电动机的停转制动做好准备。

⑥ 停车时，按停止按钮SB1 或SB2 切断KM1 电路，接通KM2 电路，改变M1 的电源相序进行串电阻反接制动。当M1 的转速低于120 r/min 时，速度继电器KS 的常开触点恢复断开，切断KM2 电路，M1 停转，制动结束。

⑦ 主轴电动机变速时的瞬动（冲动）控制，是利用变速手柄与冲动行程开关SQ7 通过机械上联动机构进行控制的。

变速时，先下压变速手柄，然后拉到前面，当快要落到第二道槽时，转动变速盘，选择需要的转速。此时凸轮压下弹簧杆，使冲动行程SQ7 的常闭触点先断开，切断KM1 线圈的电路，电动机M1 断电；同时SQ7 的常开触点后接通，KM2 线圈得电动作，M1 被反接制动。当手柄拉到第二道槽时，SQ7 不受凸轮控制而复位，M1 停转。

接着把手柄从第二道槽推回原始位置时，凸轮又瞬时压动行程开关SQ7，使M1 反向瞬时冲动一下，以利于变速后的齿轮啮合。但要注意，不论是开车还是停车时，都应以较快的速度把手柄推回原始位置，以免通电时间过长，引起M1 转速过高而打坏齿轮。

2）工作台进给电动机的控制。

工作台的纵向、横向和垂直运动都由进给电动机M2 驱动，接触器KM3 和KM4 使M2实现正反转，用以改变进给运动方向。它的控制电路采用了与纵向运动机械操作手柄联动的行程开关SQ1、SQ2 和横向及垂直运动机械操作手柄联动的行程开关SQ3、SQ4 组成复合联锁控制。即在选择三种运动形式的6 个方向移动时，只能进行其中一个方向的移动，以确保操作安全，当这两个机械操作手柄都在中间位置时，各行程开关都处于未压的原始状态，如图1.1.7 所示。

图1.1.7　主轴变速冲动控制示意图

由原理图1.1.6 可知：M2 电动机在主轴电动机M1 启动后才能进行工作。在机床接通电源后，将控制圆工作台的组合开关SA3-2（21-19）扳到断开状态，使触点SA3-1（17-18）和SA3-3（11-21）闭合，然后按下SB3 或SB4，这时接触器KM1 吸合，使KM1（8-12）闭合，就可进行工作台的进给控制。

① 工作台纵向（左右）运动的控制。

工作台的纵向运动是由进给电动机M2 驱动，由纵向操纵手柄来控制。此手柄是复式的，一个安装在工作台底座的顶面中央部位，另一个安装在工作台底座的左下方。手柄有三个：向左、向右、零位。当手柄扳到向右或向左运动方向时，手柄的联动机构压下行程SQ2 或SQ1，使接触器KM4 或KM3 动作，控制进给电动机M2 的转向。工作台左右运动的行程，可通过调整安装在工作台两端的撞铁位置来实现。当工作台纵向运动到极限位置时，撞铁撞动纵向操纵手柄，使它回到零位，M2 停转，工作台停止运动，从而实现了纵向终端保护。

工作台向左运动：在M1 启动后，将纵向操作手柄扳至向右位置，一方面机械接通纵向离合器，同时在电气上压下SQ2，使SQ2-2 断、SQ2-1 通，而其他控制进给运动的行程开关都处于原始位置，此时使KM4 吸合，M2 反转，工作台向左进给运动。

工作台向右运动：当纵向操纵手柄扳至向左位置时，机械上仍然接通纵向进给离合器，但压动了行程开关SQ1，使SQ1-2 断、SQ1-1 通，使KM3 吸合，M2 正转，工作台向右进给运动。

② 工作台垂直（上下）和横向（前后）运动的控制。

工作台的垂直和横向运动，由垂直和横向进给手柄操纵。此手柄也是复式的，有两个完全相同的手柄分别装在工作台左侧的前、后方。手柄的联动机械一方面压下行程开关SQ3或SQ4，同时能接通垂直或横向进给离合器。操纵手柄有5 个位置（上、下、前、后、中间），5 个位置是联锁的，工作台的上下和前后的终端保护是利用装在床身导轨旁与工作台座上的撞铁，将操纵十字手柄撞到中间位置，使M2 断电停转。

工作台向后（或者向上）运动的控制：将十字操纵手柄扳至向后（或者向上）位置时，机械上接通横向进给（或者垂直进给）离合器，同时压下SQ3，使SQ3-2 断、SQ3-1 通，使KM3 吸合，M2 正转，工作台向后（或者向上）运动。

工作台向前（或者向下）运动的控制：将十字操纵手柄扳至向前（或者向下）位置时，机械上接通横向进给（或者垂直进给）离合器，同时压下SQ4，使SQ4-2 断、SQ4-1 通，使KM4 吸合，M2 反转，工作台向前（或者向下）运动。

③ 进给电动机变速时的瞬动（冲动）控制。

变速时，为使齿轮易于啮合，进给变速与主轴变速一样，设有变速冲动环节。当需要进行进给变速时，应将转速盘的蘑菇形手轮向外拉出并转动转速盘，把所需进给量的标尺数字对准箭头，然后再把蘑菇形手轮用力向外拉到极限位置并随即推向原位，就在一次操纵手轮的同时，其连杆机构二次瞬时压下行程开关SQ6，使KM3 瞬时吸合，M2 做正向瞬动。

④ 工作台的快速进给控制。

为提高劳动生产率，要求铣床在不做铣切加工时，工作台能快速移动。

工作台快速进给也是由进给电动机M2 来驱动，在纵向、横向和垂直三种运动形式6 个方向上都可以实现快速进给控制。

主轴电动机启动后，将进给操纵手柄扳到所需位置，工作台按照选定的速度和方向做常速进给移动时，再按下快速进给按钮SB5（或SB6），使接触器KM5 通电吸合，接通牵引电磁铁YA，电磁铁通过杠杆使摩擦离合器合上，减少中间传动装置，使工作台按运动方向做快速进给运动。当松开快速进给按钮时，电磁铁YA 断电，摩擦离合器断开，快速进给运动停止，工作台仍按原常速进给时的速度继续运动。

3） 圆工作台运动的控制。

应先将进给操作手柄都扳到中间（停止）位置，然后将圆工作台组合开关SA3 扳到圆工作台接通位置。此时SA3-1 断，SA3-3 断，SA3-2 通。准备就绪后，按下主轴启动按钮SB3 或SB4，则接触器KM1 与KM3 相继吸合。主轴电动机M1 与进给电动机M2 相继启动并运转，而进给电动机仅以正转方向带动圆工作台做定向回转运动。

注意事项

（1）主轴电动机需要正反转，但方向的改变不频繁，根据加工工艺的要求，有的工件需要顺铣（电动机正转），有的工件需要逆铣（电动机反转），大多数情况下是一批或多批工件只用一种方向铣削，并不需要经常改变电动机转向。

（2）铣刀的切削是一种不连续切削，容易使机械传动系统发生振动，为了避免这种现象，在主轴传动系统中装有惯性轮，但在高速切削后，停车很费时间，故采用电磁离合制动。(www.xing528.com)

（3）为了防止刀具和机床的损坏，要求只有主轴旋转后，才允许有进给运动。为了减小加工件表面的粗糙度，只有进给停止后主轴才能停止或同进停止。

（4）主轴运动和进给运动采用变速盘来进行还度选择，保证变速齿轮进入良好啮合状态，两种运动都要求变速后做瞬时点动。

X62W 型万能铣床电气元件明细表如表1.1.2 所示。

表1.1.2　X62W 型万能铣床电气元件明细

续表

任务实施

一、准备阶段

实训车间X62W 型万能铣床一台，X62W 型万能铣床说明书，装调工具，仪器仪表，安全用具。

（1）认真研读X62W 型万能铣床电气原理图，明确电气元件种类、型号及数量，清楚各电气元件的连接顺序及控制关系。

（2）列出X62W 型万能铣床元器件清单表，准备好电气元件和导线等材料。对元器件进行常规核对和检测，包括外观、触电、动作、绝缘等。对电动机进行三相电阻平衡、绝缘电阻（绝缘电阻不低于0.5 MΩ）等检测。对变压器一、二侧绝缘电阻和两侧电压进行检测，确保能正常工作。

（3）选择适当的导线。主轴电动机M1 为7.5 kW，宜选用4 mm2 的BVR 塑料铜芯线，进给电动机M2 为1.5 kW，冷却泵电动机M3 为0.125 kW，宜选用1.5 mm2 的BVR 塑料铜芯线，控制电路宜选用1.0 mm2 的BVR 塑料铜芯线。敷设控制板宜选用单芯硬质导线，其他连接可选用同规格多芯软线，导线的耐压等级均为500 V。

（4）控制板选用2.5～5 mm 厚的钢板。

二、操作过程

1.电气控制板的制作

（1） 元器件定位。将元器件进行合理排列定位，并进行标记。注意元器件之间、元器件与柜壁之间距离应恰当、均匀，不影响开关柜门操作。

（2） 按标记进行打孔、攻螺纹、修磨、两面刷防锈漆，正面喷涂白漆，晾干后，将元器件对应的电器标牌固定在图样标示的位置。

（3） 敷线。线路敷设一般有两种方法，一种采用硬线贴板敷设，另一种采用软线走线槽敷设。

（4） 电路检测。根据X62W 型万能铣床电气原理图，核对、检测线路连接，防止错接、漏接、编号错漏等。

2.X62W 型万能铣床的电气安装

安装要求：元器件与底板贴合紧密、固定牢固、横平竖直，同类元器件尽量集中安装。特别要注意以下两点。

（1） 限位开关的安装。限位开关固定要牢固，放置在撞块安全撞压区内，确保撞块在不撞坏的前提下能可靠撞压。

（2） 电动机的安装。电动机的安装一般可以借助起吊装置将电动机水平吊起至中心高度并与安装孔对正，先装好电动机与齿轮箱的连接件并相互对准，再将电动机与齿轮连接件啮合，对准电动机安装孔，旋紧螺栓即可。

3.X62W 型万能铣床的电气连接

导线端子的处理（包括剥线、除锈、镀锡、套编码管等），接线、导线整理绑扎。要求导线连接规范可靠，安装完后对照原理图和接线图进行核对检查，确保无错接、漏接等。

4.X62W 型万能铣床的调试

调试前的检查：

（1） 电源检查。接通试运行电源，用万用表检测三相电源是否平衡，然后拔去控制电路熔芯切断控制电路，接通机床电源开关，观察有无异常现象、有无异味。测量变压器输出电压，若有异常现象，立即关断机床电源，再切断试运行电源，并对异常现象进行分析处理。

（2） 熔断器检查。检查熔丝规格型号是否正确，若接线无误，用万用表检测熔丝是否良好。

（3） 短路检查：主电路检查：断开电源和变压器一次绕组，用500 V 绝缘电阻表测量相相间、相地间电阻，避免短路或绝缘损坏现象。控制电路检查：断开变压器二次绕组，用万用表测量电源线与零线或保护线PE 间是否短路。

整机调试：

（1） 空操作试运行。

断开主电路，短接速度继电器KS 的常闭触点进行空操作运行。

1） 主轴电动机电路。

按下启动按钮SB3 或SB4，KM1 吸合，按下停止按钮SB1 或SB2，KM1 释放，KM2吸合。

主轴电动机启动时，拨动行程开关SQ7，压上SQ7，KM1 失电，KM2 吸合。SQ7 复位，KM2 失电。再次压上，KM2 得电，再次复位SQ7，KM2 失电。

主轴电动机未启动时，拨动行程开关SQ7，压上SQ7，KM2 得电吸合。SQ7 复位，KM2失电释放。

2） 进给电动机电路。

将转换开关SA3 打到断开位置，即圆工作台停止位置。在KM1 吸合后，用带有绝缘手柄的工具压下SQ1 或SQ3，KM3 吸合，松开SQ1 或SQ3，KM3 释放，同样压下SQ2 或SQ4，KM4 吸合，松开SQ2 或SQ4，KM4 释放。

按下工作台快速移动按钮SB5 或SB6，接触器KM5 吸合，松开SB5 或SB6，接触器KM5 释放。

将转换开关SA3 打到接通位置，即圆工作台工作位置。按下主轴启动按钮SB3 或SB4，接触器KM1 和KM3 吸合。按下主轴停止按钮SB1 或SB2，KM1 和KM3 释放。

3） 冷却泵电动机电路和照明电路。

将开关SA1 打到接通位置，接触器KM6 吸合，SA1 打到断开位置，接触器KM6 释放。将开关SA2 打到接通位置，照明灯EL 亮，SA2 打到断开位置时，照明灯EL 灭。

（2） 空载试运行。

空载试运行时，接通主电路，其余操作重复空操作试运行的1）～3）步骤。此时注意观察电动机的启动和运转情况。

按下SB3 或SB4，观察电动机M1 的转向、转速，再依次扳动SQ1～SQ4，观察电动机M2 转向、转速。将SA1 打到接通位置，观察电动机M3 的转向和转速。调整各热继电器的额定电流。调试主轴电动机的制动控制，按下SB1 或SB2 时，电动机M1 应刹车，且在1～2 s 内停转。在空载试运行时，应先拆下连接电动机和变速箱的传动带，以免转速不正确损坏传动机构。

（3） 带载试运行。

经过空操作试运行和空载试运行后，可进行带载逐项试运行。

注意事项

（1）操作时，穿戴好劳动保护用品，规范操作。

（2）操作前，检查仪器仪表和工具，确保安全可靠，使用仪器仪表和工具要规范。

（3）电动机和线路接地要符合要求，严禁使用金属软管作为接地通路。

（4）控制箱外部的导线要穿在导线通道或敷设在机床底座内的导线通道，导线中间不能有接头。

（5）通电试运行时，要在教师的监护下进行，先合上电源开关，后启动按钮，停车时，先按停止按钮，后断开电源开关，严格遵守安全操作规程。